一种有机废物热解气化方法与流程

本发明涉及有机废物处理，具体为一种有机废物热解气化方法。

背景技术：

1、建筑垃圾中会包含大量的如：门窗、包装纸、纸箱或装修材料等有机废物。随着环保相关要求标准的提高，建筑垃圾中的有机废物和无机废物按照最新标准需要分开处理。对于建筑垃圾中拆解出来的有机废物，使用热解方法进行处理是比较使用的方式。现有技术中对于有机废物的热解通常使用立式气化炉、等离子炉或者流化床等技术。但是，建筑垃圾中拆解出来的有机废物的具备量大、根据不同类型的建筑拆解出来的有机废物中的木材或装修物质的比例及种类都会发生变化的特点。

2、而现有技术中的常用热解技术中，基于等离子炉的热解方法，目前不但产能小，而且运行稳定性差无法连续运行，操作难度大，产生的烟气温度高达1100～1300℃，必需额外的余热利用工序，导致换热损失较高。

3、基于立式气化炉的热解方法，受炉子直径的限制，产能较小；物料需要进行预处理、适应性差，无法灵活适用到不同成分的有机废物；同时主要采用中低温热解产品气焦油多。

4、基于流化床实现的热解方法，使用的原料必须进行预处理，工序复杂；同时，热解工艺主要基于流化床层高来控制反应时间，而流化层厚度在各处是不固定且无规则变化的，无法保证热解反应所需的稳定的停留时间，因此热解气品质难以保证，一般需要将尾部烟气回流以提高炉膛还原气氛、提高热解效率，此外该炉型产生的烟气温度达到700℃～800℃，也需要需要设置额外的余热利用工序，导致换热损失，同时烟气焦油含量高，排出的烟气中灰尘含量高/返料多，烟气需回流处理，而且反应中床料损耗较大导致成本较高。

5、因此，以上三种常用热解方法都不适用于对建筑垃圾拆解出来的有机废物进行热解制取可燃气。

技术实现思路

1、为了解决现有的热解方法不适用于处理建筑垃圾拆解出来的有机废物制取可燃气的问题，本发明提供一种有机废物热解气化方法，其不但产能大，同时可以相对灵活地适应于对成分变化较大的有机废物制取可燃气。

2、本发明的技术方案是这样的：一种有机废物热解气化方法，其特征在于，其包括以下步骤：

3、s1：确定不同成分的待处理有机废物对应的所述回转窑停留时间和对应的回转窑运行转速，其包括以下步骤：

4、a1：检测待处理有机废物当中的碳和氢的比例，记作：基础碳氢比例；

5、a2：根据有机废物热解目标，分别为所述热解气中的可燃气比例、氧气比例、以及残渣中的碳含量分别设置一个目标值，记作：可燃气比例阈值、氧气比例阈值和残渣含碳比例阈值；

6、所述可燃气比例阈值：表示热解后生成气体中的可燃气比例大于等于所述可燃气比例阈值时，满足热解目标；

7、所述氧气比例阈值：表示热解后生成气体中的氧气比例小于所述氧气比例阈值时，满足所述逆流回转窑的热解运行目标；

8、所述残渣含碳比例阈值：表示从所述逆流回转窑热解后生成残渣中碳元素含量的比例小于所述残渣含碳比例阈值时，满足热解目标；

9、a3：预设回转窑运行初始值；

10、所述回转窑运行初始值包括：转速初始值、热解温度初始值和供风量初始值；

11、将所述转速初始值设置为所述逆流回转窑的回转窑实际运行值；

12、所述回转窑实际运行值包括：实际运行转速、实际热解温度和实际供风量；

13、a4：将待处理有机废料送入所述逆流回转窑，在所述逆流回转窑的烟气出口设置烟气成分检测装置；

14、a5：按照所述回转窑实际运行值运行所述逆流回转窑，实时监控所述逆流回转窑的排出的所述热解气中的不同的气体比例；

15、热解气气体比例包括：热解后可燃气比例、热解后不可燃气比例和热解后氧气比例；

16、a6：实时采集所述逆流回转窑排放的残渣，检测残渣中的碳的比例，记作：热解后碳元素比例；

17、a7：实时地比较每一个所述热解气气体比例与其目标值，以及比较所述热解后碳元素比例和所述残渣含碳比例阈值；同时，实时地记录所述热解后不可燃气比例，并计算所述热解后不可燃气比例的变化趋势；

18、当同时满足下述热解判断条件时，保持现有的所述回转窑实际运行值，直至本次所述逆流回转窑热解结束，执行步骤a8；

19、条件1：所述可燃气比例大于等于所述热解后可燃气比例阈值；

20、条件2：所述热解后氧气比例小于所述氧气比例阈值；

21、条件3：所述热解后碳元素比例小于所述残渣含碳比例阈值；

22、条件4：所述热解后不可燃气比例的变化趋势为变低或者保持不变；

23、否则，对所述回转窑实际运行值进行调整后，循环执行步骤a5～a7；

24、a8：记录本次所述逆流回转窑热解完成的时间，作为所述基础碳氢比例对应的所述回转窑停留时间；

25、将所述回转窑实际运行值中的实际运行转速，作为所述基础碳氢比例对应的回转窑运行转速；

26、其他参数，依据所述基础碳氢比例对应的所述回转窑实际运行值进行；

27、s2：根据本次待处理有机废物中的碳氢有机化合物的成分比例，调整逆流回转窑的转速，使待处理有机废料按照对应的回转窑停留时间进行热解；

28、s3：将待处理有机废物送入所述逆流回转窑进行热解，对所述逆流回转窑热节后产生的热解气进行焦油捕集，将热解后仍然存在的焦油进行回收；

29、s4：对去除焦油后的所述热解气进行除尘，去除所述热解气中的颗粒物；

30、s5：将所述热解气进行增压后，送入后续热能利用工序；

31、s6：循环执行步骤s2～s4，直至所有的待处理有机废料处理完毕。

32、其进一步特征在于：

33、步骤a7中，对所述回转窑实际运行值进行调整，具体包括以下方法：

34、调整方法1：如果所述可燃气比例低于所述热解后可燃气比例阈值；所述热解后不可燃气比例的变化趋势为变低或者不变；所述热解后氧气比例低于所述氧气比例阈值；以及所述热解后碳元素比例高于所述残渣含碳比例阈值；

35、则提高所述逆流回转窑的供风量，循环执行步骤a5～a7；

36、调整方法2：如果所述可燃气比例低于所述热解后可燃气比例阈值；所述热解后不可燃气比例的变化趋势为变低或者不变；所述热解后氧气比例高于所述氧气比例阈值；以及所述热解后碳元素比例高于所述残渣含碳比例阈值；

37、则，降低所述逆流回转窑的转速/或提高所述回转窑的热解温度后，循环执行步骤a5～a7；

38、调整方法3：如果所述可燃气比例低于所述热解后可燃气比例阈值；所述热解后不可燃气比例的变化趋势为变高；所述热解后氧气比例高于所述氧气比例阈值；以及所述热解后碳元素比例低于所述残渣含碳比例阈值；

39、则，降低所述逆流回转窑的供风量，循环执行步骤a5～a7；

40、调整方法4：如果所述可燃气比例低于所述热解后可燃气比例阈值；所述热解后不可燃气比例的变化趋势为变高；所述热解后氧气比例低于所述氧气比例阈值；以及所述热解后碳元素比例低于所述残渣含碳比例阈值；

41、则，降低所述逆流回转窑的供风量，循环执行步骤a5～a7；

42、调整方法5：如果所述可燃气比例低于所述热解后可燃气比例阈值；所述热解后不可燃气比例的变化趋势为变高；所述热解后氧气比例高于所述氧气比例阈值；以及所述热解后碳元素比例高于所述残渣含碳比例阈值；

43、则，降低所述逆流回转窑的供风量，同时降低所述回转窑的转速，循环执行步骤a5～a7；

44、调整方法6：如果所述可燃气比例低于所述热解后可燃气比例阈值；所述热解后不可燃气比例的变化趋势为变高；所述热解后氧气比例低于所述氧气比例阈值；以及所述热解后碳元素比例高于所述残渣含碳比例阈值；

45、则，降低所述逆流回转窑的供风量，同时降低所述回转窑的转速，循环执行步骤a5～a7；

46、调整方法7：如果所述可燃气比例高于所述热解后可燃气比例阈值；所述热解后不可燃气比例的变化趋势为变高；所述热解后氧气比例低于所述氧气比例阈值；以及所述热解后碳元素比例低于所述残渣含碳比例阈值；

47、则，降低所述逆流回转窑的供风量，循环执行步骤a5～a7；

48、调整方法8：如果所述可燃气比例高于所述热解后可燃气比例阈值；所述热解后不可燃气比例的变化趋势为变低或者不变；所述热解后氧气比例低于所述氧气比例阈值；以及所述热解后碳元素比例高于所述残渣含碳比例阈值；

49、则提高所述逆流回转窑的供风量，循环执行步骤a5～a7；

50、步骤a3中，所述实际热解温度包括：预热段温度、热解段温度和焚烧段温度；

51、所述逆流回转窑的窑尾入口的焚烧段温度控制在800℃～900℃之间；

52、中间的所述热解段温度控制在600℃～800℃之间；

53、所述逆流回转窑出口预热段温度也是所述热解气的温度控制在300℃～400℃之间；

54、步骤s3中捕集的焦油用于销售或送回所述逆流回转窑中助燃；

55、步骤s3实施之后，确认所述热解气温度，如果所述热解气大于预设的温度范围，则使用烟气温度调节装置对可燃气进行降温之后，再实施步骤s4；所述烟气温度调节装置换热后产生的热风，送入所述逆流回转窑中助燃；

56、所述烟气温度调节装置排出的所述热解气温度控制在不高于400℃；

57、所述逆流回转窑的排烟口连接所述高温焦油捕集设备的入口，将热解产生的热解气送入所述高温焦油捕集器；所述高温焦油捕集设备的烟气输出口连接所述烟气温度调节装置的烟气入口；所述烟气温度调节装置的冷侧采用环境空气，基于变频电机控制鼓风量；所述烟气温度调节装置的烟气出口连通所述中温除尘器；所述中温除尘器的排烟口连通所述增压风机。

58、本技术提供的一种有机废物热解气化方法，首先以有机废物热解后能够最大比例的生成可燃气为热解目标，基于有机废物的碳和氢的比例进行分析，得到不同碳氢比例的有机废物对应的逆流回转窑的转速和物料停留时间。对待处理有机废物热解的时候，针对不同成分的待处理有机废物，根据有机废物中的碳氢有机化合物的成分比例，调整逆流回转窑的转速，确保能够实现灵活调整待处理有机废物在窑体内的停留时间，使待处理有机废料按照对应的回转窑停留时间进行热解，有效地提高有机质的热解率和有机废物的热能利用率，进而提高最终得到的热可燃气体的热值，得到高品质可燃气。本技术技术方案，可以灵活地适应于成分变化较大的有机废物制取可燃气的生产工序，确保待处理有机废物都能够得到充分热解，不但产能大，且系统运行成本较低。