一种用于有机固废热解工艺的大型固体热载体加热装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种固体热载体加热装置，包括热解反应器、流化床炉膛、气固分离器、机械返料器和烟气发生器；热解反应器用于向流化床炉膛输送固体热解反应物进行反应；气固分离器用于将流化床炉膛的反应产物进行气固分离，得到固体热载体，固体热载体通过机械返料器输送至流化床炉膛进行反应；烟气发生器用于向流化床炉膛输送烟气，以对固体热解反应物和固体热解反应物加热。本发明专利技术还公开了一种烟气发生器。本发明专利技术的方案能够适用于废杂塑料、油泥、轮胎、污泥等有机固废的热解，通过高效燃烧和加热方式，使大型固体热载体炉实现高效率热解碳燃烧、床层温度和床层压力稳定，且具备循环固体颗粒流量调节功能。颗粒流量调节功能。颗粒流量调节功能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于有机固废热解工艺的大型固体热载体加热装置


[0001]本申请涉及有机固废热解处理的
，特别是一种用于有机固废热解工艺的大型固体热载体加热装置。

技术介绍

[0002]随着全球工业化的不断发展，废旧塑料日益增加，化石能源逐步减少。废塑料根据产生对象不同，种类繁多，如箱、袋、绳、膜等样式，组分有PP、PE、PS、PVC、ABS等各式各样。这些物质形态多样、组分复杂、无法自我降解，焚烧后比一般物质更污染空气，无害化处理极为困难。废塑料化学回收的热解油化技术，以可产生增值燃料或化工原料的优势，使塑料从生产到回收实现自循环的资源化利用获得行业推崇。
[0003]废塑料热解油化技术主要条件为绝氧环境，同时供给稳定充足的热源，通过控制热解反应速率、热解温度，促使它发生热裂解，产生大量热解油，并伴随产生一定量的热解气和残碳。目前，废塑料热解技术主要来源于有机固废热解技术，供热方式集中在气体热载体和固体热载体两种。其中，固体热载体以传热效率高、热解设备集成性强等优势被国内、外广泛采用。固体热载体热解技术主要以固定床、气流床和循环流化床为主。三种技术中，循环流化床技术以传热均匀性强、传热速率快，易在外循环路与热解反应器耦合，并将热解产物热值再次利用，实现热电联产的优势成为主要发展方向。
[0004]提取热解油后的废塑料热解残余产物送入固体热载体炉，存在热解碳难燃烬，密相区床温不达标，固体热载体出炉温度低等难题；同时，不同种类废塑料组分变化大，无机物含量不同，进入固体热载体炉内粒径偏差较大，大颗粒无机物送入炉床内不易排出，长期运行易导致床压高，甚至使床层流化失流。
[0005]此外，传统循环流化床技术外循环量无流量调节，外循环量由炉内内循环量及入炉灰分量决定，系统形成自平衡；但在废塑料热解技术中，外循环量由废塑料处理量决定，且考虑废塑料中灰分进入外循环系统导致循环量逐渐增加，因此固体热载体炉必须设计合理的调节结构以满足热解需求和外循环系统稳定。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种适用于废杂塑料、油泥、轮胎、污泥等有机固废的热解油化工艺，利用有机固废的部分热解产物(热解气、热解油、热解残碳等)直接燃烧加热热解所需的石英砂类固体热载体的大型工业化加热装置，通过高效燃烧和加热方式，最终实现无需额外燃料热解工艺系统的连续运行。由此使大型固体热载体炉实现高效率热解碳燃烧、床层温度和床层压力稳定，且具备循环固体颗粒流量调节功能。
[0007]第一方面，提供了一种固体热载体加热装置，包括热解反应器、流化床炉膛、气固分离器、机械返料器和烟气发生器；
[0008]所述热解反应器用于向所述流化床炉膛输送固体热解反应物进行反应；所述气固分离器用于将所述流化床炉膛的反应产物进行气固分离，得到固体热载体，所述固体热载
体通过所述机械返料器输送至所述流化床炉膛进行反应；所述烟气发生器用于向所述流化床炉膛输送烟气，以对所述固体热解反应物和所述固体热解反应物加热。
[0009]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述热解反应器连接在所述气固分离器和所述机械返料器之间，所述热解反应器用于将所述固体热载体和所述固体热解反应物通过所述机械返料器输送至所述流化床炉膛；
[0010]所述装置还包括双料腿上位料仓，所述双料腿上位料仓包括控制仓和溢流仓；所述控制仓连接在所述气固分离器和所述热解反应器之间，用于向热解反应器输送固体热载体颗粒；所述溢流仓与所述流化床炉膛连接，用于向所述流化床炉膛输送所述控制仓溢出的固体热载体颗粒。
[0011]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述双料腿上位料仓满足以下至少一项：
[0012]所述溢流仓的下端具有U型回料结构；
[0013]所述溢流仓和所述流化床炉膛连接的返料口与所述流化床炉膛内布风板的距离为1
‑
2m；
[0014]在无氯废塑料、油泥、轮胎和污泥的场景下，所述控制仓和所述热解反应器之间采用单路连接；
[0015]在含氯组分塑料的场景下，所述控制仓和所述热解反应器之间采用多路连接。
[0016]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述流化床炉膛设置有多级梯形台，所述多级梯形台在高度方向上位于所述烟气发生器和所述机械返料器之间，所述多级梯形台的下方台阶面的内径小于所述多级梯形台的上方台阶面的面积。
[0017]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述多级梯形台满足以下至少一项：
[0018]最下层台阶面的面积为所述流化床炉膛的稀相区截面积的35％
‑
50％；
[0019]相邻两层台阶面之间的高度为0.2
‑
0.4m；
[0020]上一层台阶面的面积比下一层台阶面的面积大10
‑
30％。
[0021]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述流化床炉膛设置有多层侧壁燃烧器，所述多层侧壁燃烧器和所述机械返料器相对设置，每一层侧壁燃烧器的数量为多个，且为对称或周向均匀设置，每个侧壁燃烧器向下倾斜5
‑
30
°
。
[0022]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述多层侧壁燃烧器满足以下任一项：
[0023]所述多层侧壁燃烧器的层数为3层，第一层侧壁燃烧器的设置高度为1.5
‑
2.5m，第二层侧壁燃烧器的设置高度为2.6
‑
3.5m，第三层侧壁燃烧器的设置高度为3.6m以上，第一层侧壁燃烧器的向下倾斜角为α1，第二层侧壁燃烧器的向下倾斜角为α2，第三层侧壁燃烧器的向下倾斜角为α3，α1≥α2≥α3；
[0024]所述多层侧壁燃烧器的层数为2层，第一层侧壁燃烧器的设置高度为2.6
‑
3.5m，第二层侧壁燃烧器的设置高度为3.6m以上，第一层侧壁燃烧器的向下倾斜角为α2，第二层侧壁燃烧器的向下倾斜角为α3，α2≥α3；
[0025]所述多层侧壁燃烧器的层数为2层，第一层侧壁燃烧器的设置高度为1.5
‑
2.5m，第二层侧壁燃烧器的设置高度为2.6
‑
3.5m，第一层侧壁燃烧器的向下倾斜角为α1，第二层侧
壁燃烧器的向下倾斜角为α2，α1≥α2；
[0026]所述多层侧壁燃烧器的层数为2层，第一层侧壁燃烧器的设置高度为1.5
‑
2.5m，第二层侧壁燃烧器的设置高度为3.6m以上，第一层侧壁燃烧器的向下倾斜角为α1，第二层侧壁燃烧器的向下倾斜角为α3，α1≤α3。
[0027]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述流化床炉膛的稀相区设置有三次风口，三次风通过所述三次风口，按照切向角度β射入所述流化床炉膛内，0
°
≤β≤75
°
。
[0028]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述装置还包括：
[0029]燃尽绝热通道、沉降换热通道，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体热载体加热装置，其特征在于，包括热解反应器(5)、流化床炉膛(9)、气固分离器(8)、机械返料器(3)和烟气发生器(1)；所述热解反应器(5)用于向所述流化床炉膛(9)输送固体热解反应物进行反应；所述气固分离器(8)用于将所述流化床炉膛(9)的反应产物进行气固分离，得到固体热载体，所述固体热载体通过所述机械返料器(3)输送至所述流化床炉膛(9)进行反应；所述烟气发生器(1)用于向所述流化床炉膛(9)输送烟气，以对所述固体热解反应物和所述固体热解反应物加热。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热解反应器(5)连接在所述气固分离器(8)和所述机械返料器(3)之间，所述热解反应器(5)用于将所述固体热载体和所述固体热解反应物通过所述机械返料器(3)输送至所述流化床炉膛(9)；所述装置还包括双料腿上位料仓(7)，所述双料腿上位料仓(7)包括控制仓和溢流仓；所述控制仓连接在所述气固分离器(8)和所述热解反应器(5)之间，用于向热解反应器(5)输送固体热载体颗粒；所述溢流仓与所述流化床炉膛(9)连接，用于向所述流化床炉膛(9)输送所述控制仓溢出的固体热载体颗粒。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述双料腿上位料仓(7)满足以下至少一项：所述溢流仓的下端具有U型回料结构；所述溢流仓和所述流化床炉膛(9)连接的返料口与所述流化床炉膛(9)内布风板的距离为1
‑
2m；在无氯废塑料、油泥、轮胎和污泥的场景下，所述控制仓和所述热解反应器(5)之间采用单路连接；在含氯组分塑料的场景下，所述控制仓和所述热解反应器(5)之间采用多路连接。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流化床炉膛(9)设置有多级梯形台，所述多级梯形台在高度方向上位于所述烟气发生器(1)和所述机械返料器(3)之间，所述多级梯形台的下方台阶面的内径小于所述多级梯形台的上方台阶面的面积。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述多级梯形台满足以下至少一项：最下层台阶面的面积为所述流化床炉膛(9)的稀相区截面积的35％
‑
50％；相邻两层台阶面之间的高度为0.2
‑
0.4m；上一层台阶面的面积比下一层台阶面的面积大10
‑
30％。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流化床炉膛(9)设置有多层侧壁燃烧器(2)，所述多层侧壁燃烧器(2)和所述机械返料器(3)相对设置，每一层侧壁燃烧器的数量为多个，且为对称或周向均匀设置，每个侧壁燃烧器向下倾斜5
‑
30
°
。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多层侧壁燃烧器(2)满足以下任一项：所述多层侧壁燃烧器(2)的层数为3层，第一层侧壁燃烧器的设置高度为1.5
‑
2.5m，第二层侧壁燃烧器的设置高度为2.6
‑
3.5m，第三层侧壁燃烧器的设置高度为3.6m以上，第一层侧壁燃烧器的向下倾斜角为α1，第二层侧壁燃烧器的向下倾斜角为α2，第三层侧壁燃烧器的向下倾斜角为α3，α1≥α2≥α3；所述多层侧壁燃烧器(2)的层数为2层，第一层侧壁燃烧器的设置高度为2.6
‑
3.5m，第二层侧壁燃烧器的设置高度为3.6m以上，第一层侧壁燃烧器的向下倾斜角为α2，第二层侧
壁燃烧器的向下倾斜角为α3，α2≥α3；所述多层侧壁燃烧器(2)的层数为2层，第一层侧壁燃烧器的设置高度为1.5
‑
2.5m，第二层侧壁燃烧器的设置高度为2.6
‑
3.5m，第一层侧壁燃烧器的向下倾斜角为α1，第二层侧壁燃烧器的向下倾斜角为α2，α1≥α2；所述多层侧壁燃烧器(2)的层数为2层，第一层侧壁燃烧器的设置高度为1.5
‑
2.5m，第二层侧壁燃烧器的设置高度为3.6m以上，第一层侧壁燃烧器的向下倾斜角为α1，第二层侧壁燃烧器的向下倾斜角为α3，α1≤α3。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彦军，杨阳，许杰，宋小飞，杜闰萍，蔡芃，
申请(专利权)人：北京航天石化技术装备工程有限公司，
类型：发明
国别省市：