在循環流化床反應器中獲得不同用途汙泥熱解油的裝置製造方法

2023-05-19 02:11:41 2

在循環流化床反應器中獲得不同用途汙泥熱解油的裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種在循環流化床反應器中獲得不同用途汙泥熱解油的裝置，汙泥料倉通過加料螺旋連接在循環流化床本體下端，第一級旋風分離器連接在循環流化床本體的上部，第一級旋風分離器的下端通過返料器連接在循環流化床本體的下部，在返料器上設有用來控制循環流化床的固體循環倍率的返料器排渣閥門；第一級旋風分離器的頂端與第二級旋風分離器連接；第二級旋風分離器的頂端與噴淋塔主體連接，殘炭儲罐設置在第二級旋風分離器的底部；噴淋塔主體與上層油收油瓶連接，在噴淋塔主體底部設有下層油排放口。本發明採用循環流化床方式，提高了氣固傳熱效果；實現了在同一個循環流化床反應器中獲得不同用途高灰分汙泥熱解油。
【專利說明】在循環流化床反應器中獲得不同用途汙泥熱解油的裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於固體廢棄物資源化處置領域，涉及一種在同一個循環流化床反應器中獲得不同用途汙泥熱解油的裝置。
【背景技術】
[0002]我國目前城市汙水處理總規模已達到I億噸/日，汙泥量達到5萬噸/日。這些大量的汙泥如處理不當或不及時，會帶來嚴重的二次汙染，而目前全國汙水處理能力20萬t/d (含)以上的城市汙水處理廠83%的汙泥沒有經過妥善處置。
[0003]汙泥低溫熱解制油技術是通過無氧加熱汙泥乾燥至一定溫度(〈500°C )，由乾餾和熱分解作用使汙泥轉化為油、反應水、不凝性氣體(NGG)和炭等4種可燃產物。汙泥低溫熱解制油技術能有效地克服了傳統汙泥處置方法的缺點。由於重金屬富集於固體殘渣中穩定性好，且反應溫度低，避開了二惡英生成區，NOx和SOx生成也很少，足以滿足嚴格的政策法規，而其經濟性又顯著優於焚燒，因此低溫熱解制油技術是一種有重要應用前景的汙泥資源化熱化學處置技術。
[0004]位於澳大利亞柏斯的Subiaco汙水處理廠90年代末建成世界上第一座商業化的汙泥煉油廠，採用迴轉窯熱解+流化床燃燒工藝，處理規模為每天25噸幹汙泥，每噸幹汙泥可產出200~300升與柴油類似的液態油和半噸燒結炭，迴轉窯熱解爐產生的燒結炭、不凝結可燃氣體和輔助燃料送入流化床燃燒，產生的高溫煙氣送入迴轉窯熱解爐外壁夾套提供熱解反應熱源。從2001年開始，該系統開始正式運行。但投資方處於減少財務負擔的考慮，該項目只正式運行了 9個月的時間。
[0005]全世界的研究者已經進行了許多汙泥中低溫熱解試驗研究，包括汙泥熱解制油以及制碳，但是能實現長期、穩定運行的商業示範項目卻十分少見。這主要是由於熱解工藝的經濟效益偏低，影響了它的推`廣和應用。
[0006]目前許多汙水處理廠都面臨著進水COD較設計值偏低的困境，這直接導致了汙水廠排放的汙泥中有機質的減少，灰分含量的增加，降低了汙泥熱解油的利用價值。在循環流化床反應器中熱解這種高灰分的汙泥可以同時獲得活性炭和生物油，有利提高處理系統的經濟效益。但反應區中灰分濃度的不斷增加會減少高熱值組分油的產量。

【發明內容】

[0007]本發明的目的是提供一種在循環流化床反應器中獲得不同用途汙泥熱解油的裝置，該裝置利用汙泥灰分的催化特性，通過調整循環流化床反應區中的灰分濃度，實現了在同一個循環流化床反應器中通過控制固體循環倍率來獲得不同用途高灰分汙泥熱解油。
[0008]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
一種在循環流化床反應器中獲得不同用途汙泥熱解油的裝置，其特徵在於:該裝置包括汙泥料倉、循環流化床本體、第一級旋風分離器、返料器、第二級旋風分離器、殘炭儲罐、噴淋塔主體和上層油收油瓶，汙泥料倉通過加料螺旋連接在循環流化床本體下端，第一級旋風分離器連接在循環流化床本體的上部，第一級旋風分離器的下端通過返料器連接在循環流化床本體的下部，在返料器上設有用來控制循環流化床的固體循環倍率的返料器排渣閥門；第一級旋風分離器的頂端與第二級旋風分離器連接；第二級旋風分離器的頂端與噴淋塔主體連接，殘炭儲罐設置在第二級旋風分離器的底部；噴淋塔主體與上層油收油瓶連接，在噴淋塔主體底部設有下層油排放口。
[0009]本發明中，在第一級旋風分離器與返料器之間設有膨脹節，在返料器處設有鬆動風管。第二級旋風分離器連接在噴淋塔主體的中部。
[0010]上層油收油瓶通過上層油收油管路與噴淋塔主體連接，且噴淋塔主體內的液位與上層油收油管路在噴淋塔主體上開口位置一致。在上層油收油管路上設有上層油疏通閥門和上層油收油管路閥門。
[0011]汙泥熱解殘炭的催化效果和礦物質催化劑類似，不僅能夠促進汙泥中有機質的揮發，而且能夠促進熱解蒸汽中大分子物質的二次裂解。本發明採用循環流化床方式，通過返料器將第一級旋風分離器捕集到的汙泥熱解殘炭循環回流化床反應區。反應區中熱解殘炭濃度越低，高熱值上層油的前驅物二次裂解反應程度越低，高熱值上層油產量也就越大；而反應區中熱解殘炭濃度越高，高熱值上層油的前驅物二次裂解反應程度越高，導致熱解油水相中含氮雜環類物質濃度的增加。同時在返料器底部設置排渣閥門，通過定期排放返料器中的熱解殘炭來控制循環流化床固體循環倍率。若是以得到可用做燃料油的熱解油為目標，可採用中低固體循環倍率；而若是以得到可用於提取化工原料的熱解油為目標，則可用高固體循環倍率。
[0012]本發明的有益效果是:
1.汙泥熱解器採用循環流化床方式，提高了氣固傳熱效果；
2.解決了利用高灰分汙泥難以獲取高值產物的問題；
3.實現了在同一個循環流化床反應器中通過控制固體循環倍率來獲得不同用途高灰分汙泥熱解油。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的結構示意圖。圖中:爐膛排渣管1、風室2、加料螺旋3、汙泥料倉
4、循環流化床本體5、第一級旋風分離器6、膨脹節7、鬆動風管8、返料器排渣閥門9、返料器10、第二級旋風分離器11、殘炭儲罐12、噴淋塔儲液段13、噴淋塔進氣口 14、噴淋塔主體15、上層油疏通閥門16、上層油收油管路閥門17、上層油收油管路18、上層油收油瓶19、下層油排放口 20。
【具體實施方式】
[0014]下面參照圖1，具體說明本發明。
[0015]一種在循環流化床反應器中獲得不同用途汙泥熱解油的裝置，包括爐膛排渣管1、風室2、加料螺旋3、汙泥料倉4、循環流化床本體5、第一級旋風分離器6、膨脹節7、鬆動風管8、返料器排渣閥門9、返料器10、第二級旋風分離器11、殘炭儲罐12、噴淋塔儲液段13、噴淋塔進氣口 14、噴淋塔主體15、上層油疏通閥門16、上層油收油管路閥門17、上層油收油管路18、上層油收油瓶19、下層油排放口 20。汙泥料倉通過加料螺旋連接在循環流化床本體下端，第一級旋風分離器連接在循環流化床本體的上部，第一級旋風分離器的下端通過返料器連接在循環流化床本體的下部，在返料器上設有用來控制循環流化床的固體循環倍率的返料器排渣閥門；第一級旋風分離器的頂端與第二級旋風分離器連接；第二級旋風分離器的頂端與噴淋塔主體連接，殘炭儲罐設置在第二級旋風分離器的底部；噴淋塔主體與上層油收油瓶連接，在噴淋塔主體底部設有下層油排放口。
[0016]在第一級旋風分離器與返料器之間設有膨脹節，在返料器處設有鬆動風管。第二級旋風分離器連接在噴淋塔主體的中部。上層油收油瓶通過上層油收油管路與噴淋塔主體連接，且噴淋塔主體內的液位與上層油收油管路在噴淋塔主體上開口位置一致。在上層油收油管路上設有上層油疏通閥門和上層油收油管路閥門。在上層油收油管路18上布置了兩個上層油疏通閥門16，以防止上層油收油管路18堵塞。
[0017]本發明採用可調倍率循環流化床作為反應器熱解汙泥，高固體循環倍率保持在30~50，中低固體循環倍率保持在I~29 ;通過調節排渣閥9的開啟頻率和開啟時間來控制循環流化床的固體循環倍率。
[0018]若是以得到可用做燃料油的熱解油為目標，可採用中低固體循環倍率運行循環流化床熱解反應器；若是以得到可用於提取化工原料的熱解油為目標，則採用高固體循環倍率運行循環流化床熱解反應器；
冷凝汙泥熱解油的噴淋塔可實現對上層高熱值油的單獨回收，噴淋塔在運行過程中始終保持最高液位和上層油收油管路18在噴淋塔15上開口位置一致，在中低固體循環倍率下(I~29)，上層油產量較大，上層油通過溢流的方式經上層油收油管路18進入上層油收油瓶19 ;在高循環倍率下(30~50)，上層油產量少，富含含氮雜環類物質的水相熱解油均從下層油排放口 20排出噴淋塔15 ；
本發明中，汙泥從其底部側面進入反應器，流化風經風室2進入反應器5，床內汙泥在流化狀態下進行脫揮發分和熱解反應。熱解氣攜帶一部分熱解炭進入第一級旋風分離器6，在這裡絕大部分熱解炭被收集下來，並通過返料器10返回熱解器I進行循環熱解。在返料器底部設有排渣閥9，通過調節排渣閥9的開啟次數和時間來控制固體循環倍率。而熱解氣從其上部流出並進入第二級旋風分離器11，在這裡捕集更為細小的熱解殘炭並儲存在殘炭儲罐12中。熱解氣從第二級旋風分離器11上部流出後經噴淋塔進氣口 14進入噴淋塔15，噴淋塔在運行過程中始終保持最高液位和上層油收油管路18在噴淋塔15上開口位置一致，在中低固體循環倍率下(I~29)，上層油產量較大，上層油通過溢流的方式經上層油收油管路18進入上層油收油瓶19。由於上層油粘度較大易堵塞管道，在上層油收油管路18上布置了兩個上層油疏通閥門16。在高循環倍率下(30~50)，上層油產量少，富含含氮雜環類物質的水相熱解油均從下層油排放口 20排出噴淋塔15。
【權利要求】
1.一種在循環流化床反應器中獲得不同用途汙泥熱解油的裝置，其特徵在於:該裝置包括汙泥料倉(4)、循環流化床本體(5)、第一級旋風分離器(6)、返料器(10)、第二級旋風分離器(11)、殘炭儲罐(12)、噴淋塔主體(15)和上層油收油瓶(19)，汙泥料倉(4)通過加料螺旋(3)連接在循環流化床本體(5)下端，第一級旋風分離器(6)連接在循環流化床本體(5)的上部，第一級旋風分離器(6)的下端通過返料器(10)連接在循環流化床本體(5)的下部，在返料器(10)上設有用來控制循環流化床的固體循環倍率的返料器排渣閥門(9);第一級旋風分離器(6 )的頂端與第二級旋風分離器(11)連接；第二級旋風分離器(11)的頂端與噴淋塔主體(15)連接，殘炭儲罐(12)設置在第二級旋風分離器(11)的底部；噴淋塔主體(15)與上層油收油瓶(19)連接，在噴淋塔主體(15)底部設有下層油排放口(20)。
2.根據權利要求1所述的在循環流化床反應器中獲得不同用途汙泥熱解油的裝置，其特徵在於:在第一級旋風分離器(6)與返料器(10)之間設有膨脹節(7)，在返料器(10)處設有鬆動風管(8)。
3.根據權利要求1所述的在循環流化床反應器中獲得不同用途汙泥熱解油的裝置，其特徵在於:第二級旋風分離器(11)連接在噴淋塔主體(15)的中部。
4.根據權利要求1所述的在循環流化床反應器中獲得不同用途汙泥熱解油的裝置，其特徵在於:上層油收油瓶(19)通過上層油收油管路(18)與噴淋塔主體(15)連接，且噴淋塔主體(15)內的液位與上層油收油管路(18)在噴淋塔主體(15)上開口位置一致。
5.根據權利要求4所述的在循環流化床反應器中獲得不同用途汙泥熱解油的裝置，其特徵在於:在上層油收油管路(18)上設有上層油疏通閥門(16)和上層油收油管路閥門(17)。`
【文檔編號】C02F11/10GK103555355SQ201310587723
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月21日 優先權日:2013年11月21日
【發明者】孫國平, 金保昇, 孫宇, 左武, 賈紀強, 馮四平, 黃亞繼, 張勇, 祁紅 申請人:江蘇中容環保有限公司, 東南大學