一种基于热解技术的固废协同处理系统技术方案

本实用新型专利技术属于节能环保技术领域，尤其是一种基于热解技术的固废协同处理系统，包括上吸式气化炉、秸秆热解炉、污泥干燥机、污泥热解炉、轮胎热解炉、炭基肥加工系统、燃气锅炉、熔盐储罐、蒸汽轮机发电系统、烟气净化系统及园区供热管网；上吸式气化炉和秸秆热解炉分别连接炭基肥加工系统和燃气锅炉；秸秆热解炉和污泥热解炉分别连接燃气锅炉和熔盐储罐；燃气锅炉连接熔盐储罐和烟气净化系统；蒸汽轮机发电系统连接燃气锅炉、园区供热管网、污泥干燥机，污泥干燥机连接污泥热解炉；轮胎热解炉与熔盐储罐连接。本实用新型专利技术可对农林废弃物、废旧轮胎、市政污泥进行无害化、减量化、资源化处理，实现碳减排。实现碳减排。实现碳减排。

【技术实现步骤摘要】
一种基于热解技术的固废协同处理系统


[0001]本技术属于节能环保
，尤其涉及一种基于热解技术的固废协同处理系统。

技术介绍

[0002]在全球限碳的大背景下，利用热解技术将部分碳保留下来，是一种值得考虑和推广的固碳方法，而在碳减排中，固废协同处理“三化”，即固体废弃物的无害化、减量化、资源化处理，是非常重要的手段之一。
[0003]近年来，随着我国汽车保有量以11%的速度高速增长，至2018年废轮胎产量已高达1459万吨。但是，废轮胎回收率不足45%是不争的事实，与美国高达90%的废轮胎回收率相比，我们能做的还很多。目前，废轮胎回收利用的途径有：轮胎翻新、再生胶、胶粉/胶粒、热能利用和热裂解。自1997年浙江大学对废轮胎热裂解展开研究，我国高校对废轮胎资源化利用技术进行了广泛探索，主要有：炭黑深加工、微波热解、胶粉改性沥青及混凝土等方面；国内外多家企业对废轮胎热裂解技术进行了工业化创新，形成了各自独具特色的废轮胎热裂解工艺线，主要炉型有：外加热回转窑、内螺旋炉、熔盐加热炉等；
[0004]数据显示，我国秸秆理论年产量高达9亿吨，农产品加工副产物约5.8亿吨，林业“三剩物”月1.1亿吨，畜禽粪便产生量约30多亿吨。1吨秸秆的价值相当于0.5吨标煤，如果把50%的秸秆作为燃料利用，等同于年产4000万吨原油和33亿立方米天然气。但我国农林废弃物综合利用在研究深度、技术成熟度、系统集成和产业规模等方面，仍与国际水平存在较大差距。当前生物质粗分为木质类生物质和秸秆类生物质，木质类生物质适宜采用上吸式气化炉进行处理，秸秆类生物质适宜采用外热热解炉进行处理，这些利用途径在经济上无法与传统化石能源竞争，却具有极大的环保优势。
[0005]污泥是各大中小城市生活污水处理厂处理污水而伴生的废弃物（包括工业污水处理厂）。污泥也是一种数量庞大的污染物。它含水量高达80％以上，密度大，透气性差，病毒细菌繁多，是一种至今仍然处理非常困难，处理成本较高，再生利用有限的废弃材料。污泥中含有40％左右的有机质，并有一定的能量可再生利用。目前，污泥虽然一部分实现了再生利用，其余大部分仍然采用填埋处理。
[0006]目前，人类社会发展过程中产生的农林废弃物、废旧轮胎、市政污泥等有机固体废弃物都是单独进行处置，每种固体废弃物单独处置的时候会面临如下困难。
[0007]农林废弃物的主要处置手段之一是直燃发电，即将农林废弃物破碎后送入焚烧炉内燃烧产生蒸汽发电及向园区供热。目前，生物质直燃发电企业面临的主要困难有：1）产生的灰渣资源化利用受阻；2）锅炉受热面易结焦、积灰，维护成本高；3）原料收集成本高，环保标准要求高，企业发电成本高，企业效益不佳。
[0008]废旧轮胎的主要处置手段之一是热解，即将废旧轮胎破碎后送入热解炉内进行无氧加热，轮胎颗粒升温裂解成炭黑、热解油和热解气。炭黑经磨粉改性后用于次等橡塑产品的生产，热解油可作为燃料油使用，热解气燃烧后为热解炉和炭黑干燥提供热量。热解气的
热值近似于天然气，属于一种高品质气体燃料，用于为热解炉和炭黑干燥热风炉提供热量属于高品位能源低端化利用，可以出售给园区企业获取较高经济收益。
[0009]市政污泥的处置手段之一是干化、焚烧，即市政污泥干燥后进入焚烧炉燃烧，产生的蒸汽用于干燥污泥。对于高含水率的市政污泥，自持燃烧产生的蒸汽并不能满足干燥所需，需要大量的外来蒸汽，因此处理费用较高。另外，该技术需要配套复杂的烟气净化系统，运行维护成本较高。
[0010]申请号为202011311173.7的专利，公开了一种生物质电厂耦合污泥干燥焚烧方法。污泥干燥机利用生物质电厂供热蒸汽作为热源，干燥污泥送入污泥焚烧炉单独焚烧。该方法有效利用了生物质电厂的低品位蒸汽，但是污泥焚烧炉产生的灰渣利用价值有限，且污泥焚烧炉及配套的烟气净化设备复杂，运行成本高。
[0011]公开号为 CN112592726B 的专利，公开了一种用于污泥和废轮胎的协同处理系统及方法。该技术利用轮胎热解产生的具有较高经济价值的热解油燃烧对污泥进行干化，致使系统经济性较差。

技术实现思路

[0012]针对以上各类固体废弃物单独处理时面临的困难，本专利提出一种基于热解技术的固废协同处理“三化”模式，能够同时解决以上问题，同时实现碳减排。
[0013]为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：
[0014]一种基于热解技术的固废协同处理系统，包括上吸式气化炉、秸秆热解炉、污泥干燥机、污泥热解炉、轮胎热解炉、炭基肥加工系统、燃气锅炉、熔盐储罐、蒸汽轮机发电系统、烟气净化系统及园区供热管网；
[0015]上吸式气化炉和秸秆热解炉分别管道连接于炭基肥加工系统以及燃气锅炉；
[0016]秸秆热解炉和污泥热解炉分别管道连接于燃气锅炉以及熔盐储罐；
[0017]燃气锅炉分别管道连接于熔盐储罐和烟气净化系统；
[0018]蒸汽轮机发电系统分别管道连接于燃气锅炉、园区供热管网、污泥干燥机，污泥干燥机管道连接于污泥热解炉；
[0019]轮胎热解炉与熔盐储罐相互管道连接。
[0020]作为更进一步的优选方案，系统还包括炭黑提质系统，炭黑提质系统分别与轮胎热解炉和蒸汽轮机发电系统管道连接；炭黑提质系统的产物为炭黑颗粒，轮胎热解炉的产物为钢丝、热解油、热解气。
[0021]作为更进一步的优选方案，燃气锅炉至烟气净化系统，上吸式气化炉至燃气锅炉，上吸式气化炉至炭基肥加工系统，秸秆热解炉至燃气锅炉，秸秆热解炉至炭基肥加工系统，污泥热解炉至燃气锅炉，污泥干燥机至污泥热解炉，轮胎热解炉至炭黑提质系统的流向为单向；燃气锅炉和熔盐储罐，轮胎热解炉和熔盐储罐，燃气锅炉和蒸汽轮机发电系统，蒸汽轮机发电系统和园区供热管网，蒸汽轮机发电系统和污泥干燥机，蒸汽轮机发电系统和炭黑提质系统，污泥热解炉和熔盐储罐，秸秆热解炉和熔盐储罐的流向为双向。
[0022]作为更进一步的优选方案，上吸式气化炉中产生的热解气通过顶部出口排入燃气锅炉，热解气的热值在4.2
‑
5.5MJ/Nm3之间，温度在80
‑
95℃之间，上吸式气化炉中的碳渣通过底部排出至炭基肥加工系统，碳渣的碳渣含碳量在30%
‑
50%之间。
[0023]作为更进一步的优选方案，秸秆热解炉、污泥热解炉、轮胎热解炉均采用熔盐间接加热，秸秆热解炉、污泥热解炉、轮胎热解炉内物料的停留时间在120
‑
180min之间；熔盐的进口温度在480
‑
500℃之间，熔盐进出口温差在10
‑
20℃之间。
[0024]作为更进一步的优选方案，污泥干燥机采用桨叶干燥机，加热介质为0.6
‑
1.0MPa之间的饱和水蒸气，饱和水蒸气来自蒸汽轮机发电系统的蒸汽轮机抽汽；污泥干燥机出口的污泥含水率在5%
‑
10%之间。
[0025]作为更进一步的优选方案，燃气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于热解技术的固废协同处理系统，其特征在于：包括上吸式气化炉(1)、秸秆热解炉(2)、污泥干燥机(31)、污泥热解炉(32)、轮胎热解炉(4)、炭基肥加工系统(5)、燃气锅炉(6)、熔盐储罐(7)、蒸汽轮机发电系统(8)、烟气净化系统(9)及园区供热管网(10)；所述上吸式气化炉(1)和秸秆热解炉(2)分别管道连接于炭基肥加工系统(5)以及燃气锅炉(6)；所述秸秆热解炉(2)和污泥热解炉(32)分别管道连接于燃气锅炉(6)以及熔盐储罐(7)；所述燃气锅炉(6)分别管道连接于熔盐储罐(7)和烟气净化系统(9)；所述蒸汽轮机发电系统(8)分别管道连接于燃气锅炉(6)、园区供热管网(10)、污泥干燥机(31)，污泥干燥机(31)管道连接于污泥热解炉(32)；所述轮胎热解炉(4)与熔盐储罐(7)相互管道连接。2.根据权利要求1所述的一种基于热解技术的固废协同处理系统，其特征在于：所述系统还包括炭黑提质系统(44)，炭黑提质系统(44)分别与轮胎热解炉(4)和蒸汽轮机发电系统(8)管道连接；所述炭黑提质系统(44)的产物为炭黑颗粒(45)，所述轮胎热解炉(4)的产物为钢丝(41)、热解油(42)、热解气(43)。3.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡明，李小明，徐鹏程，齐景伟，邢浩轩，邵哲如，肖诚斌，
申请(专利权)人：光大环境科技中国有限公司，
类型：新型
国别省市：