一种沼渣制备单环芳香烃并联产含氮热解炭的系统技术方案

本实用新型专利技术属于有机固废无害化处理技术领域，公开了一种沼渣制备单环芳香烃并联产含氮热解炭的系统，包括烘干系统、粉碎系统、热解反应系统、裂解反应塔、冷凝系统、燃气燃烧系统；所述烘干系统与粉碎系统连接，所述粉碎系统与热解反应系统连接，所述热解反应系统的热解气出口与裂解反应塔连接，所述裂解反应塔连接与冷凝系统连接，所述冷凝系统连接燃气燃烧系统；燃气燃烧系统的高温烟气通过管道依次与热解反应系统、粉碎系统和烘干系统连接。本实用新型专利技术实现了目标产物多联产，提高了炭产品品质和能效，能够连续进出料。能够连续进出料。能够连续进出料。

【技术实现步骤摘要】
一种沼渣制备单环芳香烃并联产含氮热解炭的系统


[0001]本技术属于有机固废无害化处理
，具体来说涉及一种沼渣制备单环芳香烃并联产含氮热解炭的系统。

技术介绍

[0002]以玉米秸秆、畜禽养殖粪污等为原料的沼气工程及生物天然气工程，是处理农业有机废弃物、解决农业面源污染的主要途径之一。厌氧发酵产生的沼渣一直以来是制约沼气工程及生物天然气工程大规模推广应用的主要制约因素。沼渣处理传统的方式是制备有机肥，有机肥制备过程中能耗高，有机肥产品肥效低、附加值低，当前市场接受度仍不高。提出沼渣利用的新途径，并提高其利用价值，一直是该产业急需解决的重大难题。
[0003]沼气工程及生物天然气工程中常以秸秆、养殖粪污为原料，秸秆中综纤维素(纤维素、半纤维素)干基含量通常在55～75wt％之间，木质素含量较低，通常在5～10％wt之间；经厌氧发酵处理后，综纤维素得到充分降解，而木质素却难以降解，使得厌氧反应后形成的沼渣中木质素得以富集；养殖粪污中通常含有10～50wt％的综纤维素，8wt％左右的木质素，厌氧发酵中综纤维素充分降解，木质素降解困难。因此，当以秸秆、养殖粪污为原料经充分厌氧发酵后，原料中的综纤维素含量将大幅降低，木质素因难以降解，其相对质量分数会显著提高，形成的沼渣中木质素得以富集，常见以秸秆、养殖粪污为原料的沼气工程或生物天然气工程中，经充分厌氧发酵后的沼渣中综纤维素含量降至30wt％左右，木质素含量提高到25～50wt％之间。
[0004]关于采用沼渣热解制备化学品的报道较少，专利申请号CN201910538501.8公开了一种熔盐热解沼渣并制备苯酚化合物的工艺及装置，该申请采用熔盐与沼渣混合加热制备苯酚化合物和热解炭，热解炭中夹杂熔盐，炭产品品质低，利用困难；采用熔盐作为加热介质，成本较高且无法回收利用；且该装置随着原料的不断反应，产物集聚，需停运将催化剂和热解炭排出后，才可进行下一批次原料处理，无法实现连续进出料，无法适应大规模工业化生产。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供沼渣制备单环芳香烃并联产含氮热解炭的系统，实现目标产物多联产，提高炭产品品质，提高能效，能够连续进出料。
[0006]本技术采取的技术方案是沼渣制备单环芳香烃并联产含氮热解炭的系统，包括烘干系统、粉碎系统、热解反应系统、裂解反应塔、冷凝系统、燃气燃烧系统；所述烘干系统与粉碎系统连接，所述粉碎系统与热解反应系统连接，所述热解反应系统的热解气出口与裂解反应塔连接，所述裂解反应塔连接与冷凝系统连接，所述冷凝系统连接燃气燃烧系统；燃气燃烧系统的高温烟气通过管道依次与热解反应系统、粉碎系统和烘干系统连接。
[0007]优选地，所述热解反应系统包括热解炉体，热解炉体内套有热解炉腔体，热解炉腔体内设置有加热装置和布风装置。
[0008]优选地，所述加热装置包括若干根电加热柱和用于固定所述电加热柱的固定支撑环，所述固定支撑环固定在热解炉腔体内壁上。
[0009]优选地，所述布风装置位于所述热解炉腔体内的底部，所述布风装置的顶部设置有若干个风帽，所述布风装置的底部设置有热载气入口，所述热载气入口与所述燃气燃烧系统连接。
[0010]优选地，所述热解炉体的下部设置有高温烟气入口，顶部设置有高温烟气出口，所述高温烟气入口与所述燃气燃烧系统连接。
[0011]优选地，所述热解炉腔体的底部设置有热解炭导排口，热解炭导排口的一端连通热解炉腔体，另一端连通热解炭暂存间，所述热解炭暂存间的底部设置有热解炭排口。
[0012]优选地，所述热解炭导排口为漏斗形。
[0013]优选地，所述裂解反应塔装有沸石分子筛催化剂，沸石分子筛催化剂为HZSM
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5及其改性催化剂、HY、Hβ中的一种或两种或多种的任意体积比混合。
[0014]本技术的有益效果在于：
[0015](1)本技术的系统能够实现目标产物多联产：系统可实现富含芳香烃的生物油和含氮热解炭(沼渣中含有一定量的氮元素，经热解后形成的炭产品为含氮热解炭，可作为功能活性炭，附加值较常规活性炭更高)的联产；
[0016](2)利用系统本身产生小分子热解气燃烧为系统本身供热、保温、原料烘干、载气加热，能量梯级利用，能效高，降低外部能耗需要；
[0017](3)设置有热解炭导排口及热解炭暂存间，可及时排出热解炭，实现连续生产；热解炭与催化剂不接触，热解炭杂质少、品质高；
[0018](4)热解炉采用空腔结构，利用高温烟气辅助加热和维持热解炉温稳定；
[0019](5)热解炉底部设置有布风装置，可通过流量、压力调节，实现热解炉内物料的扰动，实现炉内物料的高效均匀传热传质，布风装置还可用于热解炭的吹扫和导排；
[0020](6)将载气入口与燃气燃烧系统连接，以N2或He和本系统所产生的高温烟气的混合气为载气，既减少对N2、He的消耗，又提升了载气进气温度；
[0021](7)裂解反应塔中的沸石分子筛催化剂使用寿命长，可重复利用，如长时间运行存在催化剂表面结碳、孔道堵塞等引起催化剂失活等问题，可将催化剂高温焙烧后重复利用，对催化剂活性影响不大。
附图说明
[0022]图1为本技术沼渣催化热解制备单环芳香烃并联产含氮热解炭的系统示意图；
[0023]图2为本技术所述的热解反应装置示意图。
[0024]图中：1
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烘干系统；2
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粉碎系统；3
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热解反应系统；301
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热解炉体；302
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电加热柱；303
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固定支撑环；304
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热解炉腔体；305
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物料进口；306
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高温烟气入口；307
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高温烟气出口；308
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风帽；309
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布风装置；310
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热载气入口；311
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热解气出口；312
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热解炭导排口；313
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热解炭暂存间；314
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热解炭排口；4
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裂解反应塔；5
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冷凝系统；6
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油品收集系统；7
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燃气燃烧系统。
具体实施方式
[0025]下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0026]参看图1，本技术的沼渣催化热解制备单环芳香烃并联产含氮热解炭的系统包括烘干系统1、粉碎系统2、热解反应系统3、裂解反应塔4、冷凝系统5、油品收集系统6、燃气燃烧系统7；烘干系统1与粉碎系统2连接；粉碎系统2与热解反应系统3连接；热解反应系统3的热解气出口通过管道与裂解反应塔4连接；裂解反应塔4通过管道与冷凝系统5连接；冷凝系统5底部连接油品收集系统6，顶部连接燃气燃烧系统7；燃气燃烧系统的高温烟气通过管道依次与热解反应系统3、粉碎系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沼渣制备单环芳香烃并联产含氮热解炭的系统，其特征在于，包括烘干系统、粉碎系统、热解反应系统、裂解反应塔、冷凝系统、燃气燃烧系统；所述烘干系统与粉碎系统连接，所述粉碎系统与热解反应系统连接，所述热解反应系统的热解气出口与裂解反应塔连接，所述裂解反应塔连接与冷凝系统连接，所述冷凝系统连接燃气燃烧系统；燃气燃烧系统的高温烟气通过管道依次与热解反应系统、粉碎系统和烘干系统连接。2.根据权利要求1所述的沼渣制备单环芳香烃并联产含氮热解炭的系统，其特征在于，所述热解反应系统包括热解炉体，热解炉体内套有热解炉腔体，热解炉腔体内设置有加热装置和布风装置。3.根据权利要求2所述的沼渣制备单环芳香烃并联产含氮热解炭的系统，其特征在于，所述加热装置包括若干根电加热柱和用于固定所述电加热柱的固定支撑环，所述固定支撑环固定在热解炉腔体内壁上。4.根据权利要求2所述的沼渣制备单环芳香烃并联产含氮热解炭的系统，其特征在于，所述布风装置位于所述热解炉腔体内的底部，所述布风装置的顶部设置有若干个风帽，所述布风装置的底部设置有热载气入口，所述热载气入口与所述燃气燃烧系统连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文涛，路延，柴宝华，高徐军，贾宝，高丽娟，马勃，罗欣欣，雷永智，
申请(专利权)人：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：