[發明專利]一種小型振動式熱解炭氣化裝置及氣化工藝

有效

• 申請號: 202110326399.2
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113025381B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 戴昕;劉軍;洪有成;郭燕;李欽欽;趙慧慧;冉根柱;潘天琪;劉淦源
• 申請（專利權）人: 南京萬德斯環保科技股份有限公司
• 主分類號: C10J3/00
• 分類號: C10J3/00
• 代理公司: 江蘇銀創律師事務所 32242
• 代理人: 李挺

本發明公開了一種小型振動式熱解炭氣化裝置和基于該裝置的熱解炭氣化工藝。本發明可應用于適合配套于預處理?烘干?絕氧熱解工藝等產生高溫蒸汽、熾熱熱解炭且熱解殘渣顆粒不會過于復雜的工藝，特別適合本作者本年度之前申請的《一種低溫薄層速熱梯級絕氧熱解系統及基于該系統的固廢熱解系統》發明專利。并解決：高溫蒸汽、熾熱熱解炭顯熱需要污染處理、冷卻還浪費能量；熾熱熱解炭冷卻如不保持絕氧和隔熱容易引起自燃和火災、燙傷工人；熱解炭減量化等問題。

技術領域

本發明涉及固廢處理領域，尤其是涉及一種小型振動式熱解炭氣化裝置和基于該裝置的熱解炭氣化工藝。

背景技術

目前，非生物有機固廢的最理想的處理方式是熱解技術，因為理論上，熱解技術可以實現固廢無害化的同時，實現環境污染極低、能源和物質資源回收利用。環境污染極低是因為采用絕氧或缺氧條件，氮氧化物、硫氧化物、氯化氫等有害物質較少，處理過程生成的氣體體積少，生成的氣體和油可以在低空氣比燃燒，硫、金屬等大部分固定在炭黑中，三價鉻不會氧化成劇毒六價鉻；能源和物質資源回收利用是因為，熱解產物均有熱值，熱解過程釋放在環境中熱不多、浪費的能量不多，且可以用于補充熱解本身熱量或集中處理熱電聯產，增加能量利用效率；其中，熱解油氣的資源化利用較為容易，但是熱解炭的處理卻面臨困境，特別是對于固廢熱解中最實用的中低溫絕氧熱解技術，因為雖然中低溫熱解設備要求低、普適性強，但是會產生較多的溫度較高的含碳熱解殘渣（也叫熱解炭）。雖然熱解的殘渣具有穩定性極高、形態致密、不會腐敗、無病毒細菌、滿足減量化和穩定化的優點，因此受到國家和專家的推崇，但固廢熱解殘渣終究是需要處理的；而如果對其進行焚燒處理，又相當于走了焚燒的老路，浪費了熱解技術的環保優勢，還是需要非常嚴格的焚燒和煙氣處理系統而且危廢處理價格極貴；另外，熾熱的熱解炭如不絕氧冷卻還會自燃，進行冷卻又會需要時間、設備成本，浪費了熱解系統大量的熱量。熱解炭處理的復雜系統性問題處理不當，正是熱解技術這樣一種好技術目前發展堪憂的原因之一。

熱解碳如經過充分的中低溫熱解，主要含有碳、無機雜質，幾乎沒有揮發分了，這類似于煤中的焦炭，而無機雜質主要是砂子、金屬、粉狀灰燼等?？偨Y可以發現，高含碳熱解殘渣、煤、吸附重金屬的活性炭、碳載體的催化劑，這些物質其實是一類對象，而煤炭領域，煤的最佳處理利用是氣化，如何借鑒煤炭領域的氣化技術來處理含碳熱解殘渣是打通熱解技術的關鍵之一。塊煤常采用固定床反應器，適合低揮發分的媒質，但不斷產生的灰燼容易包覆在煤的表面，容易導致反應越來越慢，粉末狀煤常采用氣流床、流化床等，但不適合灰、雜質較多的媒質。熱解殘渣碳的組分比例不一，有高有低，雜質常常較多，發明一種適應性強的熱解碳氣化處理裝置和系統工藝勢在必行。

其中，CN 206966298 U《一種生活垃圾熱解處理系統》實用新型專利雖然利用二段篩分裝置、TBS分選機、水煤漿制備裝置和水煤漿鍋爐將生活垃圾熱解殘渣做成水煤漿進行氣化，但是，事實上，煤的最佳氣化方式-水煤漿氣化并不適合熱解炭的氣化，因為這既浪費了熱解殘渣的顯熱，也不符合水煤漿對原料灰分等的技術要求，使用過程還會因為品質不達標造成各種問題。CN111635776A《可循環垃圾熱解炭化處理系統及方法》 目前申請中的發明專利則采用振動篩進行熱解炭的篩選，然而，這是不可能篩分干凈的，因為只要存在碳砂比（炭-無機雜質的比值）的熱解炭，實際都可分為3種密度形態，即低密度（炭）、中密度（炭砂結合）、高密度（砂等無機雜質），采用本專利則可以在調節后將高密度（砂等無機雜質）熱解炭部分排出，而低密度（炭）特別是中密度（炭砂結合）這種二者結合很深的熱解炭都控制在氣化區域，被加熱氣化掉；另外篩選操作浪費了大量的熱解炭顯熱。CN103333708A《生物質螺旋振動電磁感應熱解反應器及熱解處理方法》發明專利則是在熱解的過程采用振動，本專利是處理熱解后的熱解炭采用振動，應用場景、目的、效果均不一樣。

發明內容