本发明专利技术提供了一种生物质热解稳压系统及其方法，生物质热解稳压系统包括热解反应装置、水封罐、阀门组和热解气利用装置；热解反应装置的热解气出口和热解气利用装置的进料口通过第一管道连接，第一管道上设有所述阀门组；热解反应装置的热解气出口还设有第二管道，第二管道和水封罐连接，用于实现水封稳压；其中，阀门组包括若干串联的流量调节阀。本发明专利技术的生物质热解稳压系统，可以满足有机固废微正压热解系统的含尘含焦油热解气的稳压需求；有效实现上下游的压差分布，从而实现热解气的防返混功能；设备成本低，操作简单；本发明专利技术的生物质热解稳压方法，能稳定操作压力、防返混、防焦油冷凝析出，兼顾系统紧急排放。兼顾系统紧急排放。兼顾系统紧急排放。
【技术实现步骤摘要】
一种生物质热解稳压系统及其方法
[0001]本专利技术涉及一种生物质热解稳压系统及其方法。
技术介绍
[0002]有机固体废弃物，主要包括农林生物质、生活垃圾及其衍生物、含油污泥、水处理污泥等。有机固废主要处置方案有：焚烧、填埋、热解气化等。填埋方案成本高，且无法从根本上实现有机固废的无害化和资源化，在更多情况下是作为对无法暂时处置的固废和危废的暂存方案。当前焚烧技术在中小规模下存下以下瓶颈：(1)烟气量大，小规模下烟气处理成本尤其高；(2)难以做到固废的资源化，焚烧产生的烟气热能属于低品位能量，参数不高，难以做高值化利用；(3)焚烧必须具备规模效应，而当前大量固废，尤其单体大宗危废无法实现集中式大规模处理。
[0003]热解技术是指在无氧条件下利用温度加热有机固废，使有机固废中有机质组分发生热裂解反应转化为热解气和固体残渣，进而将固体残渣有机杂质含量降低至规范要求以下，该方法是目前油泥、干垃圾、工业废盐等有机固废无害化/资源化利用的方式。热解气主要成分为氢气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气以及气态烃等物质，也会含有少量焦油和粉尘。焦油和粉尘的存在使得热解气冷凝以后再利用的方案易出现管道堵塞等问题。此外，热解气未经冷凝直接气化或焚烧的工艺方案也具有热效率更高的优点，正越来越多应用于有机固废资源化利用领域。
[0004]由于有机固废常采用柱塞泵进料，柱塞泵进料有脉冲进料的特征。有机固废热解常采用回转式反应器或螺旋式反应器，物料在内部存在周期性的翻滚搅动，从而导致热解设备产生的热解气存在一定的波动性。为保证物料在反应器内翻滚从而实现彻底脱除有机物，这些反应器常存在较大的转动部件，而反应器的固相进料出料部件处于相对静止，静止部件和转动部件存在较大的动密封连接位置，易发生气体泄漏，若采用微负压操作，现场操作人员不易发现这些泄漏，因此在实际生产过程中，为保证系统和人员的安全，热解反应器常采用+20～+500Pa范围内的微正压操作。而有基本机固废柱塞泵进料脉冲进料的特征，进一步导致热解设备产生的热解气存在一定的波动性；当热解气量低时，热解反应器操作压力由微正压变成负压，极易使下游设备的高温空气或周围环境的空气吸入热解反应器发生爆燃。
[0005]为稳定有机固废热解反应器内的操作压力，增加有机固废热解系统对热解气量波动的耐受能力，在有机固废热解系统中，需要配置相应的稳压子系统，以保证热解反应器运行工况的稳定性。而热解气冷却易出现焦油冷凝结焦的特征，对稳压方案提出了较高的要求。
[0006]现有技术中，有机固废或者生物质热解气化系统由于产生的燃气流量存在系统波动，为保证向后续利用系统稳定供气，常采用缓冲罐作为稳压方案。如CN 102559289 A(生物质合成气冷却、洗涤工艺及系统)中，针对1000℃以上的高温含尘含焦油生物质合成气，在经过一系列激冷、余热利用、除尘、电捕焦等净化处理后，设置一个稳压罐作为稳压方案；
再如CN 108728143 A(生物质非原位催化热解液化系统)中，生物质经过气化液化过程中，为保证燃气流量稳定，也采用稳压罐作为系统稳压方案。以缓冲罐作为稳压方案的优点是方案成熟，比较适用于燃气经过净化后再进行利用的相关工艺；对于未净化的高温含尘含焦油燃气，采用该方案容易出现焦油结焦析出。
[0007]另一种较为常见的稳压方案时应用于上下游存在一定压差情形的燃气稳压阀，相应的案例可参见CN 204420240 U和CN 206637072 U。这类燃气稳压阀均涉及较为复杂的结构，导致此类方案仅适用于较为洁净的燃气，同时此类阀门压降较大，适用于上下游存在一定压差的场景，对常采用微正压操作的且热解气洁净度相对较差的有机固废热解装置的适用性也比较差。
技术实现思路
[0008]本专利技术针对有机固废热解利用系统对热解气压力稳定有较高要求，而热解反应器微正压的操作压力，热解气高含尘、冷却易出现焦油冷凝结焦等特征导致现有的稳压罐、稳压阀等方案无法有效解决有机固废热解气直接利用的场景需求的缺陷，提供了一种生物质热解稳压系统及其方法，具有设备成本低，操作简单，不易结焦，成本低等特点。
[0009]一种生物质热解稳压系统，其包括热解反应装置、水封罐、阀门组和热解气利用装置；所述热解反应装置的热解气出口和所述热解气利用装置的进料口通过第一管道连接，所述第一管道上设有所述阀门组；所述热解反应装置的热解气出口还设有第二管道，所述第二管道和所述水封罐连接，用于实现水封稳压；其中，所述阀门组包括若干串联的流量调节阀。
[0010]较佳地，所述流量调节阀的个数为2～4个。
[0011]较佳地，所述流量调节阀为蝶阀、球阀或套筒调节阀，更佳地为蝶阀。
[0012]较佳地，所述热解反应装置为回转式反应器或螺旋式反应器。
[0013]较佳地，所述热解气利用装置为气化炉或热风炉。
[0014]较佳地，所述生物质热解稳压系统，还包括鼓风机，所述热解气利用装置的进风口通过管道和所述鼓风机连通。
[0015]较佳地，所述生物质热解稳压系统，还包括热量利用单元，所述热量利用单元的进料口和所述热解气利用装置的出料口连接，所述热量利用单元用于将所述热解气利用装置中的产物燃烧向外界提供能量；所述热量利用单元较佳地为焚烧炉或锅炉；
[0016]其中，所述生物质热解稳压系统还包括引风机，所述热量利用单元的出料口和所述引风机连通。
[0017]一种生物质热解稳压方法，其采用如上述所述的生物质热解稳压系统进行，按下述条件进行：
[0018]生物质热解的起炉阶段：建立所述水封罐的水封水位，所述热解反应装置和所述水封罐处于连通并运行工况状态；开启所述阀门组的所述流量调节阀并设置阀门开度；将所述热解反应装置和所述热解气利用装置加热；
[0019]生物质热解的增大负荷阶段：维持所述热解反应装置和所述热解气利用装置微负压运行；以启动负荷开启所述热解反应装置的进料装置，再增大所述进料装置的进料负荷，配合调整所述流量调节阀的阀门开度，所述热解反应装置运行为正压力运行；所述热解气
利用装置运行为负压力运行；
[0020]生物质热解的运行阶段：待所述进料装置的进料负荷处于标准进料负荷时，配合调整所述流量调节阀的阀门开度，所述热解反应装置运行的压力为正压力运行；所述热解气利用装置运行的压力为负压力运行；
[0021]生物质热解的停炉阶段：停止所述热解反应装置的进料，待所述热解反应装置内的原料彻底排空后，降低所述热解反应装置及所述热解气利用装置的运行温度至停炉温度以下，关闭所述热解反应装置及所述热解气利用装置。
[0022]本专利技术中，所述起炉阶段中，所述水封水位可根据所述热解反应装置的压力要求建立，所述水封水位为水封管至水面的距离，较佳地，所述水封水位为20mm～200mm，例如40mm。
[0023]较佳地，所述起炉阶段中，所述热解反应装置加热至450～650℃，例如500℃。
[0024]较佳地，所述起炉阶段中，所述热解气利用装置加热至650本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种生物质热解稳压系统，其特征在于，其包括热解反应装置、水封罐、阀门组和热解气利用装置；所述热解反应装置的热解气出口和所述热解气利用装置的进料口通过第一管道连接，所述第一管道上设有所述阀门组；所述热解反应装置的热解气出口还设有第二管道，所述第二管道和所述水封罐连接，用于实现水封稳压；其中，所述阀门组包括若干串联的流量调节阀。2.如权利要求1所述的生物质热解稳压系统，其特征在于，所述流量调节阀的个数为2～4个；和/或，所述流量调节阀为蝶阀、球阀或套筒调节阀，较佳地为蝶阀。3.如权利要求1所述的生物质热解稳压系统，其特征在于，所述热解反应装置为回转式反应器或螺旋式反应器；和/或，所述热解气利用装置为气化炉或热风炉。4.如权利要求1所述的生物质热解稳压系统，其特征在于，所述生物质热解稳压系统还包括鼓风机，所述热解气利用装置的进风口通过管道和所述鼓风机连通。5.如权利要求1所述的生物质热解稳压系统，其特征在于，所述生物质热解稳压系统还包括热量利用单元，所述热量利用单元的进料口和所述热解气利用装置的出料口连接，用于将所述热解气利用装置中的产物燃烧向外界提供能量；所述热量利用单元较佳地为焚烧炉或锅炉。6.如权利要求5所述的生物质热解稳压系统，其特征在于，所述生物质热解稳压系统还包括引风机，所述引风机与所述热量利用单元的出料口连通。7.一种生物质热解稳压方法，其特征在于，其采用如权利要求1
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6任一项所述的生物质热解稳压系统进行，按下述条件进行：生物质热解的起炉阶段：建立所述水封罐的水封水位，所述热解反应装置和所述水封罐处于连通并运行工况状态；开启所述阀门组的所述流量调节阀并设置阀门开度；将所述热解反应装置和所述热解气利用装置加热；生物质热解的增大负荷阶段：维持所述热解反应装置和所述热解气利用装置微负压运行；以启动负荷开启所述热解反应装置的进料装置，再增大所述进料装置的进料负荷，配合调整所述流量调节阀的阀门开度，所述热解反应装置运行为正压力运行；所述热解气利用装置运行为负压力运行；生物质热解的运行阶段：待所述进料装置的进料负荷处于标准进料负荷时，配合调整所述流量调节阀的阀门开度，所述热解反应装置运行的压力为正压力运行；所述热解气利用装置运行的压力为负压力运行；生物质热解的停炉阶段：停止所述热解反应装置的进料，待所述热解反应装置内的原料...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐月亭，茹斌，宛政，孙立，程文丰，戴贡鑫，曾志伟，郭泗勇，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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