本发明专利技术涉及一种高含水固体废弃物的解耦燃烧方法和装置，该方法是将高含水固体废弃物的干燥/热解与燃烧过程分离，包括以下步骤：(1)将高含水固体废弃物在固体/气体热载体的加热下在150～700℃的温度范围内进行干燥/热解，产生的混合物经分离后得到气体产物和固体产物；其中，所述的干燥/热解为一个干燥和热解同时进行的处理过程或两个独立的依次进行的处理过程；(2)将步骤(1)生成的固体产物送入燃烧器，与空气接触在700～1200℃燃烧，产生热灰和热烟气。本发明专利技术不但保留了现有循环流化床的优点，而且将燃料的燃烧与干燥/热解过程先分解耦再重新耦合，利用热解气还原NOx，从而降低NOx排放，能够有效克服高水分对燃料着火、燃烧的影响，实现资源化、减量化和无害化处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高含水固体废弃物的高值化利用和高效、高洁能源
，特别涉及一种高含水固体废弃物的解耦燃烧方法和装置。
技术介绍
随着我国工业的迅速发展，高含水量的固体废弃物的产量逐年增加，这些未经处理的废弃物进入环境后，直接会给水体、土地和大气带来二次污染，对生态环境和人们身体健康构成了严重威胁。在我国，这些高含水固体废弃物主要包括污泥、煤泥、酒精糟、白酒糟、啤酒糟、蔗渣、中药渣、醋渣、糠醛渣、木糖渣等。这些废弃物的主要特点是产量高和水量高。据估算，目前我国年产污泥量为300万吨，蔗渣与滤泥3000万吨，酒精糟近2000万吨， 白酒糟2000万吨以上，啤酒糟近1000万吨，中药渣1300万吨。这些固体废弃物含水量高达50-80%，富含有机质等营养成分，多数厂家只是将这些废弃物送往垃圾场填埋或露天堆放，造成二次污染。目前，我国高含水固体废弃物的处置方法主要是填埋、焚烧、堆放等，其处置方法均不能实现对高含水固体废弃物的资源化利用，存在一定的社会及环境问题，不是高含水固体废弃物处置的理想出路。为了满足越来越严格的环境要求和充分处理不适于资源化利用的高含水的固体废弃物，目前，将其转化为能源，包括热、电、蒸汽、燃气等，越来越引起人们的关注。这种能源转化与利用对减少环境污染和节能降耗具有十分重要的意义。广州普得环保设备有限公司在公开号CN201046936Y的专利中提出提出一种污泥燃烧干燥装置，将污泥用烟气干燥后再进行燃烧，同时向炉内供给煤粉，使污泥达到稳定燃烧。但由于干燥燃烧炉温很高，可能导致炉内结焦，并造成大量氮氧化物的排放，造成空气污染。为了避免这些问题，在公开号CN1559939A和公开号CN1632377A的专利中，采用污泥和水煤浆混合制成液体燃料的办法，进而在燃烧器中将此种污泥水煤浆进行洁净燃烧。但由于大量水的存在，燃烧器效率不高，煤的掺杂量也很大，有时高达60-70%，成本很高。公开号CN2274^6Y的专利专利技术了一种燃烧糠醛渣的锅炉，其工艺路线为利用锅炉尾气将糠醛渣烘干，然后送到旋风分离器内进行糠醛渣与烟气分离，烘干后的糠醛渣通过拨料装置定时定量地落入燃烧室内燃烧。在公开号CN201297628Y的专利中，也采用烟气干燥的方法开发了一种木糖废渣的燃烧装置。因为高含水固体废弃物，水含量很大，燃烧后烟气中的水含量很高，因此烟气干燥效果并不理想，并且换热后的烟气温度不能太低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高含水固体废弃物的解耦燃烧方法和装置。为实现上述的目的之一，本专利技术的一种高含水固体废弃物的解耦燃烧方法是将高含水固体废弃物的干燥/热解与燃烧过程分离，该方法包括以下步骤(1)将高含水固体废弃物在固体/气体热载体的加热下在150 700°C的温度范围内进行干燥/热解，产生的混合物经分离后得到气体产物和固体产物；其中，所述的干燥/热解为一个干燥和热解同时进行的处理过程或两个独立的依次进行的处理过程；(2)将步骤(1)生成的固体产物送入燃烧器，与空气接触在700 1200°C燃烧，产生热灰和热烟气。把传统燃烧分为干燥-热解-燃烧三个过程或干燥/热解-燃烧两个过程，即用不同的反应器来实现燃烧过程的分离，实现解耦燃烧。作为上述技术方案的一种改进，还包括步骤(3)将步骤(1)生成的气体产物从燃烧器中部送入参与燃烧，或将热解产生的热解气通入燃烧器中部再燃，以降低氮氧化物。作为上述技术方案的又一种改进，所述步骤O)中固体产物充分燃烧后产生的热量传递给热载体，高温热载体与高含水固体废弃物充分混合为干燥/热解提供热量。作为上述技术方案的再一种改进，所述的步骤(1)的高含水固体废弃物干燥/热解所需的热量由所述的步骤( 所得到的热灰、热烟气或者经过热烟气加热的热空气提 {共。为实现上述的另一目的，本专利技术的一种高含水固体废弃物的解耦燃烧装置，其特征在于，该系统包括一进料器5，该进料器5连通至干燥热解器3，用于将高含水固体废弃物加入到干燥热解器3 ；所述的干燥热解器3内充满高温固体热载体，干燥热解器3内的高温固体热载体与高含水固体废弃物充分混合，进行充分的换热干燥/热解；一连通管4，其两端分别连通干燥热解器3和燃烧器1的下端，用于将干燥/热解后的固体产物和固体热载体通过连通管4进入燃烧器1的下端；所述的燃烧器1的底部通入空气，干燥/热解后固体产物在燃烧器1底部与空气接触开始燃烧；固体产物充分燃烧后产生的热量传递给固体热载体，高温固体热载体被高温烟气带出燃烧器1上端进入旋风分离器2进行分离，旋风分离器2分离出的高温固体热载体经由旋风分离器2的底部进入干燥热解器3，用于为干燥/热解提供热量；旋风分离器 2分离出的高温烟气从旋风分离器2的顶部排出进入换热器12，换热后的烟气排空。作为上述技术方案的一种改进，所述的旋风分离器2和干燥热解器3之间可以加设一个分配阀6，所述的分配阀6通过第一出料管9连通干燥热解器3，部分高温固体热载体由此进入干燥热解器3 ；所述的分配阀6还通过其第二连通管8连通燃烧器1的中部，另一部分高温固体热载体直接进入燃烧器1。通过控制分配阀，可以控制进入干燥热解器3的高温固体热载体的流量，以此控制干燥热解器3的温度。作为上述技术方案的另一种改进，还包括一干燥/热解气体产物脱水装置16，用于将干燥热解器3中产生的干燥/热解气体产物中的水分脱除，脱水后的干燥/热解气体产物送入燃烧器1中部，形成再燃，部分还原氮氧化物，降低氮氧化物排放。作为上述技术方案的再一种改进，所述的干燥热解器3包括干燥器3'和热解器 3"两个部分，所述的进料器5连通至干燥器3'，用于将高含水固体废弃物加入到干燥器3'， 所述的干燥器3'内通入高温气体热载体与高含水固体废弃物充分接触换热后蒸发燃料的水分；所述的热解器3"，用于将干燥后的固体废弃物在固体热载体的加热下实施热解；第二连通管4'，其两端分别连通干燥器3'和热解器3"，用于将干燥后的固体产物送入热解器3"中，再通过连通管4的两端分别连接热解器3"和燃烧器1的下端。所述的燃烧器1的底部通入空气，热解后固体产物在燃烧器1底部与空气接触开始燃烧；固体产物充分燃烧后产生的热量分别传递给固体热载体和高温烟气，高温固体热载体被高温烟气带出燃烧器1上端进入旋风分离器2进行分离，旋风分离器2分离出的高温固体热载体经由旋风分离器2的底部进入热解器3"，用于为热解提供热量；旋风分离器 2分离出的高温烟气从旋风分离器2的顶部排出一部分进入换热器12生产水蒸汽，另一部分进入干燥器3'中干燥高含水固体废弃物或者进入空气加热器12'中生产高温空气，产生的高温空气进入干燥器3'中以干燥高含水固体废弃物。作为上述技术方案的进一步的改进，所述的干燥器3'内用于干燥高含水固体废弃物的高温气体热载体为高温空气时，干燥器3'中排出的含水的低温空气将进入一冷却器14"中脱水，脱水后的空气被送入燃烧器1中。作为上述技术方案的还一种改进，所述的干燥热解器3、热解器3"和干燥器3' 可采用流化床、旋转炉、滚筒或固定床；所述的燃烧器1可采用流化床、气流床或固定床。本专利技术的有益效果是本专利技术的解耦燃烧技术是结合“解耦热转化”思想针对高含水(> 50% )固体废弃物提出的一种燃烧技术，该技术通过将高含水固体废弃物的燃烧与干燥/本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种高含水固体废弃物的解耦燃烧方法，所述的解耦燃烧方法是将高含水固体废弃物的干燥／热解与燃烧过程分离，该方法包括以下步骤：（１）将高含水固体废弃物在固体／气体热载体的加热下在１５０～７００℃的温度范围内进行干燥／热解，产生的混合物经分离后得到气体产物和固体产物；其中，所述的干燥／热解为一个干燥和热解同时进行的处理过程或两个独立的依次进行的处理过程；（２）将步骤（１）生成的固体产物送入燃烧器，与空气接触在７００～１２００℃燃烧，产生热灰和热烟气。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚常斌，董利，李强，汪印，高士秋，许光文，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：11
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