申请日2018.04.24
公开(公告)日2018.07.27
IPC分类号C10J3/00; C10J3/72; C10J3/84; B01D53/50; B01D53/81
摘要
本发明提供一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置及其方法，包括：气化炉，所述气化炉下端一侧设有混合燃料炉前料仓，所述混合燃料炉前料仓下侧的气化炉上设有催化剂给料装置，气化炉底端设有炉底送风装置，所述气化炉上端一侧连接于一级气固分离器，一级气固分离器上端连接于二级气固分离器，二级气固分离器上端通过管道与氨化烧结炉和一级喷淋塔相连，一级喷淋塔一侧依次连接有二级喷淋塔、旋流塔、净化塔，净化塔出气口连接于燃气增压风机。本发明充分利用污泥中高含量的N和秸秆中优质的C，在生成燃气的过程中联产生物炭制取炭基脱硫剂，经济效益高，对环境友好;同时有效避免了传统污泥气化热值过低，NOx排放过高的问题。
权利要求书
1.一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置，包括：气化炉(2)，其特征在于：所述气化炉(2)下端一侧设有混合燃料炉前料仓(1)，所述混合燃料炉前料仓(1)下侧的气化炉(2)上设有催化剂给料装置(18)，气化炉(2)底端设有炉底送风装置(17)，所述气化炉(2)上端一侧连接于一级气固分离器(3)，一级气固分离器(3)上端连接于二级气固分离器(4)，二级气固分离器(4)上端通过管道与氨化烧结炉(14)和一级喷淋塔(5)相连，一级气固分离器(3)、二级气固分离器(4)下端通过出炭螺旋输送机(16)连接于混合炭颗粒仓库(15)，混合炭颗粒仓库(15)连接于氨化烧结炉。
2.根据权利要求1所述的一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置，其特征在于：所述一级喷淋塔(5)一侧依次连接有二级喷淋塔(6)、旋流塔(7)、净化塔(8)，净化塔(8)出气口连接于燃气增压风机(9)。
3.根据权利要求2所述的一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置，其特征在于：所述一级喷淋塔(5)、二级喷淋塔(6)、旋流塔(7)、净化塔(8)下端设有喷淋液循环水收集水槽(10)，一级喷淋塔(5)通过上部出口与二级喷淋塔(6)下部入口相连，所述二级喷淋塔(6)上部出口与旋流塔(7)下端通过管道相连，旋流塔(7)上部出口与净化塔(8)相连，净化塔(8)上部出口与燃气增压风机(9)入口相连，一级喷淋塔(5)、二级喷淋塔(6)、旋流塔(7)、净化塔(8)上端通过管道连接于喷淋液循环水池(11)，喷淋液循环水收集水槽(10)通过管道连接于喷淋液循环水池(11)。
4.根据权利要求3所述的一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置，其特征在于：所述喷淋液循环水池(11)一侧设有冷却塔(12)，喷淋液循环水池(11)通过管道连接于冷却塔(12)、混合炭颗粒仓库(15)，喷淋液循环水池(11)一侧设有补水泵(13)。
5.一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：污泥与破碎后的秸秆原料经过混合、烘干后送至炉前料仓(1)，由炉前给料装置送入气化炉(2)，底部送风装置(17)将空气由气化炉底部通入，空气与混合燃料在高温和催化剂作用下进行反应，制取燃气和生物炭;
步骤二：产生的燃气和生物炭经气固分离装置进行气固分离，气固分离装置捕集到的生物炭经出炭螺旋输送机(16)送至混合炭颗粒仓(15);
步骤三：燃气分为两路，一路依次经过喷淋净化装置去除焦油和氨气，净化后的燃气由燃气增压风机(9)输出;另一路为氨化烧结炉(14)提供能源;
步骤四：喷淋净化装置产生的含焦油和氨气的喷淋液，经多次循环达到一定浓度后，喷入混合炭颗粒仓库(15)内，与生物炭均匀掺混造粒后，送入氨化烧结炉(14)，制备炭基脱硫剂。
6.根据权利要求5所述的一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的方法，其特征在于：污泥的含水率为20～80%，秸秆含水率10～50%，污泥与秸秆的质量比为1:5～6:1。
7.根据权利要求5所述的一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的方法，其特征在于：所述催化剂为白云石、石灰石、石英砂、镍基催化剂其中一种或任意几种混合，粒径为0.5～5mm。
8.根据权利要求5所述的一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的方法，其特征在于：喷入混合炭仓的喷淋液中焦油浓度为2～100g/L，氨水浓度为2～50%。
9.根据权利要求5所述的一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的方法，其特征在于：流化床的运行温度为400～900℃，氨化烧结炉的运行温度为300～800℃。
说明书
一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置及其方法
技术领域
本发明涉及资源再利用和生物质气化及环保技术领域，具体为一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置及其方法。
背景技术
工业尾气中的SO2对环境造成了污染，同时也造成了硫资源的浪费。目前对废气中SO2的治理多采用化学吸收法，利用酸碱中和反应消除SO2。由于SO2每天排放量大，碱类物质的消耗量十分庞大，同时也有低值废弃物的二次污染及占地等问题。除了现有碱液吸收二氧化硫外，经氨化后的生物炭存在羟基、羰基、胺基、亚胺基及磺酸基等官能团，且具有极大的比表面积，能够大量、快速吸附二氧化硫，且无二次污染，近年来倍受关注。
我国的生物质资源丰富，利用生物质可以大量生产生物炭和燃气。随着污水处理厂建设增多，产生了大量城市下水污泥，由于污泥中含有大量氮源，焚烧和气化污泥会产生NH3和氮氧化物等大量氮源污染。利用生物质和污泥进行混合气化联产燃气和生物炭，可以充分利用生物质资源生产炭基脱硫剂并实现污泥消纳，是节约能源、保护环境、降低生产成本、提高效益的有效手段。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置及其方法，以解决上述背景技术中的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置，包括：气化炉，所述气化炉下端一侧设有混合燃料炉前料仓，所述混合燃料炉前料仓下侧的气化炉上设有催化剂给料装置，气化炉底端设有炉底送风装置，所述气化炉上端一侧连接于一级气固分离器，一级气固分离器上端连接于二级气固分离器，二级气固分离器上端通过管道与氨化烧结炉和一级喷淋塔相连，一级气固分离器、二级气固分离器下端通过出炭螺旋输送机连接于混合炭颗粒仓库，混合炭颗粒仓库连接于氨化烧结炉。
所述一级喷淋塔一侧依次连接有二级喷淋塔、旋流塔、净化塔，净化塔出气口连接于燃气增压风机。
所述一级喷淋塔、二级喷淋塔、旋流塔、净化塔下端设有喷淋液循环水收集水槽，一级喷淋塔通过上部出口与二级喷淋塔下部入口相连，所述二级喷淋塔上部出口与旋流塔下端通过管道相连，旋流塔上部出口与净化塔相连，净化塔上部出口与燃气增压风机入口相连;一级喷淋塔、二级喷淋塔、旋流塔、净化塔上端通过管道连接于喷淋液循环水池，喷淋液循环水收集水槽通过管道连接于喷淋液循环水池。
所述喷淋液循环水池一侧设有冷却塔，喷淋液循环水池通过管道连接于冷却塔、混合炭颗粒仓库，喷淋液循环水池一侧设有补水泵。
一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的方法，包括以下步骤：
步骤一：污泥与破碎后的秸秆原料经过混合、烘干后送至炉前料仓，由炉前给料装置送入气化炉，底部送风装置将空气由气化炉底部通入，空气与混合燃料在高温和催化剂作用下进行反应，制取燃气和生物炭;
步骤二：产生的燃气和生物炭经气固分离装置进行气固分离，气固分离装置捕集到的生物炭经出炭螺旋输送机送至混合炭颗粒仓库;
步骤三：燃气分为两路，一路依次经过喷淋净化装置去除焦油和氨气，净化后的燃气由燃气增压风机输出;另一路为氨化烧结炉提供能源;
步骤四：喷淋净化装置产生的含焦油和氨气的喷淋液，经多次循环达到一定浓度后，喷入混合炭颗粒仓库内，与生物炭均匀掺混造粒后，送入氨化烧结炉，制备炭基脱硫剂。
所述污泥的含水率为20～80%，秸秆含水率10～50%，污泥与秸秆的质量比为1:5～6:1;所用催化剂为白云石、石灰石、石英砂、镍基催化剂，粒径为0.5～5mm。
所述喷入混合炭颗粒仓库的喷淋液中焦油浓度为2～100g/L，氨水浓度为2～50%。
所述流化床气化炉的运行温度为400～900℃，氨化烧结炉的运行温度为300～800℃。
与已公开技术相比，本发明存在以下优点：本发明充分利用污泥中高含量的N和秸秆中优质的C，在生成燃气的过程中联产生物炭制取炭基脱硫剂，经济效益高，对环境友好;同时有效避免了传统污泥气化热值过低，NOx排放过高的问题。