專利名稱：生物質(zhì)干餾裂解處理的裝置及工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)干餾裂解處理的裝置及工藝方法，屬于機械產(chǎn)品工業(yè)化處理裝置結(jié)構(gòu)及工藝的技術(shù)領(lǐng)域，具體說屬于可將人類有機廢棄物轉(zhuǎn)化為“油”、“氣”、“炭”三態(tài)能源物質(zhì)的工業(yè)化處理裝置的機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工藝方法的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著人類社會經(jīng)濟的發(fā)展，現(xiàn)有的城市生活垃圾處置(生物質(zhì)的一種)方式已不能適應(yīng)和滿足現(xiàn)代生活對環(huán)境和資源循環(huán)利用的需求。這種每年要把這數(shù)十億噸垃圾“燒”上天和“爛”入地的處置行為，已使人類社會付出了巨大的環(huán)境成本；尤其是在因全球氣候惡化而危及人類生存和發(fā)展的今天，改變生活垃圾的處置方式，積極開發(fā)和發(fā)展新技術(shù)，將生活垃圾變?yōu)橘Y源已成為人類社會經(jīng)濟發(fā)展的不二選擇。
有機垃圾變能源技術(shù)目前已成為全世界研究的熱點，2007年5月，美國《自然雜志》刊登了美國科學家的論文，對生物質(zhì)垃圾裂解技術(shù)的未來可行性發(fā)展方向和價值作了充分肯定，認為裂解能夠減少20%的二氧化碳排放，裂解反應(yīng)產(chǎn)生的固體產(chǎn)物回到土壤能改善土壤結(jié)構(gòu)，提高肥料的效率和保持度，最終使土壤的生產(chǎn)力得到提升。2009年，諾貝爾獎得主美國科學家丹卡門在電視片《生態(tài)之城垃圾處理新科技》中向我們展示了當今世界處理城市生活垃圾的前沿技術(shù)手段及其可能的運用方式。認為實現(xiàn)生活垃圾無氧裂解的“生物焦”技術(shù)可將垃圾變成“黑沃土”，使“填埋區(qū)消失，焚燒廠關(guān)門”，從而把“農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、綠色能源和解決地球變暖三方面結(jié)合到了一起”，是當今世界最先進的環(huán)保技術(shù)！目前國內(nèi)外有關(guān)這方面的技術(shù)包括I、生物質(zhì)熱解法主要用于固廢焚燒前道處理工序和垃圾焚燒前道處理工序，用噴油或其它直接燃燒方法使固廢或垃圾達到有機物熱解溫度(約500°C -600°C )，熱解產(chǎn)生部分可燃氣體，在此過程中由于存在有氧的環(huán)境，且其中的不完全燃燒將可能生成一定的二噁英等有害物質(zhì)，需加設(shè)后道工序，例如，采用1100°C以上高溫焚燒來破壞和分解二噁英等有害物質(zhì)。2、生物質(zhì)裂解轉(zhuǎn)化法對麥桿粉末、木屑等單一類特征的生物質(zhì)通過裂解轉(zhuǎn)化來獲得生物油等能源產(chǎn)品的實驗室和小型試驗裝置已有報道，國外已有該類技術(shù)的小型工業(yè)化規(guī)模的生產(chǎn)實驗裝置。但其工藝目的和工況目標仍然存在不完美之處。環(huán)境保護、節(jié)能減排、尋找新能源是世界各國面臨的共同問題；生物質(zhì)從陽光中吸取能量，從大氣中吸收二氧化碳，如能用無害且又便利的方法提取生物質(zhì)能，不但能有效降低人類對化石類能源物質(zhì)的依賴，而且可真正實現(xiàn)“節(jié)能減排，，的目標，從根本上實現(xiàn)自然界資源物質(zhì)的良性大循環(huán)。為了解決人類社會遇到的“資源越來越少，垃圾越來越多，氣候越來越壞，環(huán)境越來越糟”這幾大難題，打通從生物質(zhì)(垃圾)到資源的循環(huán)，使有機廢棄物變成人類社會越來越稀缺的能源物質(zhì)，最終使人類社會“只有資源，沒有垃圾”的理想越來越得到人們的重視。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)干餾裂解處理的裝置及工藝方法，可有效的解決在無氧環(huán)境下通過有機物干餾裂解，實現(xiàn)將生物質(zhì)中的有機物大分子裂解為小分子的“油”、“氣”、“炭”的目的。為了達到所述的目的本發(fā)明的技術(shù)方案是一種生物質(zhì)干餾裂解處理裝置，包括輸入部分，反應(yīng)釜部分，控制部分和處理輸出部分，其中所述的輸入部分由生物質(zhì)料倉，物料提升機和錐狀結(jié)構(gòu)的料斗組成，該物料提升機上設(shè)置有具有提升傳輸功能的線性傳送機構(gòu)，該生物質(zhì)料倉位于該物料提升機輸入端， 該料斗位于該物料提升機輸出端，所述的輸出端高于所述的輸入端；該料斗的底部通過法蘭與所述的反應(yīng)釜部分固定連接；所述的反應(yīng)釜部分包括通過隔氧除水計量喂料閥連接成密封導(dǎo)通結(jié)構(gòu)的臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜、臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜、臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜和臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜；所述的臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜的釜體為中空的圓柱形結(jié)構(gòu)，該釜體一端設(shè)置有1#隔氧除水計量喂料閥和與釜體密封連接導(dǎo)通的1#進料口，另一端設(shè)置有1#出料口和1#煙道氣進口及余熱利用管；沿釜體外表面緊固連接有至少一個環(huán)形齒環(huán)，該環(huán)形齒環(huán)通過齒輪與1#傳動系統(tǒng)齒輪傳動連接；所述的1#隔氧除水計量喂料閥的一端與所述料斗的底部緊固連接，另一端與1#進料口緊固連接；該臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜的釜體表面設(shè)置有1#煙道氣出口 ；所述的臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜的釜體為中空的圓柱形結(jié)構(gòu)，該釜體一端設(shè)置有2#隔氧除水計量喂料閥和與釜體密封連接導(dǎo)通的2#進料口，另一端設(shè)置有2#出料口、2#裂解氣出口和2#煙道氣進口及余熱利用管；該釜體內(nèi)沿軸向設(shè)置有一個通過傳動軸驅(qū)動的第一推進機構(gòu)，該傳動軸與釜體一端機械密封連接固定，并通過齒輪與2#傳動系統(tǒng)齒輪傳動連接；所述的2#隔氧除水計量喂料閥的一端與所述1#出料口緊固連接，另一端與2#進料口緊固連接；該臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜的釜體表面設(shè)置有2#煙道氣出Π ；所述的臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜的釜體為中空的圓柱形結(jié)構(gòu)，該釜體一端設(shè)置有3#隔氧除水計量喂料閥和與釜體密封連接導(dǎo)通的3#進料口，另一端設(shè)置有3#出料口、3#裂解氣出口和3#煙道氣進口及余熱利用管；該釜體內(nèi)沿軸向設(shè)置有一個通過傳動軸驅(qū)動的第二推進機構(gòu)，該傳動軸與釜體一端機械密封連接固定，并通過齒輪與3#傳動系統(tǒng)齒輪傳動連接；所述的3#隔氧除水計量喂料閥的一端與所述2#出料口緊固連接，另一端與3#進料口緊固連接；該臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜的釜體表面設(shè)置有3#煙道氣出口 ；所述的臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜的釜體為中空的圓柱形結(jié)構(gòu)，該釜體一端設(shè)置有4#隔氧除水計量喂料閥、與釜體密封連接導(dǎo)通的4#進料口和可燃氣進口及加熱系統(tǒng)，另一端設(shè)置有4#出料口和4#裂解氣出口 ；該釜體內(nèi)沿軸向設(shè)置有一個通過傳動軸驅(qū)動的第三推進機構(gòu)，該傳動軸與釜體一端機械密封連接固定，并通過齒輪與4#傳動系統(tǒng)齒輪傳動連接；所述的4#隔氧除水計量喂料閥的一端與所述3#出料口緊固連接，另一端與4#進料口緊固連接；該臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜的釜體表面設(shè)置有4#煙道氣出口和系統(tǒng)安全閥；所述的4#煙道氣出口與該3#煙道氣進口及余熱利用管密封連通；所述的3#煙道氣出口與該2#煙道氣進口及余熱利用管密封連通；所述的2#煙道氣出口與該1#煙道氣進口及余熱利用管密封連通；所述的1#煙道氣出口與煙道氣回用排放系統(tǒng)通過煙道尾氣輸送管道密封連通；所述的處理輸出部分包括重油固體分離器、重油固體分離收集罐、油氣水分離罐、輕質(zhì)油儲罐、污水處理池、水下炭粉出料機、炭粉壓制成型機和可燃氣儲罐；該重油固體分離器上設(shè)置有裂解氣輸入端，裂解氣輸出端和重油炭渣排出口 ；該油氣水分離罐上設(shè)置輸
入端，可燃氣輸出端，輕質(zhì)油輸出端和污水輸出端；所述的2#裂解氣出口、3#裂解氣出口和4#裂解氣出口分別通過裂解氣管道與重油固體分離器的裂解氣輸入端密封緊固連接，該重油固體分離器的裂解氣輸出端通過管道與該油氣水分離罐的輸入端密封緊固連接；所述的重油固體分離器的重油炭渣排出口通過重油炭渣管道與該重油固體分離收集罐密封連通；所述的油氣水分離罐的可燃氣輸出端通過可燃氣管道與可燃氣儲罐密封緊固連接；該油氣水分離罐的輕質(zhì)油輸出端通過輕油管道與該輕質(zhì)油儲罐密封緊固連接；該油氣水分離罐的污水輸出端通過污水管道與污水處理池連通；所述的可燃氣儲罐通過可燃氣管道分別與燃氣發(fā)電機組和該可燃氣及加熱系統(tǒng)連通；所述的水下炭粉出料機輸入端與排出炭粉的4#出料口密封連通,輸出端連接該炭粉壓制成型機；所述的控制部分為由中央處理器組成的DCS集散控制系統(tǒng)，該DCS集散控制系統(tǒng)分別與該物料提升機、臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜、臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜、臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜、臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜、重油固體分離器、重油固體分離收集罐、油氣水分離罐、輕質(zhì)油儲罐、可燃氣儲罐通過傳感器及信號線和控制線電性連接。該臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜為生物質(zhì)熱解轉(zhuǎn)化處理釜或為其它裂解轉(zhuǎn)化爐；該臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜為生物質(zhì)熱解轉(zhuǎn)化處理釜或為其它裂解轉(zhuǎn)化爐；該臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜為生物質(zhì)熱解轉(zhuǎn)化處理釜或為其它裂解轉(zhuǎn)化爐；該臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜為生物質(zhì)熱解轉(zhuǎn)化處理釜或為其它裂解轉(zhuǎn)化爐。該第一推進機構(gòu)，第二推進機構(gòu)和第三推進機構(gòu)為螺旋狀或階梯狀的扇葉結(jié)構(gòu)；該1#傳動系統(tǒng)，2#傳動系統(tǒng)，3#傳動系統(tǒng)和4#傳動系統(tǒng)均為分別安裝了減速機構(gòu)的單向或雙向步進電機。該可燃氣進口及加熱系統(tǒng)呈線性排列設(shè)置在該臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜的底部。一種使用生物質(zhì)干餾裂解處理裝置進行生物質(zhì)干餾裂解處理的工藝方法，包括如下步驟
(一 )生物質(zhì)垃圾前端處理工序步驟I.登記計量由相關(guān)部門送來的生物質(zhì)垃圾，進入廠區(qū)后經(jīng)地磅稱重計量登記后送入庫房備用；步驟2.分揀破碎操作人員將送來的生物質(zhì)垃圾中的大的石塊、金屬揀出后送入破碎機破碎，破碎后的生物質(zhì)垃圾長度在150_至500_之間,放入生物質(zhì)料倉備用；步驟3.臭氣、污水的收集和控制生物質(zhì)垃圾堆放存儲區(qū)域采用氣幕和負壓控制技術(shù)，使臭氣不外泄，抽出的臭 氣引入燃燒器作為供氧使用，對生物質(zhì)垃圾堆放存儲過程中產(chǎn)生的污水通過管道收集后送入污水處理系統(tǒng)；( 二 )初始化；裂解工藝的前期初始化需要暖爐，以保證反應(yīng)釜設(shè)備在受熱后緩慢變形；約需3-4小時，當溫度升至300度時開始緩慢進料以實現(xiàn)裝置熱啟動，當原生態(tài)的生物質(zhì)垃圾進入反應(yīng)釜后，逐漸加大熱量，使系統(tǒng)漸次達到正常生產(chǎn)運行所需溫度，并加大進料量建立熱場使裝置正常運行；初始化期間的啟動電流來自于電網(wǎng)；初始化期間加熱可采用以下二種方式第一，利用前期儲存于可燃氣儲罐的裂解氣燃燒加熱臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)爸;第二，燃燒外購的鋼瓶液化石油氣加熱臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜；初始化對反應(yīng)釜進行梯度加熱時，高溫煙氣的第一梯次溫度是600°C左右，最后一個梯次溫度是50-120°C ；(三)生物質(zhì)垃圾干餾裂解生物質(zhì)垃圾作為生產(chǎn)原料以半連續(xù)方式送入系列干餾裂解反應(yīng)釜，在封閉無氧環(huán)境下采用干餾裂解技術(shù)，通過加熱生物質(zhì)垃圾使組成生物質(zhì)垃圾的有機物大分子裂解轉(zhuǎn)化為小分子的油、氣、炭。該生物質(zhì)垃圾干餾裂解(三)進一步包括如下步驟(301)送料階段，放入生物質(zhì)料倉的物料通過生物質(zhì)料倉輸出端經(jīng)由物料提升機將物料送入料斗；(302)加熱階段第一階段加熱，物料經(jīng)由1#隔氧除水計量喂料閥進入臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜內(nèi)，反應(yīng)釜轉(zhuǎn)速為5-120轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)釜內(nèi)溫度范圍50-95°C，停留時間O. 5_1個小時；第二階段加熱，物料經(jīng)由2#隔氧除水計量喂料閥進入臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)爸內(nèi)，反應(yīng)爸內(nèi)帶動第一推進機構(gòu)的傳動軸轉(zhuǎn)速為40-60轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)爸內(nèi)溫度范圍95-200°C，停留時間1-1. 5個小時；第三階段加熱，物料經(jīng)由3#隔氧除水計量喂料閥進入臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜內(nèi)，反應(yīng)釜內(nèi)帶動第二推進機構(gòu)的傳動軸轉(zhuǎn)速為40-60轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)釜內(nèi)溫度范圍200-450°C，停留時間1-1. 5個小時；
第四階段加熱，物料經(jīng)由4#隔氧除水計量喂料閥進入臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜內(nèi)，反應(yīng)釜內(nèi)帶動第三推進機構(gòu)的傳動軸轉(zhuǎn)速為40-60轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)釜內(nèi)溫度范圍450-600°C，停留時間1-1. 5個小時；(303)處理儲存階段，處理儲存階段包括煙道尾氣處理階段，裂解氣油處理階段和炭粉處理階段三個部分；煙道尾氣處理階段由于冷態(tài)的有機廢棄物從裝置的上部往下部流動，由燃燒產(chǎn)生的熱量及溫度較高的煙道尾氣由裝置的下部往上部擴散，在此過程中發(fā)生充分的熱交換，有機廢棄物溫度不斷上升，并最終達到裂解所需的溫度得到裂解，煙道氣溫度不斷下降，最終排出臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜時僅為50度左右；其步驟為步驟I、干餾裂解，煙道尾氣由下而上依次順序經(jīng)由反應(yīng)釜的4#煙道氣出口進入3#煙道氣進口及余熱利用管，又從3#煙道氣出口進入2#煙道氣進口及余熱利用管，再從2#煙道氣出口進入1#煙道氣進口及余熱利用管，最后從1#煙道氣出口排出通過煙道尾氣輸送管道進入煙道氣回用排放系統(tǒng)內(nèi)； 步驟2、水相吸收，系統(tǒng)中用于加熱的煙道尾氣不直接對空排放，進入煙道氣回用排放系統(tǒng)后的煙道尾氣經(jīng)水相吸收后排入垃圾儲存?zhèn)}；裂解氣油處理階段從反應(yīng)釜中出來的裂解氣經(jīng)過重油固體分離器后分離得到了重質(zhì)裂解油、炭渣和水；含輕質(zhì)裂解油的裂解混合氣再進入油氣水分離罐分離后，得到了輕質(zhì)裂解油、裂解氣和水；重油固體分離器及油氣水分離罐分離和提取裂解油、裂解氣的原理為通過降低裂解混合氣的溫度，使其中的水蒸氣冷凝為水，油蒸汽冷凝為裂解油，剩下的不可凝氣體主要為低碳的可燃氣；采取的方法為用冷卻水調(diào)節(jié)和控制重油固體分離器及油氣水分離罐的溫度，使裂解混合氣得以冷凝和分離，步驟如下重油固體分離器操作步驟a)、將臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜、臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜、臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜上的裂解氣出氣口與重油固體分離器上的裂解氣進氣管連接；b)、將重油固體分離器上冷卻水進口與冷卻水系統(tǒng)相連接；C)、將重油固體分離器的重質(zhì)油、炭渣、污水出口與重油固體分離收集罐的進口相連接；d)、DCS集散控制系統(tǒng)根據(jù)重油固體分離器的溫度反饋信號，調(diào)節(jié)進入重油固體分離器的冷卻水溫度和水量；具體過程為將重油固體分離器的溫度控制在50度±3度，溫度傳感器將溫度信號傳送至控制室，當溫度高于50度時，DCS集散控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號，加大冷卻水進水閥的閥門開度，增加冷卻水的進水量，使冷卻水水量從O. 61立方米/秒加大到I. 01立方米/秒；e)、DCS集散控制系統(tǒng)根據(jù)重油固體分離收集罐的料位反饋信號，開啟閥門排出重質(zhì)油、炭渣和污水；具體過程為將重油固體分離收集罐的液位控制在80% ±5%，液位傳感器將液位信號傳送至控制室，當液位超過80%時，DCS集散控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號，打開重油固體分離收集罐下部的閥門，排出重質(zhì)油、炭渣和污水；
油氣水分離罐操作步驟a)、將重油固體分離器上的裂解氣出氣口與油氣水分離罐上的裂解氣進氣管連接；b)、將油氣水分離罐上冷卻水進口與冷卻水系統(tǒng)相連接；C)、將油氣水分離罐的輕質(zhì)油輸出端與輕質(zhì)油儲罐相連接；d)、將油氣水分離罐的污水輸出端與污水處理池相連接；e)、DCS集散控制系統(tǒng)根據(jù)油氣水分離罐的溫度反饋信號，調(diào)節(jié)進入油氣水分離罐的冷卻水溫度和水量；具體過程為將油氣水分離罐的溫度控制在40度±3度，溫度傳感器將溫度信號傳送至控制室，當溫度高于40度時，DCS集散控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號，加大冷卻水進水閥 的閥門開度，增加冷卻水的進水量，使冷卻水水量從O. 61立方米/秒加大到I. 01立方米/秒；f)、DCS集散控制系統(tǒng)根據(jù)輕質(zhì)油儲罐的料位反饋信號，開啟閥門排出輕質(zhì)油；具體過程為將輕質(zhì)油儲罐的液位控制在80% 4-5%，液位傳感器將將液位信號傳送至控制室，當液位超過80%時，DCS集散控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號，打開輕質(zhì)油儲罐下部的閥門，排出輕質(zhì)油；炭粉處理階段水下炭粉出料機操作步驟a)、將臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜上的炭粉出料口與水下炭粉出料機進口管相連接；b)、將水下炭粉出料機上的循環(huán)水進口與循環(huán)水系統(tǒng)相連接；c)、將水下炭粉出料機上的炭粉漿液送至炭粉堆放庫儲存待用；炭粉壓制成型機操作步驟a)、將炭粉堆放庫中的炭粉送至炭粉壓制成型機上方自帶小料斗；b)、打開炭粉壓制成型機電源；C)、打開小料斗下部閥門；d)、炭粉壓制成型機出口處收集已壓制成型的炭塊；e)、將炭塊裝入周轉(zhuǎn)箱運到指定堆場，向市場銷售；(304)循環(huán)使用階段，生物質(zhì)干餾裂解整個處理過程在裝置啟動后不需消耗外部能源，干餾裂解所需熱能通過燃燒裂解氣來獲得，生產(chǎn)裝置用電由裂解氣所發(fā)出的電來提供；裂解氣在干餾裂解過程中自用的實現(xiàn)步驟A)干餾裂解混合氣通過重油固體分離器后，可燃氣得到初步分離；B)初步分離的可燃氣經(jīng)過油氣水分離罐后，得到精制和提純；C)精制提純后的低碳可燃氣進入可燃氣儲罐儲存；D)由管道輸入可燃氣燃燒加熱系統(tǒng)，通過燃燒可燃氣加熱臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜；裂解氣發(fā)電自用的實現(xiàn)步驟A)干餾裂解混合氣通過重油固體分離器后，可燃氣得到初步分離；
B)初步分離的可燃氣經(jīng)過油氣水分離罐后，得到精制和提純；C)精制提純后的低碳可燃氣進入可燃氣儲罐儲存；D)由管道將低碳可燃氣輸入燃氣發(fā)電機組，通過發(fā)電給整個生產(chǎn)裝置提供電力。該加熱階段(302)中，所述的第一階段加熱中臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜內(nèi)溫度為80°C;所述的第二階段加熱中臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜內(nèi)溫度為200°C;所述的第三階段加熱中臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜內(nèi)溫度為400°C ;所述的第四階段加熱中臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜內(nèi)溫度為600°C。本發(fā)明不同于現(xiàn)有技術(shù)的方法，是在無氧環(huán)境下通過對混合態(tài)的人類有機物廢棄物進行干餾裂解，將生物質(zhì)中的大分子裂解為小分子“油”、“氣”、“炭”三態(tài)的能源物質(zhì)。采 用本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點是運用生物質(zhì)受熱干餾裂解原理，在不產(chǎn)生二次污染的情況下，將人類的有機廢棄物轉(zhuǎn)化成“油”、“氣”、“炭”三態(tài)的能源物質(zhì)；裂解產(chǎn)生的可燃氣可持續(xù)作為整個裝置的加熱熱源，部分發(fā)電供生產(chǎn)裝置使用，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的能量自平衡；本生物質(zhì)干餾裂解工程技術(shù)具有工藝流程短、設(shè)備少、能耗低、操作安全方便、檢維修容易等優(yōu)點。由于采用的是中低溫、常壓、低轉(zhuǎn)速的工藝設(shè)計，整個生產(chǎn)裝置對設(shè)備的材質(zhì)和制造要求較低，生產(chǎn)操作的危險性也較低；生物質(zhì)干餾裂解處理生產(chǎn)過程流程短、設(shè)備少；機械化、自動化程度較高，以集散型自動程序控制為主，人力為輔；生產(chǎn)過程安全可靠，環(huán)境整潔。


圖I為本發(fā)明生物質(zhì)干餾裂解處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖I中臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖I中臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖I中臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標號說明I-生物質(zhì)料倉2-物料提升機3-料斗4-1#隔氧除水計量喂料閥5-1# 進料口6-臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜7-1#傳動系統(tǒng)8-1# 出料口9-1#煙道氣進口及余熱利用管10-1#煙道氣出口11-煙道氣回用排放系統(tǒng)12-2#隔氧除水計量喂料閥13-2# 進料口14-臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜15-2#傳動系統(tǒng)
16-2# 出料口17-2#裂解氣出口18-2#煙道氣進口及余熱利用管19-2#煙道氣出口20-3#隔氧除水計量喂料閥21-3# 進料口22-臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜
23-3#傳動系統(tǒng)24-3# 出料口25-3#裂解氣出口26-3#煙道氣進口及余熱利用管27-3#煙道氣出口28-4#隔氧除水計量喂料閥29-4# 進料口30-臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜31-4#傳動系統(tǒng)32-4# 出料口33-可燃氣進口及加熱系統(tǒng)34-4#裂解氣出口35-4#煙道氣出口36-系統(tǒng)安全閥37-重油固體分離器38-重油固體分離收集罐39-油氣水分離罐40-輕質(zhì)油儲罐41-污水處理池42-水下炭粉出料機43-炭粉壓制成型機44-可燃氣儲罐45-燃氣發(fā)電機組46-DCS集散控制系統(tǒng)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明如下。首先對圖I中連接線做一簡單說明，其中，單畫線+3點(即3點畫線)連線為煙道尾氣輸送管道；單長畫線+2短畫線連線為DCS集散控制系統(tǒng)；單畫線+單空心方框連線為裂解氣管道；單畫線+單空心圓連線為可燃氣管道；單畫線+1點(即點畫線)連線為重油炭渣管道；單畫線+2點(即2點畫線或雙點畫線)連線為輕油管道；單長畫線+單點+2短畫線連線為污水管道。
如圖I所示，一種生物質(zhì)干餾裂解處理裝置，包括輸入部分，反應(yīng)釜部分，控制部分和處理輸出部分,其中所述的輸入部分由生物質(zhì)料倉1，物料提升機2和錐狀(可為圓錐狀、方錐狀或圓臺狀、方臺狀結(jié)構(gòu))結(jié)構(gòu)的料斗3組成，該物料提升機2上設(shè)置有具有提升傳輸功能的線性傳送機構(gòu)(例如傳送帶機構(gòu)，螺旋傳送機構(gòu)等)，該生物質(zhì)料倉I位于該物料提升機2輸入端(或下端)，該料斗3位于該物料提升機2輸出端(或上端，即物料通過該物料提升機2提升至輸出端后可直接落入該料斗3內(nèi))，所述的輸出端高于所述的輸入端；該料斗3的底部(這里的底部為錐狀結(jié)構(gòu)的小頭)通過法蘭與所述的反應(yīng)釜部分固定連接；所述的反應(yīng)釜部分包括通過隔氧除水計量喂料閥連接成密封導(dǎo)通結(jié)構(gòu)的臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜6、臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜14、臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜22和臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜30 ;實際為臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜6通過2#隔氧除水計量喂料閥12與臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜14連接
密封導(dǎo)通；臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜14通過3#隔氧除水計量喂料閥20與臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜22連接密封導(dǎo)通；臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜22通過4#隔氧除水計量喂料閥28與臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜30連接密封導(dǎo)通；該料斗3通過1#隔氧除水計量喂料閥4與臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜6連接密封導(dǎo)通(如圖I)。該臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜6為生物質(zhì)熱解轉(zhuǎn)化處理釜或為其它裂解轉(zhuǎn)化爐；該臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜14為生物質(zhì)熱解轉(zhuǎn)化處理釜或為其它裂解轉(zhuǎn)化爐；該臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜22為生物質(zhì)熱解轉(zhuǎn)化處理釜或為其它裂解轉(zhuǎn)化爐；該臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜30為生物質(zhì)熱解轉(zhuǎn)化處理釜或為其它裂解轉(zhuǎn)化爐。如圖2，所述的臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜6的釜體為中空的圓柱形結(jié)構(gòu)，該釜體一端設(shè)置有1#隔氧除水計量喂料閥4和與釜體密封連接導(dǎo)通的1#進料口 5，另一端設(shè)置有1#出料口 8和1#煙道氣進口及余熱利用管9 ;1#出料口 8和1#煙道氣進口及余熱利用管9可相反位置設(shè)置在釜體不同表面上；沿釜體外表面緊固連接有至少一個環(huán)形齒環(huán)，該環(huán)形齒環(huán)通過齒輪與1#傳動系統(tǒng)7齒輪傳動連接；所述的1#隔氧除水計量喂料閥4的一端與所述料斗3的底部緊固連接(例如法蘭連接)，另一端與1#進料口 5緊固連接(例如法蘭連接)；該臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜6的釜體表面設(shè)置有1#煙道氣出Π 10 ；如圖3，所述的臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜14的釜體為中空的圓柱形結(jié)構(gòu)，該釜體一端設(shè)置有2#隔氧除水計量喂料閥12和與釜體密封連接導(dǎo)通的2#進料口 13，另一端設(shè)置有2#出料口 16、2#裂解氣出口 17和2#煙道氣進口及余熱利用管18 ;該釜體內(nèi)沿軸向設(shè)置有一個通過傳動軸驅(qū)動的第一推進機構(gòu)，該傳動軸與釜體一端機械密封連接固定，并通過齒輪與2#傳動系統(tǒng)15齒輪傳動連接；所述的2#隔氧除水計量喂料閥12的一端與所述1#出料口 8緊固連接(例如法蘭連接)，另一端與2#進料口 13緊固連接(例如法蘭連接)；該臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜14的釜體表面設(shè)置有2#煙道氣出口 19 ；如圖4，所述的臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜22的釜體為中空的圓柱形結(jié)構(gòu)，該釜體一端設(shè)置有3#隔氧除水計量喂料閥20和與釜體密封連接導(dǎo)通的3#進料口 21，另一端設(shè)置有3#出料口 24、3#裂解氣出口 25和3#煙道氣進口及余熱利用管26 ;該釜體內(nèi)沿軸向設(shè)置有一個通過傳動軸驅(qū)動的第二推進機構(gòu)，該傳動軸與釜體一端機械密封連接固定，并通過齒輪與3#傳動系統(tǒng)23齒輪傳動連接；所述的3#隔氧除水計量喂料閥20的一端與所述2#出料口 16緊固連接(例如法蘭連接)，另一端與3#進料口 21緊固連接(例如法蘭連接)；該臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜22的釜體表面設(shè)置有3#煙道氣出口 27 ；如圖5，所述的臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜30的釜體為中空的圓柱形結(jié)構(gòu)，該釜體一端設(shè)置有4#隔氧除水計量喂料閥28、與釜體密封連接導(dǎo)通的4#進料口 29和可燃氣進口及加熱系統(tǒng)33，另一端設(shè)置有4#出料口 32和4#裂解氣出口 34 ;該釜體內(nèi)沿軸向設(shè)置有一個通過傳動軸驅(qū)動的第三推進機構(gòu)，該傳動軸與釜體一端機械密封連接固定，并通過齒輪與4#傳動系統(tǒng)31齒輪傳動連接；所述的4#隔氧除水計量喂料閥28的一端與所述3#出料口 24緊固連接(例如法蘭連接)，另一端與4#進料口 29緊固連接(例如法蘭連接)；該臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜30的釜體表面設(shè)置有4#煙道氣出口 35和系統(tǒng)安全閥36 ;該可燃氣進口及加熱系統(tǒng)33呈線性排列設(shè)置在該臥式翻動推進終極干餾 裂解反應(yīng)釜30的底部。該隔氧除水計量喂料閥，S卩1#隔氧除水計量喂料閥4，2#隔氧除水計量喂料閥12，3#隔氧除水計量喂料閥20和4#隔氧除水計量喂料閥28可為計量閥或計量泵。該第一推進機構(gòu)，第二推進機構(gòu)和第三推進機構(gòu)為螺旋狀或階梯狀的扇葉結(jié)構(gòu)；即該第一推進機構(gòu)的結(jié)構(gòu)為螺旋狀或階梯狀的扇葉結(jié)構(gòu)，該第二推進機構(gòu)的結(jié)構(gòu)為螺旋狀或階梯狀的扇葉結(jié)構(gòu)，該第三推進機構(gòu)的結(jié)構(gòu)為螺旋狀或階梯狀的扇葉結(jié)構(gòu)；該1#傳動系統(tǒng)7，2#傳動系統(tǒng)15，3#傳動系統(tǒng)23和4#傳動系統(tǒng)31均為分別安裝了減速機構(gòu)的單向或雙向步進電機。所述的4#煙道氣出口 35與該3#煙道氣進口及余熱利用管26密封連通；所述的3#煙道氣出口 27與該2#煙道氣進口及余熱利用管18密封連通；所述的2#煙道氣出口 19與該1#煙道氣進口及余熱利用管9密封連通；所述的1#煙道氣出口 10與煙道氣回用排放系統(tǒng)11通過煙道尾氣輸送管道密封連通；使得煙道尾氣由下而上依次順序經(jīng)由反應(yīng)釜的4#煙道氣出口 35進入3#煙道氣進口及余熱利用管26，又從3#煙道氣出口 27進入2#煙道氣進口及余熱利用管18，再從2#煙道氣出口 19進入1#煙道氣進口及余熱利用管9，最后從1#煙道氣出口 10排出通過煙道尾氣輸送管道進入煙道氣回用排放系統(tǒng)11內(nèi)。所述的處理輸出部分包括重油固體分離器37、重油固體分離收集罐38、油氣水分離罐39、輕質(zhì)油儲罐40、污水處理池41、水下炭粉出料機42、炭粉壓制成型機43和可燃氣儲罐44 ;該重油固體分離器37上設(shè)置有裂解氣輸入端，裂解氣輸出端和重油炭渣排出口 ；該油氣水分離罐39上設(shè)置輸入端,可燃氣輸出端,輕質(zhì)油輸出端和污水輸出端；所述的2#裂解氣出口 17、3#裂解氣出口 25和4#裂解氣出口 34分別通過裂解氣管道與重油固體分離器37的裂解氣輸入端密封緊固連接，該重油固體分離器37的裂解氣輸出端通過管道與該油氣水分離罐39的輸入端密封緊固連接；所述的重油固體分離器37的重油炭渣排出口通過重油炭渣管道與該重油固體分離收集罐38密封連通(如圖I)；所述的油氣水分離罐39的可燃氣輸出端通過可燃氣管道與可燃氣儲罐44密封緊固連接；該油氣水分離罐39的輕質(zhì)油輸出端通過輕油管道與該輕質(zhì)油儲罐40密封緊固連接；該油氣水分離罐39的污水輸出端通過污水管道與污水處理池41連通；所述的可燃氣儲罐44通過可燃氣管道分別與燃氣發(fā)電機組和該可燃氣及加熱系統(tǒng)33連通；所述的水下炭粉出料機42輸入端與排出炭粉的4#出料口 32密封連通，輸出端連接該炭粉壓制成型機43 ；所述的控制部分為由中央處理器組成的DCS集散控制系統(tǒng)46，DCS是分散控制系統(tǒng)(Distributed Control System)的簡稱，國內(nèi)一般習慣稱為集散控制系統(tǒng)。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，綜合了計算機(Computer)、通訊(Communication)、顯不(CRT)和控制(Control)等 4C 技術(shù),其有一個工程師站，至少有一個操作員站，至少一個現(xiàn)場控制站，一條系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。DCS系統(tǒng)是通過某種通信網(wǎng)絡(luò)將分布在工業(yè)現(xiàn)場附近的現(xiàn)場控制站和控制中心的工程師站及操作員站等連接起來，以完成對現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備的分散控制和集中管理。其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。 該DCS集散控制系統(tǒng)46分別與該物料提升機2、臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜6、臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜14、臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜22、臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜30、重油固體分離器37、重油固體分離收集罐38、油氣水分離罐39、輕質(zhì)油儲罐40、可燃氣儲罐44通過傳感器及信號線和控制線電性連接。一種使用生物質(zhì)干餾裂解處理裝置進行生物質(zhì)干餾裂解處理的工藝方法，包括如下步驟(一)生物質(zhì)垃圾前端處理工序步驟I.登記計量由相關(guān)部門送來的生物質(zhì)垃圾，進入廠區(qū)后經(jīng)地磅稱重計量登記后送入庫房備用；步驟2.分揀破碎操作人員將送來的生物質(zhì)垃圾中的大的石塊、金屬揀出后送入破碎機破碎，破碎后的生物質(zhì)垃圾長度在150mm至500mm(mm為毫米)之間，放入生物質(zhì)料倉I備用；步驟3.臭氣、污水的收集和控制生物質(zhì)垃圾堆放存儲區(qū)域采用氣幕和負壓控制技術(shù)，使臭氣不外泄，抽出的臭氣引入燃燒器作為供氧使用，對生物質(zhì)垃圾堆放存儲過程中產(chǎn)生的污水通過管道收集后送入污水處理系統(tǒng)；(二)初始化；裂解工藝的前期初始化需要暖爐，以保證反應(yīng)釜設(shè)備在受熱后緩慢變形；約需3-4小時，當溫度升至300度時開始緩慢進料以實現(xiàn)裝置熱啟動，當原生態(tài)的生物質(zhì)垃圾進入反應(yīng)釜后，逐漸加大熱量，使系統(tǒng)漸次達到正常生產(chǎn)運行所需溫度，并加大進料量建立熱場使裝置正常運行；初始化期間的啟動電流來自于電網(wǎng)；初始化期間加熱可采用以下二種方式第一，利用前期儲存于可燃氣儲罐44的裂解氣燃燒加熱臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜30 ；第二，燃燒外購的鋼瓶液化石油氣加熱臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜30 ；
初始化對反應(yīng)釜進行梯度加熱時，高溫煙氣的第一梯次溫度是600°C左右，最后一個梯次溫度是50-120°C ;所謂第一梯次溫度應(yīng)該是指的臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜30內(nèi)的溫度，所謂最后一個梯次溫度應(yīng)該是指的臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜6內(nèi)的溫度;(三)生物質(zhì)垃圾干餾裂解生物質(zhì)垃圾作為生產(chǎn)原料以半連續(xù)方式送入系列干餾裂解反應(yīng)釜，在封閉無氧環(huán)境下采用干餾裂解技術(shù)，通過加熱生物質(zhì)垃圾使組成生物質(zhì)垃圾的有機物大分子裂解轉(zhuǎn)化為小分子的油、氣、炭。該生物質(zhì)垃圾干餾裂解(三)進一步包括如下步驟(301)送料階段，放入生物質(zhì)料倉I的物料通過生物質(zhì)料倉I輸出端經(jīng)由物料提升 機2將物料送入料斗3 ；(302)加熱階段第一階段加熱，物料經(jīng)由1#隔氧除水計量喂料閥4進入臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜6內(nèi)，反應(yīng)釜轉(zhuǎn)速為5-120轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)釜內(nèi)溫度范圍50-95°C，較佳為80°C，停留時間O. 5-1個小時；第二階段加熱，物料經(jīng)由2#隔氧除水計量喂料閥12進入臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜14內(nèi)，反應(yīng)釜內(nèi)帶動第一推進機構(gòu)的傳動軸轉(zhuǎn)速為40-60轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)釜內(nèi)溫度范圍95-200°C，較佳為200°C，停留時間1-1. 5個小時；第三階段加熱，物料經(jīng)由3#隔氧除水計量喂料閥20進入臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜22內(nèi)，反應(yīng)釜內(nèi)帶動第二推進機構(gòu)的傳動軸轉(zhuǎn)速為40-60轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)釜內(nèi)溫度范圍200-450°C，較佳為400°C，停留時間1-1. 5個小時；第四階段加熱，物料經(jīng)由4#隔氧除水計量喂料閥28進入臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜30內(nèi)，反應(yīng)釜內(nèi)帶動第三推進機構(gòu)的傳動軸轉(zhuǎn)速為40-60轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)釜內(nèi)溫度范圍450-600°C，較佳為600°C，停留時間1-1. 5個小時；(303)處理儲存階段，處理儲存階段包括煙道尾氣處理階段，裂解氣油處理階段和炭粉處理階段三個部分；煙道尾氣處理階段由于冷態(tài)的有機廢棄物從裝置(主要指的反應(yīng)釜部分)的上部往下部流動，由燃燒產(chǎn)生的熱量及溫度較高的煙道尾氣由裝置(主要指的反應(yīng)釜部分)的下部往上部擴散，在此過程中發(fā)生充分的熱交換，有機廢棄物溫度不斷上升，并最終達到裂解所需的溫度得到裂解，煙道氣溫度不斷下降，最終排出臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜6時僅為50度左右；其步驟為步驟I、干餾裂解，煙道尾氣由下而上依次順序經(jīng)由反應(yīng)釜的4#煙道氣出口 35進入3#煙道氣進口及余熱利用管26，又從3#煙道氣出口 27進入2#煙道氣進口及余熱利用管18，再從2#煙道氣出口 19進入1#煙道氣進口及余熱利用管9，最后從1#煙道氣出口 10排出通過煙道尾氣輸送管道進入煙道氣回用排放系統(tǒng)11內(nèi)；步驟2、水相吸收，系統(tǒng)中用于加熱的煙道尾氣不直接對空排放，進入煙道氣回用排放系統(tǒng)11后的煙道尾氣經(jīng)水相吸收后排入垃圾儲存?zhèn)}；裂解氣油處理階段從反應(yīng)釜中出來的裂解氣經(jīng)過重油固體分離器37后分離得到了重質(zhì)裂解油、炭渣和水；含輕質(zhì)裂解油的裂解混合氣再進入油氣水分離罐39分離后，得到了輕質(zhì)裂解油、裂解氣和水；重油固體分離器37及油氣水分離罐39分離和提取裂解油、裂解氣的原理為通過降低裂解混合氣的溫度，使其中的水蒸氣冷凝為水，油蒸汽冷凝為裂解油，剩下的不可凝氣體主要為低碳的可燃氣；采取的方法為用冷卻水調(diào)節(jié)和控制重油固體分離器37及油氣水分離罐39的溫度，使裂解混合氣得以冷凝和分離，步驟如下重油固體分離器37操作步驟a)、將臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜14、臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜22、臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜30上的裂解氣出氣口與重油固體分 離器37上的裂解氣進氣管連接；b)、將重油固體分離器37上冷卻水進口與冷卻水系統(tǒng)相連接；C)、將重油固體分離器37的重質(zhì)油、炭渣、污水出口與重油固體分離收集罐38的進口相連接；d)、DCS集散控制系統(tǒng)46根據(jù)重油固體分離器37的溫度反饋信號，調(diào)節(jié)進入重油固體分尚器37的冷卻水溫度和水量；具體過程為將重油固體分離器37的溫度控制在50度±3度，溫度傳感器將溫度信號傳送至控制室，當溫度高于50度時，DCS集散控制系統(tǒng)46發(fā)出控制信號，加大冷卻水進水閥的閥門開度，增加冷卻水的進水量，使冷卻水水量從O. 61立方米/秒加大到I. 01立方米/秒；e)、DCS集散控制系統(tǒng)46根據(jù)重油固體分離收集罐38的料位反饋信號，開啟閥門排出重質(zhì)油、炭渣和污水；具體過程為將重油固體分離收集罐38的液位控制在80% ±5%，液位傳感器將液位信號傳送至控制室，當液位超過80%時，DCS集散控制系統(tǒng)46發(fā)出控制信號，打開重油固體分離收集罐38下部的閥門，排出重質(zhì)油、炭渣和污水；油氣水分離罐39操作步驟a)、將重油固體分離器37上的裂解氣出氣口與油氣水分離罐39上的裂解氣進氣管連接；b)、將油氣水分離罐39上冷卻水進口與冷卻水系統(tǒng)相連接；c)、將油氣水分離罐39的輕質(zhì)油輸出端與輕質(zhì)油儲罐40相連接；d)、將油氣水分離罐39的污水輸出端與污水處理池41相連接；e)、DCS集散控制系統(tǒng)46根據(jù)油氣水分離罐39的溫度反饋信號，調(diào)節(jié)進入油氣水分離罐39的冷卻水溫度和水量；具體過程為將油氣水分離罐39的溫度控制在40度±3度，溫度傳感器將溫度信號傳送至控制室，當溫度高于40度時，DCS集散控制系統(tǒng)46發(fā)出控制信號，加大冷卻水進水閥的閥門開度，增加冷卻水的進水量，使冷卻水水量從O. 61立方米/秒加大到I. 01立方米/秒；f)、DCS集散控制系統(tǒng)46根據(jù)輕質(zhì)油儲罐40的料位反饋信號，開啟閥門排出輕質(zhì)油；具體過程為將輕質(zhì)油儲罐40的液位控制在80 % ± 5 %，液位傳感器將將液位信號傳送至控制室，當液位超過80%時，DCS集散控制系統(tǒng)46發(fā)出控制信號，打開輕質(zhì)油儲罐40下部的閥門，排出輕質(zhì)油；
炭粉處理階段水下炭粉出料機42操作步驟a)、將臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜30上的炭粉出料口與水下炭粉出料機42進口管相連接；b)、將水下炭粉出料機42上的循環(huán)水進口與循環(huán)水系統(tǒng)相連接；c)、將水下炭粉出料機42上的炭粉漿液送至炭粉堆放庫儲存待用；炭粉壓制成型機43操作步驟a)、將炭粉堆放庫中的炭粉送至炭粉壓制成型機43上方自帶小料斗；b)、打開炭粉壓制成型機電源； C)、打開小料斗下部閥門；d)、炭粉壓制成型機43出口處收集已壓制成型的炭塊；e)、將炭塊裝入周轉(zhuǎn)箱運到指定堆場，向市場銷售；(304)循環(huán)使用階段，生物質(zhì)干餾裂解整個處理過程在裝置啟動后不需消耗外部能源，干餾裂解所需熱能通過燃燒裂解氣來獲得，生產(chǎn)裝置用電由裂解氣所發(fā)出的電來提供；裂解氣在干餾裂解過程中自用的實現(xiàn)步驟A)干餾裂解混合氣通過重油固體分離器37后，可燃氣得到初步分離；
B)初步分離的可燃氣經(jīng)過油氣水分離罐39后，得到精制和提純；C)精制提純后的低碳可燃氣進入可燃氣儲罐44儲存；D)由管道輸入可燃氣燃燒加熱系統(tǒng)(即可燃氣進口及加熱系統(tǒng)33)，通過燃燒可燃氣加熱臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜30 ； 裂解氣發(fā)電自用的實現(xiàn)步驟A)干餾裂解混合氣通過重油固體分離器37后，可燃氣得到初步分離；B)初步分離的可燃氣經(jīng)過油氣水分離罐39后，得到精制和提純；C)精制提純后的低碳可燃氣進入可燃氣儲罐44儲存；D)由管道將低碳可燃氣輸入燃氣發(fā)電機組45，通過發(fā)電給整個生產(chǎn)裝置提供電力。綜上所述,請參閱圖I、圖2、圖3、圖4、圖5所示,本發(fā)明由生物質(zhì)料倉、物料提升系統(tǒng)、臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜、臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜、臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜、臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜、隔氧除水計量喂料系統(tǒng)、干餾裂解氣體油氣水分離系統(tǒng)、干餾裂解固體產(chǎn)物炭粉的水下出料系統(tǒng)、炭粉壓制成塊系統(tǒng)、干餾裂解氣儲存及回用系統(tǒng)、干餾裂解氣發(fā)電系統(tǒng)、DCS集散控制系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)組成，包括生物質(zhì)料倉I、物料提升機2、煙道氣回用排放系統(tǒng)11、臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜6、臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜14、臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜22、臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜30、1#隔氧除水計量喂料閥4、2#隔氧除水計量喂料閥12、3#隔氧除水計量喂料閥20、4#隔氧除水計量喂料閥28、重油固體分離器37、重油固體分離收集罐38、油氣水分離罐39、輕質(zhì)油儲罐40、污水處理池41、水下炭粉出料機42、炭粉壓制成型機43、可燃氣儲罐44、燃氣發(fā)電機組45、DCS集散控制系統(tǒng)46、其中生物質(zhì)料倉I輸出端經(jīng)由物料提升機2將物料送入料斗3 ;料斗3出口經(jīng)由1#隔氧除水計量喂料閥4與臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜6的1#進料口 5相連接，連接方式為法蘭連接；臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜6的1#出料口 8經(jīng)由2#隔氧除水計量喂料閥12與臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜14的2#進料口相連接，連接方式為法蘭連接；臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜14的2#出料口 16經(jīng)由3#生物質(zhì)隔氧除水計量喂料閥20與臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜22的3#進料口 21相連接，連接方式為法蘭連接；臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜22的3#出料口 24經(jīng)由4#隔氧除水計量喂料閥28與臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜30的4#進料口 29相連接，連接方式為法蘭連接；臣卜式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜14的2#裂解氣出口 17、臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜22的3#裂解氣出口 25、臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜30的4#裂解氣出口 34與重油固體分離器37的輸入端相連接，連接方式為法蘭連接；重油固體分離器37的裂解氣輸出端與油氣水分離罐39的輸入端相連接，連接方式為法蘭連接；重油固體分離器37分離出的重油炭渣輸入到重油固體分離收集罐38 ;油氣水分離罐39的可燃氣輸出端與可燃氣儲罐44相連接，連接方式為法蘭連接；油氣水分離罐39的輕質(zhì)油輸出端與輕質(zhì)油儲罐40相連接；油氣水分離罐39的污水輸出端與污水處理池41相連接；可燃氣儲罐44的可燃氣輸出分為二路，一路與燃氣發(fā)電機組相連接，連接方式為法蘭連接，另一路與臥式翻動推進終極干餾 裂解反應(yīng)釜30的可燃氣進口及加熱系統(tǒng)33相連接，連接方式為法蘭連接；水下炭粉出料機42排出炭粉后經(jīng)由炭粉壓制成型機43壓制成型，將炭粉制成炭塊儲存后外售。臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜22有管道與系統(tǒng)安全閥36相連接，連接方式為法蘭連接；DCS集散控制系統(tǒng)46與物料提升機2、臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜6、臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜14、臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜22、臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜30、重油固體分離器37、油氣水分離罐39、可燃氣儲罐44有信號線相連接，反饋和發(fā)出控制信號。釜體6、14、22、30與傳動軸間為機械密封連接；傳動系統(tǒng)7與釜體6、傳動系統(tǒng)15與釜體14、傳動系統(tǒng)23與釜體22、傳動系統(tǒng)31與釜體30之間為齒輪傳動連接。所述的生物質(zhì)干餾裂解處理裝置的系列干餾裂解反應(yīng)釜6、14、22、30或為生物質(zhì)轉(zhuǎn)化處理高效濕熱釜或為其它煉制轉(zhuǎn)化爐。本發(fā)明的基本工藝特點及主要技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢有I、裂解可燃氣的自用和發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)干餾裂解整個處理過程不需消耗外部能源，干餾裂解所需熱能通過燃燒裂解氣來獲得，生產(chǎn)裝置用電由裂解氣所發(fā)出的電來提供。2、熱量綜合利用與低能耗技術(shù)本生物質(zhì)干餾裂解工程技術(shù)具有工藝流程短、設(shè)備少的特點，并采用梯度加熱技術(shù)和系統(tǒng)節(jié)能工藝，合理配置不同等級強度的加熱條件，充分利用煙道氣余熱，最終實現(xiàn)熱量的充分綜合利用與系統(tǒng)的低能耗。流程短、設(shè)備少、熱量充分利用能耗低是本技術(shù)能獲得成功的最關(guān)鍵因素。3、避免二次污染產(chǎn)生的工藝技術(shù)干餾裂解，在無氧環(huán)境下采用干餾裂解技術(shù)，使生物質(zhì)裂解轉(zhuǎn)化為油”、氣”、“炭”。由于系統(tǒng)無氧，生物質(zhì)干餾裂解處理過程中有效杜絕了“二噁英”和含重金屬離子污染的粉塵的基本生成條件，從源頭上控制了污染產(chǎn)生。水相吸收，系統(tǒng)中用于加熱的煙道尾氣不直接對空排放，進入煙道氣回用排放系統(tǒng)后經(jīng)水相吸收后對外排放；廢水綜合利用，生物質(zhì)干餾裂解處理產(chǎn)生的廢水采用生化、人工濕地等綜合技術(shù)進行處理，處理后的水質(zhì)達到三級標準全部進入生產(chǎn)系統(tǒng)回用，富裕部分作綠化中水用，廢水不對外排放；4、生物質(zhì)干餾裂解處理的計算機控制技術(shù)生物質(zhì)干餾裂解處理生產(chǎn)裝置采用DCS計算機集散控制系統(tǒng)，生產(chǎn)過程以集散型自動程序控制為主，人力為輔。5、生物質(zhì)干餾裂解物炭粉的水下出料及壓制成型技術(shù)生物質(zhì)經(jīng)干餾裂解后的最終產(chǎn)物炭粉(含金屬、無機物雜質(zhì))混合物由水下炭粉出料機分別排出炭粉、金屬、石塊等無機物，炭粉經(jīng)炭粉壓制成型機壓制成塊后，替代煤作為能源產(chǎn)品外售，分選出的金屬和石塊等也可作為產(chǎn)品外售。本發(fā)明的優(yōu)點是運用生物質(zhì)受熱干餾裂解原理，在不產(chǎn)生二次污染的情況下，將 人類的有機廢棄物轉(zhuǎn)化成“油”、“氣”、“炭”三態(tài)的能源物質(zhì)；裂解產(chǎn)生的可燃氣作為整個裝置的加熱熱源，部分發(fā)電供生產(chǎn)裝置使用，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的能量自平衡；本工程技術(shù)具有工藝流程短、設(shè)備少、能耗低、操作安全方便、檢維修容易等優(yōu)點。由于采用中低溫、常壓、低轉(zhuǎn)速的工藝設(shè)計，整個生產(chǎn)裝置對設(shè)備的材質(zhì)和制造要求較低，生產(chǎn)操作的危險性也較低；機械化、自動化程度較高，以集散型自動程序控制為主，人力為輔；生產(chǎn)過程安全可靠，環(huán)境整潔。本生物質(zhì)(垃圾)干餾裂解工藝為成套工業(yè)化技術(shù)，一般工廠的配置要求為I、生物質(zhì)(垃圾)前端處理工序主要包括有稱重計量系統(tǒng)、卸車平臺、大件垃圾分揀倉、儲存庫房、破碎工段、物料輸送系統(tǒng)、臭氣及污水收集系統(tǒng)等。2、干餾裂解系統(tǒng)主要包括有系列干餾裂解反應(yīng)釜、煙道氣回用排放系統(tǒng)、隔氧除水計量喂料閥、重油固體分離器、重油固體分離收集罐、油氣水分離罐、生產(chǎn)輔助機/泵/塔/罐等。3、裂解氣儲存回用系統(tǒng)主要包括有濕式浮頂氣罐、緩沖罐、污水收集系統(tǒng)、防爆型羅茨風機等。4、裂解氣自用和發(fā)電系統(tǒng)主要包括有燃氣發(fā)電機組、變配電設(shè)施、裂解氣燃燒加熱系統(tǒng)、以及必要的生產(chǎn)輔助機/泵/塔/罐等。5、干餾裂解產(chǎn)品系統(tǒng)主要包括水下炭粉出料機、炭粉壓制成型機、以及必要的生
產(chǎn)輔助機/泵/塔/罐等。6、變配電站主要包括內(nèi)外網(wǎng)變壓、穩(wěn)壓、配電、供電及自發(fā)電切換設(shè)施等。7、中央控制系統(tǒng)主要包括計算機集中控制系統(tǒng)(DCS/PLC)、現(xiàn)場儀表、門警系統(tǒng)、INTERLOCKING系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。8、給排水系統(tǒng)主要包括有循環(huán)水系統(tǒng)、污水收集系統(tǒng)、雨水收集排放系統(tǒng)、集中
水栗站等。9、消防系統(tǒng)主要包括有消防報警系統(tǒng)、可燃氣探測報警系統(tǒng)、滅火及噴淋系統(tǒng)、
聞壓水栗站等。10、污水處理主要包括污水收集池、污水處理設(shè)施等。11、生產(chǎn)生活管理部分主要包括生產(chǎn)管理綜合辦公樓、食堂、浴室、宿舍、倉庫等。12、廠區(qū)整體部分主要包括廠區(qū)圍墻、門衛(wèi)、道路、綠化等。
工廠基本建設(shè)條件及生產(chǎn)要素概況本生物質(zhì)(垃圾)干餾裂解處理裝置屬甲/丙類混合生產(chǎn)型，有一定的生產(chǎn)危險性，工程設(shè)計時按石油化工聯(lián)合裝置類考慮。處理能力為200噸/日的標準工廠總投資約為8000萬元人民幣，占地約為50畝。建設(shè)周期約為12個月。本生物質(zhì)(垃圾)干餾裂解處理裝置的基本設(shè)計及生產(chǎn)條件為I、每公斤垃圾平均熱值約為1000大卡。2、工廠需有外來供水水源，供水管道尺寸為DNl50。生活用水量為約為15噸/天。3、工廠周邊需有必要的雨排水管網(wǎng)。
4、工廠需配置500KVA電源供備用，正常生產(chǎn)時可發(fā)電自用，不需外電。生物質(zhì)(垃圾)干餾裂解生產(chǎn)裝置處理結(jié)果及分析根據(jù)工業(yè)化實驗示范裝置的生產(chǎn)試運行，本生物質(zhì)(垃圾)干餾裂解生產(chǎn)裝置的產(chǎn)出數(shù)據(jù)如下I、生物質(zhì)(垃圾)帶來的水約500公斤/噸2、裂解油約10 30公斤/噸生物質(zhì)(垃圾)3、裂解氣約50 120立方米/噸生物質(zhì)(垃圾)4、炭粉約2OO 3OO公斤/噸生物質(zhì)(垃圾)由于生物質(zhì)(垃圾)的組成存在著多變和不確定性，上述結(jié)果只是參考性指標。
權(quán)利要求
1.一種生物質(zhì)干餾裂解處理裝置，包括輸入部分，反應(yīng)釜部分，控制部分和處理輸出部分，其特征在于 所述的輸入部分由生物質(zhì)料倉(I)，物料提升機(2)和錐狀結(jié)構(gòu)的料斗(3)組成，該物料提升機(2)上設(shè)置有具有提升傳輸功能的線性傳送機構(gòu)，該生物質(zhì)料倉(I)位于該物料提升機⑵輸入端，該料斗⑶位于該物料提升機⑵輸出端，所述的輸出端高于所述的輸入端；該料斗(3)的底部通過法蘭與所述的反應(yīng)釜部分固定連接； 所述的反應(yīng)釜部分包括通過隔氧除水計量喂料閥連接成密封導(dǎo)通結(jié)構(gòu)的臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜￠)、臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜(14)、臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜(22)和臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜(30)； 所述的臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜(6)的釜體為中空的圓柱形結(jié)構(gòu)，該釜體一端設(shè)置有1#隔氧除水計量喂料閥(4)和與釜體密封連接導(dǎo)通的1#進料口(5)，另一端設(shè)置有1#出料口(8)和1#煙道氣進口及余熱利用管(9);沿釜體外表面緊固連接有至少一個環(huán)形齒環(huán)，該環(huán)形齒環(huán)通過齒輪與1#傳動系統(tǒng)(7)齒輪傳動連接；所述的1#隔氧除水計量喂料閥(4)的一端與所述料斗(3)的底部緊固連接，另一端與1#進料口(5)緊固連接；該臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜出)的釜體表面設(shè)置有1#煙道氣出口(10)； 所述的臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜(14)的釜體為中空的圓柱形結(jié)構(gòu)，該釜體一端設(shè)置有2#隔氧除水計量喂料閥(12)和與釜體密封連接導(dǎo)通的2#進料口(13)，另一端設(shè)置有2#出料口(16)、2#裂解氣出口(17)和2#煙道氣進口及余熱利用管(18);該釜體內(nèi)沿軸向設(shè)置有一個通過傳動軸驅(qū)動的第一推進機構(gòu)，該傳動軸與釜體一端機械密封連接固定，并通過齒輪與2#傳動系統(tǒng)(15)齒輪傳動連接；所述的2#隔氧除水計量喂料閥(12)的一端與所述1#出料口(8)緊固連接，另一端與2#進料口(13)緊固連接；該臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜(14)的釜體表面設(shè)置有2#煙道氣出口(19)； 所述的臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜(22)的釜體為中空的圓柱形結(jié)構(gòu)，該釜體一端設(shè)置有3#隔氧除水計量喂料閥(20)和與釜體密封連接導(dǎo)通的3#進料口(21)，另一端設(shè)置有3#出料口(24)、3#裂解氣出口(25)和3#煙道氣進口及余熱利用管(26);該釜體內(nèi)沿軸向設(shè)置有一個通過傳動軸驅(qū)動的第二推進機構(gòu)，該傳動軸與釜體一端機械密封連接固定，并通過齒輪與3#傳動系統(tǒng)(23)齒輪傳動連接；所述的3#隔氧除水計量喂料閥(20)的一端與所述2#出料口(16)緊固連接，另一端與3#進料口(21)緊固連接；該臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜(22)的釜體表面設(shè)置有3#煙道氣出口(27)； 所述的臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜(30)的釜體為中空的圓柱形結(jié)構(gòu)，該釜體一端設(shè)置有4#隔氧除水計量喂料閥(28)、與釜體密封連接導(dǎo)通的4#進料口(29)和可燃氣進口及加熱系統(tǒng)(33)，另一端設(shè)置有4#出料口(32)和4#裂解氣出口(34);該釜體內(nèi)沿軸向設(shè)置有一個通過傳動軸驅(qū)動的第三推進機構(gòu)，該傳動軸與釜體一端機械密封連接固定，并通過齒輪與4#傳動系統(tǒng)(31)齒輪傳動連接；所述的4#隔氧除水計量喂料閥(28)的一端與所述3#出料口(24)緊固連接，另一端與4#進料口(29)緊固連接；該臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜(30)的釜體表面設(shè)置有4#煙道氣出口(35)和系統(tǒng)安全閥(36)；所述的4#煙道氣出口(35)與該3#煙道氣進口及余熱利用管(26)密封連通；所述的3#煙道氣出口(27)與該2#煙道氣進口及余熱利用管(18)密封連通；所述的2#煙道氣出口(19)與該1#煙道氣進口及余熱利用管(9)密封連通；所述的1#煙道氣出口(10)與煙道氣回用排放系統(tǒng)(11)通過煙道尾氣輸送管道密封連通； 所述的處理輸出部分包括重油固體分離器(37)、重油固體分離收集罐(38)、油氣水分離罐(39)、輕質(zhì)油儲罐(40)、污水處理池(41)、水下炭粉出料機(42)、炭粉壓制成型機(43)和可燃氣儲罐(44);該重油固體分離器(37)上設(shè)置有裂解氣輸入端，裂解氣輸出端和重油炭渣排出口 ；該油氣水分離罐(39)上設(shè)置輸入端，可燃氣輸出端，輕質(zhì)油輸出端和污水輸出端； 所述的2#裂解氣出口(17)、3#裂解氣出口(25)和4#裂解氣出口(34)分別通過裂解氣管道與重油固體分離器(37)的裂解氣輸入端密封緊固連接，該重油固體分離器(37)的裂解氣輸出端通過管道與該油氣水分離罐(39)的輸入端密封緊固連接；所述的重油固體分離器(37)的重油炭渣排出口通過重油炭渣管道與該重油固體分離收集罐(38)密封連通； 所述的油氣水分離罐(39)的可燃氣輸出端通過可燃氣管道與可燃氣儲罐(44)密封緊 固連接；該油氣水分離罐(39)的輕質(zhì)油輸出端通過輕油管道與該輕質(zhì)油儲罐(40)密封緊固連接；該油氣水分離罐(39)的污水輸出端通過污水管道與污水處理池(41)連通； 所述的可燃氣儲罐(44)通過可燃氣管道分別與燃氣發(fā)電機組(45)和該可燃氣及加熱系統(tǒng)(33)連通； 所述的水下炭粉出料機(42)輸入端與排出炭粉的4#出料口(32)密封連通，輸出端連接該炭粉壓制成型機(43)； 所述的控制部分為由中央處理器組成的DCS集散控制系統(tǒng)(46)，該DCS集散控制系統(tǒng)(46)分別與該物料提升機(2)、臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜￠)、臥式翻動推進脫氧 預(yù)裂解反應(yīng)釜(14)、臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜(22)、臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜(30)、重油固體分離器(37)、重油固體分離收集罐(38)、油氣水分離罐(39)、輕質(zhì)油儲罐(40)、可燃氣儲罐(44)通過傳感器及信號線和控制線電性連接。
2.如權(quán)利要求I所述的生物質(zhì)干餾裂解處理裝置，其特征在于該臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜(6)為生物質(zhì)熱解轉(zhuǎn)化處理釜或為其它裂解轉(zhuǎn)化爐；該臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜(14)為生物質(zhì)熱解轉(zhuǎn)化處理釜或為其它裂解轉(zhuǎn)化爐；該臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜(22)為生物質(zhì)熱解轉(zhuǎn)化處理釜或為其它裂解轉(zhuǎn)化爐；該臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜(30)為生物質(zhì)熱解轉(zhuǎn)化處理釜或為其它裂解轉(zhuǎn)化爐。
3.如權(quán)利要求I所述的生物質(zhì)干餾裂解處理裝置，其特征在于該第一推進機構(gòu)，第二推進機構(gòu)和第三推進機構(gòu)為螺旋狀或階梯狀的扇葉結(jié)構(gòu)；該1#傳動系統(tǒng)(7), 2#傳動系統(tǒng)(15)，3#傳動系統(tǒng)(23)和4#傳動系統(tǒng)(31)均為分別安裝了減速機構(gòu)的單向或雙向步進電機。
4.如權(quán)利要求I所述的生物質(zhì)干餾裂解處理裝置，其特征在于該可燃氣進口及加熱系統(tǒng)(33)呈線性排列設(shè)置在該臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜(30)的底部。
5.一種使用權(quán)利要求I所述裝置進行生物質(zhì)干餾裂解處理的工藝方法，其特征在于，包括如下步驟(一)生物質(zhì)垃圾前端處理工序 步驟I.登記計量 由相關(guān)部門送來的生物質(zhì)垃圾，進入廠區(qū)后經(jīng)地磅稱重計量登記后送入庫房備用；步驟2.分揀破碎 操作人員將送來的生物質(zhì)垃圾中的大的石塊、金屬揀出后送入破碎機破碎，破碎后的生物質(zhì)垃圾長度在150mm至500mm之間,放入生物質(zhì)料倉⑴備用； 步驟3.臭氣、污水的收集和控制 生物質(zhì)垃圾堆放存儲區(qū)域采用氣幕和負壓控制技術(shù)，使臭氣不外泄，抽出的臭氣引入燃燒器作為供氧使用，對生物質(zhì)垃圾堆放存儲過程中產(chǎn)生的污水通過管道收集后送入污水處理系統(tǒng)； (二)初始化； 裂解工藝的前期初始化需要暖爐，以保證反應(yīng)釜設(shè)備在受熱后緩慢變形；約需3-4小時，當溫度升至300度時開始緩慢進料以實現(xiàn)裝置熱啟動，當原生態(tài)的生物質(zhì)垃圾進入反應(yīng)釜后，逐漸加大熱量，使系統(tǒng)漸次達到正常生產(chǎn)運行所需溫度，并加大進料量建立熱場使裝置正常運行；初始化期間的啟動電流來自于電網(wǎng)；初始化期間加熱可采用以下二種方式 第一，利用前期儲存于可燃氣儲罐(44)的裂解氣燃燒加熱臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜(30)； 第二，燃燒外購的鋼瓶液化石油氣加熱臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜(30)； 初始化對反應(yīng)釜進行梯度加熱時，高溫煙氣的第一梯次溫度是600°C左右，最后一個梯次溫度是50-120°C ； (三)生物質(zhì)垃圾干餾裂解 生物質(zhì)垃圾作為生產(chǎn)原料以半連續(xù)方式送入系列干餾裂解反應(yīng)釜，在封閉無氧環(huán)境下采用干餾裂解技術(shù)，通過加熱生物質(zhì)垃圾使組成生物質(zhì)垃圾的有機物大分子裂解轉(zhuǎn)化為小分子的油、氣、炭。
6.如權(quán)利要求5所述的生物質(zhì)干餾裂解處理的工藝方法，其特征在于，該生物質(zhì)垃圾干餾裂解(三)進一步包括如下步驟 (301)送料階段，放入生物質(zhì)料倉(I)的物料通過生物質(zhì)料倉(I)輸出端經(jīng)由物料提升機(2)將物料送入料斗(3)； (302)加熱階段 第一階段加熱，物料經(jīng)由1#隔氧除水計量喂料閥(4)進入臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜(6)內(nèi)，反應(yīng)釜轉(zhuǎn)速為5-120轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)釜內(nèi)溫度范圍50-95°C，停留時間O. 5-1個小時； 第二階段加熱，物料經(jīng)由2#隔氧除水計量喂料閥(12)進入臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜(14)內(nèi)，反應(yīng)釜內(nèi)帶動第一推進機構(gòu)的傳動軸轉(zhuǎn)速為40-60轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)釜內(nèi)溫度范圍95-200°C，停留時間1-1. 5個小時； 第三階段加熱，物料經(jīng)由3#隔氧除水計量喂料閥(20)進入臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜(22)內(nèi)，反應(yīng)釜內(nèi)帶動第二推進機構(gòu)的傳動軸轉(zhuǎn)速為40-60轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)釜內(nèi)溫度范圍200-450°C，停留時間1-1. 5個小時； 第四階段加熱，物料經(jīng)由4#隔氧除水計量喂料閥(28)進入臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜(30)內(nèi)，反應(yīng)釜內(nèi)帶動第三推進機構(gòu)的傳動軸轉(zhuǎn)速為40-60轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)釜內(nèi)溫度范圍450-600°C，停留時間1-1. 5個小時；(303)處理儲存階段，處理儲存階段包括煙道尾氣處理階段，裂解氣油處理階段和炭粉處理階段三個部分； 煙道尾氣處理階段由于冷態(tài)的有機廢棄物從裝置的上部往下部流動，由燃燒產(chǎn)生的熱量及溫度較高的煙道尾氣由裝置的下部往上部擴散，在此過程中發(fā)生充分的熱交換，有機廢棄物溫度不斷上升，并最終達到裂解所需的溫度得到裂解，煙道氣溫度不斷下降，最終排出臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜￠)時僅為50度左右；其步驟為 步驟I、干餾裂解，煙道尾氣由下而上依次順序經(jīng)由反應(yīng)釜的4#煙道氣出口(35)進入3#煙道氣進口及余熱利用管(26)，又從3#煙道氣出口(27)進入2#煙道氣進口及余熱利用管(18)，再從2#煙道氣出口(19)進入1#煙道氣進口及余熱利用管(9)，最后從1#煙道氣出口(10)排出通過煙道尾氣輸送管道進入煙道氣回用排放系統(tǒng)(11)內(nèi)； 步驟2、水相吸收，系統(tǒng)中用于加熱的煙道尾氣不直接對空排放，進入煙道氣回用排放系統(tǒng)(11)后的煙道尾氣經(jīng)水相吸收后排入垃圾儲存?zhèn)}； 裂解氣油處理階段從反應(yīng)釜中出來的裂解氣經(jīng)過重油固體分離器后分離得到了重質(zhì)裂解油、炭渣和水；含輕質(zhì)裂解油的裂解混合氣再進入油氣水分離罐分離后，得到了輕質(zhì)裂解油、裂解氣和水；重油固體分離器及油氣水分離罐分離和提取裂解油、裂解氣的原理為通過降低裂解混合氣的溫度，使其中的水蒸氣冷凝為水，油蒸汽冷凝為裂解油，剩下的不可凝氣體主要為低碳的可燃氣；采取的方法為用冷卻水調(diào)節(jié)和控制重油固體分離器及油氣水分離罐的溫度，使裂解混合氣得以冷凝和分離，步驟如下 重油固體分離器操作步驟 a)、將臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜、臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜、臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜上的裂解氣出氣口與重油固體分離器上的裂解氣進氣管連接； b)、將重油固體分離器上冷卻水進口與冷卻水系統(tǒng)相連接； C)、將重油固體分離器的重質(zhì)油、炭渣、污水出口與重油固體分離收集罐的進口相連接; d)、DCS集散控制系統(tǒng)根據(jù)重油固體分離器的溫度反饋信號，調(diào)節(jié)進入重油固體分離器的冷卻水溫度和水量； 具體過程為將重油固體分離器的溫度控制在50度±3度，溫度傳感器將溫度信號傳送至控制室，當溫度高于50度時，DCS集散控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號，加大冷卻水進水閥的閥門開度，增加冷卻水的進水量，使冷卻水水量從O. 61立方米/秒加大到I. 01立方米/秒； e)、DCS集散控制系統(tǒng)根據(jù)重油固體分離收集罐的料位反饋信號，開啟閥門排出重質(zhì)油、炭洛和污水； 具體過程為將重油固體分離收集罐的液位控制在80% ±5%，液位傳感器將液位信號傳送至控制室，當液位超過80%時，DCS集散控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號，打開重油固體分離收集罐下部的閥門，排出重質(zhì)油、炭渣和污水； 油氣水分離罐操作步驟 a)、將重油固體分離器上的裂解氣出氣口與油氣水分離罐上的裂解氣進氣管連接； b)、將油氣水分離罐上冷卻水進口與冷卻水系統(tǒng)相連接； c)、將油氣水分離罐的輕質(zhì)油輸出端與輕質(zhì)油儲罐相連接； d)、將油氣水分離罐的污水輸出端與污水處理池相連接；e)、DCS集散控制系統(tǒng)根據(jù)油氣水分離罐的溫度反饋信號，調(diào)節(jié)進入油氣水分離罐的冷卻水溫度和水量； 具體過程為將油氣水分離罐的溫度控制在40度±3度，溫度傳感器將溫度信號傳送至控制室，當溫度高于40度時，DCS集散控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號，加大冷卻水進水閥的閥門開度，增加冷卻水的進水量，使冷卻水水量從O. 61立方米/秒加大到I. 01立方米/秒； f)、DCS集散控制系統(tǒng)根據(jù)輕質(zhì)油儲罐的料位反饋信號，開啟閥門排出輕質(zhì)油； 具體過程為將輕質(zhì)油儲罐的液位控制在80% ±5%，液位傳感器將將液位信號傳送至控制室，當液位超過80%時，DCS集散控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號，打開輕質(zhì)油儲罐下部的閥門，排出輕質(zhì)油； 炭粉處理階段 水下炭粉出料機操作步驟 a)、將臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜上的炭粉出料口與水下炭粉出料機進口管相連接； b)、將水下炭粉出料機上的循環(huán)水進口與循環(huán)水系統(tǒng)相連接； c)、將水下炭粉出料機上的炭粉漿液送至炭粉堆放庫儲存待用； 炭粉壓制成型機操作步驟 a)、將炭粉堆放庫中的炭粉送至炭粉壓制成型機上方自帶小料斗； b)、打開炭粉壓制成型機電源； C)、打開小料斗下部閥門； d)、炭粉壓制成型機出口處收集已壓制成型的炭塊； e)、將炭塊裝入周轉(zhuǎn)箱運到指定堆場，向市場銷售； (304)循環(huán)使用階段，生物質(zhì)干餾裂解整個處理過程在裝置啟動后不需消耗外部能源，干餾裂解所需熱能通過燃燒裂解氣來獲得，生產(chǎn)裝置用電由裂解氣所發(fā)出的電來提供； 裂解氣在干餾裂解過程中自用的實現(xiàn)步驟 A)干餾裂解混合氣通過重油固體分離器后，可燃氣得到初步分離； B)初步分離的可燃氣經(jīng)過油氣水分離罐后，得到精制和提純； C)精制提純后的低碳可燃氣進入可燃氣儲罐儲存； D)由管道輸入可燃氣燃燒加熱系統(tǒng)，通過燃燒可燃氣加熱臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)爸; 裂解氣發(fā)電自用的實現(xiàn)步驟 A)干餾裂解混合氣通過重油固體分離器后，可燃氣得到初步分離； B)初步分離的可燃氣經(jīng)過油氣水分離罐后，得到精制和提純； C)精制提純后的低碳可燃氣進入可燃氣儲罐儲存； D)由管道將低碳可燃氣輸入燃氣發(fā)電機組，通過發(fā)電給整個生產(chǎn)裝置提供電力。
7.如權(quán)利要求6所述的生物質(zhì)干餾裂解處理的工藝方法，其特征在于，該加熱階段(302)中，所述的第一階段加熱中臥式翻動推進干燥初級脫氧反應(yīng)釜￠)內(nèi)溫度為80°C;所述的第二階段加熱中臥式翻動推進脫氧預(yù)裂解反應(yīng)釜(14)內(nèi)溫度為200°C ;所述的第三階段加熱中臥式翻動推進初級干餾裂解反應(yīng)釜(22)內(nèi)溫度為400°C;所述的第四階段加熱中臥式翻動推進終極干餾裂解反應(yīng)釜(30)內(nèi)溫度為600°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生物質(zhì)干餾裂解處理的裝置及工藝方法，屬于機械產(chǎn)品工業(yè)化處理裝置結(jié)構(gòu)及工藝的技術(shù)領(lǐng)域；包括輸入部分，反應(yīng)釜部分，控制部分和處理輸出部分，利用生物質(zhì)垃圾干餾裂解工藝技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的能量自平衡；本發(fā)明生物質(zhì)干餾裂解技術(shù)具有工藝流程短、設(shè)備少、能耗低、操作安全方便、檢維修容易等優(yōu)點。
文檔編號C10B21/10GK102816575SQ20121025668
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者孫勇偉, 張劍斌, 徐惠康 申請人:上海清平環(huán)?？萍加邢薰?br>