一种有机物料综合处理系统和处理方法

摘要

本发明的有机物料综合处理方法，包括以下步骤：A.物料初级筛分，去除以金属为主的少量重杂质，然后轻质物料进行破碎粉碎；B.物料混合成型处理；C.物料进入有机物料干馏气化炉进行干馏，排出半无烟燃料产品和干馏气体；D.干馏气体经初级干馏气洗涤塔进行初级洗涤净化，除去携带的灰尘、重质油；然后经二次干馏气洗涤塔进行二次洗涤净化，去除气体中大部分轻质油；E.洗涤后气体经自洁换热器进行两级脱油、脱水、降温、脱硫、脱萘，得到洁净的可燃成分为甲烷、一氧化碳、氢气的干馏气体。本发明的有益效果是，使用方便、成本低，不产生二恶英及无重金属污染，无废渣，产出的固体作为半无烟燃料。

权利要求

1.一种有机物料综合处理系统，其特征在于：包括依次设置的物料筛分装置、物料破碎装置、物料成型装置、有机物料干馏气化炉、初级干馏气洗涤塔、二次干馏气洗涤塔、自洁换热器；

初级干馏气洗涤塔，包括干馏气入口和干馏气出口，上部设有循环水喷洒管，中部设有文氏管和大文氏管，下部设有水封箱；水封箱设有冷凝液焦油溢流口；

二次干馏气洗涤塔，包括干馏气入口和干馏气出口，塔体内从上到下设有大量的横向的塔盘，气体从塔盘之间的缝隙中流动，塔体中部设有循环水喷洒管，塔体底部设有冷凝液排液管；

自洁换热器包括上下方向的方筒状气体室，气体室内设有大量的横向的气体换热管，气体换热管内有循环冷却水，气体室底部设有气体入口过滤器并且连接气体输入管，气体室顶部有洁净气体出口和弱碱脱硫洗涤器，冷凝液排出口位于气体室底部；气体换热管顶部还设有文氏扑雾器和自洁均布分配器，气体换热管内设有用于均布干馏气的若干个换热塔盘；洁净气体出口、文氏扑雾器、弱碱脱硫洗涤器、自洁均布分配器、换热塔盘从上到下依次排列；

有机物料气化炉包括炉体、安装在炉体顶部的顶部料仓、炉体底部对应设置的排料箱；

炉体内下部设有若干个并排的上下方向的有机物料氧化、干馏、干燥室，每个有机物料氧化、干馏、干燥室下端设有自动排料装置，相邻两个有机物料氧化、干馏、干燥室之间设有助燃空气进气口。

2.根据权利要求1所述的有机物料综合处理系统，其特征在于：有机物料气化炉的炉体内上部设有干馏气体汇集引出管口及气体放散接口、气化炉内均匀布料器及气体汇集装置；有机物料氧化、干馏、干燥室的壁上设有燃烧室降温循环水套。

3.一种用权利要求1所述的有机物料综合处理系统处理有机物料的方法，其特征在于：包括以下步骤：A. 物料初级筛分，去除以金属为主的少量重杂质，然后轻质物料进行破碎粉碎；

B. 物料混合成型处理；

C. 物料进入有机物料干馏气化炉进行干馏，排出半无烟燃料产品和干馏气体；

D. 干馏气体经初级干馏气洗涤塔进行初级洗涤净化，去掉灰尘、重质油；然后经二次干馏气洗涤塔进行二次洗涤净化，去掉轻质油；

E. 洗涤后气体经自洁换热器进行初级脱油、脱水、脱硫、脱萘、降温，然后经另一自洁换热器再次脱油、脱水、脱硫、脱萘、降温处理，得到洁净的以甲烷为主的干馏气体。

4.根据权利要求3所述的有机物料综合处理方法，其特征在于：还包括步骤F：初级洗涤净化后的冷凝混合液进入冷凝液循环池，经沉降分离出灰尘、焦油，分离后自然沉降的水重新进入初级干馏气洗涤塔对气体进行洗涤冷却，循环使用；初次洗涤后的气体继续进入二次干馏气洗涤塔、自洁换热器，用温度较低的循环水对气体进行再次洗涤、降温，洗涤后的冷凝液流入循环沉降池，再次沉降分离脱油、脱除杂质处理，沉淀分离后的水进入系统循环使用；沉降后的焦油定时抽出至油罐外售。

5.根据权利要求3所述的有机物料综合处理方法，其特征在于：步骤A中，使用条形筛筛除以金属为主的少量重杂质，然后将轻质物料破碎粉碎至8毫米以内。

6.根据权利要求3所述的有机物料综合处理方法，其特征在于：步骤B中，用成型机将粉碎物料制备成10-100毫米的物料。

7.根据权利要求3所述的有机物料综合处理方法，其特征在于：步骤C中，干馏气体中可燃成分为甲烷、一氧化碳、氢气。

说明书

一种有机物料综合处理系统和处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种针对有机物料综合处理系统和处理方法。

背景技术

[0002] 以生活垃圾为例，目前采用的焚烧处理方式会产生二噁英、重金属污染、废渣等产物，造成环境污染。而且焚烧处理过程中需要喷油助燃，直接导致处理成本过高。

发明内容

[0003] 本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种使用方便、不产生二噁英（处理工艺过程中采用低温热解干馏技术温度控制在500℃以内）、重金属污染、废渣，成本较低的有机物料综合处理系统和处理方法。

[0004] 本发明是通过如下技术方案实现的：

[0005] 本发明的有机物料综合处理方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

[0006] A. 物料初级筛分，去除以金属为主的少量重杂质，然后轻质物料进行破碎粉碎；

[0007] B. 物料混合成型处理；

[0008] C. 物料进入有机物料干馏气化炉进行干馏，排出半无烟燃料产品和干馏气体；

[0009] D. 干馏气体经初级干馏气洗涤塔进行初级洗涤净化，除去携带的灰尘、重质油；然后经二次干馏气洗涤塔进行二次洗涤净化，去除气体中大部分轻质油；

[0010] E. 洗涤后气体经自洁换热器进行初级脱油、脱水、降温，自洁系统产生的轻质油及弱碱性液体对气体进行脱硫、脱萘，然后经另一自洁换热器再次脱油、脱水、脱硫、脱萘、降温处理，得到洁净的可燃成分为甲烷、一氧化碳、氢气的干馏气体。

[0011] 本发明的有机物料综合处理方法，还包括步骤F：初级洗涤净化后的冷凝混合液进入冷凝液循环池，经沉降分离出灰尘、焦油，分离后自然沉降的水重新进入初级干馏气洗涤塔对气体进行洗涤冷却，循环使用；初次洗涤后的气体继续进入二次干馏气洗涤塔、自洁换热器，用温度较低的循环水对气体进行再次洗涤、降温，洗涤后的冷凝液流入循环沉降池，再次沉降分离脱油、脱除杂质处理，沉淀分离后的水进入系统循环使用；沉降后的焦油定时抽出至油罐外售。

[0012] 步骤A中，使用条形筛筛除以金属为主的少量重杂质，然后将轻质物料先行破碎、再粉碎至8毫米以内。

[0013] 步骤B中，用专用成型设备将粉碎物料制备成10-100毫米的物料。

[0014] 步骤C中，干馏气体中可燃气成分为甲烷、一氧化碳、氢气。处理工艺过程中采用低温热解干馏技术，温度控制在500℃以内。

[0015] 本发明的有机物料综合处理系统，其特征在于：包括依次设置的物料筛分装置、物料破碎装置、物料成型装置、有机物料干馏气化炉、初级干馏气洗涤塔、二次干馏气洗涤塔、自洁换热器。

[0016] 自洁换热器包括上下方向的方筒状气体室，气体室内设有大量的横向的气体换热管，气体换热管内有循环冷却水，气体室底部设有气体入口过滤器并且连接气体输入管，气体室顶部有洁净气体出口和弱碱脱硫洗涤器，冷凝液排出口位于气体室底部；气体换热管顶部还设有文氏扑雾器和自洁均布分配器，气体换热管内设有用于均布气体的若干换热塔盘；洁净气体出口、文氏扑雾器、弱碱脱硫洗涤器、自洁均布分配器、换热塔盘从上到下依次排列。

[0017] 有机物料气化炉包括炉体、安装在炉体顶部的顶部料仓、炉体底部对应设置的排料箱；炉体内下部设有若干个并排的上下方向的有机物料氧化、干馏、干燥室，每个有机物料氧化、干馏、干燥室下端设有自动排料装置，相邻两个有机物料氧化、干馏、干燥室之间设有助燃空气进气口；炉体内上部设有干馏气体汇集引出管口及气体放散接口、气化炉内均匀布料器及气体汇集装置；有机物料氧化、干馏、干燥室的壁上设有燃烧室降温循环水套。

[0018] 本发明的初级干馏气洗涤塔，包括干馏气入口和干馏气出口，上部设有循环水喷洒管，中部设有文氏管和大文氏管，下部设有水封箱。水封箱设有冷凝液焦油溢流口。循环水喷洒管顶部设有循环水分配盒，循环水分配盒设有循环水进水口。初级干馏气洗涤塔可以除去干馏气体中的大部分灰尘、重质油。

[0019] 本发明的二次干馏气洗涤塔，包括干馏气入口管道和干馏气出口管道，塔体内从上到下设有大量的横向的塔盘，气体从塔盘之间的缝隙中流动，塔体中部设有循环水喷洒管，塔体底部设有冷凝液排液管。塔体底部有清扫口。冷凝液排液管连接冷凝液水封筒，冷凝液水封筒设有冷凝液焦油溢出口。二次干馏气洗涤塔可以除去干馏气体内的轻质油以及不利于燃烧的部分气体。

[0020] 本发明的有益效果是，使用方便、成本低，以生活垃圾为例，与现有普遍采用的焚烧垃圾处理方式相比，它不产生二恶英及无重金属污染，处理后无废渣，产出的固体作为半无烟燃料，其热值在每公斤5000大卡以上，同时产出用来发电的干馏气体，热值在每立方米1200大卡以上。适用物料范围：秸秆、植物树叶、工业垃圾、医疗垃圾、生活垃圾等有机物料混合物。

附图说明

[0021] 图1为本发明的工作原理示意框图。图2为初级干馏气洗涤塔，图3为二次干馏气洗涤塔，图4为自洁换热器，图5为气化炉。

[0022] 图2、图3中， 3循环水进水口，4循环水分配盒，5循环水喷洒管，6干馏气入口，7文氏管，8大文氏管，9干馏气出口，10冷凝液焦油溢流口，11水封箱，12，冷凝液水封筒，13塔盘，14冷凝液排液管，15清扫口。

[0023] 图4自洁换热器中，29气体室，30气体换热管，31气体入口过滤器，32气体输入管，33洁净气体出口，34弱碱脱硫洗涤器，35冷凝液排出口，36文氏扑雾器，37自洁均布分配器，38清扫还原口，39上部气体换热塔盘，40中部气体换热塔盘，41下部气体换热塔盘，42内管程连接封头，43循环水接口。

[0024] 图5气化炉中，1顶部料仓、2自动给料装置、16物料入炉分配通道、17干馏气体汇集引出管口及气体放散接口、18均匀布料器及气体汇集装置、19炉体、20有机物料氧化、干馏、干燥室、21助燃空气进气口、22助燃空气均匀预热布气室、23炉内助燃空气左右燃烧室隔板、24自动排料装置、25空气助燃燃烧火口、26燃烧室降温循环水套、27炉底支撑平台、28排料箱。

具体实施方式

[0025] 附图为本发明的一种具体实施例。

[0026] 本发明的有机物料综合处理方法，包括以下步骤：

[0027] A. 物料初级筛分，去除以金属为主的少量重杂质，然后轻质物料进行破碎粉碎；

[0028] B. 物料混合成型处理；

[0029] C. 物料进入有机物料干馏气化炉进行干馏，物料干馏后排出半无烟燃料产品和干馏气体；

[0030] D. 干馏气体经初级干馏气洗涤塔进行初级洗涤净化，去掉灰尘、重质油；然后经二次干馏气洗涤塔进行二次洗涤净化，去掉轻质油；

[0031] E. 洗涤后气体经自洁换热器进行初级脱油、脱水、脱硫、脱萘、降温，然后经另一自洁换热器再次脱油、脱水、脱硫、脱萘、降温处理，得到洁净的可燃成分为甲烷、一氧化碳、氢气的干馏气体。具体是，洗涤后气体经自洁换热器进行初级脱油、脱水、降温，自洁系统产生的轻质油及弱碱性液体对气体进行脱硫、脱萘。

[0032] 本发明的有机物料综合处理方法，还包括步骤F：初级洗涤净后的冷凝混合液进入冷凝液循环池，经沉降分离出灰尘、焦油。分离后自然沉降的水重新进入初级干馏气洗涤塔对气体进行洗涤冷却，循环使用。初次洗涤后的气体继续进入二次干馏气洗涤塔、自洁换热器，用温度较低的循环水对气体进行再次洗涤、降温，洗涤后的冷凝液流入循环沉降池，再次沉降分离脱油、脱除杂质处理，沉淀分离后的水进入系统循环使用。沉降后的焦油定时抽出至油罐外售。

[0033] 步骤A中，使用条形筛筛除以金属为主的少量重杂质，然后将轻质物料破碎粉碎至8毫米以下。

[0034] 步骤B中，用成型机将粉碎物料制备成10-100毫米的物料。

[0035] 步骤C中，干馏气体中可燃成分为甲烷、一氧化碳、氢气。

[0036] 步骤F中，循环水温度在40-60℃沉淀分层出焦油，从而将焦油抽取分离出来。

[0037] 本发明的有机物料综合处理系统，包括依次设置的物料筛分装置、物料破碎装置、物料成型装置、有机物料干馏气化炉、初级干馏气洗涤塔、二次干馏气洗涤塔、自洁换热器。

[0038] 自洁换热器包括上下方向的方筒状气体室29，气体室内设有大量的横向的气体换热管30，气体换热管内有循环冷却水，气体室底部设有气体入口过滤器31并且连接气体输入管32，气体室顶部有洁净气体出口33和弱碱脱硫洗涤器34，冷凝液排出口35位于气体室底部；气体换热管顶部还设有文氏扑雾器36和自洁均布分配器37，气体换热管内设有用于均布气体的换热塔盘39、40、41。洁净气体出口33、文氏扑雾器36、弱碱脱硫洗涤器34，自洁均布分配器37、换热塔盘39、40、41从上到下依次排列。自洁换热器可以为干馏气体做脱油、脱水、脱硫、脱萘、降温处理。见图4。

[0039] 有机物料气化炉包括炉体、安装在炉体顶部的顶部料仓1、炉体底部对应设置的排料箱28；炉体内下部设有若干个并排的上下方向的有机物料氧化、干馏、干燥室20，每个有机物料氧化、干馏、干燥室下端设有自动排料装置24，相邻两个有机物料氧化、干馏、干燥室之间设有助燃空气进气口21；炉体内上部设有干馏气体汇集引出管口及气体放散接口17、气化炉内均匀布料器及气体汇集装置18；有机物料氧化、干馏、干燥室的壁上设有燃烧室降温循环水套26。干馏气体的成分包括甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳、氮气。见图5。

[0040] 本发明的初级干馏气洗涤塔，包括干馏气入口6和干馏气出口9，上部设有循环水喷洒管5，中部设有文氏管7和大文氏管8，下部设有水封箱11。水封箱设有冷凝液焦油溢流口10。循环水喷洒管5顶部设有循环水分配盒4，循环水分配盒设有循环水进水口3。初级干馏气洗涤塔可以除去干馏气体中的大部分灰尘、重质油。见图2。

[0041] 本发明的二次干馏气洗涤塔，包括干馏气入口6和干馏气出口9，塔体内从上到下设有大量的横向的塔盘13，气体从塔盘之间的缝隙中向上流动，塔体中部设有循环水喷洒管5，塔体底部设有冷凝液排液管14。塔体底部有清扫口15。冷凝液排液管连接冷凝液水封筒12，冷凝液水封筒设有冷凝液焦油溢出口10。二次干馏气洗涤塔可以除去干馏气体内的轻质油以及不利于燃烧的部分气体。见图3。

[0042] 从自洁换热器出来的洁净气体，可以用于燃气内燃式发电机组，电力输出供应电力使用单位，燃气内燃式发电机组产生的高温废气可以用于发电余热蒸汽锅炉系统，热水或蒸汽输出供应热水及蒸汽使用单位，热水及蒸汽使用单位锅炉软化冷凝水循环再输入发电余热蒸汽锅炉系统。

[0043] 气化炉工作过程：物料连续进入气化炉内，遇到由底部上升来的高温热气进行逆向交换，除去物料外部携带的水分，物料继续下行进入有机物料氧化、干馏、干燥室7进行干燥，再下行进行物料干馏，脱除物料中有机物质--干馏气体，然后继续下行，进入氧化燃烧提供干馏热源，之后通过底部滚动式自动排料装置11排出，排出的固体物质为半无烟燃料产品，完成干馏过程。本装置是靠空气助燃有机废料产生高温热气体对物料进行干馏。

[0044] 自洁换热器适用于中低温及高温干馏气体的中、终极净化及降温，如配合其他设备使用，可以使净化后的气体中有害物质（焦油、硫化物、氮氧化物）的含量达到国家标准以下，气体中含水量极低，无灰尘，气体洁净度极高。设计要点是，可根据各种干馏气体的温度、体积密度，选择不同的设计数据，使得进入设备气体的温度从100C°左右，脱除水、油、硫、奈、灰尘及部分氮氧化物以后，洁净干馏气的温度降至30C°以内，对提高干馏气使用热值起到一定作用。

[0045] 自洁换热器使用净化过程：100C°左右温度的干馏气进入本设备后，先通过干馏气入口过滤器将干馏气中极其微量固体杂质进行吸附过滤，干馏气继续上行将部分轻质油吸附在换热管上，通过底部气体换热塔盘干馏气继续上升进入另一个温度区域继续换热，重质油在这个区域被基本脱除，通过中部气体换热塔盘干馏气继续上行继续换热将轻质油从干馏气中分离开，通过上部气体换热塔盘继续上行至低温区域，与上部弱碱脱硫洗涤器流下的低温碱性液体进行逆向换热，使得干馏气中硫与弱碱源紧密接触，脱除干馏气中残留的少量硫，这些冷凝液体自上而下对设备内部进行不间断的自洁冲刷，不但脱除干馏气中水、油、硫、奈、灰尘及部分氮氧化物，而且将干馏气换热管上冷凝吸附的焦油和其余杂质冲刷掉，最后将干馏气入口过滤器上粘附的固体杂质也冲刷掉，最后经设备底部的冷凝液排出口流出进入冷凝液循环池。设备上部洁净干馏气口排出洁净干馏气供发电及其他用气设备使用。