一種固體有機物蓄熱式熱解活化系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種固體有機物蓄熱式熱解活化系統。所述系統包括熱解裝置，除焦活化裝置以及蓄熱裝置，其中，所述熱解裝置的熱解油氣出口與除焦活化裝置的熱解油氣入口相連，所述熱解裝置的熱解炭出口與除焦活化裝置的熱解炭入口相連。所述蓄熱裝置包括第一蓄熱室，第二蓄熱室，第一換向閥，第二換向閥及可燃氣儲罐，所述可燃氣儲罐通過所述第一換向閥分別與所述第一蓄熱室、所述第二蓄熱室相連；所述除焦活化裝置通過所述第二換向閥分別與所述第一蓄熱室、所述第二蓄熱室相連。本實用新型所述系統能夠清潔高效的生產可燃氣及活性炭，工藝流程短，能源利用率高，產品品質好，經濟效益好，易于進行工業化推廣。
【專利說明】
一種固體有機物蓄熱式熱解活化系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種固體有機物蓄熱式熱解活化系統，屬于固體有機物資源化利用技術領域。
【背景技術】
[0002]目前，固體廢棄物熱解氣化技術以其資源化水平高環保性好受到行業的推崇。國內外主要熱解氣化工藝多是采用不同爐型以得到不同熱解產品。主要工藝包括固定床熱解工藝、移動床熱解工藝和流化床熱解工藝回轉窯等。但這些工藝都無法完全實現連續運行，其原因包括:(I)產生的產品熱解油粘性大，成分復雜，熱值較低，很難進行進一步的利用，同時這些熱解油還會堵塞管道，影響生產的正常運行，收集和分離困難。(2)系統整體較復雜，需要設置多種分離凈化工序，能源利用效率低；(3)熱解產物無法作為產品直接出售，均需要進一步的加工精制，這使得工藝系統實際是一個不完整的體系，無法真正實現工業化生產。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種固體有機物蓄熱式熱解活化系統。整個系統能夠清潔高效的生產可燃氣及活性炭，工藝流程短，能源利用率高，產品品質好，經濟效益好，易于進行工業化推廣。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0005]—種固體有機物蓄熱式熱解活化系統，包括熱解裝置，除焦活化裝置以及蓄熱裝置，其中，所述熱解裝置的熱解油氣出口與除焦活化裝置的熱解油氣入口相連，所述熱解裝置的熱解炭出口與除焦活化裝置的熱解炭入口相連；
[0006]其中，所述蓄熱裝置包括第一蓄熱室，第二蓄熱室，第一換向閥，第二換向閥及可燃氣儲罐，所述可燃氣儲罐通過所述第一換向閥分別與所述第一蓄熱室、所述第二蓄熱室相連；
[0007]其中，所述除焦活化裝置通過所述第二換向閥分別與所述第一蓄熱室、所述第二蓄熱室相連。
[0008]利用本實用新型提供的所述固體有機物蓄熱式熱解活化系統能夠清潔、高效地生產可燃氣及活性炭，且工藝流程短，能源利用率高，產品品質好，經濟效益好，易于進行工業化推廣。
[0009]其中，為了更好的實現第一蓄熱室和第二蓄熱室的作用交換，本實用新型所述系統中所述第一換向閥和第二換向閥均采用四通換向閥。
[0010]此外，本實用新型還將所述熱解裝置的煙氣入口與所述除焦活化裝置的煙氣出口相連，以使所述除焦活化裝置中燃燒得到的高溫煙氣作為熱源進入所述熱解裝置中，從而實現能源的重復利用。
[0011]本實用新型所述固體有機物蓄熱式熱解活化系統在使用過程中，包括兩種狀態。狀態I為:所述除焦活化裝置的高溫可燃氣出口通過第二四通換向閥與第二蓄熱室的進氣口相連;所述除焦活化裝置的預熱可燃氣進口通過第二四通換向閥與第一蓄熱室的出氣口相連;所述可燃氣儲罐的進氣口依次通過風機、第一四通換向閥與第二蓄熱室的出氣口相連;所述可燃氣儲罐的出氣口通過第一四通換向閥與第一蓄熱室的進氣口相連;在完成一次步驟(2)至步驟(4)的處理循環后，同時將第一四通換向閥和第二四通換向閥換向，所述系統為狀態2:所述除焦活化裝置的高溫可燃氣出口通過第二四通換向閥與第一蓄熱室的進氣口相連;所述除焦活化裝置的預熱可燃氣進口通過第二四通換向閥與第二蓄熱室的出氣口相連;所述可燃氣儲罐的進氣口依次通過風機、第一四通換向閥與第一蓄熱室的出氣口相連;所述可燃氣儲罐的出氣口通過第一四通換向閥與第二蓄熱室的進氣口相連。
[0012]本實用新型所述的蓄熱式熱解活化系統中，所述熱解裝置為間接加熱式熱解裝置。
[0013]本實用新型所述的蓄熱式熱解活化系統中，所述除焦活化裝置為間接加熱式裝置。
[0014]本實用新型還提供利用上述系統處理固體有機物的方法，包括如下步驟:
[0015](I)將固體有機物送入連續運行的熱解裝置進行熱解反應，并將所得產物熱解油氣、熱解炭分別送入除焦活化裝置中；
[0016](2)熱解油氣和熱解炭在除焦活化裝置中充分接觸，得到活性炭和可燃氣;其中，活性炭從除焦活化裝置排出收集，調節第二換向閥，使得所述可燃氣進入所述第二蓄熱室進行蓄熱；
[0017](3)調節第一換向閥，使得來自所述第二蓄熱室的可燃氣進入所述可燃氣儲罐;之后一部分可燃氣被排出，另一部分可燃氣經第一換向閥進入第一蓄熱室預熱；
[0018](4)在所述第二換向閥保持步驟(2)的狀態下，來自所述第一蓄熱室的可燃氣經第二換向閥返回至所述除焦活化裝置中進行燃燒；
[0019](5)每完成一次步驟(2)至步驟(4)的處理循環，將第一換向閥和第二換向閥同時換向，重復步驟(2)至步驟(4)，其中各步驟中可燃氣走向發生反轉，由此第一蓄熱室和第二蓄熱室的作用發生交換。
[0020]其中，步驟(I)中，熱解溫度450-750 °C。
[0021]其中，步驟(2)中，除焦活化溫度為900-1050°C。
[0022]其中，系統內氣體流向通過風機控制。
[0023 ]其中，所述第一換向閥和第二換向閥同時換向的時間為30s-2min。
[0024]其中，所述固體有機物選自秸桿生物質、干化污泥。
[0025]其中，除焦活化后產生的高溫可燃氣溫度大于850°C，通過第二蓄熱室保存熱量后可燃氣溫度降至150°C以下；經第一蓄熱室預熱可燃氣到800°C以上，進而作為熱解裝置和除焦活化裝置的熱源，實現能量的最大化利用。同時，通過四通換向閥換向，實現狀態I和狀態2的循環，達到熱解可燃氣熱量的回收。
[0026]本實用新型利用熱解炭的催化裂解作用除去熱解油氣中的焦油，提高熱解氣中可燃氣成分，提高熱解氣熱值，同時在該反應過程中實現熱解炭的活化，最終生產出活性炭；而且，通過四通換向閥和蓄熱室實現可燃氣熱量的回收和利用。整個系統能夠清潔高效的生產可燃氣及活性炭，工藝流程短，能源利用率高，產品品質好，經濟效益好，易于進行工業化推廣。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型所述固體有機物蓄熱式熱解活化系統結構示意圖。
[0028]圖2為本實用新型所述固體有機物蓄熱式熱解活化工藝流程圖(狀態I)。
[0029]圖3為本實用新型所述固體有機物蓄熱式熱解活化工藝流程圖(狀態2)。
【具體實施方式】
[0030]以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0031 ]實施例1 一種固體有機物蓄熱式熱解活化系統
[0032]本實施例提供一種固體有機物蓄熱式熱解活化系統，包括熱解裝置，除焦活化裝置以及蓄熱裝置，其中，所述熱解裝置的熱解油氣出口與除焦活化裝置的熱解油氣入口相連，所述熱解裝置的熱解炭出口與除焦活化裝置的熱解炭入口相連；
[0033]其中，所述蓄熱裝置包括第一蓄熱室，第二蓄熱室，第一換向閥，第二換向閥及可燃氣儲罐，所述可燃氣儲罐通過所述第一換向閥分別與所述第一蓄熱室、所述第二蓄熱室相連；
[0034]其中，所述除焦活化裝置通過所述第二換向閥分別與所述第一蓄熱室、所述第二蓄熱室相連。
[0035]其中，所述第一換向閥和第二換向閥均采用四通換向閥。
[0036]此外，將所述熱解裝置的煙氣入口與所述除焦活化裝置的煙氣出口相連，以使所述除焦活化裝置中燃燒得到的高溫煙氣作為熱源進入所述熱解裝置中，從而實現能源的重復利用。
[0037]所述固體有機物蓄熱式熱解活化系統在使用過程中，包括兩種狀態。狀態I為:所述除焦活化裝置的高溫可燃氣出口通過第二四通換向閥與第二蓄熱室的進氣口相連;所述除焦活化裝置的的預熱可燃氣進口通過第二四通換向閥與第一蓄熱室的出氣口相連;所述可燃氣儲罐的進氣口依次通過風機、第一四通換向閥與第二蓄熱室的出氣口相連;所述可燃氣儲罐的出氣口通過第一四通換向閥與第一蓄熱室的進氣口相連;在完成一次步驟(2)至步驟(4)的處理循環后，同時將第一四通換向閥和第二四通換向閥同時換向，所述系統為狀態2:所述除焦活化裝置的高溫可燃氣出口通過第二四通換向閥與第一蓄熱室的進氣口相連;所述除焦活化裝置的預熱可燃氣進口通過第二四通換向閥與第二蓄熱室的出氣口相連;所述可燃氣儲罐的進氣口依次通過風機、第一四通換向閥與第一蓄熱室的出氣口相連；所述可燃氣儲罐的出氣口通過第一四通換向閥與第二蓄熱室的進氣口相連。
[0038]所述熱解裝置為間接加熱式熱解裝置。所述除焦活化裝置為間接加熱式裝置。
[0039]實施例2—種處理固體有機物的方法
[0040]本實施例提供一種利用上述實施例1所述系統處理固體有機物(以秸桿生物質作為原料)的方法，包括如下步驟:
[0041]I)秸桿送入連續運行的熱解裝置進行熱解反應，該熱解裝置為間接加熱式熱解裝置，加熱熱源為來自除焦活化裝置的高溫煙氣，熱解溫度為500°C，加熱后的熱解煙氣通過排煙通道凈化排放，熱解產物為熱解油氣及熱解炭，熱解油氣通過油氣收集管收集后直接送入除焦活化裝置，這樣可以利用油氣的溫度為除焦活化裝置加熱，熱解炭出料后也送入除焦活化裝置。
[0042]2)除焦活化裝置的作用是使熱解油氣和熱解炭充分接觸，發揮熱解炭的催化裂解作用除去熱解油氣中的焦油，提高熱解氣中可燃氣成分，提高熱解氣熱值，同時在該反應過程中能夠實現熱解炭的活化，最終生產出活性炭。該除焦活化裝置為連續運行裝置，除焦活化溫度為1000°C，采用間接加熱，熱源來自系統自身產生的可燃氣的燃燒。將燃燒產生的高溫煙氣用作熱解裝置的熱源，實現了能量的最大化利用。除焦活化后產生的高溫可燃氣溫度為950°C，設置蓄熱室和四通換向閥用于這部分熱量的回收。
[0043]當所述系統處于狀態I時，除焦活化裝置產生的高溫可燃氣通過第二四通換向閥的2號口進入，3號口流出，最終進入第二蓄熱室蓄熱，這類可燃氣的熱量被保存下來，蓄熱后的可燃氣溫度降至150°C以下，通過第一四通換向閥的3號口進入，2號口流出后進入可燃氣儲罐儲存。可燃氣儲罐內的可燃氣一部分作為除焦活化裝置的燃氣使用，該可燃氣通過第一四通換向閥的I號口進入，4號口流出，通過第一蓄熱室的預熱作用可將燃氣加熱到800°C以上，預熱可燃氣經過第二四通換向閥的4號口進入、I號口流出，進入除焦活化裝置燃燒，系統氣體流向通過位于可燃氣儲罐和第一四通換向閥之間的風機控制；
[0044]經過一段時間的蓄熱后，第一四通換向閥和第二四通換向閥同時換向，這時系統處于狀態2，第一蓄熱室蓄積熱量，第二蓄熱式加熱可燃氣。通過狀態I和狀態2的循環，達到熱解可燃氣熱量的回收。每次換向時間為lmin。
[0045]實施例3—種處理固體有機物的方法
[0046]本實施例提供一種利用上述實施例1所述系統處理固體有機物(以干化污泥作為原料)的方法，包括如下步驟:
[0047]I)將污泥送入連續運行的熱解裝置進行熱解反應，該熱解裝置為間接加熱式熱解裝置，加熱熱源為來自除焦活化裝置的高溫煙氣，熱解溫度為650°C，加熱后的熱解煙氣通過排煙通道凈化排放，熱解產物為熱解油氣及熱解炭，熱解油氣通過油氣收集管收集后直接送入除焦活化裝置，這樣可以利用油氣的溫度為除焦活化裝置加熱，熱解炭出料后也送入除焦活化裝置。
[0048]2)除焦活化裝置的作用是使熱解油氣和熱解炭充分接觸，發揮熱解炭的催化裂解作用除去熱解油氣中的焦油，提高熱解氣中可燃氣成分，提高熱解氣熱值，同時在該反應過程中能夠實現熱解炭的活化，最終生產出活性炭。該除焦活化裝置為連續運行裝置，除焦活化溫度為1050°C，采用間接加熱，熱源來自系統自身產生的可燃氣的燃燒。將燃燒產生的高溫煙氣用作熱解裝置的熱源，實現了能量的最大化利用。除焦活化后產生的高溫可燃氣溫度980°C，設置蓄熱室和四通換向閥用于這部分熱量的回收。
[0049]當所述系統處于狀態I時，除焦活化裝置產生的高溫可燃氣通過第二四通換向閥的2號口進入，3號口流出，最終進入第二蓄熱室蓄熱，這類可燃氣的熱量被保存下來，蓄熱后的可燃氣溫度降至150°C以下，通過第一四通換向閥的3號口進入，2號口流出后進入可燃氣儲罐儲存。可燃氣儲罐內的可燃氣一部分作為除焦活化裝置的燃氣使用，該可燃氣通過第一四通換向閥的I號口進入，4號口流出，通過第一蓄熱室的預熱作用可將燃氣加熱到800°C以上，預熱可燃氣經過第二四通換向閥的4號口進入、I號口流出，進入除焦活化裝置燃燒，系統氣體流向通過位于可燃氣儲罐和第一四通換向閥之間的風機控制；
[0050]經過一段時間的蓄熱后第一四通換向閥和第二四通換向閥同時換向，這時系統處于狀態2，第一蓄熱室蓄積熱量，第二蓄熱式加熱可燃氣。通過狀態I和狀態2的循環，達到熱解可燃氣熱量的回收。每次換向時間為30s。
[0051]雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施方案對本實用新型作了詳盡的描述，但在本實用新型基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本實用新型精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本實用新型要求保護的范圍。
【主權項】
1.一種固體有機物蓄熱式熱解活化系統，其特征在于，包括熱解裝置，除焦活化裝置以及蓄熱裝置，其中，所述熱解裝置的熱解油氣出口與除焦活化裝置的熱解油氣入口相連，所述熱解裝置的熱解炭出口與除焦活化裝置的熱解炭入口相連； 所述蓄熱裝置包括第一蓄熱室，第二蓄熱室，第一換向閥，第二換向閥及可燃氣儲罐，所述可燃氣儲罐通過所述第一換向閥分別與所述第一蓄熱室、所述第二蓄熱室相連； 所述除焦活化裝置通過所述第二換向閥分別與所述第一蓄熱室、所述第二蓄熱室相連。2.根據權利要求1所述的固體有機物蓄熱式熱解活化系統，其特征在于，所述熱解裝置的煙氣入口與所述除焦活化裝置的煙氣出口相連。3.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于，所述熱解裝置為間接加熱式熱解裝置。4.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于，所述除焦活化裝置為間接加熱式裝置。
【文檔編號】C10B57/00GK205473573SQ201620114774
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月4日
【發明人】賈懿曼, 肖磊, 張順利, 劉璐, 包欣欣, 吳道洪
【申請人】北京神霧環境能源科技集團股份有限公司