CN106479527A - 一种利用秸秆燃烧放热进行垃圾制炭*** - Google Patents

一种利用秸秆燃烧放热进行垃圾制炭*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用秸秆燃烧放热进行垃圾制炭***，主要由秸秆燃烧炉(2)、垃圾干燥炉(8)、炭化炉(13)、热解气循环风机(14)、导热油换热器(3)、导热油循环泵(12)、鼓风机(1)、引风机(6)、冷却塔(9)、酸洗塔(5)、烟囱(4)等组成。本发明利用秸秆燃烧放出来的热量对垃圾进行预热和炭化，整个***实现以废治废，无臭氧和焦油排放，安全可靠。同时相比间接加热炭化炉如电加热炉、夹套加热炉等，本发明采用秸秆燃烧放热给炭化炉提供热源，利用农业废弃物，实现以废治废，运行成本大大降低。

Description

一种利用秸秆燃烧放热进行垃圾制炭***
技术领域
本发明涉及固废资源化利用与土壤修复领域，具体涉及一种利用秸秆燃烧放热进行垃圾制炭***。
背景技术
随着经济迅速发展，城镇垃圾迅猛增加，一方面污染土壤、水体和大气，传播疾病，另一方面又是当今世界唯一不断增长的资源。如何在无害化、减量化的同时对垃圾中的资源进行充分利用，是世界各国所面临的重要问题。
垃圾热解制取生物炭在资源综合利用、节能、减少温室气体排放、以废治废等方面具有明显的优势，所制取的生物碳具有很高的电荷密度和大量的表面负电荷，能吸附水、土壤或沉积物中的无机离子(如Pb2+、Hg2+和NO3-等)以及极性或非极性有机化合物，可用于处理废水和污染的土壤。另外生物碳还作为土壤活性调理剂，通过添加氮磷钾，制成生物肥料。因此，垃圾热解制取生物炭技术越来越被认为是解决垃圾处理问题最佳处理技术之一。.
市面上的间接加热炭化炉(如电加热炉、夹套加热炉)运行成本高，并且现有烧炭技术均是将产生的废气直接排放或作简易处理，不具备转化再利用的条件，因此存在着一定的浪费。
本发明提出一种利用秸秆燃烧放热进行垃圾制炭***，一方面将生活垃圾变成生物炭，变废为宝；另一方面，利用农村丰富的秸秆，将秸秆燃烧所放出的热量提供给垃圾干燥和热解过程，为秸秆和垃圾处理同时提供一种出路。
发明内容
针对以上缺陷，本发明的目的是提供一种能将秸秆和生活垃圾合理利用，进一步变成生物炭的利用秸秆燃烧放热进行垃圾制炭***。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种利用秸秆燃烧放热进行垃圾制炭***，包括秸秆燃烧炉(2)、导热油换热器(3)、垃圾干燥炉(8)、冷却塔(9)和炭化炉(13)，所述秸秆燃烧炉(2)的排气口通过气体管道与导热油换热器(3)的进气口连接，所述导热油换热器(3)的出油口通过输油管道与垃圾干燥炉(8)的进油口连接，所述垃圾干燥炉(8)的排气口通过气体管道与冷却塔(9)的进气口连接，且所述冷却塔(9)的排气口通过气体管道与秸秆燃烧炉(2)的进气口连接；
所述垃圾干燥炉(8)的出油口通过输油管道与导热油换热器(3)的进油口连接，且所述垃圾干燥炉(8)的垃圾出口通过垃圾管道与炭化炉(13)的垃圾入口连接；
所述秸秆燃烧炉(2)的排气口通过气体管道与炭化炉(13)的进气口连接，所述炭化炉(13)的排气口通过气体管道与秸秆燃烧炉(2)的进气口连接。
进一步的，所述导热油换热器(3)的排气口通过气体管道连接烟囱(4)，且导热油换热器(3)至烟囱(4)的连接管道上依次安装有除尘器(7)、引风机(6)和酸洗塔(5)。
进一步的，所述垃圾干燥炉(8)出油口与导热油换热器(3)进油口的连接管道上安装有导热油箱(11)和导热油循环泵(12)。
进一步的，所述垃圾干燥炉(8)垃圾出口连接炭化炉(13)垃圾入口的管道上安装有锁气阀(10)。
进一步的，所述炭化炉(13)排气口连接秸秆燃烧炉(2)进气口的管道上安装有热解气循环风机(14)。
进一步的，所述秸秆燃烧炉(2)通过气体管道连接有鼓风机(1)。
本发明的有益效果为：
1.相比间接加热炭化炉(如电加热炉、夹套加热炉)，本发明采用秸秆燃烧放热给炭化炉提供热源，利用农业废弃物，实现以废治废，运行成本大大降低。
2.本发明采用高温烟气直接与垃圾接触，干燥速率和炭化速率大，整个截面反应均匀，不会出现局部过热或过冷现象。炭化炉可采用耐火砖+保温砖+外碳钢护板结构，投资成本小。相比炭化炉采用间接加热方式，具有传热快、炭化速率高、设备简单、故障率低、能耗小、设备投资低等特点。另外炭化炉单台处理量大大超过间接加热炭化炉。
3.炭化炉产生的可燃组分和焦油作为燃烧风通入秸秆燃烧炉，一方面实现能量梯级利用，无能量浪费；另一方面解决焦油污染环境问题。
4.本发明部分高温烟气加热导热油，加热后的导热油对垃圾进行间接加热，垃圾干燥过程产生的臭气通入秸秆燃烧炉，***无臭气排放。
5.本发明***流程简单，每个单元设备都有成熟产品，运行可靠，经济效益和环境效益明显。
附图说明
图1是本发明利用秸秆燃烧放热进行垃圾制炭***流程示意图。
附图标记说明
1-鼓风机、2-秸秆燃烧炉、3-导热油换热器、4-烟囱、5-酸洗塔、6-引风机、7-除尘器、8-垃圾干燥炉、9-冷却塔、10-锁气阀、11-导热油箱、12-导热油循环泵、13-炭化炉、14-热解气循环风机、a-秸秆、b-秸秆灰、c-高温烟气、d-高温导热油、e-垃圾、f-干垃圾、g-生物炭、h-废水。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
如图1所示，一种利用秸秆燃烧放热进行垃圾制炭***，包括秸秆燃烧炉2、导热油换热器3、垃圾干燥炉8、冷却塔9和炭化炉13，秸秆燃烧炉2的排气口通过气体管道与导热油换热器3的进气口连接，导热油换热器3的出油口通过输油管道与垃圾干燥炉8的进油口连接，垃圾干燥炉8的排气口通过气体管道与冷却塔9的进气口连接，且冷却塔9的排气口通过气体管道与秸秆燃烧炉2的进气口连接。
垃圾干燥炉8的出油口通过输油管道与导热油换热器3的进油口连接，且连接管道上安装有导热油箱11和导热油循环泵12。垃圾干燥炉8的垃圾出口通过垃圾管道与炭化炉13的垃圾入口连接，且连接管道上安装有锁气阀10。
导热油换热器3的排气口通过气体管道连接烟囱4，且导热油换热器3至烟囱4的连接管道上依次安装有除尘器7、引风机6和酸洗塔5。
秸秆燃烧炉2的排气口通过气体管道与炭化炉13的进气口连接，炭化炉13的排气口通过气体管道与秸秆燃烧炉2的进气口连接，且炭化炉13排气口连接秸秆燃烧炉2进气口的管道上安装有热解气循环风机14。秸秆燃烧炉2通过气体管道连接有鼓风机1。炭化炉13采用移动床结构。
下面阐述应用本发明的具体方法步骤及相应工作原理：
秸秆燃料燃烧产生850℃左右高温烟气，烟气含氧量控制在5％左右，高温烟气一部分进入炭化炉，一部分进入导热油换热器。
考虑到垃圾干燥过程中会有少量臭气产生，本发明采用垃圾间接干燥方法。将秸秆a放入秸秆燃烧炉，秸秆燃烧炉出来的高温烟气c一部分进入导热油换热器，对导热油进行加热，高温烟气降温后依次经过除尘器、引风机、酸洗塔后由烟囱排空。导热油换热器出来的高温导热油d进入垃圾干燥炉，对放入的垃圾e进行间接加热。加热完的导热油从垃圾干燥炉中流出，通过导热油循环泵一同流入导热油换热器。而垃圾干燥炉出来的高含湿量的废气经过冷却塔排除废水h后，作为补充风通入秸秆燃烧炉，在燃烧炉内彻底分解垃圾干燥产生的臭气，同时加热过后的干垃圾f通过垃圾管道进入炭化炉，管道上的锁气阀则限制了废气的通过。
在炭化炉内，高温烟气c从下而上流过，干垃圾f从上而下运动。高温烟气c一方面为垃圾炭化反应提供热源，另一方面烟气中含有的少量氧气与垃圾发生气化反应，提供部分热量。因烟气中氧气量较少，炭化炉整体上处于吸热反应状态，垃圾在缺氧状态下经过预热、炭化、气化等阶段裂解成生物炭g。炭化炉温度控制在400℃～800℃，固体停留时间15-120min。炭化炉采用移动床结构，出口热解气含尘量很少。
炭化炉顶部排气口出来的废气含有垃圾气化和炭化过程产生的一定量的可燃组分(CO、H2、CxHy等)、焦油、水分，可燃组分和焦油具有一定的热值，废气通过热解气循环风机后与鼓风机输送的空气一起作为秸秆燃烧炉的燃烧风。在燃烧炉高温环境下，炭化炉产生的可燃组分发生燃烧反应，焦油发生彻底分解燃烧，一方面实现能量梯级利用，无能源浪费；另一方面，***无焦油和臭气排放，厂区周围环境得到有效改善。并且燃烧后的秸秆灰b从秸秆燃烧炉的排渣口排出处理。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明热源为秸秆，也可为煤矸石、木屑等燃料。本发明采用垃圾制炭，也可利用废轮胎、农林废物等物料。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，做出的改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种利用秸秆燃烧放热进行垃圾制炭***，其特征在于：包括秸秆燃烧炉(2)、导热油换热器(3)、垃圾干燥炉(8)、冷却塔(9)和炭化炉(13)，所述秸秆燃烧炉(2)的排气口通过气体管道与导热油换热器(3)的进气口连接，所述导热油换热器(3)的出油口通过输油管道与垃圾干燥炉(8)的进油口连接，所述垃圾干燥炉(8)的排气口通过气体管道与冷却塔(9)的进气口连接，且所述冷却塔(9)的排气口通过气体管道与秸秆燃烧炉(2)的进气口连接；
所述垃圾干燥炉(8)的出油口通过输油管道与导热油换热器(3)的进油口连接，且所述垃圾干燥炉(8)的垃圾出口通过垃圾管道与炭化炉(13)的垃圾入口连接；
所述秸秆燃烧炉(2)的排气口通过气体管道与炭化炉(13)的进气口连接，所述炭化炉(13)的排气口通过气体管道与秸秆燃烧炉(2)的进气口连接。
2.如权利要求1所述的一种利用秸秆燃烧放热进行垃圾制炭***，其特征在于：所述导热油换热器(3)的排气口通过气体管道连接烟囱(4)，且导热油换热器(3)至烟囱(4)的连接管道上依次安装有除尘器(7)、引风机(6)和酸洗塔(5)。
3.如权利要求2所述的一种利用秸秆燃烧放热进行垃圾制炭***，其特征在于：所述垃圾干燥炉(8)出油口与导热油换热器(3)进油口的连接管道上安装有导热油箱(11)和导热油循环泵(12)。
4.如权利要求3所述的一种利用秸秆燃烧放热进行垃圾制炭***，其特征在于：所述垃圾干燥炉(8)垃圾出口连接炭化炉(13)垃圾入口的管道上安装有锁气阀(10)。
5.如权利要求4所述的一种利用秸秆燃烧放热进行垃圾制炭***，其特征在于：所述炭化炉(13)排气口连接秸秆燃烧炉(2)进气口的管道上安装有热解气循环风机(14)。
6.如权利要求5所述的一种利用秸秆燃烧放热进行垃圾制炭***，其特征在于：所述秸秆燃烧炉(2)通过气体管道连接有鼓风机(1)。
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