有机固废低焦油气化热电联供的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了有机固废低焦油气化热电联供的系统及方法。该系统包括双氧化层气化炉、旋风除尘器、酚水换热器、空冷器、间冷器、增压机、脱硫塔、袋式除尘器和内燃机组，双氧化层气化炉包括进料装置、反应区炉体、炉顶气化剂进气口、高于套筒所在区域的中段气化剂进气口、炉底气化剂进气口、设在位于环形空腔所在的区域内的煤气出气口、气化剂分布调节器和排渣装置，炉腔上段设有布料装置、中段设有套筒、底部设有炉篦，套筒与炉壁之间形成环形空腔，套筒上部为上宽下窄结构且套筒上端止抵于炉壁。采用该系统可解决有机固废在气化过程中燃气品质不稳定、焦油含量难控制等问题，能显著提高有机固废利用率以及热电联供的效率。有机固废利用率以及热电联供的效率。有机固废利用率以及热电联供的效率。

【技术实现步骤摘要】
有机固废低焦油气化热电联供的系统及方法


[0001]本专利技术属于固体废弃物资源化应用领域，具体而言，涉及有机固废低焦油气化热电联供的系统及方法。

技术介绍

[0002]随着国民经济的快速发展，有机固体废弃物(如生化垃圾等)环境污染问题日益严重，有机固废高效清洁资源化利用已经成为社会关注的热点问题。生活垃圾焚烧发电是目前固体废弃物资源化的重要方式之一，但焚烧发电除了有二次飞灰、二噁英等的二次污染以外，还具有设备复杂、建设运维成本高等特点，且焚烧发电不适合小型化集散式的小规模热电联供处理。有机固废气化作为一种高效清洁利用技术，相比于直接燃烧具有热效率高、投资成本低、环境污染小等优势，然而，采用热解气化发电虽然可避免上述垃圾发电过程中存在的大部分问题，且十分适用于中小规模的均质有机固废，但传统的煤气与料层同方向移动的顺流式固定床气化炉虽然热效率高，但气体产物中焦油含量高，而煤气与料层反方向移动的逆流式固定床气化炉虽然产品焦油含量低，但整体气化效率仅为15％左右，均存在有一定的缺陷。因此，如何更好地实现有机固废的资源化利用仍有待进一步研究。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出有机固废低焦油气化热电联供的系统及方法。采用该系统可有效解决均质有机固废在气化过程中的燃气品质不稳定、焦油含量难控制等问题，能够显著提高有机固废的利用率以及后端热电联供的效率。
[0004]根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提出了一种有机固废低焦油气化热电联供系统。根据本专利技术的实施例，该系统包括：
[0005]双氧化层气化炉，所述双氧化层气化炉包括进料装置、反应区炉体、炉顶气化剂进气口、中段气化剂进气口、炉底气化剂进气口、煤气出气口、气化剂分布调节器和排渣装置，其中：
[0006]所述反应区炉体设在所述进料装置下方，所述反应区炉体包括炉壁和炉腔，所述炉腔上段设有布料装置、中段设有套筒、底部设有炉篦，所述套筒与所述炉壁之间形成有环形空腔，所述套筒上部为上宽下窄结构且所述套筒的上端止抵于所述炉壁；
[0007]所述炉顶气化剂进气口设在所述炉壁的上部和/或顶部上，所述炉顶气化剂进气口延伸至所述炉腔内；
[0008]所述中段气化剂进气口设在所述炉壁的中部且高于所述套筒所在区域布置，所述中段气化剂进气口延伸至所述炉腔内；
[0009]所述炉底气化剂进气口设在所述炉壁的下部且位于所述炉篦的下方，所述炉底气化剂进气口延伸至所述炉腔内并与所述炉篦的下部连通；
[0010]所述煤气出气口设在所述炉壁的中部且位于所述环形空腔所在的区域内；
[0011]所述气化剂分布调节器可上下移动地设在所述炉底气化剂进气口的出口端，且位于所述炉篦内；
[0012]旋风除尘器，所述旋风除尘器包括粗煤气进口、固体颗粒出口和除尘煤气出口，所述粗煤气进口与所述煤气出气口相连；
[0013]酚水换热器，所述酚水换热器包括酚水进口、酚水蒸气出口、高温煤气进口和换热后煤气出口，所述高温煤气进口与所述除尘煤气出口相连；
[0014]空冷器，所述空冷器包括换热后煤气进口、低温空气进口、高温空气出口和空冷煤气出口，所述换热后煤气进口与所述换热后煤气出口相连；
[0015]间冷器，所述间冷器包括空冷煤气进口、冷却水进口、中温水出口和间冷煤气出口，所述空冷煤气进口与所述空冷煤气出口相连；
[0016]增压机，所述增压机包括间冷煤气进口和加压煤气出口，所述间冷煤气进口与所述间冷煤气出口相连；
[0017]脱硫塔，所述脱硫塔下部设有加压煤气进口和脱硫液出口、上部设有脱硫液进口和脱硫煤气出口，所述加压煤气进口与所述加压煤气出口相连；
[0018]袋式除尘器，所述袋式除尘器包括脱硫煤气进口和净化后煤气出口，所述脱硫煤气进口与所述脱硫煤气出口相连；
[0019]内燃机组，所述内燃机组包括燃料入口和高温烟气出口，所述燃料入口通过煤气缓冲罐与净化后煤气出口相连，所述高温烟气出口与余热锅炉相连，所述内燃机组的电能输出端与电网相连。
[0020]另外，根据本专利技术上述实施例的有机固废低焦油气化热电联供系统还可以具有如下附加的技术特征：
[0021]在本专利技术的一些实施例中，有机固废低焦油气化热电联供系统至少满足以下条件之一：所述空冷器上设有第一酚水出口，所述间冷器上设有第二酚水出口，所述第一酚水出口和/或所述第二酚水出口与所述酚水进口相连；所述酚水蒸气出口与所述炉顶气化剂进气口、所述中段气化剂进气口、所述炉底气化剂进气口中的至少之一相连；所述空冷器的高温空气出口与所述炉顶气化剂进气口、所述中段气化剂进气口、所述炉底气化剂进气口中的至少之一相连；所述间冷器的中温水出口与所述酚水进口相连；所述脱硫塔上部设有除雾器，且所述除雾器位于所述脱硫煤气出口下方；所述余热锅炉的预热空气出口和/或水蒸气出口与所述炉顶气化剂进气口、所述中段气化剂进气口、所述炉底气化剂进气口中的至少之一相连；进一步包括循环水箱，所述间冷器的中温水出口和/或所述酚水蒸气出口与所述循环水箱的进水口相连，所述酚水进口与所述循环水箱的出水口相连；进一步包括气化剂缓冲罐，所述酚水蒸气出口、所述空冷器的高温空气出口、所述余热锅炉的预热空气出口和/或水蒸气出口中至少之一与所述气化剂缓冲罐的进气口相连，所述炉顶气化剂进气口、所述中段气化剂进气口、所述炉底气化剂进气口中至少之一与所述气化剂缓冲罐的出气口相连。
[0022]在本专利技术的一些实施例中，有机固废低焦油气化热电联供系统至少满足以下条件之一：所述双氧化层气化炉包括多个炉顶气化剂进气口和/或多个中段气化剂进气口，所述多个炉顶气化剂进气口在所述炉壁的上部和/或所述炉壁的顶部上均匀布置，所述多个中段气化剂进气口沿所述炉壁的周向均匀、水平布置；所述双氧化层气化炉包括1～3个煤气
出气口，所述煤气出气口水平布置；所述炉篦可旋转设置，且所述炉篦上形成有布风口；所述进料装置包括至少一个进料通道，每个所述进料通道由上到下依次布置有进料口、进料缓冲仓上阀、进料缓冲仓、进料缓冲仓下阀和惰性气体吹扫进气口，所述进料缓冲仓的侧部形成有进料缓冲仓充泄压口；所述炉壁顶部通过过渡仓与所述进料装置相连，所述过渡仓与所述炉腔连通且所述过渡仓的侧壁上布置有所述炉顶气化剂进气口；所述炉壁外侧为膜式水冷壁或夹套水冷壁。
[0023]在本专利技术的一些实施例中，有机固废低焦油气化热电联供系统至少满足以下条件之一：所述进料装置包括两个所述进料通道，两个所述进料通道的进料缓冲仓之间设有连通阀门；所述进料通道的出料端与所述过渡仓连通且位于所述炉顶气化剂进气口的上方；所述套筒上端距离所述进料缓冲仓下阀的高度与所述反应区炉体总高度的比值为(0.4～0.8)：1，所述套筒下端距离所述炉篦顶部的高度与所述反应区炉体总高度的比值为(0.2～0.6)：1，所述套筒的高度与所述反应区炉体内径的比值为(0.2～0.6)：1；所述反应区炉体的内径为0.3～8m，所述环形空腔的最大厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机固废低焦油气化热电联供系统，其特征在于，包括：双氧化层气化炉，所述双氧化层气化炉包括进料装置、反应区炉体、炉顶气化剂进气口、中段气化剂进气口、炉底气化剂进气口、煤气出气口、气化剂分布调节器和排渣装置，其中：所述反应区炉体设在所述进料装置下方，所述反应区炉体包括炉壁和炉腔，所述炉腔上段设有布料装置、中段设有套筒、底部设有炉篦，所述套筒与所述炉壁之间形成有环形空腔，所述套筒上部为上宽下窄结构且所述套筒的上端止抵于所述炉壁；所述炉顶气化剂进气口设在所述炉壁的上部和/或顶部上，所述炉顶气化剂进气口延伸至所述炉腔内；所述中段气化剂进气口设在所述炉壁的中部且高于所述套筒所在区域布置，所述中段气化剂进气口延伸至所述炉腔内；所述炉底气化剂进气口设在所述炉壁的下部且位于所述炉篦的下方，所述炉底气化剂进气口延伸至所述炉腔内并与所述炉篦的下部连通；所述煤气出气口设在所述炉壁的中部且位于所述环形空腔所在的区域内；所述气化剂分布调节器可上下移动地设在所述炉底气化剂进气口的出口端，且位于所述炉篦内；旋风除尘器，所述旋风除尘器包括粗煤气进口、固体颗粒出口和除尘煤气出口，所述粗煤气进口与所述煤气出气口相连；酚水换热器，所述酚水换热器包括酚水进口、酚水蒸气出口、高温煤气进口和换热后煤气出口，所述高温煤气进口与所述除尘煤气出口相连；空冷器，所述空冷器包括换热后煤气进口、低温空气进口、高温空气出口和空冷煤气出口，所述换热后煤气进口与所述换热后煤气出口相连；间冷器，所述间冷器包括空冷煤气进口、冷却水进口、中温水出口和间冷煤气出口，所述空冷煤气进口与所述空冷煤气出口相连；增压机，所述增压机包括间冷煤气进口和加压煤气出口，所述间冷煤气进口与所述间冷煤气出口相连；脱硫塔，所述脱硫塔下部设有加压煤气进口和脱硫液出口、上部设有脱硫液进口和脱硫煤气出口，所述加压煤气进口与所述加压煤气出口相连；袋式除尘器，所述袋式除尘器包括脱硫煤气进口和净化后煤气出口，所述脱硫煤气进口与所述脱硫煤气出口相连；内燃机组，所述内燃机组包括燃料入口和高温烟气出口，所述燃料入口通过煤气缓冲罐与净化后煤气出口相连，所述高温烟气出口与余热锅炉相连，所述内燃机组的电能输出端与电网相连。2.根据权利要求1所述的有机固废低焦油气化热电联供系统，其特征在于，至少满足以下条件之一：所述空冷器上设有第一酚水出口，所述间冷器上设有第二酚水出口，所述第一酚水出口和/或所述第二酚水出口与所述酚水进口相连；所述酚水蒸气出口与所述炉顶气化剂进气口、所述中段气化剂进气口、所述炉底气化剂进气口中的至少之一相连；
所述空冷器的高温空气出口与所述炉顶气化剂进气口、所述中段气化剂进气口、所述炉底气化剂进气口中的至少之一相连；所述间冷器的中温水出口与所述酚水进口相连；所述脱硫塔上部设有除雾器，且所述除雾器位于所述脱硫煤气出口下方；所述余热锅炉的预热空气出口和/或水蒸气出口与所述炉顶气化剂进气口、所述中段气化剂进气口、所述炉底气化剂进气口中的至少之一相连；进一步包括：循环水箱，所述间冷器的中温水出口和/或所述酚水蒸气出口与所述循环水箱的进水口相连，所述酚水进口与所述循环水箱的出水口相连；进一步包括：气化剂缓冲罐，所述酚水蒸气出口、所述空冷器的高温空气出口、所述余热锅炉的预热空气出口和/或水蒸气出口中至少之一与所述气化剂缓冲罐的进气口相连，所述炉顶气化剂进气口、所述中段气化剂进气口、所述炉底气化剂进气口中至少之一与所述气化剂缓冲罐的出气口相连。3.根据权利要求1所述的有机固废低焦油气化热电联供系统，其特征在于，至少满足以下条件之一：所述双氧化层气化炉包括多个炉顶气化剂进气口和/或多个中段气化剂进气口，所述多个炉顶气化剂进气口在所述炉壁的上部和/或所述炉壁的顶部上均匀布置，所述多个中段气化剂进气口沿所述炉壁的周向均匀、水平布置；所述双氧化层气化炉包括1～3个煤气出气口，所述煤气出气口水平布置；所述炉篦可旋转设置，且所述炉篦上形成有布风口；所述进料装置包括至少一个进料通道，每个所述进料通道由上到下依次布置有进料口、进料缓冲仓上阀、进料缓冲仓、进料缓冲仓下阀和惰性气体吹扫进气口，所述进料缓冲仓的侧部形成有进料缓冲仓充泄压口；所述炉壁顶部通过过渡仓与所述进料装置相连，所述过渡仓与所述炉腔连通且所述过渡仓的侧壁上布置有所述炉顶气化剂进气口；所述炉壁外侧为膜式水冷壁或夹套水冷壁。4.根据权利要求3所述的有机固废低焦油气化热电联供系统，其特征在于，至少满足以下条件之一：所述进料装置包括两个所述进料通道，两个所述进料通道的进料缓冲仓之间设有连通阀门；所述进料通道的出料端与所述过渡仓连通且位于所述炉顶气化剂进气口的上方；所述套筒上端距离所述进料缓冲仓下阀的高度与所述反应区炉体总高度的比值为(0.4～0.8)：1，所述套筒下端距离所述炉篦顶部的高度与所述反应区炉体总高度的比值为(0.2～0.6)：1，所述套筒的高度与所述反应区炉体内径的比值为(0.2～0.6)：1；所述反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明，杨竹，董卫果，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：