申请日2012.12.18
公开(公告)日2013.04.03
IPC分类号B09B3/00; F23G7/00; B09B5/00
摘要
本发明公布了一种生活垃圾及生化污泥的资源化处理方法,其特征在是包括垃圾分选、污泥干化、低温干馏、熔融焚烧、油气分离净化和烟气处理,具体步骤如下:1)将生活垃圾送入垃圾分选工序,分选出可用燃料;将生化污泥送入污泥干化工序,产生干化污泥;2)将可用燃料和干化污泥送入低温干馏工序,产生干馏油气和干馏残渣;3)将干馏油气和干馏残渣送入进油气分离净化和熔融焚烧工序,分离出焦油和玻璃态固体残渣;4)熔融焚烧工序产生的烟气经烟气处理工序处理后高空排放。本发明有利于解决垃圾和污泥焚烧产生二噁英污染的难题,有利于生活垃圾和生化污泥的资源化利用,减少垃圾分类的难度,便于工业化应用。
权利要求书
1.一种生活垃圾及生化污泥的资源化处理方法,其特征在于:包括垃圾 分选、污泥干化、低温干馏、熔融焚烧、油气分离净化和烟气处理六 个工序;具体步骤如下:
1)、将生活垃圾送入到垃圾分选工序,分选出可用燃料,将生化污泥 送入到污泥干化工序,产生的干化污泥;
2)、将可用燃料和干化污泥送入到低温干馏工序,产生干馏油气和干 馏残渣;
3)、将干馏油气和干馏残渣分别送入到进油气分离净化和熔融焚烧工 序;油气分离净化工序分离出焦油,作为最终产品外运销售;熔融焚 烧工序产生玻璃态固体残渣,外运作为建材原料;
4)、熔融焚烧工序产生的烟气经过烟气处理工序处理后,高空排放。
2.根据权利要求1所述的生活垃圾及生化污泥的资源化处理方法,其特征 在于:所述垃圾分选工序是将生活垃圾分为可用燃料、无机杂质、有 机质和金属四大部分,其中可用燃料在进入到低温干馏工序时的含水 率在10%~30%,无机杂质可以外运做填埋处理,有机质可以外运做堆肥 处理,金属可以外运作为产品销售。
3.根据权利要求1所述的生活垃圾及生化污泥的资源化处理方法,其特征 在于:所述污泥干化工序所用的热源为熔融焚烧工序产生的热能;进 入到低温干馏工序的干化污泥含水率为10%~30%。
4.根据权利要求1所述的生活垃圾及生化污泥的资源化处理方法,其特征 在于:所述低温干馏工序是将可用燃料和干化污泥在100℃~500℃条件 下,隔绝空气加热0.5h~1h,其中在100℃~150℃、150℃~250℃、250 ℃~350℃和350℃~500℃温度区间的停留时间分别控制在0.1h~0.25h、 0.1h~0.15h、0.1h~0.2h、 0.2h~0.4h。
5.根据权利要求1所述的生活垃圾及生化污泥的资源化处理方法,其特征 在于:所述低温干馏工序所用的燃料为油气分离净化工序产生的干馏 油气。
6.根据权利要求1所述的生活垃圾及生化污泥 的资源化处理方法,其特征 在于:所述熔融焚烧工序是将干馏残渣在1100℃~1450℃条件下充分燃 烧,产生的废气由废热锅炉产生蒸汽,蒸汽供污泥干化工序使用,最 后废气经烟气处理工序后高空排放。
7.根据权利要求1所述的生活垃圾及生化污泥的资源化处理方法,其特征 在于:所述油气分离净化工序是将干馏油气先后经过水洗冷却、油水 分离、间接冷却、电捕焦油、除氨和脱硫工序,分离出焦油、污水和 干馏油气三部分,其中焦油作为产品外销,污水经处理后回用或外排 ,干馏油气供低温干馏工序做燃料。
说明书
一种生活垃圾及生化污泥的资源化处理方法
技术领域
本发明属于将生活垃圾和生化污泥进行处理的方法,具体地说,涉及 一种生活垃圾及生化污泥的资源化处理方法。
背景技术
随着人口的增长、城市化的进展和城市规模的扩大,我国的城市垃圾 产生量也日渐增多,不仅严重危害了环境,也占用了大量的土地资源 ,有些城市甚至造成了垃圾围城的局面。据全国668个城市统计,目前 全国1年产生的生活垃圾已达1.5亿t,人均垃圾产生量在450~500kg左 右,并且还在以每年8%~9%的增长率不断增加。生活垃圾经过适当压 缩后,密度约为0.8t/m3,因此,1.5亿吨生活垃圾相当于1.875亿立方 米。
此外随着城镇污水处理水平的提高,相应的生化污泥的处理越来越成 为一个难题。
目前世界上工程应用最广泛并行之有效的生化垃圾和生化污泥处理方 法主要有卫生填埋、焚烧、堆肥三种。
卫生填埋是一种固态残余物的最终处理方式,是一种必不可少的处置 方式。但卫生填埋最大的问题是场地选择困难,填埋场封场后再寻找 合适的填埋场地更是越来越难,远离城市的填埋场将增加更多的运输 费用。另外,随着填埋处置标准的提高,卫生填埋法的处理成本也会 越来越高;垃圾填埋场也带来了很多不利因素,填埋场的利用容积减 少,沼气产气率降低,渗滤液成分复杂且难于处理,由于工程实施不 可预见因素而导致填埋处置的效果达不到设计要求,从而造成周围环 境的二次污染。
焚烧处理可使垃圾减少容积,减量化较彻底、处理速度快,在环境保 护和生态化建设中发挥着重要的作用,但是由于我国垃圾的热值较低 ,导致焚烧处理投资和运行费用大,我国在建和已建的垃圾焚烧厂很 多都需要借助泼油燃烧和加碳燃烧才可燃烧。在焚烧技术和工艺中, 仍有许多问题需要解决,比如有:提高焚烧效果,使燃烧更加充分, 减少生活垃圾焚烧过程中污染物的生成量;研究、开发经济有效的NO x、重金属及有机类污染物的净化技术和工艺,尤其是加强对二噁英的 处理和避免二噁英的产生;灰渣处理后卫生填埋。但垃圾焚烧还有一 个衍生的优点就是可以将附近污水厂的生化污泥(干化后)一并加入 焚烧炉进行处理,这样就有同一地区的污水厂的污泥处理找到了新的 出路。
堆肥是依靠自然界广泛存在的细菌、放线菌、真菌等微生物的代谢活 动来降解垃圾中的有机物质,使之稳定化的过程。微生物的生长繁殖 受到下列多种因素的影响:垃圾中有机物质的含量、含水率、通风供 氧情况、翻拌要求、碳氮比(根据需要添加有机肥)、堆肥温度、pH 值以及自然气候条件等。有效地促进和控制堆肥过程中微生物的正常 繁衍是整个堆肥处理技术的核心。
近年来,我国各级政府逐渐重视城市生活垃圾和生化污泥的处理,环 保界从垃圾和污泥处理的工艺和设备,以及最终处理的模式也在不断 摸索。随着科学技术的发展,垃圾和污泥无害化、减量化、资源化技 术日益增多,在保证项目社会效益和环境效益的前提下,寻求资源的 综合回收利用将是生活垃圾和生化污泥处理的最佳途径。
为此,专利申请号为98104732.7的中国专利公开了一种在煤中添加废 塑料,在氮气或焦炉干馏油气气氛下共热解或共焦化以增加焦油收率 和减少水分的方法。该方法处理温度为650℃,属于低温处理工艺,但 没有考虑废塑料收集、加工和废塑料在高温焦炉中焦化处理等工艺系 统,不适合于大规模应用。
专利号为JP2001187406、JP2001323280、JP2001139952、JP20011231 80、JP2002012876的日本专利公开了一系列利用焦炉处理废塑料和将 废塑料与煤混合炼焦的技术,但该系列方法中涉及到从城市生活垃圾 中提炼废塑料作为炼焦炉与煤共焦化的原料的情况时,必须经过十分 严格和复杂的分选和加工过程,最终只能利用垃圾中的废塑料作原料 ,因此也不适用于大规模应用。
专利公开号为CN1465655A的中国专利公开了一种城市生活垃圾高温干 馏处理方法,利用传统炼焦装置、焦油回收装置和干馏油气净化回收 装置实现生活垃圾中有机轻质组分的高温干馏处理,但该方法要掺入 一定比例的煤,因此在工业化应用上存在局限性。
专利号为200510085232.2的中国专利公开了一种高温干馏的垃圾焚烧 炉及其焚烧工艺,将生活垃圾装入焚烧车,然后焚烧车在闭合行车轨 道上分别进入烘干区、干馏燃烧区和燃烬区,完成高温干馏过程,但 由于我国垃圾成分复杂、水分含量高的特点,该技术产生的碳化物品 质不佳,且需要补充一定的燃料,因此工业化应用存在一定问题。
专利公开号为CN102061181A的中国专利公开了一种无焚烧的低温干馏 垃圾炭化炉及其中和利用技术,将垃圾直接进入倾斜炉体的炭化炉干 馏,但鉴于我国垃圾成分复杂、水分含量高的特点,该技术的工业化 应用也将面临一系列问题。
综上所述,我国生活垃圾成分复杂,水分含量高,将成为生活垃圾干 馏资源化的重要障碍,而生化污泥的干馏资源化和干馏残渣综合利用 还基本是空白。
发明内容
针对我国生活垃圾成分复杂、水分含量高的特点,结合生化污泥干馏 资源化和干馏残渣综合利用基本空白的现状,采取一种以“低温干馏 ”和“熔融焚 烧”为核心工艺的生活垃圾和生化污泥综合处理方法,实现其中有用 成分的充分资源化利用,及整个过程物料的无害化和减量化处理,并 产生明显的经济效益和环境效益,以满足工业化推广应用的要求。
为解决上述问题,本发明所采用的技术方案是:
一种生活垃圾及生化污泥的资源化处理方法,其特征在于:包括垃圾 分选、污泥干化、低温干馏、熔融焚烧、油气分离净化和烟气处理六 个工序;具体步骤如下:
1)、将生活垃圾送入到垃圾分选工序,分选出可用燃料,将生化污泥 送入到污泥干化工序,产生的干化污泥;
2)、将可用燃料和干化污泥送入到低温干馏工序,产生干馏油气和干 馏残渣;
3)、将干馏油气和干馏残渣分别送入到进油气分离净化和熔融焚烧工 序;油气分离净化工序分离出焦油,作为最终产品外运销售;熔融焚 烧工序产生玻璃态固体残渣,外运作为建材原料;
4)、熔融焚烧工序产生的烟气经过烟气处理工序处理后,高空排放。
进一步地说:
所述垃圾分选工序是将生活垃圾分为可用燃料、无机杂质、有机质和 金属四大部分,其中可用燃料在进入到低温干馏工序时的含水率在10 %~30%,无机杂质可以外运做填埋处理,有机质可以外运做堆肥处理, 金属可以外运作为产品销售。
更进一步地说:
所述污泥干化工序所用的热源为熔融焚烧工序产生的热能;进入到低 温干馏工序的干化污泥含水率为10%~30%。
更进一步地说:
所述低温干馏工序是将可用燃料和干化污泥在100℃~500℃条件下,隔 绝空气加热0.5h~1h,其中在100℃~150℃、150℃~250℃、250℃~350 ℃和350℃~500℃温度区间的停留时间分别控制在0.1h~0.25h、0.1h~ 0.15h、0.1h~0.2h、0.2h~0.4h。
所述低温干馏工序所用的燃料为油气分离净化工序产生的干馏油气。
更进一步地说:
所述熔融焚烧工序是将干馏残渣在1100℃~1450℃条件下充分燃烧,产 生的废气由废热锅炉产生蒸汽,蒸汽供污泥干化工序使用,最后废气 经烟气处理工序后高空排放。
更进一步地说:
所述油气分离净化工序是将干馏油气先后经过水洗冷却、油水分离、 间接冷却、电捕焦油、除氨和脱硫工序,分离出焦油、污水和干馏油 气三部分,其中焦油作为产品外销,污水经处理后回用或外排,干馏 油气供低温干馏工序做燃料。
由于采用了上述技术方案,与现有技术相比,本发明的技术优势是:
(1)有利于解决垃圾和污泥焚烧产生二噁英污染的难题。
本发明中熔融焚烧工序的原料为干馏残渣,而干馏残渣主要为碳化物 ,而且燃烧温度很高,所以熔融焚烧工序基本没有二噁英的产生。本 发明所采用的技术将从根本上解决二噁英问题。
(2)有利于生活垃圾和生化污泥的资源化利用。
从城市生活垃圾和生化污泥中提取焦油等资源,变生活垃圾场为能源 宝库,既具有环境效益和社会效益,也具有经济利益。我国每年产生 约2.5亿吨城市生活垃圾和上亿吨的生化污泥,充分开发利用这些资源 ,有利于减轻对石化资源 的过度依赖。
(3)减少垃圾分类的难度。
本项目采用简单成熟的垃圾分拣技术即可达到后续工艺要求,因此无 需改变现有的垃圾收运系统,减少了垃圾分类的难度。
(4)便于工业化应用。
本发明对工艺过程中的各种物料去向进行了优化组合,在此基础上最 大限度地消除了污染物,充分回收了有用资源和热量,能产生明显的 环境效益和经济效益,因此工业化应用十分有利。
具体实施方式:
实施例
一种生活垃圾及生化污泥的资源化处理方法,包括垃圾分选、污泥干 化、低温干馏、熔融焚烧、油气分离净化和烟气处理六个工序。处理 方法的具体步骤如下:
1)、将生活垃圾送入到垃圾分选工序,分选出可用燃料,将生化污泥 送入到污泥干化工序,产生的干化污泥。
2)、将可用燃料和干化污泥送入到低温干馏工序,产生干馏油气和干 馏残渣。
3)、将干馏油气和干馏残渣分别送入到进油气分离净化和熔融焚烧工 序;油气分离净化工序分离出焦油,作为最终产品外运销售;熔融焚 烧工序产生玻璃态固体残渣,外运作为建材原料。
4)、熔融焚烧工序产生的烟气经过烟气处理工序处理后,高空排放。
上述步骤中,生活垃圾首先进入垃圾分选工序,垃圾分选工序完全可 以采用常规方法处理,推荐采用“一级人工分选+弹跳皮带+破袋筛分 +二级人工分选 +磁选+破碎+筛分”的工艺流程。其中一级人工分选主要去除大件无机 垃圾;弹跳皮带去除石头、玻璃、陶瓷等小件无机垃圾。破袋筛分将 垃圾分为可用燃料(筛上物)和有机质(筛下物)两部分,其中可用 燃料以塑料、橡胶、废纸、竹木、皮革、织物等为主,而有机质以菜 叶、果皮、厨余等为主;可有燃料部分经过二级人工分选和磁选去除 金属和未分离干净的无机垃圾杂质,然后进入破碎和筛分工序进一步 去除无机垃圾杂质后,进入低温干馏工序;有机质部分经过二级人工 分选和磁选去除金属和未分离干净的无机垃圾杂质后,可以外运做堆 肥的优质原料;以上过程中分选下来的大件无机垃圾、石头、玻璃、 陶瓷、尘土等无机垃圾杂质由于缺乏回收利用价值,因此可以外运做 填埋处理;而以上过程中分选下来的金属则可以作为有用资源回收利 用。需要特别说明的是,进入低温干馏工序的可用燃料主要成分为塑 料、橡胶、废纸、竹木、皮革、织物等,含水率控制在10%~30%,非常 有利于采取低温干馏的方式回收油气等有用资源。
生化污泥首先进入污泥干化工序,主要用于脱除生化污泥中的大部分 水分。污泥干化工序完全可以采用常规方法处理,推荐采用桨叶型干 燥机。需要特别说明的是,由于熔融焚烧工序产蒸汽,污泥干化采用 蒸汽加热的方式;干化后的含水率控制在10%~30%,有机质占污泥干基 含量的40%~80%,非常有利于采取低温干馏的方式回收油气等有用资源 。
经过垃圾分选和污泥干化处理后的可用燃料和干化污泥直接混合进入 低温干馏工序。低温干馏工序将可用燃料和干化污泥的混合物在隔绝 空气的条件下加热到350℃~500℃,整个加热过程持续0.5h~1h,其所 含的有机物及挥发分就能绝大部分析出,干馏后得到干馏油气和固体 残余物两种产品。加热和干馏使用的干馏炉是此工序的核心设备。为 保证整个过程温度和物料混合的可控性, 干馏炉需要采用特殊的结构形式:
(1)干馏炉炉膛呈环形,炉底可连续转动,以最大限度地保证进出料 的连续性及布料的均匀性。根据干馏物料在炉内干馏经过的不同热过 程,炉子圆周方向分为装、出料区、预热段、一反应段、二反应段和 三反应段,其中预热段和三个反应段采用蓄热式辐射管供热。
(2)可用燃料和干化污泥由装料装置装入转底炉内,均匀地铺放在炉 底上,铺料厚度约100~200mm。炉底机械带动炉底连续转动,铺在炉 底上的料层随炉底转动,依次经过炉子的预热段、一反应段、二反应 段和三反应段,最终被加热到350℃~500℃,并完成干馏反应。其中预 热段温度控制在100℃~150℃,停留时间控制在0.1h~0.25h;一反应段 温度控制在150℃~250℃,停留时间控制在0.1h~0.15h;二反应段温度 控制在250℃~350℃,停留时间控制在0.1h~0.2h;三反应段温度控制 在350℃~500℃,停留时间控制在0.2h~0.4h;
(3)干馏后残留的固体残余物由出料装置卸出炉外,立即进入熔融焚 烧工序。
(4)干馏挥发出的干馏油气从炉膛的多个排出口排出,汇集后送往油 气分离工序进行处理。
(5)干馏炉加热的燃料采用油气分离工序产生的经净化处理的干馏油 气,采用辐射管以辐射传热方式对物料进行加热。预热段和三个反应 段均布置足够数量的辐射管。辐射管的特点是燃烧在管内进行,烟气 与炉膛内的气氛完全隔绝,可保证干馏油气不被烟气掺混。辐射管水 平布置在炉顶之下、料层之上。通过控制炉体各区域辐射加热管内通 入的燃气量来精确控制各个区域的温度。
干馏残渣由低温干馏工序的出料装置进入熔融焚烧工序。熔融焚烧工 序主要由焚烧炉和废热锅炉两部分组成,其中焚烧炉为本工序的核心 设备。
在焚烧炉内干馏残渣在1100℃~1450℃条件下充分燃烧,产生的废气由 废热锅炉产蒸汽,并经烟气处理后高空排放。焚烧产生的炉渣呈高温 熔融玻璃态,通过部分助燃空气将炉渣冷却下来,然后排出炉外,可 以外运做地砖等建材原料的原料。由于干馏残渣主要为碳化物,而且 燃烧温度很高,所以熔融焚烧工序基本没有二噁英的产生,而硫化物 主要存在于干馏油气中,已在油气分离净化工序脱除,因此尾气中的 二氧化硫含量也微乎其微。
低温干馏工序产生的干馏油气进入油气分离净化工序。来自低温干馏 炉的干馏油气(350℃~500℃)首先进行水洗冷却,被75℃~80℃的循 环氨水连续喷洒激冷冷却至80℃~85℃,产生的液体部分进油水分离工 序,水洗后的干馏油气进间接冷却工序;间接冷却工序采用横管换热 实现干馏油气的进一步冷却,采用循环冷却水将干馏油气冷却至35℃ ~40℃;之后进入电捕焦油,除掉干馏油气中夹带的焦油;再由鼓风机 将干馏油气送至除氨工序,采用浓硫酸吸收干馏油气中的氨制成副产 品硫酸铵;除氨后的干馏油气进入脱硫工序,干馏油气从装有脱硫剂 的脱硫塔下部进入,上部排出,干馏油气中的硫化氢被吸附脱除;脱 硫后的干馏油气送至转底炉作为燃料用气,富余部分干馏油气可以送 熔融焚烧工序做燃料。
由水洗冷却工序分离下来的焦油和循环氨水进入油水分离工序,在此 进行循环氨水、轻质焦油和重质焦油的分离。循环氨水由循环激冷水 泵送至激冷气液分离器内循环喷洒冷却干馏油气,剩余循环氨水采用 生化处理和深度处理达到一定标准后,大部分回用做循环水的补充水 ,其余达标外排。油水分离器分离出的焦油送至油库外运销售。油水 分离器底部沉降的焦油渣排至焦油渣车,定期与干馏残渣掺混进熔融 焚烧工序焚烧处理或外运销售作燃料。
熔融焚烧工序产生的废气进烟气处理工序,烟气处理主要去除烟气中 的粉 尘和氮氧化物,采用常规的“布袋除尘+选择性催化还原法(SCR)” 工艺,能够满足烟气排放标准的要求。
以某城市生活垃圾及生化污泥的实验结果为例,具体实施方式如下:
某城市生活垃圾组分如下表所示:
某城市生化污泥组分如下表所示:
序号 项目 单位 数值 备注 1 灰分 % 52.5 2 含水率 % 76.9 3 有机物含量 % 47.5 4 硫化物 mg/kg 未检出 5 总氮 10-4mg/kg 3.18 6 总铬 mg/kg 306 7 总汞 mg/kg 未检出 8 总磷 10-4mg/kg 1.63 9 总锰 mg/kg 520 10 总镍 mg/kg 125 12 总铅 mg/kg 145 13 总砷 mg/kg 22.5 14 总铜 10-3mg/kg 3.02 15 总锌 10-3mg/kg 1.38 16 总镉 mg/kg 未检出 17 热值 kJ/kg 10845
取5t生活垃圾和4t生化污泥采用本发明叙述的方案进行实验结果如下 :
5t生活垃圾直接进入垃圾分选工序,采用人工分选,结果如下:
(1)无机杂质:0.7t;
(2)金属:0.02t;
(3)有机质:3.2t;
(4)可用燃料:1.1t。
上述生活垃圾和生化污泥进低温干馏工序,经分析成分如下:
序号 项目 单位 数值 备注 1 水分 % 21.4 2 有机质 % 28.0 3 纸类 % 17.3 4 塑料 % 43.0 5 竹木 % 2.0 6 皮布 % 9.6 7 热值 kJ/kg 14578
污泥干化工序采用小型桨叶型干燥机,通过蒸汽将生化污泥的含水率 干化至10%,干化污泥最终量为0.85t,然后进低温干馏工序。
低温干馏工序采用北京神雾环境能源科技股份有限公司制造的蓄热式 干馏转底实验炉,处理能力0.4t/h。
根据干馏物料在实验炉内干馏经过的不同热过程,实验炉圆周方向分 为装料区、出料区、预热段、一反应段、二反应段和三反应段,其中 预热段和三个反应段采用蓄热式辐射管供热。
炉墙和炉顶是固定的,由钢结构、钢板炉壳和复合隔热内衬构成。炉 底是转动的,在炉底金属底盘上砌筑隔热材料并铺钢板。转动炉底与 内外炉墙之间有缝隙,称为内外环缝。内外环缝采用水封槽密封,水 封槽安装在炉墙钢立柱上,炉墙下部安固定水封刀,活动水封刀安装 在转动炉底的边缘,随炉底转动。
采用辐射管以辐射传热方式对物料进行加热。预热段和三个反应段均 布置足够数量的辐射管。辐射管的特点是燃烧在管内进行,烟气与炉 膛内的气氛完全隔绝,可保证干馏油气不被烟气掺混。辐射管水平布 置在炉顶之下、料层之上。
炉子顶部设四个干馏油气排出口。转底炉采用专门的装料装置和出料 装置 进行装出料。转底炉采用蓄热式辐射管加热,燃烧系统的组成分为: 辐射管加热装置、干馏油气系统、助燃空气系统、排烟系统、压缩空 气系统、吹扫放散系统。
辐射管使用的燃料为炉子自产的干馏油气,即分离油以后的干馏油气 ,其低发热值约为5900×4.18kJ/Nm3。
干馏油气从油气分离后的干馏油气主管接至干馏炉区,从干馏油气接 点连接旋转床干馏炉干馏油气总管,总管上设置硬密封蝶阀1个、盲板 阀1个,考虑到干馏炉在生产初期无干馏油气供给,厂区需建设液化气 气化站,将瓶装液化气气化后送至炉区液化气接点,液化气接点后设 置两道球阀,阀后液化气并入干馏油气总管。由干馏油气总管分出4路 分管,分别接到预热区、反应一区、反应二区、反应三区的分配管, 再分送到各个辐射管燃烧器。每条分管上安装流量测量装置和流量调 节阀。每个辐射管燃烧器的干馏油气管上安装1个手动硬密封蝶阀和一 个波纹膨胀节。
蓄热式辐射管需单设一路长明火用干馏油气,点火用干馏油气从干馏 油气总管阀前接出,接点后设置两道球阀,阀后管道接至炉侧蓄热式 辐射管底部,每个蓄热烧嘴引一路点火干馏油气支管,支管上设置手 动针型截止阀。
蓄热式辐射管燃烧器用空气由两台鼓风机引出一路空气总管,空气总 管分出4路分管,分别接到四个燃烧区的助燃风分管,再分送到各个辐 射管燃烧器。每条分管上安装流量测量装置和流量调节阀配合煤气分 管的流量检测装置个调节阀进行各区辐射管燃烧器空、燃比控制。每 个辐射管燃烧器空气管上安装1个手动空气蝶阀和1个波纹膨胀节。
蓄热式辐射管燃烧器废气温度约180~250℃,从四个区蓄热式辐射管燃 烧器排出废气汇集于各自的废气分管,再从四区的分管汇集到废气总 管,废气总管 连接一台引风机,引风机将废气排至钢烟囱排入大气。4条废气集管上 分别安装调节阀,用于调节排出烟气的流量,控制排烟温度。
炉子每段炉顶各设一个干馏油气排出口接不锈钢排出管道,每个排出 口设置一个手动切断阀(高温),四个排出管分别进入油气急冷器, 出急冷器后的煤气和油水混合液分别汇集为一个总管,接至油气分离 系统接点,由油气分离系统的泵组产生的抽力引出,在接点前设置炉 压调节阀(高温),炉膛内压力根据油气分离系统泵组产生的负压控 制调节阀开度进行控制。
炉子预热段、一反应段、二反应段和三反应段温度分别设定为150℃、 250℃、350℃和500℃,停留时间分别设定为0.25h、0.15h、0.2h和0 .4h。得到的固体残余物量为1.03t,低位热值为10.5MJ/kg。
低温干馏工序的残渣进熔融焚烧工序,采用北京神雾环境能源科技股 份有限公司制造的蓄热式气化熔融实验炉进行处理,处理能力0.2t/h 。
燃烧区温度控制在1300℃~1350℃,最终产生的玻璃态残渣为0.85t, 残渣的热灼减率小于0.5%,可以外运做地砖等建材原料的原料;产生 的废气温度约为1050℃,可以接废热锅炉产蒸汽,控制烟气温度降低 至200℃~250℃后,采用布袋除尘处理后数据如下表格所示:
根据上述表格所示,熔融焚烧的烟气排放优于国标要求,一般地区可 以直接达标排放,但由于某些地区排放标准(如北京市DB/11-2008) 较严格,NOX 项(北京市地方标准DB/11-2008要求不大于250 mg/Nm3)略微超标, 可以后加选择性催化还原法(SCR)处理后实现达标排放。
低温干馏产生的油气进油气分离净化工序,采用北京华福神雾工业炉 有限公司设计制造的成套实验设备。
来自转底炉的500℃干馏油气,沿其上升管至激冷气液分离器被75℃循 环氨水连续喷洒激冷冷却至约80℃后,干馏油气由上部进入2台并联操 作的横管初冷器,用32℃循环氨水将干馏油气冷却至35~36℃。由横管 初冷器下部排出的干馏油气,进入2台并联操作的电捕焦油器,除掉干 馏油气中夹带的焦油,再由干馏油气鼓风机将干馏油气送至除氨塔, 脱除氨后的干馏油气进入干法脱硫工序。干馏油气从装有脱硫剂的脱 硫塔下部进入,上部排出。脱硫后的干馏油气送至转底炉作为燃料用 气。
由气液分离器分离下来的焦油和循环氨水进入油水分离器,在此进行 循环氨水、轻质焦油和重质焦油的分离。循环氨水由循环激冷水泵送 至激冷气液分离器内循环喷洒冷却荒干馏油气,剩余氨水经处理后回 用或达标排放。油水分离器分离出的焦油送至油库外售。油水分离器 底部沉降的焦油渣排至焦油渣车,可以定期与干化污泥掺混进熔融焚 烧炉。
经油气分离净化得到的干馏油气产量为0.41t,低位热值为23.3MJ/kg ,基本能够满足低温干馏炉的运行的燃料需要;焦油及焦油渣产量0. 11t,热值为32.0MJ/kg,产生剩余氨水量为0.39t。