一种有机物自供能热解燃烧分时反应装置及方法与流程

文档序号:11151485阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种有机物自供能热解燃烧分时反应装置,其特征在于,该有机物自供能热解燃烧分时反应装置包括进料装置(1)、热解燃烧分时反应装置(2)、热解挥发产物回收装置(3)及烟气净化装置(4);

进料装置(1)包含低粘度有机物进料装置(7)和高粘度有机物进料装置(8);

热解燃烧分时反应装置(2)内分为热解和燃烧两个分时进行的反应阶段,热解燃烧分时反应装置(2)内设有热固载体(29),热固载体内部设有内空气管道(30),热固载体外部设有外空气管道(31),内空气管(30)与外空气管道(31)上开孔或布有风帽,内空气管道(30)用于提供燃烧热解渣所用空气,外空气管道(31)用于提供燃烧热解挥发产物所用空气;

热解燃烧分时反应装置(2)的热解挥发产物出口(35)与热解挥发产物回收装置(3)的冷凝装置A(12)上的热解挥发产物进口(39)相连,进入冷凝装置A(12)的热解挥发产物与换热装置A(56)内的水进行间接换热;

热解燃烧分时反应装置(2)的烟气出口(36)与烟气净化装置(4)的冷凝装置B(15)上的烟气进口(44)相连,来自于热解燃烧分时反应装置(2)的烟气与换热装置B(57)内的蒸汽/水进行间接换热。

2.根据权利要求1所述的有机物自供能热解燃烧分时反应装置,其特征在于,所述的低粘度有机物进料装置(7)设有密封阀门A(18)、密封阀门B(19)、低粘度有机物料储仓(20)、破碎装置(21)和螺旋进料装置(22);密封阀门A(18)设置于低粘度有机物料储仓(20)的进口,低粘度有机物料储仓(20)的物料出口经密封阀门B(19)后与破碎装置(21)的入口相连,破碎装置(21)的出口与螺旋进料装置(22)的入口相连,螺旋进料装置(22)的出口通入热解燃烧分时反应装置(2),低粘度有机物料依次经过低粘度有机物料储仓(20)、破碎装置(21)和螺旋进料装置(22)进入热解燃烧分时反应装置(2)中。

3.根据权利要求1或2所述的有机物自供能热解燃烧分时反应装置,其特征在于,所述的高粘度有机物进料装置(8)设有密封阀门C(23)、高粘度有机物料储仓(24)、水夹套(25)、推入式注射进料装置(26)和锁气装置(27);密封阀门C(23)布置于高粘度有机物料储仓(24)顶部,高粘度有机物料储仓(24)的出口经锁气装置(27)连接热解燃烧分时反应装置(2)的物料进口,推入式注射进料装置(26)设置于高粘度有机物料储仓(24)的底部、锁气装置(27)前,用于将高粘度有机物料以喷射状送入热解燃烧分时反应装置(2)中,防止高粘度有机物料在热解燃烧分时反应装置(2)内积聚,水夹套(25)设置于高粘度有机物料储仓(24)外部,水夹套(25)的厚度为30-50mm。

4.根据权利要求3所述的有机物自供能热解燃烧分时反应装置,其特征在于,所述的热解挥发产物回收装置(3)包含冷凝装置A(12)、热解油回收装置(13)及热解气回收装置(14);冷凝装置A(12)内布有换热装置A(56),冷凝装置A(12)下部设有排油口(43),排油口(43)通入设置于冷凝装置A(12)下方的热解油回收装置(13),冷凝的热解油通过排油口(43)进入热解油回收装置(13进行回收;热解气回收装置(14)布置于冷凝装置A(12)的左侧,冷凝装置A(12)与热解气回收装置(14)之间设置气体通道,冷凝装置A(12)出口热解气进入热解气回收装置(14)进行回收。

5.根据权利要求1、2或4所述的有机物自供能热解燃烧分时反应装置,其特征在于,所述的烟气净化装置(4)包含冷凝装置B(15)、除尘装置(16)和脱酸装置(17),除尘装置(16)及脱酸装置(17)依次设置于冷凝装置B(15)的右侧;冷凝装置B(15)内布有换热装置B(57),冷凝装置B(15)的冷凝烟气出口(45)通入除尘装置(16),除尘装置(16)的除尘烟气出口(49)通入脱酸装置(17),经除尘、脱酸处理合格后的烟气直接排入大气;冷凝装置B(15)的底部设有除灰小门(54)。

6.根据权利要求5所述的有机物自供能热解燃烧分时反应装置,其特征在于,所述的高粘度有机物进料装置(8)的水夹套(25)设有高温工质入口(52)及冷水出口(53),冷水出口(53)与冷凝装置A(12)上的冷水进口(41)相连,冷水在冷凝装置A(12)内与热解挥发产物经过间接换热后变成热水,冷凝装置A(12)设有热水出口(42),热水出口(42)与冷凝装置B(15)的热水进口(46)相连,换热后的热水进入冷凝装置B(15)与烟气进行间接换热生成高温饱和水或水蒸汽,冷凝装置B(15)设有高温工质出口(47),高温工质出口(47)与水夹套(25)上的高温工质入口(52)相连,换热后的高温饱和水或水蒸汽通过管道和高温工质入口(52)进入水夹套(25),以此循环。

7.根据权利要求1、2、4或6所述的有机物自供能热解燃烧分时反应装置,其特征在于,所述的冷凝装置A(12)还设有补水口(55),若整个热解燃烧过程中有水损失,外界水通过冷凝装置A(12)的补水口(55)送入换热装置A(56)中进行补充。

8.根据权利要求7所述的有机物自供能热解燃烧分时反应装置,其特征在于,所述的冷凝装置B(15)内设置多个横向和纵向的温度隔板(48),强化换热的同时增加整体烟气停留时间。

9.根据权利要求1、2、4、6或8所述的有机物自供能热解燃烧分时反应装置,其特征在于,所述的有机物自供能热解燃烧分时反应装置做成移动式,将热解燃烧分时反应装置(2)及其配套装置放入集装箱A(5),将热解挥发产物回收装置(3)及烟气净化装置(4)放入集装箱B(6)。

10.根据权利要求9所述的有机物自供能热解燃烧分时反应装置,其特征在于,所述的热解燃烧分时反应装置(2)为回转窑,通过回转窑本身转动实现热固载体(29)与有机物料的充分混合;或为固定床,通过固定床内部增加搅拌装置实现热固载体(29)与有机物料的充分混合;或为流化床,通过流化床内流化特性实现热固载体(29)与有机物料的充分混合;若热解燃烧分时反应装置(2)类型采用流化床型式,内空气管(30)相当于布风板。

11.根据权利要求1、2、4、6、8或10所述的有机物自供能热解燃烧分时反应装置,其特征在于,所述的除尘装置(16)为布袋除尘器、陶瓷除尘器或电除尘器中,除尘效率>99.9%。

12.一种有机物自供能热解燃烧分时反应方法,其特征在于,以热固载体为传热媒介,将热解与燃烧在同一反应装置内分时进行,步骤如下:

(Ⅰ)进料阶段:打开密封阀门A,关闭密封阀门B,低粘度有机物料经低粘度有机物进料装置顶部的密封阀门A送入低粘度有机物料储仓,低粘度有机物物料达到给定量后,关闭密封阀门A,打开密封阀门B及破碎装置,低粘度有机物料被破碎至1-5mm后经螺旋进料装置送入热解燃烧分时反应装置;

打开密封阀门C,高粘度有机物料经密封阀门C送入高粘度有机物料储仓,高粘度有机物料达到给定量后,关闭密封阀门C,水夹套内部的高温饱和水/水蒸汽将高粘度有机物料储仓内的高粘度有机物料熔化,熔化后的高粘度有机物料经推入式注射进料装置呈喷射状送入热解燃烧分时反应装置;

(Ⅱ)热解阶段:关闭热解燃烧分时反应装置的烟气出口阀门,送入热解燃烧分时反应装置内的有机物料与热固载体充分均匀混合,热固载体对有机物进行快速加热,有机物发生热解反应,产生热解渣及热解挥发产物,打开热解挥发产物出口,热解挥发产物中的重质焦油于设备内冷凝吸附,大部分热解挥发产物送入热解挥发产物回收装置的冷凝装置A中,热解渣及少量热解挥发产物存于热解燃烧分时反应装置内;热解挥发产物与换热装置A内的冷凝水进行间接换热,热解挥发产物中的热解油由于冷凝液化成液滴状,经排油口进入热解油回收装置,剩余的热解气送入热解气回收装置,换热装置A内的水经换热后温度升高,经热水出口送入换热装置B热水进口;

(Ⅲ)燃烧阶段:热解反应结束后,关闭热解燃烧分时反应装置的热解气出口的阀门,热解燃烧分时反应装置内热固载体温度下降,向热解燃烧分时反应装置内通入空气与该装置内部剩余热解挥发产物和热解渣进行燃烧反应,反应2s后开启烟气出口的阀门,燃烧过程产生的热量通过多相传热的形式对热固载体进行加热,被加热后的热固载体留在热解燃烧分时反应装置内,为下批次有机物热解提供能量,烟气送入冷凝装置B内,烟气与换热装置B内的热水进行间接换热,烟气被降温至120-200℃以下后送入除尘装置,除尘后的烟气进入脱酸装置进行脱除酸性气体,处理合格后的烟气排入大气,换热装置B内的水经换热后生成高温饱和水或水蒸汽,高温饱和水或水蒸汽送入高粘度有机物进料装置的水夹套的高温工质入口,提供新的高温换热工质;

(Ⅳ)交替循环阶段:燃烧反应结束后,关闭热解燃烧分时反应装置的烟气出口阀门,低粘度有机物料或高粘度有机物料再次送入热解燃烧分时反应装置先进行热解处理,热解结束后再进行燃烧处理,以此循环。

13.根据权利要求12所述的一种有机物自供能热解燃烧分时反应方法,其特征在于,通过采用催化剂调整热解挥发产物中热解油及热解气的产出率,所用的催化剂为贵金属、金属复合氧化物、钙钛矿或尖晶石。

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