垃圾製取燃油的方法及系統的製作方法

2023-10-10 19:21:29

垃圾製取燃油的方法及系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種垃圾製取燃油的方法及系統，所述垃圾製取燃油的系統包括分選裝置；進一步包括依次連通的第一熱解裝置、第二熱解裝置、反應器、裂解裝置、冷凝裝置、儲液容器；所述反應器內具有粉末狀單質鐵；燃燒室，所述第二熱解裝置輸入的炭渣、冷凝裝置輸出的氣體輸送到該燃燒室；加熱裝置，所述加熱裝置用於加熱第二熱解裝置輸出的氣態組分。本發明具有資源利用率高、經濟效益好、環保性能好等優點。
【專利說明】垃圾製取燃油的方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及垃圾處理，特別涉及利用垃圾製取燃油的方法及系統。
【背景技術】
[0002]隨著社會與經濟的高速發展，塑料的使用量越來越大，且逐年大幅度增加。中國目前已是世界上生產、使用和消費塑料製品最多的國家。2010年，我國塑料製品總產量不低於5830萬噸，人均塑料消費量不低於46公斤。隨著塑料製品消費量不斷增大，廢棄塑料也不斷增多。2012年，我國廢塑料產生量約3413萬噸，再生利用量為2487.8多萬噸，僅佔我國塑料消費量的30%左右；未能回收利用的廢塑料已經給環境形成很大的汙染，帶來很大的壓力，長期的「白色汙染」 一直未能徹底解決。
[0003]目前，含廢舊塑料垃圾的處理方法主要有填埋和焚燒。由於塑料幾百年都難以自然降解，填埋會造成嚴重的環境危害，且浪費了自身含有的大量能源與資源；焚燒會產生大量的劇毒物質二噁英，已經對環境和健康造成極大的危害。
[0004]因此，如何高效、環保地處置含廢舊塑料的垃圾已經成為急需解決的技術難題。

【發明內容】

[0005]為了解決上述現有技術方案中的不足，本發明提供了一種資源利用率高、經濟效益好、環保性能好的垃圾製取燃油的方法。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0007]垃圾製取燃油的方法`，所述垃圾製取燃油的方法包括以下步驟:
[0008](Al)垃圾經過分選後進入第一熱解裝置內；
[0009](A2)垃圾在第一熱解裝置內熱解，熱解溫度為180-320°C，生成熱解產物及含有酸性成分的第一氣態組分，所述第一氣態組分排出第一熱解裝置；
[0010](A3)所述熱解產物進入第二熱解裝置內並發生熱解，熱解溫度為350-550°C，生成炭渣及第二氣態組分；
[0011](A4)所述第二氣態組分進入反應器內，並與反應器內的粉末狀單質鐵發生反應，反應溫度不低於570°C ；
[0012](A5)排出所述反應器的第三氣態組分發生裂解，冷凝裂解產物，形成液態可燃物及氣體。
[0013]根據上述的方法，可選地，步驟(Al)進一步包括以下步驟:
[0014](BI)分選後的垃圾進入乾燥裝置內，乾燥後的垃圾進入所述第一熱解裝置內。
[0015]根據上述的方法，可選地，所述垃圾製取燃油的方法進一步包括以下步驟:
[0016](A6)所述炭渣和所述氣體燃燒，產生的煙氣與空氣換熱，換熱後的空氣通入所述第一熱解裝置和/或第二熱解裝置內，換熱後的煙氣通入所述乾燥裝置內。
[0017]根據上述的方法，可選地，步驟(A2)進一步包括以下步驟:
[0018](Cl)排出第一熱解裝置的第一氣態組分進入吸收塔內，所述酸性成分與吸收塔內的鹼性反應物反應。
[0019]根據上述的垃圾製取燃油的方法，優選地，所述垃圾為生活垃圾，包括塑料、布料或皮革。
[0020]本發明的目的還在於提供了一種資源化利用率高、經濟效益好、汙染物產生量小、使用壽命長的垃圾製取燃油的系統；該發明目的通過以下技術方案的得以實現:
[0021]一種垃圾製取燃油的系統，所述垃圾製取燃油的系統包括分選裝置；所述垃圾製取燃油的系統進一步包括:
[0022]依次連通的第一熱解裝置、第二熱解裝置、反應器、裂解裝置、冷凝裝置、儲液容器；所述反應器內具有粉末狀單質鐵；
[0023]燃燒室，所述第二熱解裝置輸入的炭渣、冷凝裝置輸出的氣體輸送到該燃燒室；
[0024]加熱裝置，所述加熱裝置用於加熱第二熱解裝置輸出的氣態組分。
[0025]根據上述的垃圾製取燃油的系統，可選地，所述垃圾製取燃油的系統進一步包括:
[0026]換熱裝置，所述換熱裝置具有空氣進口、出口以及煙氣進口、出口，空氣出口連通所述第一熱解裝置和/或第二熱解裝置，所述燃燒室輸出的煙氣連通換熱裝置。
[0027]根據上述的系統，可選地，所述垃圾製取燃油的系統進一步包括:
[0028]乾燥裝置，所述乾燥裝置設置在所述分選裝置和第一熱解裝置之間，且內部互相連通。
[0029]根據上述的系統，優選地，所述燃燒室的煙氣出口連通所述乾燥裝置。
[0030]根據上述的系統，可選地，所述垃圾製取燃油的系統進一步包括:
[0031]吸收塔，所述吸收塔連通所述第一熱解裝置的氣體排出口，且內置鹼性反應物。
[0032]根據上述的系統，可選地，所述垃圾製取燃油的系統進一步包括:
[0033]溫控裝置，所述溫控裝置用於控制所述第一熱解裝置內的溫度。
[0034]與現有技術相比，本發明具有的有益效果為:
[0035]1、通過分選垃圾，可以高效回收可再生資源(如金屬、玻璃等)，同時，篩下物可以進行發酵制肥與產沼氣，篩上物可用於制燃料油，資源利用率高；具有如下優點:
[0036]a、快速:當天垃圾，當天處理，日產日清。
[0037]b、無害:全封閉作業，故無臭氣外溢；處理快速，滲濾液產生少。
[0038]C、佔地面積小。
[0039]d、資源化、產業化程度高:因前分選分類徹底、故可回收物資全部再生利用，同時減少了焚燒量，降低二噁英的產生，減少環境汙染，也需要最終處置的垃圾大幅減少(減量近五分之四)。
[0040]2、對含塑料垃圾進行預熱解，可以有效去除其中的水分和酸性氣體，避免其對熱解液體產物一毛油的品質影響，同時避免酸性氣體對設備的腐蝕，延長設備的使用壽命；
[0041]3、毛油裂解可製得燃料油，裂解的油化率高，最高可達85%，並可以通過進一步的精煉製成柴油和汽油，一定程度上緩解愈來愈嚴重的石油危機。能夠提升生活垃圾處理處置及資源化的整體經濟效益，使其工業化生產成為可能。
[0042]4、利用自身產物的燃燒提供熱源，用於垃圾熱解或乾燥，整體能源利用效率高。【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]參照附圖，本發明的公開內容將變得更易理解。本領域技術人員容易理解的是:這些附圖僅僅用於舉例說明本發明的技術方案，而並非意在對本發明的保護範圍構成限制。圖中:
[0044]圖1為本發明的垃圾製取燃油的方法的流程圖；
[0045]圖2為本發明的垃圾製取燃油的系統的結構簡圖。
【具體實施方式】
[0046]圖1、2和以下說明描述了本發明的可選實施方式以教導本領域技術人員如何實施和再現本發明。為了教導本發明技術方案，已簡化或省略了一些常規方面。本領域技術人員應該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本發明的範圍內。本領域技術人員應該理解下述特徵能夠以各種方式組合以形成本發明的多個變型。由此，本發明並不局限於下述可選實施方式，而僅由權利要求和它們的等同物限定。
[0047]實施例1:
[0048]圖1示意性地給出了本發明實施例的垃圾製取燃油的方法的流程圖，如圖1所示，所述垃圾製取燃油的方法包括以下步驟:
[0049](Al)垃圾經過分選後進入第一熱解裝置內；通過分選，使得去除垃圾中的玻璃、菜葉等成分，而保留塑料、皮革、衣料等成分；所述分選是本領域的現有技術，在此不再贅述；
[0050](A2)垃圾在第一熱解裝置內熱解，熱解溫度為180-320°C，生成熱解產物及含有酸性氣體成分的第一氣態組分，所述第一氣態組分排出第一熱解裝置，從而避免酸性成分腐蝕下遊設備；
[0051](A3)所述熱解產物進入第二熱解裝置內並發生熱解，熱解溫度為350-550°C，生成炭渣及第二氣態組分；所述第二氣態組分中包含大量的可燃氣體成分；
[0052](A4)所述第二氣態組分進入反應器內，並與反應器內的粉末狀單質鐵發生反應，反應溫度不低於570°C，使得輸往下遊的氣態組分中不含影響催化劑使用效能的成分，如水蒸氣；
[0053](A5)排出所述反應器的第三氣態組分發生催化裂解，冷凝裂解產物，形成液態可燃物及不可冷凝氣體；具體催化裂解技術是本領域的現有技術，在此不再贅述；
[0054]上述熱解裝置採用現有技術中的熱解爐，具體結構及工作方式在此不再贅述。
[0055]為了提高垃圾熱解處理效能，可選地，步驟(Al)進一步包括以下步驟:
[0056](BI)分選後的垃圾進入乾燥裝置內，乾燥後的垃圾進入所述第一熱解裝置內。
[0057]為了進一步提高能源利用率，可選地，所述垃圾製取燃油的方法進一步包括以下步驟:
[0058](A6)所述炭渣和所述氣體燃燒，產生的煙氣與空氣換熱，換熱後的空氣通入所述第一熱解裝置和/或第二熱解裝置內，換熱後的煙氣通入所述乾燥裝置內。
[0059]為了處理排出第一熱解裝置的氣態組分中的酸性成分，防止汙染環境及維護人員健康，可選地，步驟(A2)進一步包括以下步驟: [0060](Cl)第一熱解裝置 排 出的第一氣態組分進入吸收塔內，所述酸性成分與吸收塔內的鹼性反應物反應，從而中和掉酸性物質。
[0061]圖2示意性地給出了本發明實施例的(用於實施上述方法的)垃圾製取燃油的系統的結構簡圖，如圖2所示，所述垃圾製取燃油的系統包括:
[0062]分選裝置，依次連通的第一熱解裝置、第二熱解裝置、反應器、裂解裝置、冷凝裝置、儲液容器；所述反應器內具有反應物-鐵；
[0063]燃燒室，所述第二熱解裝置輸入的炭渣、冷凝裝置輸出的氣體輸送到該燃燒室，燃燒室輸出的煙氣連通換熱裝置；
[0064]換熱裝置，所述換熱裝置具有空氣進口、出口以及煙氣進口、出口，空氣出口連通所述第一熱解裝置和/或第二熱解裝置；
[0065]加熱裝置，所述加熱裝置用於加熱第二熱解裝置輸出的氣態組分，使得反應器內的氣態組分溫度不低於570°C。
[0066]為了提高垃圾處理效能，可選地，所述垃圾製取燃油的系統進一步包括:
[0067]乾燥裝置，所述乾燥裝置設置在所述分選裝置和第一熱解裝置之間，且內部連通。優選地，所述燃燒室的煙氣出口連通所述乾燥裝置。
[0068]為了處理第一熱解裝置排出的氣態組分中的酸性成分，防止汙染環境及維護人員健康，可選地，所述垃圾製取燃油的系統進一步包括:
[0069]吸收塔，所述吸收塔連通所述第一熱解裝置的氣體排出口，且內置鹼性反應物。
[0070]為了保證整個系統的工作壽命，降低維護量，可選地，所述垃圾製取燃油的系統進一步包括:`
[0071]溫控裝置，所述溫控裝置用於控制所述第一熱解裝置、第二熱解裝置及反應器內的溫度，使得溫度不低於預熱解、熱解及反應的要求。
[0072]實施例2:
[0073]根據實施例1的垃圾製取燃油的方法及系統在生活垃圾處理處置及資源化中的應用例，生活垃圾中含有塑料、廢舊衣料、皮革、玻璃、金屬等成分。
[0074]在該應用例中，乾燥裝置設置在分選裝置和第一熱解裝置，第一熱解裝置的氣體輸出口連通吸收塔，吸收塔內具有鹼性物溶液。第二熱解裝置和反應器之間的管道上設有加熱裝置，反應器上也設置加熱裝置，使得反應器內的氣態組分的溫度不低於570°C。冷凝裝置的氣體出口連通鍋爐的燃燒室，燃燒室的煙氣出口連通熱交換器，換熱後的煙氣通往所述乾燥裝置，用於加熱垃圾。換熱後的空氣通往第一熱解裝置及第二熱解裝置。
[0075]上述垃圾製取燃油的系統的工作過程(也即垃圾製取燃油的方法)包括以下步驟:
[0076](Al)通過垃圾分選，可以高效回收可再生資源(如金屬、玻璃等)，同時，篩下物可以進行發酵制肥與產沼氣，篩上物(包括塑料、皮革、衣料)通入乾燥裝置內；具體的分選方式是本領域的現有技術，在此不再贅述；
[0077](BI)分選後的垃圾進入乾燥裝置內，外界送來的換熱後的煙氣通入所述乾燥裝置內，乾燥後的垃圾進入所述第一熱解裝置內；
[0078](A2)垃圾在第一熱解裝置內熱解，熱解溫度為180-320°C，生成熱解產物及含有酸性氣體成分的第一氣態組分，所述第一氣態組分排出第一熱解裝置，從而避免酸性成分腐蝕下遊設備；[0079](Cl)排出第一熱解裝置的第一氣態組分進入吸收塔內，所述酸性成分與吸收塔內的鹼性反應物反應，從而中和掉酸性，防止汙染空氣及損害人員身體健康；
[0080](A3)所述熱解產物進入第二熱解裝置內並發生熱解，熱解溫度為350_550°C，生成炭渣及第二氣態組分；所述第二氣態組分中包含大量的可燃氣體成分；
[0081](A4)所述第二氣態組分進入反應器內，並與反應器內的粉末狀單質鐵發生反應，反應溫度不低於570°C，使得輸往下遊的氣態組分中不含影響催化劑使用效能的成分，如水蒸氣；
[0082](A5)排出所述反應器的第三氣態組分發生催化裂解，冷凝裂解產物，形成液態可燃物(油)及不可冷凝氣體；具體催化裂解技術是本領域的現有技術，在此不再贅述；
[0083](A6)所述炭渣和所述氣體通入鍋爐的燃燒室內燃燒，產生的煙氣排出燃燒室後，與空氣換熱，換熱後的空氣通入所述第一熱解裝置和第二熱解裝置內，有效地利用了垃圾處理中產生的熱量，換熱後的煙氣通往所述乾燥裝置內。
[0084]上述熱解 裝置採用現有技術中的熱解爐，具體結構及工作方式在此不再贅述。
【權利要求】
1.垃圾製取燃油的方法，所述垃圾製取燃油的方法包括以下步驟: (Al)垃圾經過分選後進入第一熱解裝置內； (A2)垃圾在第一熱解裝置內熱解，熱解溫度為180-320°C，生成熱解產物及含有酸性成分的第一氣態組分，所述第一氣態組分排出第一熱解裝置； (A3)所述熱解產物進入第二熱解裝置內並發生熱解，熱解溫度為350-550°C，生成炭渣及第二氣態組分； (A4)所述第二氣態組分進入反應器內，並與反應器內的粉末狀單質鐵發生反應，反應溫度不低於570°C ； (A5)排出所述反應器的第三氣態組分發生裂解，冷凝裂解產物，形成燃料油及氣體。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:步驟(Al)進一步包括以下步驟: (BI)分選後的垃圾進入乾燥裝置內，乾燥後的垃圾進入所述第一熱解裝置內。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於:所述垃圾製取燃油的方法進一步包括以下步驟: (A6)所述炭渣和所述氣體燃燒，產生的煙氣與空氣換熱，換熱後的空氣通入所述第一熱解裝置和/或第二熱解裝置內，換熱後的煙氣通入所述乾燥裝置內。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:步驟(A2)進一步包括以下步驟: (Cl)第一熱解裝置排出的第·一氣態組分進入吸收塔內，所述酸性成分與吸收塔內的鹼性反應物反應。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述垃圾為生活垃圾，包括塑料、布料、皮革。
6.一種垃圾製取燃油的系統，所述垃圾製取燃油的系統包括分選裝置；其特徵在於:所述垃圾製取燃油的系統進一步包括: 依次連通的第一熱解裝置、第二熱解裝置、反應器、裂解裝置、冷凝裝置、儲液容器；所述反應器內具有粉末狀單質鐵； 燃燒室，所述第二熱解裝置輸入的炭渣、冷凝裝置輸出的氣體輸送到該燃燒室； 加熱裝置，所述加熱裝置用於加熱第二熱解裝置輸出的氣態組分。
7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於:所述垃圾製取燃油的系統進一步包括: 換熱裝置，所述換熱裝置具有空氣進口、出口以及煙氣進口、出口，空氣出口連通所述第一熱解裝置和/或第二熱解裝置，所述燃燒室輸出的煙氣連通換熱裝置。
8.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於:所述垃圾製取燃油的系統進一步包括: 乾燥裝置，所述乾燥裝置設置在所述分選裝置和第一熱解裝置之間，且內部互相連通。
9.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於:所述燃燒室的煙氣出口連通所述乾燥裝置。
10.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於:所述垃圾製取燃油的系統進一步包括: 吸收塔，所述吸收塔連通所述第一熱解裝置的氣體排出口，且內置鹼性反應物。
【文檔編號】C10B53/00GK103849408SQ201410108571
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月20日 優先權日:2014年3月20日
【發明者】黃國勝, 王輝, 葛守飛, 林德寶 申請人:蕪湖昌能環保技術有限公司