一种面向高温热解有机物制取可燃液体的方法及系统与流程



1.本发明涉及环保处理技术领域,具体是指一种面向高温热解有机物制取可燃液体的方法及系统。


背景技术:



2.烃类及其衍生物存在于自然界的大量有机物中,可从有机物提取出来以满足工业生产、日常生活或环境保护的需要,烃类及其衍生物在受热时,在不同的温度条件下会发生化学变化,烃类及其衍生物作为油气能从有机物中分离出来。
3.如城市生活垃圾,我们可通过热分解的方法将烃类及其衍生物提取出来,余下的固体残渣可直接填埋,同时还对城市生活垃圾进行了高温灭菌。如工业危险废物污油泥,污油泥中烃类物质的存在将对环境及人类健康造成巨大危害,若将混合物中的烃类物质分离出来,不仅可以变废为宝,还消除污油泥对环境及人类健康的危害。又如自然界中分布较为广泛的油砂,实际上就是石油渗透到泥沙之中,若能将油砂中的石油类物质(即烃类物质)分离出来,可作为工业原料得以应用。现有的生活垃圾处理、污油泥处置,通常采用填埋或焚烧的方式。焚烧过程中容易产生二噁英等有害气体,严重影响空气环境;掩埋工程量大,且油泥在土壤中的净化过程缓慢,占用大量土地资源。目前已经出现的热分解技术,是利用高温处理的方法,在绝氧的环境下使烃类有机物分解并冷回收,但目前热分解领域的难点(瓶颈)在于结焦、结块,即有机高分子中的胶质、沥青质在高温条件下要与设备粘结而阻止热量的传递,导致热分解过程不能连续进行,不能满足工业连续化生产的需要。
4.温度是热解过程中非常重要的影响因素,根据热解温度的不同,热解过程被分为高温热解、中温热解和低温热解,每一种类型所得的主要产物有所不同。具体地,高温热解是将有机物转化为生物燃料油液体产品和可燃性气体;中温热解所得到的类重油物质可作为能源,也可作为化工初级原料;低温热解可作为不同等级的活性炭的和水煤气原料。对于上述热解过程而言,液体产物相较于气体产物具有更优的环保性能和运输储存性能。


技术实现要素:



5.本发明目的在于提供一种面向高温热解有机物制取可燃液体的方法及系统,用于实现在高温热解过程中减少气体产物的发生,促进液体产物的发生。
6.本发明通过下述技术方案实现:一种面向高温热解有机物制取可燃液体的系统,包括一级干燥罐,二级干燥罐,还包括:上料组件,设置在二级干燥罐的内部,用于将二级干燥罐内干燥的有机物输送至热解组件内;热解组件,用于将干燥的有机物进行热解作业,得到可燃性气体产物、有机液体以及固体残渣;燃烧组件,与热解组件内部连通,用于利用热解组件内得到的可燃性气体产物进行燃烧发电,并将燃烧产生的能量供给空化组件、一级干燥罐以及二级干燥罐;空化组件,与热解组件内部连通,用于促进热解组件内有机液体的产生。
7.热解组件包括:热解炉,上端开设有进料口,进料口的外部设置有检测闸门,检测
闸门在进料时为开启状态,停止进料时为关闭状态;热解炉的底部开设有多个卸料口;热解炉的炉膛由上至下设置为一级温区、二级温区以及三级温区,一级温区用于完成脱水过程,二级温区用于完成裂解过程,三级温区用于完成炭化过程;间隔板,设置在一级温区与二级温区、二级温区与三级温区之间,用于隔离物料;搅拌部件,设置在热解炉内部的下方,用于对热解炉内部的物料进行搅拌,还用于进行热解炉内部固体残渣的搅拌卸料;粒化部件,设置在热解炉的外部,用于将搅拌部件排出的固体残渣进行清水淬火后粒化;空化组件包括:空化管道,一端与热解炉的三级温区连通连接,另一端连接有冷却塔,用于提供空化作用的空间;超声波换能器,设置在空化管道的内部,与燃烧组件连接,用于提供超声波将空化管道内部的高分子有机物转化成小分子的有机物;冷却塔,用于降低空化管道内有机液体的温度;调节阀,设置在空化管道上,用于调控空化管道内的输入速度与输出速度;催化部件,设置在热解炉的外周面上且与热解炉内部的三级温区连通,用于容纳及投放催化剂。
8.需要说明的是,现有技术中,热分解技术,是利用高温处理的方法,在绝氧的环境下使烃类有机物分解并冷回收,但目前热分解领域的难点(瓶颈)在于结焦、结块,即有机高分子中的胶质、沥青质在高温条件下要与设备粘结而阻止热量的传递,导致热分解过程不能连续进行,不能满足工业连续化生产的需要。并且,温度是热解过程中非常重要的影响因素,根据热解温度的不同,热解过程被分为高温热解、中温热解和低温热解,每一种类型所得的主要产物有所不同。具体地,高温热解是将有机物转化为生物燃料油液体产品和可燃性气体;中温热解所得到的类重油物质可作为能源,也可作为化工初级原料;低温热解可作为不同等级的活性炭的和水煤气原料。鉴于上述问题,申请人提出了一种面向高温热解有机物制取可燃液体的系统,具体通过在热解炉内发生的自由基反应过程,包括自由基的产生、缩聚、交联以及加氢反应等众多反应过程,反应开始时先是有化学键断裂,首先是弱键,例如-o-键等,其次是与结构单元相连的化学键发生断裂形成自由基,产生的自由基如果被氢化饱和就可以稳定下来生成无机气体或烃类气体,如果没有被氢化饱和,自由基之间就会被彼此聚合形成半焦以及焦炭化物。热解过程一般可以表示为:有机固体废弃物

可燃性气体+有机液体+固体残渣还需要说明的是,上述过程为可逆过程,可燃性气体包括甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氢气、氨气、硫化氢等;有机液体包括有机酸、芳烃以及焦油等;固体残渣包括焦炭、芳香炭以及炉渣等。因此,要实现在高温热解过程中减少气体产物的发生,促进液体产物的发生,就需要减少自由基的氢化饱和度。鉴于此,申请人利用超声波换能器产生的超声波的空化作用,通过自由基氧化、高温热解、超临界水氧化等过程对有机物进行氧化,减少了自由基的氢化饱和过程,从而抑制了可燃性气体的产生。并且,申请人还发现在热解过程中,部分焦油产物还极易附着在空化管道的内壁上,从而阻碍有机液体的发生程度,再结合上述过程,还能够使得焦油产物中难以降解的高分子有机物转化为小分子有机物或无机物,从而降低焦油产物的粘度,从而促进有机液体产物的发生。
9.进一步地,搅拌部件包括: 转动底座,与热解炉的底部转动设置且内部的上端面设置有转动件,转动底座的外周面上设置有蜗轮;转动件,转动件上竖直设置有搅拌叶片;固定架,设置在转动底座的底部,用于固定支撑的结构;搅拌电机,设置在固定架的外部;蜗杆,转动设置在固定架上,蜗杆的端部与搅拌电机的输出端通过皮带连接且蜗杆的中部与
蜗轮啮合;密封件,设置在转动件的外周,用于在热解炉进行热解作业时进行密封。由于热解过程中伴有粘度较大的焦油产生,为了避免热解炉内部发生堵塞需要对热解炉内的物料进行合理搅拌,并且该搅拌过程是在一个复杂特殊的环境下进行的,就需要针对此特殊环境进行搅拌作业,基于上述搅拌部件的具体结构,能够实现此复杂环境下的搅拌作业。
10.进一步地,转动件包括:转动电机,设置在热解炉的下方;固定盘体,与转动底座内部的上端面连接,用于固定支撑的结构;主轴,竖直贯穿固定盘体,一端与转动电机的输出端连接,另一端与搅拌叶片连接;辅助件,设置在主轴的外周,用于辅助密封;静压干气件,设置在主轴的外周,用于实现静压干气密封,固定盘体的中心开设有密封腔体,辅助件、静压干气件设置在密封腔体内;固定盘体上靠进静压干气件的一侧开设有与密封腔体连通的第一气口与第二气口,第一气口用于通入密封气体,第二气口用于通入缓冲气体。需要说明的是,就气密封的研究和应用来看,现有技术中的动压干气密封虽然能够得到较大的开启力和气膜刚度,从而实现密封的稳定运行,但是在本发明中的转动速率一般较低,动压干气密封无法正常运转,甚至失效,鉴于此,申请人在转动件上采用静压干气密封来实现密封作用。
11.进一步地,搅拌部件还包括:螺旋卸料盘,活动套设在主轴上,用于辅助卸料;主轴的外周面设置有齿轮,螺旋卸料盘的中心开设有与齿轮啮合的齿带;螺旋卸料盘的外周设置有若干卸料叶,卸料叶以螺旋卸料盘的中轴线呈圆周阵列分布;卸料叶的刃部为平滑曲面。还需要说明的是,由于固态残渣在粘度较大的焦油产物作用下十分难于卸料,在此基础上,申请人在搅拌组件内设置螺旋卸料盘,通过螺旋卸料盘的作用带动热解炉内部的残渣下落。
12.作为优选,一级温区的温度为180℃~200℃;二级温区的温度为201℃~450℃;三级温区的温度为451℃~800℃。需要说明的是,由于热解过程涉及的反应较为复杂,主要能够分为三个阶段:脱水阶段,主要进行脱水,包括游离水和结合水;主要裂解阶段,随着温度的不断升高,废弃有机物开始分解,导致一些挥发物的析出,废弃有机物的大部分质量损失都发生在这个阶段,也可以细分为一次裂解阶段和二次裂解阶段;炭化阶段,主要发生c-c键和c-h键的深度裂解。现有技术中的裂解过程一般是在一个整体的反应釜内进行,热解反应的较差影响使得热解过程的不可控条件增加,在此基础上,申请人将热解炉分为三个温区,分别对应热解过程的发生阶段。初始时,在一级温区内完成脱水阶段,在此过程中产生的水汽将通过水汽分离器及时分离出去,便于后续工序的进行;随后在间隔板的作用下,将一级温区内的物料投放至二级温区,同时,间隔板保持关闭状态,即能够继续通过上料组件投放干燥的废弃有机物至一级温区内;最后,二级温区与三级温区之间的间隔板打开,将二级温区内完成主要裂解阶段的物料投放至三级温区内完成炭化阶段,随后该间隔板关闭,再打开一级温区与二级温区之间的间隔板。综上,基于此热解炉的分区结构,能够同时实现一级温区内的脱水阶段、二级温区的主要裂解阶段与三级温区内的炭化阶段,不仅有效提高了空间利用率,还能有效避免热解反应过程中的相互影响,从而促进可燃液体产物的发生。
13.一种面向高温热解有机物制取可燃液体的方法,包括以下步骤:步骤1,干燥,将有机物运输至一级干燥罐内进行干燥,干燥完成后通过上料组件将有机物投放至热解炉内,底部渗出的渗沥水通过渗沥水处理组件进行净化;步骤2,热解,热解炉利用步骤1中投放的干燥的有机物进行热解作业,得到可燃性气体产物、有机液体以及固体残渣;步骤3,换能,
通过步骤2中热解得到的可燃性气体产物进行燃烧发电,产生的电力供给至空化组件,并将产生的余热供给至一级干燥罐和二级干燥罐;步骤4,空化,利用空化组件内超声波换能器的作用通过自由基氧化、高温热解对有机物进行氧化,使高分子有机物转化为小分子有机物;步骤5,卸料,排出热解炉内产生的固体残渣,并收集冷却塔处的可燃液体。需要说明的是,生活垃圾是指在日常生活中或为日常生活提供服务的活动中产生的固体废弃,以及法律、行政法规规定的城市生活垃圾的固体废物,主要包括居民生活垃圾、商业垃圾、集贸市场垃圾、街道垃圾、公共场所垃圾及机关、企事业单位非生产活动产生的垃圾,结合我国国情,具有产量大,成分复杂以及有机含固率高的特性,因此,废弃有机物的环保处理是十分有必要的。鉴于上述情况,申请人提出了一种面向高温热解有机物制取可燃液体的方法,能够实现在高温热解过程中减少气体产物的发生,促进液体产物的发生。需要说明的是,热解过程中的气体产物较为复杂,且气体产物在进行运输过程中安全隐患较大,鉴于此,申请人在本发明中摈弃气体产物,并利用气体产物进行燃烧发电,将产生的能量供给为空化组件,不仅促进了可燃液体的产生,提高了能量的利用率,燃烧发电的热量还能够供给一级干燥罐与二级干燥罐,有利于促进干燥过程。
14.进一步地,步骤2具体包括:步骤2-1,脱水,对有机物进行脱水,并利用水汽分离器分离脱水过程中产生的游离水和结合水;步骤2-2,裂解,热解炉内的有机物开始分解;步骤2-3,炭化,有机物内的c-c键和c-h键开始深度裂解。基于上述步骤,完成热解过程。
15.作为优选,步骤5具体包括:启动搅拌电机带动转动底座进行转动,启动转动电机带动螺旋卸料盘进行转动,结合作用下将热解炉内部的粘态渣排出卸料口。基于上述步骤,完成卸料过程。
16.作为优选,步骤5还包括:粒化,通过粒化组件清水淬火后粒化。作为优选,步骤5中粒化的玻璃态渣能够作为建筑材料的骨架。基于上述步骤,可以大大降低固态残余物处理的困难程度,而且这种粒化的玻璃态渣能够作为建筑材料的骨架,避免了焦炭的形成。
17.本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:1、本发明通过超声波换能器产生的超声波的空化作用,通过自由基氧化、高温热解、超临界水氧化等过程对有机物进行氧化,减少了自由基的氢化饱和过程,从而抑制了可燃性气体的产生,还能够使得焦油产物中难以降解的高分子有机物转化为小分子有机物或无机物,从而降低焦油产物的粘度,从而促进有机液体产物的发生;2、本发明通过摈弃气体产物,并利用气体产物进行燃烧发电,将产生的能量供给为空化组件,不仅促进了可燃液体的产生,提高了能量的利用率,燃烧发电的热量还能够供给一级干燥罐与二级干燥罐,有利于促进干燥过程;3、本发明的处理方法可以大大降低固态残余物处理的困难程度,而且这种粒化的玻璃态渣能够作为建筑材料的骨架,避免了焦炭的形成。
附图说明
18.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本技术的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:图1为本发明的工艺流程图;图2为本发明的正视图;
图3为热解组件的结构示意图;图4为图3中a的放大结构示意图;图5为空化组件的正视图;图6为空化组件的内部结构示意图;图7为空话组件的横截面示意图;图8为热解炉的内部结构示意图;图9为转动件的内部结构示意图;图10为图8中b的放大结构示意图;图11为螺旋卸料盘的结构示意图;图12为本发明方法的流程示意图。
19.附图中标记及对应的零部件名称:1-一级干燥罐,2-二级干燥罐,3-上料组件,4-热解组件,41-热解炉,411-进料口,412-检测闸门,413-卸料口,414-一级温区,415-二级温区,416-三级温区,417-间隔板,42-搅拌部件,421-转动底座,422-转动件,4221-转动电机,4222-固定盘体,4223-主轴,4224-辅助件,4225-静压干气件,4226-密封腔体,4227-第一气口,4228-第二气口,423-蜗轮,424-固定架,425-搅拌电机,426-蜗杆,427-密封件,428-螺旋卸料盘,429-搅拌叶片,4281-卸料叶,4281-齿带,4282-齿轮,43-粒化部件,5-燃烧组件,6-空化组件,61-空化管道,62-超声波换能器,63-冷却塔,64-调节阀,65-催化部件,7-水汽分离器,8-油水分离组件,9-运输料斗。
具体实施方式
20.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。需要说明的是,本发明已经处于实际研发使用阶段。
21.实施例1:一种面向高温热解有机物制取可燃液体的系统,包括:一级干燥罐1,用于干燥物料,一级干燥罐1的底部设置有渗沥水处理组件;二级干燥罐2,用于二次干燥物料,渗沥水处理组件还设置在二级干燥罐2的底部,一级干燥罐1与二级干燥罐2的上方还设置有运输料斗9,通过运输料斗9将一级干燥罐1内的物料输送至二级干燥罐2内;还包括:上料组件3,设置在二级干燥罐2的内部,用于将二级干燥罐2内干燥的有机物输送至热解组件4内,上料组件3优选的为输送带,且输送带的一端设置在二级干燥罐2的内部,另一端设置在热解炉41的进料口411上方;热解组件4,用于将干燥的有机物进行热解作业,得到可燃性气体产物、有机液体以及固体残渣;燃烧组件5,与热解组件4内部连通,用于利用热解组件4内得到的可燃性气体产物进行燃烧发电,并将燃烧产生的能量供给空化组件6、一级干燥罐1以及二级干燥罐2,燃烧组件5优选的为燃烧发电设备,并将产生的电力供给至空化组件6内部的超声波换能器62;空化组件6,与热解组件4内部连通,用于促进热解组件4内有机液体的产生;
水汽分离器7,设置在热解组件4的上方且与热解组件4内部连通,用于一次分离热解组件4热解过程中产生的水汽;以及油水分离组件8,设置在热解组件4的上方且一端与热解组件4内部连通,另一端与空化组件6连通,用于二次分离热解组件4过程中产生的气态有机物与水汽,并将气态有机物输送至空化组件6。
22.热解组件4包括:热解炉41,上端开设有进料口411,进料口411的外部设置有检测闸门412,检测闸门412在进料时为开启状态,停止进料时为关闭状态;热解炉41的底部开设有多个卸料口413;热解炉41的炉膛由上至下设置为一级温区414、二级温区415以及三级温区416,一级温区414用于完成脱水过程,二级温区415用于完成裂解过程,三级温区416用于完成炭化过程;间隔板417,设置在一级温区414与二级温区415、二级温区415与三级温区416之间,用于隔离物料;搅拌部件42,设置在热解炉41内部的下方,用于对热解炉41内部的物料进行搅拌,还用于进行热解炉41内部固体残渣的搅拌卸料;粒化部件43,设置在热解炉41的外部,用于将搅拌部件42排出的固体残渣进行清水淬火后粒化;水汽分离器7与热解炉41的一级温区414连通。
23.空化组件6包括:空化管道61,一端与热解炉41的三级温区416连通连接,另一端连接有冷却塔63,用于提供空化作用的空间;超声波换能器62,设置在空化管道61的内部,与燃烧组件5连接,用于提供超声波将空化管道61内部的高分子有机物转化成小分子的有机物;冷却塔63,用于降低空化管道61内有机液体的温度;调节阀64,设置在空化管道61上,用于调控空化管道61内的输入速度与输出速度;催化部件65,设置在热解炉41的外周面上且与热解炉41内部的三级温区416连通,用于容纳及投放催化剂。
24.需要说明的是,现有技术中,热分解技术,是利用高温处理的方法,在绝氧的环境下使烃类有机物分解并冷回收,但目前热分解领域的难点(瓶颈)在于结焦、结块,即有机高分子中的胶质、沥青质在高温条件下要与设备粘结而阻止热量的传递,导致热分解过程不能连续进行,不能满足工业连续化生产的需要。并且,温度是热解过程中非常重要的影响因素,根据热解温度的不同,热解过程被分为高温热解、中温热解和低温热解,每一种类型所得的主要产物有所不同。具体地,高温热解是将有机物转化为生物燃料油液体产品和可燃性气体;中温热解所得到的类重油物质可作为能源,也可作为化工初级原料;低温热解可作为不同等级的活性炭的和水煤气原料。鉴于上述问题,申请人提出了一种面向高温热解有机物制取可燃液体的系统,具体通过在热解炉41内发生的自由基反应过程,包括自由基的产生、缩聚、交联以及加氢反应等众多反应过程,反应开始时先是有化学键断裂,首先是弱键,例如-o-键等,其次是与结构单元相连的化学键发生断裂形成自由基,产生的自由基如
果被氢化饱和就可以稳定下来生成无机气体或烃类气体,如果没有被氢化饱和,自由基之间就会被彼此聚合形成半焦以及焦炭化物。热解过程一般可以表示为:有机固体废弃物

可燃性气体+有机液体+固体残渣还需要说明的是,上述过程为可逆过程,可燃性气体包括甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氢气、氨气、硫化氢等;有机液体包括有机酸、芳烃以及焦油等;固体残渣包括焦炭、芳香炭以及炉渣等。因此,要实现在高温热解过程中减少气体产物的发生,促进液体产物的发生,就需要减少自由基的氢化饱和度。鉴于此,申请人利用超声波换能器62产生的超声波的空化作用,通过自由基氧化、高温热解、超临界水氧化等过程对有机物进行氧化,减少了自由基的氢化饱和过程,从而抑制了可燃性气体的产生。并且,申请人还发现在热解过程中,部分焦油产物还极易附着在空化管道61的内壁上,从而阻碍有机液体的发生程度,再结合上述过程,还能够使得焦油产物中难以降解的高分子有机物转化为小分子有机物或无机物,从而降低焦油产物的粘度,从而促进有机液体产物的发生。
25.需要说明的是,搅拌部件42包括:转动底座421,与热解炉41的底部转动设置且内部的上端面设置有转动件422,转动底座421的外周面上设置有蜗轮423;转动件422,转动件422上竖直设置有搅拌叶片429;固定架424,设置在转动底座421的底部,用于固定支撑的结构;搅拌电机425,设置在固定架424的外部;蜗杆426,转动设置在固定架424上,蜗杆426的端部与搅拌电机425的输出端通过皮带连接且蜗杆426的中部与蜗轮423啮合;密封件427,设置在转动件422的外周,用于在热解炉41进行热解作业时进行密封。
26.由于热解过程中伴有粘度较大的焦油产生,为了避免热解炉41内部发生堵塞需要对热解炉41内的物料进行合理搅拌,并且该搅拌过程是在一个复杂特殊的环境下进行的,就需要针对此特殊环境进行搅拌作业,基于上述搅拌部件42的具体结构,能够实现此复杂环境下的搅拌作业。
27.转动件422包括:转动电机4221,设置在热解炉41的下方;固定盘体4222,与转动底座421内部的上端面连接,用于固定支撑的结构;主轴4223,竖直贯穿固定盘体4222,一端与转动电机4221的输出端连接,另一端与搅拌叶片429连接;辅助件4224,设置在主轴4223的外周,用于辅助密封;静压干气件4225,设置在主轴4223的外周,用于实现静压干气密封,固定盘体4222的中心开设有密封腔体4226,辅助件4224、静压干气件4225设置在密封腔体4226内;固定盘体4222上靠进静压干气件4225的一侧开设有与密封腔体4226连通的第一气口4227与第二气口4228,第一气口4227用于通入密封气体,第二气口4228用于通入缓冲气体。
28.需要说明的是,就气密封的研究和应用来看,现有技术中的动压干气密封虽然能够得到较大的开启力和气膜刚度,从而实现密封的稳定运行,但是在本发明中的转动速率
一般较低,动压干气密封无法正常运转,甚至失效,鉴于此,申请人在转动件422上采用静压干气密封来实现密封作用。
29.搅拌部件42还包括:螺旋卸料盘428,活动套设在主轴4223上,用于辅助卸料;主轴4223的外周面设置有齿轮4282,螺旋卸料盘428的中心开设有与齿轮4282啮合的齿带4281;螺旋卸料盘428的外周设置有若干卸料叶4281,卸料叶4281以螺旋卸料盘428的中轴线呈圆周阵列分布;卸料叶4281的刃部为平滑曲面。
30.一级温区414的温度为180℃~200℃;二级温区415的温度为201℃~450℃;三级温区416的温度为451℃~800℃。
31.需要说明的是,由于热解过程涉及的反应较为复杂,主要能够分为三个阶段:脱水阶段,主要进行脱水,包括游离水和结合水;主要裂解阶段,随着温度的不断升高,废弃有机物开始分解,导致一些挥发物的析出,废弃有机物的大部分质量损失都发生在这个阶段,也可以细分为一次裂解阶段和二次裂解阶段;炭化阶段,主要发生c-c键和c-h键的深度裂解。现有技术中的裂解过程一般是在一个整体的反应釜内进行,热解反应的较差影响使得热解过程的不可控条件增加,在此基础上,申请人将热解炉41分为三个温区,分别对应热解过程的发生阶段。初始时,在一级温区414内完成脱水阶段,在此过程中产生的水汽将通过水汽分离器7及时分离出去,便于后续工序的进行;随后在间隔板417的作用下,将一级温区414内的物料投放至二级温区415,同时,间隔板417保持关闭状态,即能够继续通过上料组件3投放干燥的废弃有机物至一级温区414内;最后,二级温区415与三级温区416之间的间隔板417打开,将二级温区415内完成主要裂解阶段的物料投放至三级温区416内完成炭化阶段,随后该间隔板417关闭,再打开一级温区414与二级温区415之间的间隔板417。综上,基于此热解炉41的分区结构,能够同时实现一级温区414内的脱水阶段、二级温区415的主要裂解阶段与三级温区416内的炭化阶段,不仅有效提高了空间利用率,还能有效避免热解反应过程中的相互影响,从而促进可燃液体产物的发生。
32.一种面向高温热解有机物制取可燃液体的方法,包括以下步骤:步骤1,干燥,将有机物运输至一级干燥罐1内进行干燥,干燥完成后通过上料组件3将有机物投放至热解炉41内,底部渗出的渗沥水通过渗沥水处理组件进行净化;步骤2,热解,热解炉41利用步骤1中投放的干燥的有机物进行热解作业,得到可燃性气体产物、有机液体以及固体残渣;步骤3,换能,通过步骤2中热解得到的可燃性气体产物进行燃烧发电,产生的电力供给至空化组件6,并将产生的余热供给至一级干燥罐1和二级干燥罐2;步骤4,空化,利用空化组件6内超声波换能器62的作用通过自由基氧化、高温热解对有机物进行氧化,使高分子有机物转化为小分子有机物;步骤5,卸料,排出热解炉41内产生的固体残渣,并收集冷却塔63处的可燃液体。步骤2具体包括:步骤2-1,脱水,对有机物进行脱水,并利用水汽分离器7分离脱水过程中产生的游离水和结合水;步骤2-2,裂解,热解炉41内的有机物开始分解;步骤2-3,炭化,有机物内的c-c键和c-h键开始深度裂解。步骤5具体包括:启动搅拌电机425带动转动底座421进行转动,启动转动电机4221带动螺旋卸料盘428进行转动,结合作用下将热解炉41内
部的粘态渣排出卸料口413。步骤5还包括:粒化,通过粒化组件清水淬火后粒化。步骤5中粒化的玻璃态渣能够作为建筑材料的骨架。
33.需要说明的是,生活垃圾是指在日常生活中或为日常生活提供服务的活动中产生的固体废弃,以及法律、行政法规规定的城市生活垃圾的固体废物,主要包括居民生活垃圾、商业垃圾、集贸市场垃圾、街道垃圾、公共场所垃圾及机关、企事业单位非生产活动产生的垃圾,结合我国国情,具有产量大,成分复杂以及有机含固率高的特性,因此,废弃有机物的环保处理是十分有必要的。鉴于上述情况,申请人提出了一种面向高温热解有机物制取可燃液体的方法,能够实现在高温热解过程中减少气体产物的发生,促进液体产物的发生。需要说明的是,热解过程中的气体产物较为复杂,且气体产物在进行运输过程中安全隐患较大,鉴于此,申请人在本发明中摈弃气体产物,并利用气体产物进行燃烧发电,将产生的能量供给为空化组件6,不仅促进了可燃液体的产生,提高了能量的利用率,燃烧发电的热量还能够供给一级干燥罐1与二级干燥罐2,有利于促进干燥过程。还需要说明的是,基于上述步骤,可以大大降低固态残余物处理的困难程度,而且这种粒化的玻璃态渣能够作为建筑材料的骨架,避免了焦炭的形成。
34.实施例2:本实施例仅记述区别于实施例1的部分,具体为:间隔板417的上端面为向下递减的曲面,且间隔板417的中心开设有通孔,通孔内设置有投放部件,用于控制间隔板417的开合过程。
35.以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征:


1.一种面向高温热解有机物制取可燃液体的系统,包括一级干燥罐(1),二级干燥罐(2),其特征在于:还包括:上料组件(3),设置在二级干燥罐(2)的内部,用于将二级干燥罐(2)内干燥的有机物输送至热解组件(4)内;热解组件(4),用于将干燥的有机物进行热解作业,得到可燃性气体产物、有机液体以及固体残渣;燃烧组件(5),与热解组件(4)内部连通,用于利用热解组件(4)内得到的可燃性气体产物进行燃烧发电,并将燃烧产生的能量供给空化组件(6)、一级干燥罐(1)以及二级干燥罐(2);以及空化组件(6),与热解组件(4)内部连通,用于促进热解组件(4)内有机液体的产生。2.根据权利要求1所述的一种面向高温热解有机物制取可燃液体的系统,其特征在于:热解组件(4)包括:热解炉(41),上端开设有进料口(411),进料口(411)的外部设置有检测闸门(412),检测闸门(412)在进料时为开启状态,停止进料时为关闭状态;热解炉(41)的底部开设有多个卸料口(413);热解炉(41)的炉膛由上至下设置为一级温区(414)、二级温区(415)以及三级温区(416),一级温区(414)用于完成脱水过程,二级温区(415)用于完成裂解过程,三级温区(416)用于完成炭化过程;间隔板(417),设置在一级温区(414)与二级温区(415)、二级温区(415)与三级温区(416)之间,用于隔离物料;搅拌部件(42),设置在热解炉(41)内部的下方,用于对热解炉(41)内部的物料进行搅拌,还用于进行热解炉(41)内部固体残渣的搅拌卸料;以及粒化部件(43),设置在热解炉(41)的外部,用于将搅拌部件(42)排出的固体残渣进行清水淬火后粒化。3.根据权利要求2所述的一种面向高温热解有机物制取可燃液体的系统,其特征在于:空化组件(6)包括:空化管道(61),一端与热解炉(41)的三级温区(416)连通连接,另一端连接有冷却塔(63),用于提供空化作用的空间;超声波换能器(62),设置在空化管道(61)的内部,与燃烧组件(5)连接,用于提供超声波将空化管道(61)内部的高分子有机物转化成小分子的有机物;冷却塔(63),用于降低空化管道(61)内有机液体的温度;调节阀(64),设置在空化管道(61)上,用于调控空化管道(61)内的输入速度与输出速度;以及催化部件(65),设置在热解炉(41)的外周面上且与热解炉(41)内部的三级温区(416)连通,用于容纳及投放催化剂。4.根据权利要求2所述的一种面向高温热解有机物制取可燃液体的系统,其特征在于:搅拌部件(42)包括:转动底座(421),与热解炉(41)的底部转动设置且内部的上端面设置有转动件(422),转动底座(421)的外周面上设置有蜗轮(423);
转动件(422),转动件(422)上竖直设置有搅拌叶片(429);固定架(424),设置在转动底座(421)的底部,用于固定支撑的结构;搅拌电机(425),设置在固定架(424)的外部;蜗杆(426),转动设置在固定架(424)上,蜗杆(426)的端部与搅拌电机(425)的输出端通过皮带连接且蜗杆(426)的中部与蜗轮(423)啮合;以及密封件(427),设置在转动件(422)的外周,用于在热解炉(41)进行热解作业时进行密封。5.根据权利要求4所述的一种面向高温热解有机物制取可燃液体的系统,其特征在于:转动件(422)包括:转动电机(4221),设置在热解炉(41)的下方;固定盘体(4222),与转动底座(421)内部的上端面连接,用于固定支撑的结构;主轴(4223),竖直贯穿固定盘体(4222),一端与转动电机(4221)的输出端连接,另一端与搅拌叶片(429)连接;辅助件(4224),设置在主轴(4223)的外周,用于辅助密封;以及静压干气件(4225),设置在主轴(4223)的外周,用于实现静压干气密封,固定盘体(4222)的中心开设有密封腔体(4226),辅助件(4224)、静压干气件(4225)设置在密封腔体(4226)内;固定盘体(4222)上靠进静压干气件(4225)的一侧开设有与密封腔体(4226)连通的第一气口(4227)与第二气口(4228),第一气口(4227)用于通入密封气体,第二气口(4228)用于通入缓冲气体。6.根据权利要求5所述的一种面向高温热解有机物制取可燃液体的系统,其特征在于:搅拌部件(42)还包括:螺旋卸料盘(428),活动套设在主轴(4223)上,用于辅助卸料;主轴(4223)的外周面设置有齿轮(4282),螺旋卸料盘(428)的中心开设有与齿轮(4282)啮合的齿带(4281);螺旋卸料盘(428)的外周设置有若干卸料叶(4281),卸料叶(4281)以螺旋卸料盘(428)的中轴线呈圆周阵列分布;卸料叶(4281)的刃部为平滑曲面。7.根据权利要求2所述的一种面向高温热解有机物制取可燃液体的系统,其特征在于:一级温区(414)的温度为180℃~200℃;二级温区(415)的温度为201℃~450℃;三级温区(416)的温度为451℃~800℃。8.一种面向高温热解有机物制取可燃液体的方法,其特征在于:基于权利要求1-7任意一项所述的一种面向高温热解有机物制取可燃液体的系统,包括以下步骤:步骤1,干燥,将有机物运输至一级干燥罐(1)内进行干燥,干燥完成后通过上料组件(3)将有机物投放至热解炉(41)内,底部渗出的渗沥水通过渗沥水处理组件进行净化;步骤2,热解,热解炉(41)利用步骤1中投放的干燥的有机物进行热解作业,得到可燃性气体产物、有机液体以及固体残渣;步骤3,换能,通过步骤2中热解得到的可燃性气体产物进行燃烧发电,产生的电力供给
至空化组件(6),并将产生的余热供给至一级干燥罐(1)和二级干燥罐(2);步骤4,空化,利用空化组件(6)内超声波换能器(62)的作用通过自由基氧化、高温热解对有机物进行氧化,使高分子有机物转化为小分子有机物;步骤5,卸料,排出热解炉(41)内产生的固体残渣,并收集冷却塔(63)处的可燃液体。9.根据权利要求8所述的一种面向高温热解有机物制取可燃液体的方法,其特征在于:步骤2具体包括:步骤2-1,脱水,对有机物进行脱水,并利用水汽分离器(7)分离脱水过程中产生的游离水和结合水;步骤2-2,裂解,热解炉(41)内的有机物开始分解;步骤2-3,炭化,有机物内的c-c键和c-h键开始深度裂解。10.根据权利要求8所述的一种面向高温热解有机物制取可燃液体的方法,其特征在于:步骤5具体包括:启动搅拌电机(425)带动转动底座(421)进行转动,启动转动电机(4221)带动螺旋卸料盘(428)进行转动,结合作用下将热解炉(41)内部的粘态渣排出卸料口(413)。

技术总结


本发明涉及环保处理技术领域,具体是指一种面向高温热解有机物制取可燃液体的方法及系统。一级干燥罐;二级干燥罐;上料组件;热解组件,用于将干燥的有机物进行热解作业;燃烧组件;空化组件,用于促进热解组件内有机液体的产生;水汽分离器;以及油水分离组件。本发明通过超声波换能器产生的超声波的空化作用,通过自由基氧化、高温热解、超临界水氧化等过程对有机物进行氧化,减少了自由基的氢化饱和过程,从而抑制了可燃性气体的产生,还能够使得焦油产物中难以降解的高分子有机物转化为小分子有机物或无机物,从而降低焦油产物的粘度,从而促进有机液体产物的发生。从而促进有机液体产物的发生。从而促进有机液体产物的发生。


技术研发人员:

李先东

受保护的技术使用者:

成都鸿翔环卫服务有限公司

技术研发日:

2022.04.22

技术公布日:

2022/6/30

本文发布于:2024-09-22 18:14:16,感谢您对本站的认可!

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