专利名称：：一种垃圾微波裂解处理系统中液体产物的处理方法及使用的蒸馏设备的制作方法
技术领域：
：本发明属于环境垃圾处理领域，特别是一种垃圾采用微波裂解处理系统中产生的液体产物的处理方法及使用的蒸馏设备。
背景技术：
：由于垃圾的微波裂解原料中80%以上为生物质有机物和合成有机物，加之裂解的温度在450-550°C范围内，其过程中必将产生一定的液体类物质，其主要为焦油和水的混合物。其产生机理相当于煤的低温干馏过程。但由于原料的特殊性其成分和性质差距较大主要表现在(1)物理性质的差距煤焦油是炼焦工业煤热解生成的粗煤气中的产物之一，在常温常压下其产品呈黑色粘稠液状，密度通常在0.95-1.IOg./cm3之间，闪点100°C具有特殊臭味，煤焦油又称焦油。炼焦生产的高温煤焦油密度较高，为1.1601.220g/cm3。垃圾微波裂解焦油垃圾微波裂解粗油品，在常温常压下呈黄色膏状，其软化温度50摄氏度，比重小于水约为0.85-0.96g./cm3，粘度较小。(2)化学成分的差距煤焦油主要由多环芳香族化合物组成，烷基芳烃含量较少，高沸点组分较多，热稳定性好。其组分萘含量较多，其余相对含量较少，主要有1-甲基萘、2_甲基萘、苊、芴、氧芴、蒽、菲、咔唑、莹蒽、喹啉、芘等。垃圾微波裂解焦油垃圾裂解的液体产物主要含有饱和或者不饱和烃类物质，和一部分芳烃物质。城市生活垃圾由于其来源的特性决定了它的热解焦油必然含有较多的含氧官能团。(2)馏程分布的差距垃圾微波裂解焦油的馏程分布<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>综上所述由于焦油性质的不同，决定了其加工工艺和产品化的目标就不能相同，常规的焦油处理方法不能良好的解决垃圾微波裂解液体产物的处理问题。本发明人投入大量技术和财力对城市垃圾进行微波裂解处理的全套设备和工艺进行研发，并取得成功，为城市垃圾综合处理创出一条环保、处理费用低和资源回收率高的新路，但垃圾进行微波裂解处理系统中液体产物，由于该液体产物的物理和化学性能的特殊性，现有技术还无法对其进行处理的工艺和设备。
发明内容本发明为本发明人对城市垃圾进行微波裂解处理的全套设备和工艺进行研发中垃圾微波裂解处理系统中液体产物的处理阶段的工艺和设备，提供了一种垃圾微波裂解处理系统中液体产物的处理方法及设备。通过本发明的实施可以用极其简单的方法实现垃圾裂解处理系统的液体产物处理和产品化回收。既合理的利用了资源，又避免直接引用煤焦油处理方法存在的问题。在本发明中，对垃圾裂解处理系统的液体产物，进行有效地分离和处理，将其变为燃料油产品，实现变废为宝和最大化实现降低排放环境保护的发明目的。本发明实现垃圾微波裂解处理系统中液体产物的处理方法发明目的采用的技术方案是该处理方法工艺步骤为(1)、垃圾微波裂解处理系统中液体送入热解气冷凝塔，进行冷凝处理，分离出裂解气、焦油和水混合物，冷凝后分离出的裂解气另行处理；(2)、将悬浮在焦油和水混合物上层的粗焦油送入粗焦油暂时储存罐，焦油和水混合物下层的污水进入污水处理系统；(3)、将步骤(2)获得的粗焦油进行一级蒸馏处理，蒸馏出的轻油进入油水分离器进行油、水分离，分离后的轻油进行加氢或添加除嗅抗氧化剂后保存，分离后的焦化污水进入污水处理系统；(4)、一级蒸馏处理遗留的未馏出物，进行二级蒸馏处理，蒸馏出含有残渣的燃料油，将含有残渣的燃料油在净化调理塔内进行添加除嗅抗氧化剂处理后，去除残渣的燃料油；(5)、二级蒸馏处理遗留的未馏出物，进行三级蒸馏处理，蒸馏出含有残渣的燃料油，将含有残渣的燃料油在净化调理塔内进行添加除嗅抗氧化剂处理后，去除残渣的次级燃料油。本发明实现垃圾微波裂解处理系统中液体产物的处理方法中采用蒸馏设备发明目的采用的技术方案是该组合式蒸馏设备包括焦油加热搅拌部分A、蒸馏部分B、油品收集部分C和设备机架部分D构成。所述的焦油加热搅拌部分A包括上端带有进料口、返流口、下端带有出料口的封闭罐体、搅拌装置和加热装置加热装置设置在封闭罐体的外壁上，搅拌装置设置在封闭罐体内。所述的蒸馏部分B包括封闭蒸馏室壳体、一组成对反向设置的上塔盘和下塔盘、进料口、出料口和出油口，进料口上端与所述的出料口连通，下端与最上层的上塔盘顶部对应，蒸馏出料口上端与最下层下塔盘凹面底部连通，蒸馏出料口同时经控制阀、回流泵与返流口连通，出油口设置在蒸馏室壳体的侧壁上，每个下塔盘上设置有与凹面底部连通的下料管，下料管(B7)的另一端与下面的上塔盘顶部对应。所述的油品收集部分C包括真空泵和油品收集管路，真空泵经油品收集管路与出油口连通。所述的焦油加热搅拌部分Α、蒸馏部分B和油品收集部分C固定设置在设备机架部分D的机架上。本发明的有益效果是(1)系统全封闭循环操作、安全性能好，效率高。(2)特殊的蒸馏设备伞状塔盘设计，可以实现以下目标A、减小蒸馏釜的体积，增大换热面积。B、塔盘的锥顶角设计角度，根据馏分的运动粘度而变化，保证稳定性。C、全封闭结构，塔盘的布料靠顶部的多孔抛洒进行，料层分布好，流动性好可以实现，系统的减压或负压操作。垃圾微波裂解焦油检测结果见表明与标准同类产品比较具有以下优点热值高、硫含量、密度、灰分、10%蒸余物残炭、水分和机械杂质合格，210-300°c馏分的油料，运动粘度满足2号燃料油要求(《石油化工行业标准》SH/T0356-1996)。该垃圾裂解焦油可以在民用和工用燃料上推广。轻质燃油部分经加氢处理或添加抗氧化剂产品处理后均可作为发动机油使用。300°C以上馏分油品既可以作为工业燃油，又可以作为化工原料使用。下面结合附图对本发明的方法和蒸馏设备进行详细说明。附图1为本发明液体产物处理方法流程示意图。附图2为蒸馏设备剖面示意图。附图3为蒸馏设备局部放大示意图。附图4为附图3a_a向示意图。附图中，A、焦油加热搅拌部分，B、蒸馏部分，C、油品收集部分，D、设备机架部分，Al、进料口，A2、出料口，A3、返流口，A4、搅拌装置，A5、加热装置，A6、封闭罐体，Bi、封闭蒸馏室壳体，B2、上塔盘，B3、下塔盘，B4、蒸馏进料口，B5、蒸馏出料口，B6、出油口，B7、回流泵，B8、保温层，Cl、真空泵，C2、油品收集管路，D1、机架，1、循环水池，2、水泵，3、热解气冷凝塔，4、粗焦油吸附泵，5、储存罐，6、上料泵，7、油品调整罐，8、加压泵，9、油水分离器，10、轻油储存罐，11、轻质油泵，12、一级蒸馏设备，13、上料泵，14、二级油料净化调理塔，15、燃料油储存罐，16、燃料油输送泵，17、二级蒸馏设备，18、上料泵，19、燃料油储存罐，20、三级油料净化调理塔，21、次级燃料油输送泵，22三级蒸馏设备。具体实施例方式参看附图1，一种垃圾微波裂解处理系统中液体产物的处理方法，该处理方法工艺步骤为(1)、垃圾微波裂解处理系统中液体送入热解气冷凝塔，进行冷凝处理，分离出裂解气、焦油和水混合物，冷凝后分离出的裂解气另行处理。该工艺步骤首先将液体产物(垃圾微波裂解处理系统中裂解炉产生的液汽混合物)送入热解气冷凝塔3，进行冷凝处理，分离出裂解气、焦油和水混合物，裂解气经热解气冷凝塔3上部回收另行处理，循环水池1内的水通过水泵2对热解气冷凝塔3进行冷却。(2)、将悬浮在焦油和水混合物上层的粗焦油送入粗焦油暂时储存罐，焦油和水混合物下层的污水进入污水处理系统。该工艺步骤继续在热解气冷凝塔3内进行，粗焦油经粗焦油吸附泵4送入储存罐5内，下层的污水进入污水处理系统。本发明分离出的焦化污水，采用常规的沉淀+絮凝+生化处理的方法处理后达到一级水标准排放。(3)、将步骤(2)获得的粗焦油进行一级蒸馏处理，蒸馏出的轻油进入油水分离器进行油、水分离，分离后的轻油进行加氢或添加除嗅抗氧化剂后保存，分离后的焦化污水进入污水处理系统。该工艺步骤将储存罐5内的粗焦油，经上料泵6送入一级蒸馏设备12，该设备为本发明涉及的专用蒸馏设备，经蒸馏设备12蒸馏出的含水轻油由轻质油泵11送入油水分离器9进行油、水分离，分离后的轻油由加压泵8送入油品调整罐7进行加氢或添加除嗅抗氧化剂处理，处理后送入轻油储存罐10保存。(4)、一级蒸馏处理遗留的未馏出物，进行二级蒸馏处理，蒸馏出含有残渣的燃料油，将含有残渣的燃料油在净化调理塔内进行添加除嗅抗氧化剂处理后，去除残渣的燃料油。该工艺步骤一级蒸馏设备12遗留的未馏出物经上料泵13送入二级蒸馏设备17进行二次蒸馏，馏出物经燃料油输送泵16送入二级油料净化调理塔14进行添加除嗅抗氧化剂处理后剩余残渣从底部排出、其余为燃料油成品，送入燃料油储存罐15储存。(5)、二级蒸馏处理遗留的未馏出物，进行三级蒸馏处理，蒸馏出含有残渣的次级燃料油，将含有残渣的燃料油在净化调理塔内进行添加除嗅抗氧化剂处理后，去除残渣的次级燃料油。该工艺步骤二级蒸馏设备17遗留的未馏出物经上料泵18送入三级蒸馏设备22进行三次蒸馏，馏出物经次级燃料油输送泵21送入三级油料净化调理塔20进行添加除嗅抗氧化剂处理后剩余残渣从底部排出、其余为燃料油成品，送入燃料油储存罐19储存。本发明工艺步骤(1)中，热解气冷凝塔采用循环水作为冷凝剂。降低工艺成本，由于冷却用水可循环利用，减少资源消耗。本发明工艺步骤(3)的一级蒸馏温度为107--210°C，工艺步骤(4)的蒸馏温度为210-300°C，工艺步骤(5)的蒸馏温度为330-360°C。上述技术参数经试验证明，非常适用于本工艺中。该工艺步骤主要原理、理论依据设计理念是油水分离由于垃圾微波裂解焦油具有的比重小于水约为0.7-0.8g./cm3，粘度较小的特性。所以其从裂解汽中冷凝出来后，自然浮于容器的上层。所以油水分离极为简单，只要定时从储存容器的底部抽取焦化水，在油水分界面以上抽取悬浮物即可实现油水分离。该系统主要由密封收集储槽和对应的输送泵构成。组合式蒸馏设备根据垃圾微波裂解焦油的化学成分及馏程分布特点，确定整个系统由组合式低温蒸馏技术实现，油品的二次水分脱除及产品化回收与油品调配输出几部分构成。其中组合式蒸馏程采用三个温度节点作为蒸馏操作的主控温度，分别为一级蒸馏，其回收目标为生产轻质发动机燃料油，该类油品可直接用于汽车等的燃料使用。其回收目标占总焦油量的29%左右二级蒸馏，其目标生产热值更高的粘度也更高的重质燃料油产品，其回收效率为占总焦油量的36%左右。三级蒸馏，其目标生产热值高热值的重质燃料油产品或作为化工产品进行出售。其回收效率为占总焦油量的35%左右。由于垃圾微波裂解的焦油属于副产物，其产量相对较低，按常规小规模的焦油处理装置的间歇式生产工艺其能耗和成本相对较高，加之垃圾微波裂解的焦油的馏程分布特点。本发明专门设计了组合式焦油蒸馏系统使用的蒸馏设备。参看附图2、3和4，蒸馏处理工艺使用的组合式蒸馏设备；(1)、该组合式蒸馏设备包括焦油加热搅拌部分A、蒸馏部分B、油品收集部分C和设备机架部分D构成。(2)、所述的焦油加热搅拌部分A包括上端带有进料口(Al)、返流口(A3)、下端带有出料口(A2)的封闭罐体(A6)、搅拌装置(A4)和加热装置(A5)，加热装置(A5)设置在封闭罐体(A6)的外壁上，搅拌装置(A4)设置在封闭罐体(A6)内。(3)、所述的蒸馏部分B包括封闭蒸馏室壳体(Bi)、一组成对反向设置的上塔盘(B2)和下塔盘(B3)、进料口(B4)、出料口(B5)和出油口(B6)，进料口(B4)上端与所述的出料口(A2)连通，下端与最上层的上塔盘(B2)顶部对应，出料口(B5)上端与最下层下塔盘(B3)凹面底部连通，出料口(B5)同时经控制阀、回流泵(B7)与返流口(A3)连通，出油口(B6)设置在蒸馏室壳体(Bi)的侧壁上，每个下塔盘(B3)上设置有与凹面底部连通的下料管(B7)，下料管(B7)的另一端与下面的上塔盘(B2)顶部对应。(4)、所述的油品收集部分C包括真空泵(Cl)和油品收集管路(C2)，真空泵(Cl)经油品收集管路(C2)与出油口(B6)连通。(5)、所述的焦油加热搅拌部分A、蒸馏部分B和油品收集部分C固定设置在设备机架部分D的机架(Dl)上。使用时，粗焦油经进料口Al，进入焦油加热搅拌部分A，经搅拌装置A4搅拌和加热装置A5加热，出料口A2流出焦油加热搅拌部分A。搅拌和加热的目的是利于粗焦油蒸馏。搅拌和加热后的粗焦油经蒸馏出料口A2和蒸馏进料口B4进入封闭罐体Bl内的上塔盘B2的上表面，粗焦油经上塔盘B3的上表面，经上塔盘B3表面的周边进入下塔盘B3，在经下塔盘B3中心孔径蒸馏进料口B4进入下级上塔盘，遗留的未馏出物经蒸馏出料口B5、回流泵B7、返流口B3重新进入焦油加热搅拌部分A循环上述步骤。蒸馏出的轻油或燃料油经出油口B6、油品收集管路C2和真空泵Cl收集。本蒸馏设备设计的关键；1是扇形表面角度和结构设计的上塔盘B2，下塔盘B3，通过改变其角度，适应对不同粗焦油的处理。2是由于所有馏分不可能一次性馏尽，料液需进行多次往返，所以从最后一级剩余液出口出来的液体须送回二次加热后，进行二次或三次蒸馏。本蒸馏设备实施例中，所述进料口B4和下料管B7为侧面带网孔的喷淋管。实现粗焦油进入蒸馏时的喷洒效果。本蒸馏设备实施例中，为提高热量的利用率，所述蒸馏室壳体Bl外侧设置有保温层B8。权利要求一种垃圾微波裂解处理系统中液体产物的处理方法，其特征在于该处理方法工艺步骤为(1)、垃圾微波裂解处理系统中液体送入热解气冷凝塔，进行冷凝处理，分离出裂解气、焦油和水混合物，冷凝后分离出的裂解气另行处理；(2)、将悬浮在焦油和水混合物上层的粗焦油送入粗焦油暂时储存罐，焦油和水混合物下层的污水进入污水处理系统；(3)、将步骤(2)获得的粗焦油进行一级蒸馏处理，蒸馏出的轻油进入油水分离器进行油、水分离，分离后的轻油进行加氢或添加除嗅抗氧化剂后保存，分离后的焦化污水进入污水处理系统；(4)、一级蒸馏处理遗留的未馏出物，进行二级蒸馏处理，蒸馏出含有残渣的燃料油，将含有残渣的燃料油在净化调理塔内进行添加除嗅抗氧化剂处理后，去除残渣的燃料油；(5)、二级蒸馏处理遗留的未馏出物，进行三级蒸馏处理，蒸馏出含有残渣的燃料油，将含有残渣的燃料油在净化调理塔内进行添加除嗅抗氧化剂处理后，去除残渣的次级燃料油。2.根据权利要求1所述的一种垃圾微波裂解处理系统中液体产物的处理方法，其特征在于工艺步骤(1)中，热解气冷凝塔采用循环水作为冷凝剂。3.根据权利要求1或2所述的一种垃圾微波裂解处理系统中液体产物的处理方法，其特征在于工艺步骤(3)的一级蒸馏温度为107--210°C，工艺步骤(4)的蒸馏温度为210—300°C，工艺步骤(5)的蒸馏温度为330—360°C。4.根据权利要求1所述的一种垃圾微波裂解处理系统中液体产物的处理方法中蒸馏处理工艺使用的蒸馏设备，其特征在于(1)、该组合式蒸馏设备包括焦油加热搅拌部分A、蒸馏部分B、油品收集部分C和设备机架部分D构成；(2)、所述的焦油加热搅拌部分A包括上端带有进料口(Al)、返流口(A3)、下端带有出料口(A2)的封闭罐体(A6)、搅拌装置(A4)和加热装置(A5)加热装置(A5)设置在封闭罐体(A6)的外壁上，搅拌装置(A4)设置在封闭罐体(A6)内；(3)、所述的蒸馏部分B包括封闭蒸馏室壳体(Bi)、一组成对反向设置的上塔盘(B2)和下塔盘(B3)、蒸馏进料口(B4)、蒸馏出料口(B5)和出油口(B6)，蒸馏进料口(B4)上端与所述的出料口(A2)连通，下端与最上层的上塔盘(B2)顶部对应，出料口(B5)上端与最下层下塔盘(B3)凹面底部连通，出料口(B5)同时经控制阀、回流泵(B7)与返流口(A3)连通，出油口(B6)设置在蒸馏室壳体(Bi)的侧壁上，每个下塔盘(B3)上设置有与凹面底部连通的下料管(B7)，下料管(B7)的另一端与下面的上塔盘(B2)顶部对应；(4)、所述的油品收集部分C包括真空泵(Cl)和油品收集管路(C2)，真空泵(Cl)经油品收集管路(C2)与出油口(B6)连通；(5)、所述的焦油加热搅拌部分A、蒸馏部分B和油品收集部分C固定设置在设备机架部分D的机架(Dl)上。5.根据权利要求4所述的一种垃圾微波裂解处理系统中液体产物的处理方法中蒸馏处理工艺使用的蒸馏设备，其特征在于所述进料口(B4)和下料管(B7)为侧面带网孔的喷淋管。6.根据权利要求4或5所述的一种垃圾微波裂解处理系统中液体产物的处理方法中蒸馏处理工艺使用的蒸馏设备，其特征在于所述蒸馏室壳体(Bi)外侧设置有保温层(B8)。全文摘要一种垃圾微波裂解处理系统中液体产物的处理方法及使用的蒸馏设备，解决液体产物中轻油和燃料油的蒸馏提取，处理方法是(1)冷凝处理，分离出裂解气、焦油和水混合物。(2)焦油和水分离。(3)多级蒸馏处理，提取轻油和燃料油。蒸馏设备，包括焦油加热搅拌部分采用机械搅拌和电加热，蒸馏部分采用一组成对反向设置的上塔盘和下塔盘利用塔板倾斜表面实现蒸馏，油品收集部分采用真空泵实现油品收集。本发明的有益效果是，系统全封闭循环操作、安全性能好，效率高。特殊的蒸馏设备伞状塔盘设计，减小蒸馏釜的体积，增大换热面积，塔盘的锥顶角设计角度，根据馏分的运动粘度而变化，保证稳定性。文档编号C10G67/02GK101798527SQ200910188799公开日2010年8月11日申请日期2009年12月11日优先权日2009年12月11日发明者杨启才,王新平,王照壹,王长友申请人:深圳市兖能投资管理有限公司