本技術(shù)涉及有機(jī)固廢熱解或氣化，尤其涉及一種有機(jī)固廢熱解炭的沸騰床氣化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在生產(chǎn)、生活和其他活動(dòng)中產(chǎn)生的喪失原有利用價(jià)值或者雖未喪失利用價(jià)值但被拋棄或者放棄的固態(tài)有機(jī)類物品和物質(zhì)，包括農(nóng)業(yè)有機(jī)廢物、工業(yè)有機(jī)廢物、市政有機(jī)垃圾。對(duì)有機(jī)固廢的資源化回收利用，可降低化石資源的消耗，降低碳排放。

2、現(xiàn)有技術(shù)中通常將有機(jī)固廢采用熱解制取合成氣的方式來實(shí)現(xiàn)碳轉(zhuǎn)化。因有機(jī)固廢的熱解溫度溫和，不易結(jié)焦，較有機(jī)固廢氣化制取合成氣更可靠；合成氣中一氧化碳的“碳”源來自有機(jī)固廢，不再由化石資源提供，合成氣中一氧化碳為有效氣，含量越高，有機(jī)固廢的利用價(jià)值也就越高，是實(shí)現(xiàn)有機(jī)固廢作為低碳化資源利用重要技術(shù)路線之一。因此有機(jī)固廢熱解處理過程中如何實(shí)現(xiàn)有機(jī)固廢中碳盡量轉(zhuǎn)化為一氧化碳成為關(guān)鍵。同時(shí)，有機(jī)固廢在進(jìn)行熱解時(shí)，有機(jī)物中的碳與無機(jī)鹽形成熱解后的固體產(chǎn)物，即為熱解炭。對(duì)于熱解炭的利用也成為影響碳轉(zhuǎn)化率的關(guān)鍵。

3、對(duì)于熱解炭的處理常見的將其作為燃料燃燒或通過氣化處理。申請(qǐng)?zhí)枮閏n201710978118.5，公開了一種生物質(zhì)熱解聯(lián)產(chǎn)高品質(zhì)熱解氣和生物炭的工藝，主要由生物質(zhì)連續(xù)熱解炭化、熱解氣和焦油部分氧化、熱解氣和焦油氣化重整、生物炭運(yùn)輸、熱解氣回用燃燒供熱工序組成，其中，熱解氣組成以co2、h2、ch4、co、水蒸氣等氣體組分為主，進(jìn)而通過co2和水蒸氣與生物炭反應(yīng)生成co、h2等可燃?xì)饨M分，以提高生物質(zhì)中的炭的轉(zhuǎn)化率。然而，該專利中雖有部分生物炭向一氧化碳轉(zhuǎn)化，但其最終仍以獲取較高品質(zhì)生物炭為目的，雖然也能體現(xiàn)有機(jī)固廢低碳性，但與通過一氧化碳制取的綠色甲醇等相比產(chǎn)品低質(zhì)。

4、此外，申請(qǐng)?zhí)枮閏n201610203935.9，公開了固體燃料流化床熱解氣化燃燒分級(jí)轉(zhuǎn)化裝置及方法，申請(qǐng)?zhí)枮閏n201811618739.3，公開了一種生物質(zhì)熱解氣化制合成氣的方法及系統(tǒng)，上述兩個(gè)專利均將熱解和氣化結(jié)合，但都采用氧氣和水蒸氣作為氣化劑，生成一氧化碳和氫氣，因氣化反應(yīng)中不可避免會(huì)生成二氧化碳賆進(jìn)入合成成氣中，最終在合成氣凈化中脫除排放，而這部分碳仍然是源自于有機(jī)固廢中，致使這部分碳沒有實(shí)現(xiàn)高質(zhì)化利用。同時(shí)，由于在氣化反應(yīng)中采用的是常溫或中溫(溫度一般在150℃-250℃之間)氣化劑，這在氣化劑在氣化過程中升溫，一定程度上消耗了熱量，降低了熱效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述至少一個(gè)技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出一種有機(jī)固廢熱解炭的沸騰床氣化系統(tǒng)，通過經(jīng)熱解裝置加熱后的二氧化碳和氧氣作為氣化劑與熱解碳在沸騰床氣化爐內(nèi)發(fā)生歧化反應(yīng)，并通過控制二氧化碳和氧氣的供氣量，實(shí)現(xiàn)熱解炭最大轉(zhuǎn)化為一氧化碳，解決了傳統(tǒng)方式中熱解炭化率低以及氣化劑升溫消耗熱量，造成熱效率低的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

3、一種有機(jī)固廢熱解炭的沸騰床氣化系統(tǒng)，包括：熱解裝置、沸騰床氣化爐、供氣裝置、熱載體循環(huán)裝置以及凈化裝置；

4、所述熱解裝置通過第一排渣管路與所述沸騰床氣化爐相連通，用于將有機(jī)固廢經(jīng)所述熱解裝置熱解后的熱解渣輸送至所述沸騰床氣化爐內(nèi)；

5、所述供氣裝置的出氣口通過氣化劑管路與所述沸騰床氣化爐的進(jìn)氣口連通，用于將所述供氣裝置內(nèi)二氧化碳和氧氣組成的氣化劑經(jīng)所述熱解裝置內(nèi)設(shè)有的余熱回收器加熱后輸送至所述沸騰床氣化爐內(nèi)，吹動(dòng)所述熱解渣懸浮并與所述熱解渣中的熱解炭反應(yīng)；通過減少氣化劑升溫消耗熱量從而提高熱解炭的轉(zhuǎn)化率；

6、所述沸騰床氣化爐的出氣口通過合成氣管路與所述凈化裝置的進(jìn)氣口連通，用于將所述沸騰床氣化爐內(nèi)反應(yīng)后的合成氣及其攜帶的灰渣輸送至所述凈化裝置內(nèi)，經(jīng)所述凈化裝置凈化分離出的二氧化碳通過二氧化碳回收管路輸送至所述供氣裝置；

7、所述沸騰床氣化爐通過第二排渣管路與所述熱載體循環(huán)裝置連通，用于將所述沸騰床氣化爐內(nèi)氣化渣輸送至所述熱載體循環(huán)裝置內(nèi)；

8、所述凈化裝置通過第三排渣管路與所述熱載體循環(huán)裝置連通，用于將分離出的所述灰渣輸送至所述熱載體循環(huán)裝置；

9、所述熱載體循環(huán)裝置通過管路與所述熱解裝置連通，用于將氣化渣和灰渣中分離出石英沙熱載體輸送至所述熱解裝置內(nèi)循環(huán)使用。

10、優(yōu)選地，所述供氣裝置包括用于儲(chǔ)存二氧化碳的二氧化碳緩沖罐、用于儲(chǔ)存氧氣的氧氣緩沖罐以及用于二氧化碳和氧氣混合均勻的混氣罐；所述二氧化碳緩沖罐和所述氧氣緩沖罐分別通過二氧化碳管路和氧氣管路與所述混氣罐連通。

11、優(yōu)選地，所述沸騰床氣化爐下部外側(cè)套設(shè)固定有環(huán)形管，所述環(huán)形管上環(huán)形陣列有若干與所述沸騰床氣化爐連通的噴嘴。

12、優(yōu)選地，所述噴嘴數(shù)量為4-16個(gè)。

13、優(yōu)選地，所述余熱回收器通過氣化劑管路分別與所述混氣罐出氣口和所述環(huán)形管的進(jìn)氣口連通。

14、優(yōu)選地，所述沸騰床氣化爐內(nèi)設(shè)有用于測(cè)量溫度的測(cè)溫裝置。

15、優(yōu)選地，所述二氧化碳管路和所述氧氣管路上分別設(shè)有用于調(diào)節(jié)二氧化碳和氧氣流量的第一調(diào)節(jié)閥和第二調(diào)節(jié)閥。

16、優(yōu)選地，所述測(cè)溫裝置、第一調(diào)節(jié)閥以及第二調(diào)節(jié)閥均與控制系統(tǒng)連接。

17、優(yōu)選地，所述第一排渣管路、第二排渣管路以及第三排渣管路上均設(shè)有返料閥。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果：

19、本實(shí)用新型通過經(jīng)熱解裝置加熱后的二氧化碳和氧氣作為氣化劑與熱解碳在沸騰床氣化爐內(nèi)發(fā)生歧化反應(yīng)，利用熱解裝置內(nèi)的余熱提高氣化劑溫度，使得氣化劑無須吸收過多熱解炭與氧氣燃燒釋放出的熱量，從而使得氣化反應(yīng)更易發(fā)生。同時(shí)，通過控制二氧化碳和氧氣的供氣量，可實(shí)現(xiàn)熱解炭最大化轉(zhuǎn)為一氧化碳。通過將熱解炭氣化后的合成氣經(jīng)凈化裝置凈化分離出的二氧化碳再次輸送至供氣裝置循環(huán)使用，進(jìn)一步提高了熱解炭的轉(zhuǎn)化利用率。

20、本實(shí)用新型通過在沸騰床氣化爐下部設(shè)置環(huán)形管以及若干與沸騰床氣化爐連通的噴嘴，使得沸騰床氣化爐內(nèi)的熱解炭在噴嘴噴出的氣流作用下處于懸浮狀態(tài)，便于氣化劑與其充分反應(yīng)，提高了反應(yīng)速率。

技術(shù)特征：

1.一種有機(jī)固廢熱解炭的沸騰床氣化系統(tǒng)，其特征在于，包括：熱解裝置(1)、沸騰床氣化爐(2)、供氣裝置、熱載體循環(huán)裝置(6)以及凈化裝置(7)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種有機(jī)固廢熱解炭的沸騰床氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述供氣裝置包括用于儲(chǔ)存二氧化碳的二氧化碳緩沖罐(3)、用于儲(chǔ)存氧氣的氧氣緩沖罐(4)以及用于二氧化碳和氧氣混合均勻的混氣罐(5)；所述二氧化碳緩沖罐(3)和所述氧氣緩沖罐(4)分別通過二氧化碳管路(14)和氧氣管路(15)與所述混氣罐(5)連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種有機(jī)固廢熱解炭的沸騰床氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述沸騰床氣化爐(2)下部外側(cè)套設(shè)固定有環(huán)形管(16)，所述環(huán)形管(16)上環(huán)形陣列有若干與所述沸騰床氣化爐(2)連通的噴嘴(17)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種有機(jī)固廢熱解炭的沸騰床氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述噴嘴(17)數(shù)量為4-16個(gè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種有機(jī)固廢熱解炭的沸騰床氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述余熱回收器(18)通過氣化劑管路(9)分別與所述混氣罐(5)出氣口和所述環(huán)形管(16)的進(jìn)氣口連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種有機(jī)固廢熱解炭的沸騰床氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述沸騰床氣化爐(2)內(nèi)設(shè)有用于測(cè)量溫度的測(cè)溫裝置(19)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種有機(jī)固廢熱解炭的沸騰床氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述二氧化碳管路(14)和所述氧氣管路(15)上分別設(shè)有用于調(diào)節(jié)二氧化碳和氧氣流量的第一調(diào)節(jié)閥(20)和第二調(diào)節(jié)閥(21)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種有機(jī)固廢熱解炭的沸騰床氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)溫裝置(19)、第一調(diào)節(jié)閥(20)以及第二調(diào)節(jié)閥(21)均與控制系統(tǒng)(22)連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種有機(jī)固廢熱解炭的沸騰床氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述第一排渣管路(8)、第二排渣管路(12)以及第三排渣管路(13)上均設(shè)有返料閥(23)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及有機(jī)固廢熱解或氣化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種有機(jī)固廢熱解炭的沸騰床氣化系統(tǒng)，包括：熱解裝置、沸騰床氣化爐、供氣裝置、熱載體循環(huán)裝置以及凈化裝置；熱解裝置與沸騰床氣化爐相連通，供氣裝置的出氣口與沸騰床氣化爐的進(jìn)氣口連通，沸騰床氣化爐的出氣口與凈化裝置的進(jìn)氣口連通，經(jīng)凈化裝置凈化分離出的二氧化碳輸送至供氣裝置；沸騰床氣化爐與熱載體循環(huán)裝置連通，凈化裝置與熱載體循環(huán)裝置連通，熱載體循環(huán)裝置與熱解裝置連通。本技術(shù)通過控制二氧化碳和氧氣的供氣量，促進(jìn)熱解炭最大轉(zhuǎn)化為一氧化碳，提高熱解炭的轉(zhuǎn)化率，經(jīng)凈化裝置凈化分離出的二氧化碳再次循環(huán)使用，進(jìn)一步提高了熱解炭的轉(zhuǎn)化利用率。

技術(shù)研發(fā)人員：馬雪華,王麗華,朱禹,胡海霞,范義華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津興唐建筑工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240417
技術(shù)公布日：2024/11/28