一种可以实现气化渣和渣蜡协同处置的固废资源化系统的制作方法

文档序号:27810146发布日期:2021-12-04 12:22阅读:520来源:国知局

1.本实用新型是一种可以实现气化渣和渣蜡协同处置的固废资源化系统,可以应用于煤化工固体废弃物的资源化处置领域。本实用新型实现了渣蜡的资源化利用,也实现了以碳玻璃体形态的气化渣转变为疏松多孔且表面包裹固体可燃有机物的改性过程,使得原本不能在锅炉内燃烧的气化渣转化为可以在锅炉内掺烧的燃料。


背景技术:

2.渣蜡是煤化工产生的固体废弃物之一,其成分为55

80%蜡、重油和少量催化剂的混合物。其主要成分为混合有机物,具备较高热值,对渣蜡的资源化处置可以实现固体废弃物中剩余化学能的利用。
3.气化渣是煤气化产生的固体废弃物,主要成分为40%玻璃态碳元素、内在和外在水分、煤炭中的全部灰分。其理化形态决定了不能在锅炉中燃烧分解,给气化渣的治理带来了难度。


技术实现要素:

4.本实用新型的目的是提供一种可以实现气化渣和渣蜡协同处置的固废资源化系统,解决了煤化工行业的固废处置问题。
5.为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:
6.一种可以实现气化渣和渣蜡协同处置的固废资源化系统,其特征在于,
7.包括气化渣干化机:将含有30%水分的气化渣干燥到15%水分形成干化气化滤渣,干化气化滤渣进入渣蜡、气化渣混合器;
8.渣蜡熔融罐:将氮气与渣蜡混合加热,渣蜡加热到熔融状态,进入渣蜡、气化渣混合器,氮气进入滤渣活化器;
9.渣蜡、气化渣混合器:将干燥后的气化渣和熔融状态的渣蜡充分搅拌混合均匀形成渣蜡气化渣1:1混合物;
10.滤渣活化器:将混合物中的气化渣研磨到粒径1微米的疏松粉末状,粉末状气化渣与渣蜡充分混合并发生初步的物理和化学反应,生成气态有机物进入吸附装置,生成的固体产物为渣蜡包裹状态的气化渣粉末,从滤渣活化器底部排出,形成活化滤渣产品;
11.吸附装置:将滤渣活化器中产生的气态有机物进行活性炭吸附;
12.氮气加热器:将来自滤渣活化器的氮气进行再加热,再加热后的滤渣活化器进行再循环实用。
13.进一步优选地,所述气化渣干化机为膜式滚筒干燥机,滚筒直径1.5m,处理量10t/h。
14.进一步地,所述渣蜡熔融罐为带有搅拌器立式椎底罐,直径为2.5m、高3m、容积为15m3,处理量10t/h。
15.进一步地,所述渣蜡、气化渣混合器为带搅拌器的立式椎底圆筒仓,直径3m、高4m、
容积25m3。
16.此外,所述滤渣活化器由干式球磨机改造而成,直径2m长7m,装球量20吨,转速24.5r/min。
17.更加优选地,所述吸附装置包括活性炭固定床。
18.与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果:
19.本实用新型实现了难燃固废气化渣的改性,使其可以在锅炉中掺烧处置;通过渣蜡与气化渣的协同活化,提高了改性气化渣的可燃性;气化渣干燥、渣蜡熔融的热源来自工业废热,不额外增加能耗;渣蜡在滤渣活化器中的气化产物可以用于提炼油气产品,提高了化工原料的利用率。
附图说明
20.图1为本实用新型结构框图。
21.附图标记:1

气化渣干化机;2

渣蜡、气化渣混合器;3

渣蜡熔融罐;4

滤渣活化器;5

吸附装置;6

氮气加热器。
具体实施方式
22.为使本实用新型实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解,下面对本实用新型进一步说明。
23.在此记载的实施例为本实用新型的特定的具体实施方式,用于说明本实用新型的构思,均是解释性和示例性的,不应解释为对本实用新型实施方式及本实用新型范围的限制。除在此记载的实施例外,本领域技术人员还能够基于本技术权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案,这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
24.一种可以实现气化渣和渣蜡协同处置的固废资源化系统,如图1所示,
25.包括气化渣干化机1:将含有30%水分的气化渣干燥到15%水分形成干化气化滤渣,干化气化滤渣进入渣蜡、气化渣混合器2,气化渣干化机1为膜式滚筒干燥机,滚筒直径1.5m,处理量10t/h,干燥每吨气化渣消耗饱和蒸汽0.2吨,连续运行时消耗蒸汽2t/h,蒸汽参数为158℃,0.5mpa,为饱和蒸汽;干气化渣排出温度90℃,含有30%左右水分的气化渣进入膜式滚筒干燥机内,被蒸汽热源干燥到15%水分,排出干燥机,进入混合器。
26.渣蜡熔融罐3:将氮气与渣蜡混合加热,氮气确保渣蜡不会在热熔融过程中燃烧掉,渣蜡加热到熔融状态,进入渣蜡、气化渣混合器2,氮气进入滤渣活化器4,渣蜡熔融罐3为带有搅拌器立式椎底罐,直径为2.5m、高3m、容积为15m3,处理量10t/h,氮气参数为100℃,将渣蜡加热到80℃熔融状态并搅拌均匀,渣蜡从顶部进入密闭容器内。
27.渣蜡、气化渣混合器2:由处理量为20吨/小时的干式球磨机改造而成,直径2m长7m,装球量20吨,转速24.5r/min。作为通用设备的干式球磨机不具有密封功能,研磨过程中空气会与气化渣接触,因此,本专利中使用的干式球磨机的轴端、筒体、进出料口等位置都经过密封改造,整体做保温改造,改造后的干式球磨机作为渣蜡和气化渣的反应容器。将干燥后的气化渣和熔融状态的渣蜡充分搅拌混合均匀形成渣蜡气化渣1:1混合物,渣蜡、气化渣混合器2为带搅拌器的立式椎底圆筒仓,直径3m、高4m、容积25m3,对于气化渣处理量为
10t/h的型号而言,各个设备型号可以随气化渣处理量而调整。
28.滤渣活化器4:将混合物中的气化渣研磨到粒径1微米的疏松粉末状,也即气化渣经过活化后理化性质从玻璃态变成疏松多孔结构,粉末状气化渣与渣蜡充分混合并发生初步的物理和化学反应,生成的气态有机物从活化器顶部排气口排出,进入吸附装置5,生成的固体产物为渣蜡包裹状态的气化渣粉末,从滤渣活化器4底部排出,形成活化滤渣产品,有机物包裹层具有可燃性,将在锅炉掺烧改性气化渣的过程中提高局部火焰温度,有利于改性气化渣充分燃烧分解,其燃烧分解产物与煤炭燃烧产生的烟气成分类似,可以经过烟气脱硫脱硝除尘系统得到充分治理;滤渣活化器4由干式球磨机改造而成,直径2m长7m,装球量20吨,转速24.5r/min,处理量20t/h,密封,保温。
29.吸附装置5:将滤渣活化器4中产生的气态有机物进行活性炭吸附,被活性炭吸附的气态有机成分可以用于回收油气产品,作为燃料补充到工艺系统中。吸附装置5包括活性炭固定床,比表面积1400m2/g,平均孔径2.5nm。
30.氮气加热器6:将来自滤渣活化器4的氮气进行再加热,再加热后的滤渣活化器4进行再循环实用,管式换热器,采用低压蒸汽余热将循环氮气加热到100℃。
31.本实用新型中气化渣经过工业废热干燥后进入滤渣活化器,该过程降低了气化渣的水分,确保后续产品达到一定的干度。渣蜡经过氮气加热熔融后进入滤渣活化器。滤渣活化器是本发明的核心工艺设备,其具备“搅拌、研磨、加热、混合和初步化学反应”功能,使得玻璃态的气化渣发生物理化学改性,变成疏松多孔粉末结构。并且在滤渣活化器中完成熔融渣蜡包裹在气化渣粉末表面的物理化学变化。该工艺使得气化渣的燃烧特性达到接近煤炭的水平,可以在燃煤锅炉中焚烧处置,而且气化渣表面的渣蜡将在焚烧过程中起到提高气化渣粉末表面燃烧温度的作用,保证了气化渣和渣蜡的充分燃烧。气化渣和渣蜡都是具备一定热值的物质,焚烧处置过程实现了剩余化学能的充分利用。焚烧产物将以锅炉灰渣和烟气组分的形态排放,并由燃煤锅炉脱硫脱硝除尘系统进行环保处置。气化渣和渣蜡都是煤炭反应的产物,其燃烧产物与煤炭燃烧产物没有区别。
32.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
33.此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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