【技术实现步骤摘要】
本专利技术是利用液态钢渣余热耦合生物质来共同处理和资源化利用含油浮渣，属于固废和危废资源化处理与利用相关领域，特别涉及一种利用液态钢渣耦合生物质处理含油浮渣的系统及方法。
技术介绍
1、在石化行业的污水处理厂，含油污泥主要来源于隔油池底泥、浮选池浮渣及剩余活性污泥，统称为“三泥”。由于原油类型的来源不同，造成石化行业污水处理厂的含油污泥成分极其复杂。含油浮渣在“三泥”中含油浮渣产量最大，约占“三泥”总量的80％，其组成复杂，除沥青质、蜡质、胶质、固体悬浮物等一般成分外，还含有重金属盐、酚、蒽、芘等有毒有害物质。含油浮渣的水分含量高(90％～98％)，粘度大、乳化程度高，水分极难脱除，后续的资源化处理极为困难；另一方面，脱水后的含油浮渣热值较高，与重油接近，其在去除水分后是一种优良燃料，具有极高的资源化利用价值。
2、生物质炭的多孔结构使其具有较强的物理吸附能力，因此可作为一种理想的吸附材料，同时生物质炭在与其他物料进行混合水热反应中可提供较高纯度的碳基骨架，促进水热反应向深度进行。尽管生物质有清洁高效的利用优点，由于其目前没有被高效利用以及处理成本高等问题，大多数生物质在国内普遍采用田间堆积或焚烧的处理办法。另外，钢渣是中国钢铁工业的主要固体废物，中国钢铁工业的年规模化产量约为1亿吨，但利用率低仅为30％。高炉炼铁的主要副产品液态钢渣排出炉外时具有大量高品质余热，出渣温度在1400～l700℃，这部分余热目前没有得到很好的回收与利用。因此，有效解决钢渣高品质余热回收和利用问题，成为实现钢铁工业节能降耗的关键所在。钢渣
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术不足，针对目前液态钢渣余热无法高效回收利用、生物质利用率低以及含油浮渣脱水困难等难题，本专利技术提出了一种利用液态钢渣耦合生物质处理含油浮渣的系统及方法，综合处理和利用上述固废以及危废，在处理生物质和含油浮渣的同时能够获得可利用的高品质热解气、生物质燃油以及具有热值的水热炭产品，可实现节能减排和减污降碳的效果。
2、本专利技术的目的在于有效利用液态钢渣的余热，在催化热解生物质制取生物质炭的同时，有效利用液态钢渣作为热载体加热生物质并促进其发生深度裂解反应来制取高品质热解产物，这可以解决生物质热解所需热源的问题；另一方面钢渣内的金属氧化物等活性组分可作为热解反应的催化剂提升热解气的品质。此外，热解反应后获得的粒化钢渣与生物质炭混合物又可作为含油浮渣水热反应的添加剂，促进含油浮渣脱水性能的提升和水热液体产物的品质，在处理生物质和含油浮渣的同时能够获得可利用的高品质热解气、生物质燃油以及具有热值的水热炭产品，实现节能减排和减污降碳的效果。
3、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
4、一种利用液态钢渣耦合生物质处理含油浮渣的系统包括：
5、设有液态钢渣容器、多孔转杯旋转粒化装置、回转式热解反应器、含油浮渣进料装置、高温水热反应釜、固液分离装置、流化床锅炉；液态钢渣容器出口与多孔转杯旋转粒化装置的入口相连接；多孔转杯旋转粒化装置的物料出口与回转式热解反应器的物料入口相连接；回转式热解反应器的物料出口与高温水热反应釜的物料入口相连接；高温水热反应釜的固液相物料出口与固液分离装置的物料入口相连接，固液分离装置的固相出口与流化床锅炉的物料入口相连接。
6、多孔转杯旋转粒化装置设有液态钢渣入口，粒化钢渣出料口；
7、回转式热解反应器设有生物质进料口，粒化钢渣进料口，裂解气出口和物料出口，所述物料出口与高温水热反应釜的物料进口相连接；
8、高温水热反应釜设有气体进口，固体物料进口，固体物料出口和精油出料口，所述固体物料出口与固液分离装置相连接；
9、所述高温水热反应釜设有温度、压力监测装置、釜体内窥镜用于搅拌反应溶液磁力浮子和可以随时观察釜内反应情况；
10、所述固液分离装置可将水热反应后的产物进行高效分离，得到剩余的固体物质为钢渣，生物质炭，含油浮渣水热炭的混合物，其中可直接利用的有高热值生物质混合含油油渣炭；所得液相产物即为高品质生物燃油，可用于后续化工原料的加工；
11、流化床锅炉设有连续进料、出料口，可以实现富铁灰渣的连续产出。
12、本专利技术的有益效果：
13、1)本专利技术所提出的系统及方法，有效利用了高温液态钢渣的余热来催化热解生物质同时制取高品质热解气：生物质热解在旋转反应器中进行，热解产物在制粒反应器中催化裂化。该系统以可燃气体的形式回收了液态钢渣的热量促进了生物质热解反应程度，可产生富氢气体、生物质炭以及部分焦油产品，大量的富氢气体可用于化工原料和燃气。
14、2)本专利技术所提出的系统及方法，在高温水热反应釜中，由于液态钢渣作为催化剂，同时生物质炭作为提供碳骨架的“碳源”，均大大提升了含油浮渣在水热过程中的脱水效率，相比仅将含油浮渣单独水热时的脱水率提高了20％～25％。
15、3)本专利技术所提出的系统及方法，高温水热反应釜中的钢渣、生物质炭以及还原性气氛，可促进焦油以及含油浮渣中的长链油分子裂解为短链，水热过程中获得的生物油中含氧量极低，油相的品质得到提高，可作为生物燃油直接利用，实现了液态钢渣的余热高效利用，并转化为高品质的生物能源。
16、4)本专利技术所提出的系统及方法，水热过程产生的气体主要由co、h2、cxhy(碳氢化合物)，提供强还原气氛，钢渣中的含铁相部分被还原成金属铁，有利于对铁资源的高效回收利用，水热反应后得到的钢渣、生物质炭、含油浮渣炭利用流化床反应器燃烧后获得热量，这些热量可以用于供热和发电，并获得燃烧后的富铁灰渣，可用作建材和回收铁的原料。
17、5)本专利技术所提出的系统及方法，在无害化高效处理含油浮渣的同时，钢渣的余热和催化重整性能均被有效利用，还获得了高品位的能源气体与生物燃油，可综合处理和资源化利用液态钢渣、生物质和含油浮渣，增强了固废和危废的资源化处理与利用效率。
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1.一种利用液态钢渣耦合生物质处理含油浮渣的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用液态钢渣耦合生物质处理含油浮渣的方法，其特征在于，多孔转杯旋转粒化装置的设计直径为700～900mm、高度为400～600mm，旋转杯的开孔孔径为3～8mm。
3.根据权利要求1所述的一种利用液态钢渣耦合生物质处理含油浮渣的方法其，特征在于，回转式反应器中生物质与粒化钢渣的物料投入质量比为1:(1.5～3)。
4.根据权利要求1所述的一种利用液态钢渣耦合生物质处理含油浮渣的方法，其特征在于，高温水热反应釜中粒化钢渣2和生物质炭混合物与含油浮渣的物料质量比为1:(30～50)。
5.根据权利要求1所述的一种利用液态钢渣耦合生物质处理含油浮渣的方法，其特征在于，高温水热反应釜中的反应条件为：温度为300～500℃，压力为3～30Mpa，停留时间为30～180min。
6.根据权利要求1所述的一种利用液态钢渣耦合生物质处理含油浮渣的方法，其特征在于，含油浮渣原样的含水率为90～98％，水热脱水率达50～80％。
...【技术特征摘要】
1.一种利用液态钢渣耦合生物质处理含油浮渣的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用液态钢渣耦合生物质处理含油浮渣的方法，其特征在于，多孔转杯旋转粒化装置的设计直径为700～900mm、高度为400～600mm，旋转杯的开孔孔径为3～8mm。
3.根据权利要求1所述的一种利用液态钢渣耦合生物质处理含油浮渣的方法其，特征在于，回转式反应器中生物质与粒化钢渣的物料投入质量比为1:(1.5～3)。
4.根据权利要求1所述的一种利用液态钢渣耦合生物质处理含油浮渣的方法，其特征在于，高温水热反应釜中粒化钢渣2和生物质炭混合物与含油浮渣的物料质量比为1:(30～50)。
5.根据权利要求1所述的一种利用液态钢渣耦合生物质处理含油浮渣的方法，其特征在于，高温水热反应釜中的反应条件为：温度为300～500℃，压力为3～30mpa，停留时间为30～180min。
6.根据权利要求1所述的一种利用液态钢渣耦合生物质处理含油浮渣的方法，其特征在于，含油浮渣原样的含水率为90～98％，水热脱水率达50～80％。
7.采用如权利要求1所述方法的一种利用液态钢渣耦合生物质处理含油浮渣的系统，其特征在于，包括：设有液态钢渣容器、多孔转杯旋...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓双辉，付智诚，谭厚章，王学斌，夏忠，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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