有机固废加压气化及余热回收利用系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了有机固废加压气化及余热回收利用系统和方法。其中，有机固废加压气化及余热回收利用系统包括：加压气化炉、旋风分离器、废热锅炉、间接冷却器、陶瓷多管除尘器。该系统采用加压低焦油气化的方式，有利提高气化处理规模和气化强度；气化压力条件灵活，可根据物料性质或可燃气要求调节气化炉压力；可燃气有一定的压头，能够降低下游深度利用的气体增压成本。增压成本。增压成本。

【技术实现步骤摘要】
有机固废加压气化及余热回收利用系统和方法


[0001]本专利技术涉及固废处理处置与资源化领域，具体而言，本专利技术涉及有机固废加压气化及余热回收利用系统和方法。

技术介绍

[0002]有机固体废弃物热解气化是指废弃物中的有机质在高温条件下化学键发生断裂，产生小分子气体、可冷凝挥发物(焦油)和固体残渣的过程。热解气化是一个复杂且连续的化学反应过程，主要包括大分子变成小分子的裂解过程、小分子聚合成大分子的缩聚过程和挥发物的二次反应过程。有机固体废弃物热处理因为兼具无害化、减量化和资源化方面的优势，在发达国家已被广泛应用，而随着我国社会和经济的发展，也逐步推广应用到国内有机固废的资源化处理，特别是生活垃圾、农林废弃物、污泥等。
[0003]气化炉及气化工艺是有机固废热解气化过程中工艺设备中最重要的部分，其相关设计参数、内部结构形式、操作工艺条件等对可燃气品质、碳转化率等均有重要影响。目前生物质气化技术或者生活垃圾气化技术主要包括固定床气化和流化床气化，常见的气化炉炉型有上吸式固定床气化炉、下吸式固定床气化炉、循环流化床气化炉、鼓泡流化床气化炉等。虽然有机固废气化工艺及设备的研究已经较为深入，但是目前的气化技术和设备的研究主要集中在常压或微正压(气化压力小于0.1MPa)条件下，有机固废加压气化的研究很少见。现有的有机固废气化炉及气化工艺仍有待改进。

技术实现思路

[0004]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加压气化及余热回收利用系统和方法。该系统可通过加压多级供风实现有机固废的低焦油气化产气，并充分有效利用产气降温冷却过程中的余热，提高系统能量和热量的利用率。
[0005]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种有机固废加压气化及余热回收利用系统。根据本专利技术的实施例，该有机固废加压气化及余热回收利用系统包括：加压气化炉、旋风分离器、废热锅炉、间接冷却器、陶瓷多管除尘器；其中，所述加压气化炉具有以下其中之一的结构：
[0006](1)所述加压气化炉包括：
[0007]进料装置；
[0008]反应区炉体，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上段炉体和下段炉体；其中，所述上段炉体的直径小于所述下段炉体的直径，所述上段炉体套设在所述下段炉体内，所述上段炉体与所述下段炉体之间形成有环形空腔，所述环形空腔顶部设有密封件；所述上段炉体内的上方设有布料装置，所述下段炉体内的底部设有炉篦；
[0009]多个炉顶气化剂进气口，所述炉顶气化剂进气口设在位于所述环形空腔上方的所述上段炉体的侧壁上，延伸至所述上段炉体内；
[0010]至少一个中段气化剂进气口，所述中段气化剂进气口设在位于所述环形空腔侧方的所述下段炉体的侧壁上，并穿过所述上段炉体的侧壁，延伸至所述上段炉体内；
[0011]炉底气化剂进气口，所述炉底气化剂进气口设在下段炉体的底壁或底部侧壁上，延伸至所述下段炉体内，与所述炉篦的下部连通；
[0012]一个或多个煤气出气口，所述煤气出气口设在位于所述环形空腔侧方的所述下段炉体侧壁上，且位于所述中段气化剂进气口的上方，所述煤气出气口与所述环形空腔连通；
[0013]气化剂分布调节器，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；
[0014]排渣装置，所述排渣装置设在所述下段炉体的下方或侧下方；
[0015](2)或者，所述加压气化炉包括：
[0016]进料装置；
[0017]反应区炉体，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；
[0018]多个炉顶气化剂进气口，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；
[0019]至少一个中段气化剂进气口，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；
[0020]炉底气化剂进气口，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；
[0021]一个或多个煤气出气口，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；
[0022]气化剂分布调节器，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；
[0023]排渣装置，所述排渣装置设在所述反应区炉体的下方或侧下方；
[0024]所述旋风分离器具有煤气进气口和分离后气体出口，所述煤气进气口与所述煤气出气口相连；
[0025]所述废热锅炉具有分离后气体进口和换热后气体出口，所述分离后气体进口与所述分离后气体出口相连；
[0026]所述间接冷却器具有换热后气体进口和冷却气体出口，所述换热后气体进口与所述换热后气体出口相连；
[0027]所述陶瓷多管除尘器具有冷却气体进口和除尘气体出口，所述冷却气体进口与所述冷却气体出口相连。
[0028]根据本专利技术上述实施例的有机固废加压气化及余热回收利用系统，其加压气化炉中，气化剂通过炉顶气化剂进气口、中段气化剂进气口和炉底气化剂进气口，实现气化剂多级供应，通过精准稳定的多级氧化实现氧化层的稳定控制，让燃气中的焦油充分裂解，从而既提高了产出可燃气的品质，又保证了炉渣较低的含碳量。通过调节不同位置气化剂供应量、中段气化剂进气口位置，可以应对不同挥发份含量和固定碳含量的含碳有机固体的气化需求，气化剂分布调节器能够更好地适应炉底气化剂进气口小流量情况下的均匀布气。
环形空腔区可以给燃气中的颗粒物提供了充足的沉降空间，减少可燃气中的颗粒物，并降低煤气出气口的可燃气温度，上段顺流和下段逆流的气体流动方式能够避免顶部进料口燃气泄漏。进一步地，加压气化炉产出的高温可燃气进入到旋风分离器中，含尘气体经初步除尘，然后进入废热锅炉中换热；经过废热锅炉降温后的可燃气进入间接冷却器，进一步冷却降温后，进入陶瓷多管除尘器中进行除尘处理，得到清洁的可燃气产品。由此，该系统可通过加压多级供风实现有机固废的低焦油气化产气，并充分有效利用产气降温冷却过程中的余热，提高系统能量和热量的利用率。
[0029]另外，根据本专利技术上述实施例的有机固废加压气化及余热回收利用系统还可以具有如下附加的技术特征：
[0030]在本专利技术的一些实施例中，所述进料装置由上至下依次包括进料口、进料缓冲仓上阀、进料缓冲仓、进料缓冲仓下阀、惰性气体吹扫进气口，所述进料缓冲仓的侧部设有进料缓冲仓充泄压口。
[0031]在本专利技术的一些实施例中，所述进料缓冲仓包括一个或两个。
[0032]在本专利技术的一些实施例中，所述进料缓冲仓包括两个，两个所述进料缓冲仓之间设有连通阀门；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机固废加压气化及余热回收利用系统，其特征在于，包括：加压气化炉、旋风分离器、废热锅炉、间接冷却器、陶瓷多管除尘器；其中，所述加压气化炉具有以下其中之一的结构：(1)所述加压气化炉包括：进料装置；反应区炉体，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上段炉体和下段炉体；其中，所述上段炉体的直径小于所述下段炉体的直径，所述上段炉体套设在所述下段炉体内，所述上段炉体与所述下段炉体之间形成有环形空腔，所述环形空腔顶部设有密封件；所述上段炉体内的上方设有布料装置，所述下段炉体内的底部设有炉篦；多个炉顶气化剂进气口，所述炉顶气化剂进气口设在位于所述环形空腔上方的所述上段炉体的侧壁上，延伸至所述上段炉体内；至少一个中段气化剂进气口，所述中段气化剂进气口设在位于所述环形空腔侧方的所述下段炉体的侧壁上，并穿过所述上段炉体的侧壁，延伸至所述上段炉体内；炉底气化剂进气口，所述炉底气化剂进气口设在下段炉体的底壁或底部侧壁上，延伸至所述下段炉体内，与所述炉篦的下部连通；一个或多个煤气出气口，所述煤气出气口设在位于所述环形空腔侧方的所述下段炉体侧壁上，且位于所述中段气化剂进气口的上方，所述煤气出气口与所述环形空腔连通；气化剂分布调节器，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；排渣装置，所述排渣装置设在所述下段炉体的下方或侧下方；(2)或者，所述加压气化炉包括：进料装置；反应区炉体，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；多个炉顶气化剂进气口，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；至少一个中段气化剂进气口，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；炉底气化剂进气口，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；一个或多个煤气出气口，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；气化剂分布调节器，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；排渣装置，所述排渣装置设在所述反应区炉体的下方或侧下方；所述旋风分离器具有煤气进气口和分离后气体出口，所述煤气进气口与所述煤气出气口相连；所述废热锅炉具有分离后气体进口和换热后气体出口，所述分离后气体进口与所述分
离后气体出口相连；所述间接冷却器具有换热后气体进口和冷却气体出口，所述换热后气体进口与所述换热后气体出口相连；所述陶瓷多管除尘器具有冷却气体进口和除尘气体出口，所述冷却气体进口与所述冷却气体出口相连。2.根据权利要求1所述的有机固废加压气化及余热回收利用系统，其特征在于，所述进料装置由上至下依次包括进料口、进料缓冲仓上阀、进料缓冲仓、进料缓冲仓下阀、惰性气体吹扫进气口，所述进料缓冲仓的侧部设有进料缓冲仓充泄压口；任选地，所述进料缓冲仓包括一个或两个。3.根据权利要求2所述的有机固废加压气化及余热回收利用系统，其特征在于，所述进料缓冲仓包括两个，两个所述进料缓冲仓之间设有连通阀门；所述上段炉体进一步包括过渡仓，所述过渡仓位于所述上段炉体的顶部，所述炉顶气化剂进气口设在所述过渡仓的侧壁上。4.根据权利要求1所述的有机固废加压气化及余热回收利用系统，其特征在于，所述上段炉...

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