一种固体废弃物热转化气相产物除焦的方法与流程

文档序号:12894608阅读:244来源:国知局

本发明涉及固体废弃物资源化利用技术领域,具体地说,是一种对固体废弃物快速热解气体进行净化分离的方法。



背景技术:

随着城镇化的发展,城市固体废弃物和工业固体废弃物大量排出,主要包括生活垃圾、塑料、活性污泥、医疗废物、木质材料、废油漆、橡胶等,对这些污染物的处理是亟待解决的环境问题之一。热解作为处理固体废弃物的主要方法之一,不仅净化环境,还可以回收能源,因此得到了广泛的关注。固体废弃物的热解产物主要包括焦渣、焦油和可燃气,随着各转化手段反应温度等条件不同,气液固三种相态产物的产率及组分分布也有很大差异,对其进行有效的分离可以得到较大的经济效益。

来自热转化反应器的高温气体,经过脱焦油、脱硫、脱水干燥后得到可以燃烧的不凝气相产物,此气相产物可以用通过气体输送设备如风机压缩后返回流程供热或进入储气罐,为用户提供燃气或工业生产原料。然而,在气相产物中总会夹杂着少量未冷凝的焦油或焦油微小颗粒,如不将其去除,会在后续的输送设备、管网、灶具或使用此不凝气为原料的反应器内结焦,进而造成巨大的危害。

针对焦油的去除,一般采用旋风分离器、塔式洗涤器、丝网除液、静电除焦器等常规的气液分离方法,但是由于热解气中含有易燃易爆气体,电除尘器可能会引发爆炸,并且焦油颗粒很小,常规方法很难达到理想的分离效果。



技术实现要素:

本发明克服了现有技术中的不足,目的是提供一种运行成本低、安全性高、能够实现连续高效运转的热解气体除焦方法。

为了实现以上目的,本发明是通过以下技术方案实现的,首先,通过雾化方法将不含焦油或焦油含量极低的液相产物、清水等液体介质变成高浓度雾滴,与经过除炭、冷凝后得到的含有焦油微小液滴的不凝气相接触,随着气相中雾滴浓度的剧增,包括焦油等液滴在装置及管路中互相碰撞、结合的几率大大增加,导致雾滴直径分布趋于增大,达到或超过后续气液分离装置要求的有效分离粒径,所述的增雾装置为具有液体喷嘴的雾化塔或具有文丘里管件的设备。

增雾后的气体再进入后续气液分离装置,如离心沉降式气液分离设备、重力沉降式气液分离设备、过滤式气液分离设备、静电式气液分离设备或上述类型的各种组合,由于前期焦油粒子直径得到有效提升,因此气体通过所述的气液分离设备的净化效果比传统方法有本质的提升。

本发明推荐采用循环液喷淋雾化的方式增加焦油颗粒的粒径,使其容易与气相分离,既避免了布袋除焦易堵塞、效率低的问题,又避免了静电除焦易引发可燃气体爆炸的危险。

本发明采用文丘里管或喷头的形式喷淋循环液,用旋风分离器进行气液分离,结构简单,工艺适用性强,易于放大。

对于小型或净化要求不高情况,可以在增雾装置内部按照折流板、旋流构件、丝网,进而实现增雾除焦设备一体化。

上述的雾化液体可以为固体废弃物热转化的液体产物或清水或两者混合物,适用的固体废弃物热转化原料可以为一种固体废弃物或多种固体废弃物的组合,并可根据本发明提出的净化原理,进行多个雾化分离单元的组合,实现不凝气体的多次净化。

附图说明

图1为固体废弃物热转化气相产物除焦的流程图。

附图标记说明:

1-气体进口2-液体出口3-雾化泵4-换热器5-雾化喷嘴6-除雾筛板7-清水进口8-不凝气出口。

具体实施方式

为了使本说明的技术手段、技术原理、技术特征便于理解,下面结合附图对于本发明的具体实施方式进行进一步说明,但不限定本发明保护范围,需要说明的是,由于不同温度条件下固体废弃物热解转化过程只是不凝气体产率和组成有区别,不会对本发明实施原理有本质的影响,反应器类型的不同也不会对发明实施原理有本质的影响。

实施例1

在处理量为每小时1公斤的固定床热解反应器中,挥发分含量为46%的含油污泥在氮气流量为600ml/min的条件下快速升温至500℃,并停留1h完成热解过程,形成的高温气相产物流出反应器,经过多级冷凝、冷却后分出液相产物,得到温度较低并且脱除绝大部分焦油的不凝气体。

引入本发明所述的方法,如附图1所示,来自冷凝段的夹杂着少量焦油的热解气,从气体进口1通过雾化泵3由文丘里雾化喷嘴5喷出,雾化后液体从2排出,清水7从塔上部连续小流量加入,与气体逆向接触,净化后的不凝气经过孔径为25mm的大孔穿流塔板6,从塔顶8输送至其他工段作燃气使用。另外,洗涤段循环回路设有换热器4。

通过上述方法,气相产物都变得透明无色,产率约为10.5%。

实施例2

在处理量为每小时1公斤的固定床热解反应器中,废橡胶、废电路板、医疗废弃物、废油漆和污泥的混合物在隔氧条件下快速升温至550℃,并停留1h完成热解过程,形成高温气相产物流出反应器,经过多级冷凝、冷却后分出液相产物,得到温度较低并且脱除绝大部分焦油的不凝气体。

引入本发明所述的方法,如附图1所示,来自冷凝段的夹杂着少量焦油的热解气,从气体进口1通过雾化泵3由文丘里雾化喷嘴5喷出,雾化后液体从2排出,清水7从塔上部连续小流量加入,与气体逆向接触,净化后的不凝气经过孔径为25mm的大孔穿流塔板6,从塔顶8输送至其他工段作燃气使用。另外,洗涤段循环回路设有换热器4。

通过上述方法,气相产物都变得透明无色。

实施例3

在处理量为每小时1公斤的固定床热解反应器中,塑料和木粉在隔氧条件下以20℃/min升温至650℃,完成热解过程,形成的高温气相产物流出反应器,经过多级冷凝、冷却后分出液相产物,得到温度较低并且脱除绝大部分焦油的不凝气体。

引入本发明所述的方法,如附图1所示,来自冷凝段的夹杂着少量焦油的热解气,从气体进口1通过雾化泵3由文丘里雾化喷嘴5喷出,雾化后液体从2排出,清水7从塔上部连续小流量加入,与气体逆向接触,净化后的不凝气经过孔径为25mm的大孔穿流塔板6,从塔顶8输送至其他工段作燃气使用。另外,洗涤段循环回路设有换热器4。

通过上述方法,气相产物都变得透明无色。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种固体废弃物热转化气相产物除焦的方法,主要包括增雾和分离两个步骤。其技术方案的要点是,采用文丘里管或喷嘴的形式喷入循环液,与夹杂着焦油的热解气充分接触,使焦油颗粒增大后在旋风分离器内将气液进行分离,防止焦油在后续管路和设备结焦。本发明避免了静电除焦易燃气体爆炸的危险,整个流程设备简单、运行成本低、能够实现连续高效运转。

技术研发人员:杨晓晓;李瑞;戚婷婷;操洪
受保护的技术使用者:北京林业大学
技术研发日:2017.06.20
技术公布日:2017.11.10
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