一种生活垃圾固体热载体催化气化处理装置的制作方法

文档序号:15252432发布日期:2018-08-24 20:04阅读:328来源:国知局

本实用新型涉及一种固体热载体气化装置,特别是用于生活垃圾的无害化处理装置,属于垃圾处理领域。



背景技术:

随着我国城市化率的提高,生活垃圾的处理已成为当前我国亟待解决的社会问题。

我国1/3以上的城市深陷垃圾围城困局。目前我国在垃圾处理方式上,主要以填埋、堆肥、燃烧等传统方式为主,但这其中弊端丛生,尤其是燃烧处理方式,不仅容易造成二次环境污染,而且成本也较高。因而,如何处理各类垃圾已迫在眉睫。

城市生活垃圾常用的处理方式主要有:卫生填埋、燃烧、垃圾堆肥、厌氧发酵生物制气、垃圾裂解等。目前采用燃烧处理工艺较普遍。

采用燃烧法处理生活垃圾,目前面临的突出问题是资金问题和二噁英污染的问题。燃烧法虽然是一种减量化和无害化程度较高的垃圾处理方法,但燃烧厂的一次性投资和运行费用很高,建设一座日处理能力为100t的燃烧厂,一次性投资需上亿元。

裂解是有机物在隔绝空气条件下加热分解的反应过程,生活垃圾主要由生物质、动物和石油制品等组成,通过高温无氧裂解装置,生物质中的高分子物质开始裂解,生成燃料气体与油气的混合物和焦炭。气体与油气的混合物经过冷凝、冷却后被分成燃料气与焦油。垃圾裂解时间长,设备处理量不高,能量基本自给自足,垃圾经裂解后产生的油品属于重质焦油,需经焦化、加氢等工艺处理后才能利用,产生的热解炭质量不稳定无法直接利用,尚需二次处理。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题是克服现有燃烧和裂解装置的缺陷,提供一种生活垃圾固体热载体催化气化处理装置。

为解决上述技术问题,本实用新型的具体技术方案为,生活垃圾固体热载体催化气化处理装置,包括干燥系统、进料系统、催化气化系统、热载体加热系统、油气收集净化系统,所述干燥系统连通进料系统,进料系统连通催化气化系统,催化气化系统与热载体加热系统、油气收集净化系统之间分别设置循环通路;

催化气化系统与热载体加热系统之间的循环通路中,催化气化系统排出的热载体、催化剂、分解产物焦炭进入热载体加热系统,热载体加热系统产生的高温热载体进入催化气化系统;

催化气化系统与油气收集净化系统之间循环通路中,催化气化系统排出的油气进入油气收集净化系统,油气收集净化系统产生的焦油进入催化气化系统。

进一步的,所述干燥系统前端还设有垃圾预处理系统。

进一步的,所述进料系统包括料仓和进料装置,料仓内设隔绝空气设施,在料仓底部设有双齿轮进料器,双齿轮进料器与催化气化系统之间设置链板机或链条机。

进一步的,所述催化气化系统为水平旋转的滚筒,滚筒内表面装有耐高温材料的隔热层和耐磨层。

进一步的,所述催化气化系统两端的密封罩上部分别设有气体排出的管路,两部分管路合并后接入油气收集净化系统的冷凝、冷却器。

进一步的,所述催化气化系统产生的固体出料端设有螺旋输送器和提升装置,在提升装置底部设有过热蒸汽或N2隔绝空气的管路。

进一步的,所述热载体加热系统是水平旋转的滚筒,滚筒内表面装有耐高温材料的隔热层和耐磨层,滚筒内设有燃烧器及通入空气的管路。

进一步的,所述热载体加热系统的出口端设有气固分离装置,气固分离装置用于分离烟气与催化剂。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下:

上述方案中,本实用新型提供的生活垃圾固体热载体催化气化处理装置,与现有技术相比,具备以下优点:

本装置利用热能使生活垃圾在密闭容器中进行高温分解,使有机质产生焦炭和燃料气,通过焦炭的燃烧提供热量,燃料气可用来发电或作为燃料使用。这样,既可以保障能量自身需求,又在高温下除掉了生活垃圾的污染物,而且由于设备的是在全密封的环境下运行的,对环境没有任何污染。

本装置不产生目的产物焦油及焦炭,在反应过程中焦炭的热量足以满足热载体的热量要求,气化产生的燃料气可以全部用来发电或作为燃料使用。

本装置采用固体热载体传热,充分利用了焦炭燃烧放热,在满足工艺要求的情况下,解决了焦炭作为废弃物的处理问题。由于高温的固体热载体与垃圾直接接触传热,垃圾受热时间短,与外热式同类垃圾处理装置相比,本装置的处理能力得到提高。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的组成示意图;

图2是实施例2中装置的结构图。

[主要元件符号说明]

1、预处理系统;2、干燥系统;3、进料系统;4、催化气化系统;5、热载体加热系统;6、油气收集净化系统;7、垃圾;8、热载体、焦炭、催化剂;9、燃料气;10、焦油;11、空气;

21、催化气化系统;22、热载体加热系统;23、进料系统;24、热载体循环回路;25、油气出口;26、燃烧器;27、热载体补充口;28、螺旋出料机;29、冷凝、冷却系统;30、空气;31、焦油循环回路。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

实施例1

如图1所示,本新型提供一种生活垃圾固体热载体催化气化处理装置,包括垃圾预处理系统1、干燥系统2、进料系统3、催化气化系统4、热载体加热系统5、油气收集净化系统6,垃圾预处理系统1连通干燥系统2,干燥系统2连通进料系统3,进料系统3连通催化气化系统4,催化气化系统4与热载体加热系统5、油气收集净化系统6之间分别设置循环通路;

催化气化系统4与热载体加热系统5之间的循环通路中,催化气化系4统排出的热载体、焦炭、催化剂8进入热载体加热系统5,热载体加热系统5产生的高温热载体进入催化气化系统4;

催化气化系统4与油气收集净化系统6之间循环通路中,催化气化系统4排出的油气进入油气收集净化系统6,油气收集净化系统6产生的焦油10进入催化气化系统4。

干燥后的生活垃圾7进入进料系统3的料仓,通过料仓底部的双齿轮进料器将垃圾输送到链板机上,再通过链板机将垃圾导入催化气化系统4。

反应的气相产物油气在催化气化系统4由滚筒的两端的密封罩上部管路排出,最后合并一起进入油气收集净化系统6的冷凝器、冷却器。在油气收集净化系统6得到燃料气9及焦油10,焦油10用泵送至催化气化系统4内回炼,最终得到燃料气。

热载体、焦炭、催化剂8一起经螺旋出料机由催化气化系统4下部排出,再经密闭的提升装置进入热载体加热系统5,在密闭的提升装置内设有过热蒸汽保护设施,在热载体加热系统设有辅助的燃烧器和空气管路,空气管路用于引入空气11。

焦炭在热载体加热系统5中燃烧,热载体加热系统5是水平旋转的滚筒,筒内表面装有耐高温材料的隔热层和耐磨层。焦炭燃烧过程中直接给固体热载体和催化剂进行加热。在热载体加热系统5的末端设有气固分离装置,高温的固体催化剂与烟气分离,催化剂收集后循环使用,烟气经设有除尘、洗涤设施的装置净化后排放;高温的固体热载体重新返回催化气化系统4循环使用。

本装置不产生目的产物焦油及焦炭,在反应过程中焦炭的热量足以满足热载体的热量要求,气化产生的燃料气可以全部用来发电或作为燃料使用。

本装置采用固体热载体传热,充分利用了焦炭燃烧放热,在满足工艺要求的情况下,解决了焦炭作为废弃物的处理问题。由于高温的固体热载体与垃圾直接接触传热,垃圾受热时间短,与外热式同类垃圾处理装置相比,本装置的处理能力得到提高。

实施例2

在本实施例中,提供一种具体的生活垃圾固体热载体催化气化处理装置,图2是实施例2的装置的实物结构图,图中各部件具体包括:催化气化系统21;热载体加热系统22;进料系统23;热载体循环回路24;油气出口25;燃烧器26;热载体补充口27;螺旋出料机28;冷凝、冷却系统29;空气30;焦油循环回路31。本实施例中,整体的工作原理与实施例1相同,本新型的具体的产品组成结构不限于使用实施例2中的各部件。

以上是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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