一种固体废弃物三床联用热解气化和焦油裂解一体化系统，属于固体废弃物处理技术领域。包括固体废弃物进料系统、热解器、氧化器系统、氧化器旋风分离器和旋风反应器。本发明专利技术使用气提管和沉降管相结合的循环流化床氧化器、鼓泡或湍动流化床热解器、旋风反应器实现床料在三床之间的循环流动，利用旋风反应器实现热床料和热解气的充分混合从而极大地促进了焦油裂解和气体净化；且通过氧化器和热解器结构的优化、不同床料混合使用、床料循环流动系统和气固混合水平的提高以及进料系统的改进，极大地提高了整体热解气化效率和产品气热值、减少了产品气焦油含量，制备出高品质的清洁热解气/合成气。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固体废弃物处理
，尤其是涉及固体废弃物三床联用热解气化和焦油裂解一体化系统。
技术介绍
随着社会的进步与经济的发展，人类对能源的需求日益增加，传统的化石能源由于其不可再生性，面临着枯竭的问题。生物质能，作为可再生的、潜在可持续的、相对环境友好的清洁能源，近些年来受到国内外的重视，是仅次于煤、石油和天然气处于能源消费总量第四位的能源。我国生物质资源储量丰富，但有效利用率还很低。每年产生的生物质总量有50多亿吨，其中农作物秸秆等废弃物有7亿多吨，除去还田作饲料等还剩3亿多吨的量没有得到有效利用；林业废弃物也有1.5-2亿吨；而且我国也有巨大的生活垃圾、市政和河道污泥等生物质资源以及各种工业废弃物。如何有效地利用固体废弃物资源，使其转化为清洁能源已经成为我国迫切需要解决的问题。热解气化是处理和利用固体废弃物的非常重要的方式，可以将固体废弃物转化为高品位热解气或合成气以替代化石燃料用于电力生产、工业锅炉窑炉、城乡生活燃料等方面或用于合成各种燃料和化学品以及制氢等，不仅可以减少对化石能源的依赖、改善我国能源结构、缓解能源供给矛盾、保障国家能源安全，而且能够减少污染物及温室气体的排放。目前热解和气化的主要问题是产品气热值低、焦油含量高，妨碍了进一步的商业化推广和应用。国外的双流化床气化炉和化学循环燃烧/气化技术近年来发展迅速，借鉴于国内外先进经验，本项目在流化床的基础上，使用生物炭、泥炭、灰分、工业废物铁锈(Fe2O3)或电厂脱硫石膏(CaSO4)等经济性好的物料或废物为床料，改善床料的循环模式以最大程度地降低焦油含量，有效减少污染物排放和调整产品气的组成，发展一种适合我国固体废弃物的新型高效固体废弃物三床联用热解气化和焦油裂解一体化系统。三床热解和气化技术实现了氮气和产品气(热解气或合成
气)的自然分离，产品气热值高，是将低品位的固体废弃物转化为高品位合成气、热解气、氢气以及生物天然气和液体燃料的有效途径，而且原料适应性强、反应速度快、强度大，适合工业化应用和推广，具有非常广阔的发展前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种提高产品气热值与整体热解气化效率以及进一步减少产品气中焦油与污染物的含量的固体废弃物三床联用热解气化和焦油裂解一体化系统。实现本专利技术目的的技术方案是：本专利技术一种固体废弃物三床联用热解气化和焦油裂解一体化系统，包括固体废弃物进料系统(1)、热解器(2)、氧化器系统(3)、氧化器旋风分离器和旋风反应器；氧化器旋风分离器包括氧化器一级旋风分离器(7)和氧化器二级旋风分离器(8)，旋风反应器包括一级旋风分反应器(10)和二级旋风分反应器(11)；固体废弃物进料系统(1)与热解器(2)连接，热解器(2)的输出口通过非机械阀管道或机械阀或螺杆系统与氧化器系统(3)连接；氧化器系统(3)上部的气体输出端一部分与氧化器一级旋风分离器(7)的输入端连接，氧化器一级旋风分离器(7)底部输出端的一部分与一级旋风分反应器(10)的输入端连接，一级旋风分反应器(10)的下部输出端与热解器(2)连通连接，同时，一级旋风反应器(10)的气体进口与热解器(2)连通；氧化器系统(3)上部的气体输出端的另一部分与氧化气排料旋风分离器(9)的输入端连接，氧化气排料旋风分离器(9)下部的固体输出端与残渣收集罐(16)连接，残渣收集罐(16)的底部安装有排渣阀，同时残渣收集罐(16)设有回料管和机械阀或螺杆系统或非机械阀与氧化器系统(3)连接；氧化器系统(3)还设有氧化器下料管(6)与热解器(2)连接；氧化器一级旋风分离器(7)底部输出端的另一部分通过氧化器一级旋风分离器(7)的下料管(14)与氧化器下料管(6)连通连接，氧化器一级旋风分离器(7)的下料管(14)和氧化器下料管(6)汇合后和热解器(2)连通连接；氧化器一级旋风分离器(7)顶部输出端与氧化器二级旋风分离器(8)的输入端连接，氧化器二级旋风分离器(8)下
部输出端与二级旋风分反应器(11)的输入端连接，二级旋风分反应器(11)下部的输出端与固体废弃物进料系统(1)连接；一级旋风分反应器(10)的上部输出端与二级旋风分反应器(11)连接。热解器的加热或保温方式为微波加热、电磁感应加热、电加热或施加保温层，热解器的外面设有微波加热装置、电磁感应加热装置、电加热装置或施加保温层。更进一步的优化方案是所述的一种固体废弃物三床联用热解气化和焦油裂解一体化系统，所述氧化器系统(3)采用循环流化床的结构型式，包括提升管(4)、位于提升管(4)底部的进气系统(18)、熔渣排出口(19)，进一步还包括沉降管(5)，沉降管(5)直径大于提升管(4)直径，且沉降管(5)套住提升管上部出口，沉降管(5)和提升管(4)不同轴非对称即中心轴平行且有间距，沉降管(5)下端设有颗粒输出口通过氧化器下料管(6)与热解器(2)连接；若氧化器系统(3)不含有沉降管，则颗粒输出口直接设在提升管(4)上，颗粒输出口和氧化器下料管(6)连接，氧化器下料管(6)和热解器(2)连接；提升管(4)和沉降(5)管直径不同，并且设置为非对称布置，即提升管(4)偏向设置在沉降管(5)的一侧，所述沉降管(5)的颗粒输出口通过氧化器下料管(6)与热解器(2)的输入口连接。氧化器系统(3)采用提升管(4)和沉降管(5)相结合的循环流化床结构形式，提升管(4)和沉降管(5)采用非对称布置从而使较大的床料颗粒堆积在沉降管(5)下面的一侧，有利于对大颗粒出料管和下料管(6)实现有效的料封，这些大颗粒直接被输送到热解器(2)，避免了在旋风分离器和中的磨损。更进一步的优化方案是所述的一种固体废弃物三床联用热解气化和焦油裂解一体化系统，热解器(2)采用流化床热解器，所述流化床热解器的物料进料端为水平的螺杆进料器，热解器(2)的主体可以是鼓泡或湍动流化床反应器或为底板具有坡度的流化床反应器，流化床反应器底板上具有孔，所述流化床热解器的加热或保温方式可为微波加热、电磁感应加热、电加热或施加高效保温层。热解器(2)的床料中除了包括生物炭和灰分外，进一步床料还包括载热体、
催化剂、载氧体等中的一种或几种。更进一步的优化方案是所述的一种固体废弃物三床联用热解气化和焦油裂解一体化系统，所述一级旋风分反应器(10)设置在热解器(2)的内部或外部，当一级旋风反应器(10)设置在热解器(2)外部时，一级旋风反应器(10)的输出端与热解器(2)连通连接。一级旋风反应器(10)置于流化床热解器里面时可以提高传热效率。更进一步的优化方案是所述的一种固体废弃物三床联用热解气化和焦油裂解一体化系统，固体废弃物进料系统(1)包括螺杆进料器，固体废弃物进料系统(1)采用旋转阀密封、双阀闭锁料斗密封、螺杆输送挤压密封、气封等一种或多种密封方式的有机结合实现物料进料系统和反应器的有效隔离和密封。本专利技术是一种固体废弃物三床联用热解气化和焦油裂解一体化系统，三床相互作用可以实现氧化、部分氧化、气化和热解、焦油裂解等过程制备高品质产品气。本专利技术使用热解器、氧化器、旋风反应器实现三床联用的热解、气化和焦油裂解；旋风反应器实现热床料和热解气的剧烈混合以充分裂解重整焦油、脱除污染物。固体废弃物进料系统(1)(尤其螺杆进料器)将固本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固体废弃物三床联用热解气化和焦油裂解一体化系统，其特征在于，包括固体废弃物进料系统(1)、热解器(2)、氧化器系统(3)、氧化器旋风分离器和旋风反应器；氧化器旋风分离器包括氧化器一级旋风分离器(7)和氧化器二级旋风分离器(8)，旋风反应器包括一级旋风分反应器(10)和二级旋风分反应器(11)；热解器(2)的输出口通过非机械阀管道或机械阀或螺杆系统与氧化器系统(3)连接；氧化器系统(3)上部的气体输出端一部分与氧化器一级旋风分离器(7)的输入端连接，氧化器一级旋风分离器(7)底部输出端的一部分与一级旋风分反应器(10)的输入端连接，一级旋风分反应器(10)的下部输出端与热解器(2)连通连接，同时，一级旋风反应器(10)的气体进口与热解器(2)连通；氧化器系统(3)上部的气体输出端的另一部分与氧化器排料旋风分离器(9)的输入端连接，氧化器排料旋风分离器(9)下部的固体输出端与残渣收集罐(16)连接，残渣收集罐(16)的底部安装有排渣阀，残渣收集罐(16)设有回料管和机械阀或非机械阀与氧化器系统(3)连接；氧化器系统(3)设有氧化器下料管(6)与热解器(2)连接；氧化器一级旋风分离器(7)底部输出端的另一部分通过氧化器一级旋风分离器(7)的下料管(14)与氧化器下料管(6)连通连接，氧化器一级旋风分离器(7)的下料管(14)和氧化器下料管(6)汇合后和热解器(2)连通连接；；氧化器一级旋风分离器(7)顶部输出端与氧化器二级旋风分离器(8)的输入端连接，氧化器二级旋风分离器(8)下部输出端与二级旋风分反应器(11)的输入端连接，二级旋风分反应器(11)下部的输出端与固体废弃物进料系统(1)连接；一级旋风分反应器(10)的上部输出端与二级旋风分反应器(11)连接；热解器的加热或保温方式为微波加热、电磁感应加热、电加热或施加保温层。...
【技术特征摘要】
1.一种固体废弃物三床联用热解气化和焦油裂解一体化系统，其特征在于，包括固体废弃物进料系统(1)、热解器(2)、氧化器系统(3)、氧化器旋风分离器和旋风反应器；氧化器旋风分离器包括氧化器一级旋风分离器(7)和氧化器二级旋风分离器(8)，旋风反应器包括一级旋风分反应器(10)和二级旋风分反应器(11)；热解器(2)的输出口通过非机械阀管道或机械阀或螺杆系统与氧化器系统(3)连接；氧化器系统(3)上部的气体输出端一部分与氧化器一级旋风分离器(7)的输入端连接，氧化器一级旋风分离器(7)底部输出端的一部分与一级旋风分反应器(10)的输入端连接，一级旋风分反应器(10)的下部输出端与热解器(2)连通连接，同时，一级旋风反应器(10)的气体进口与热解器(2)连通；氧化器系统(3)上部的气体输出端的另一部分与氧化器排料旋风分离器(9)的输入端连接，氧化器排料旋风分离器(9)下部的固体输出端与残渣收集罐(16)连接，残渣收集罐(16)的底部安装有排渣阀，残渣收集罐(16)设有回料管和机械阀或非机械阀与氧化器系统(3)连接；氧化器系统(3)设有氧化器下料管(6)与热解器(2)连接；氧化器一级旋风分离器(7)底部输出端的另一部分通过氧化器一级旋风分离器(7)的下料管(14)与氧化器下料管(6)连通连接，氧化器一级旋风分离器(7)的下料管(14)和氧化器下料管(6)汇合后和热解器(2)连通连接；；氧化器一级旋风分离器(7)顶部输出端与氧化器二级旋风分离器(8)的输入端连接，氧化器二级旋风分离器(8)下部输出端与二级旋风分反应器(11)的输入端连接，二级旋风分反应器(11)下部的输出端与固体废弃物进料系统(1)连接；一级旋风分反应器(10)的上部输出端与二级旋风分反应器(11)连接；热解器的加热或保温方式为微波加热、电磁感应加热、电加热或施加保温层。2.按照权利要求1所述的一种固体废弃物三床联用热解气化和焦油裂解一体化系统，其特征在于，氧化器系统(3)采用循环流化床的结构型式，包括提升管(4)、位于提升管底部的进气系统(18)、熔渣排出口(19)，还包括沉降管(5)，沉降管(5)直径大于提升管(4)直径，且沉降管(5)套住提升管上部出口，沉降管(5)和提升管(4)不同轴非对称即中心轴平行且有间距，沉降管(5)下端设有颗粒输出口通过氧化器下料管(6)与热解器(2)连通连接。3.按照权利要求1所述的一种固体废弃物三床联用热解气化和焦油裂解一体化系统，其特征在于，所述循环流化床氧化器系统(3)包括提升管(4)、位于提升管底部的进气系
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【专利技术属性】
技术研发人员：代建军，李晶，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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