本發(fā)明屬于能源環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種外熱式熱解燃燒一體化裝置及方法，特別是對有機(jī)物熱解燃燒處理實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的近零排放，并回收其中蘊(yùn)藏的資源。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人類物質(zhì)生活的提高，造成了大量有機(jī)廢物的產(chǎn)出，且產(chǎn)生量日益龐大，有機(jī)廢物進(jìn)行無害化處理難度大、成本高，普通處理方式會造成環(huán)境污染。而且，有機(jī)廢物在回收利用方面具有很大的價值，特別是在世界范圍內(nèi)能源面臨枯竭的情況下，意義更加深遠(yuǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種外熱式熱解燃燒一體化裝置及方法，將熱解與燃燒在不同反應(yīng)器內(nèi)同時進(jìn)行，燃燒過程放出的熱量以外熱的形式對熱解過程提供能量，旨在實(shí)現(xiàn)對有機(jī)物近零排放的同時回收其內(nèi)蘊(yùn)含的能源。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種外熱式熱解燃燒一體化裝置，包括原料倉、進(jìn)料裝置、回轉(zhuǎn)窯熱解裝置5、熱解渣倉6、爐排爐燃燒裝置7、空氣預(yù)熱器8、熱解揮發(fā)產(chǎn)物回收裝置9和煙氣凈化裝置10；

所述的原料倉包括高粘度有機(jī)物原料倉1和低粘度有機(jī)物原料倉2；

所述的進(jìn)料裝置包括推射式進(jìn)料裝置3和螺旋式進(jìn)料裝置4，高粘度有機(jī)物原料倉1通過推射式進(jìn)料裝置3與回轉(zhuǎn)熱解裝置5相連，低粘度有機(jī)物原料倉2通過螺旋式進(jìn)料裝置4與回轉(zhuǎn)熱解裝置5相連；其中，高粘度有機(jī)物原料倉1的外部設(shè)有加熱裝置17；

所述的回轉(zhuǎn)熱解裝置5和爐排爐燃燒裝置7設(shè)置在一個箱體中，爐排爐燃燒裝置7位于回轉(zhuǎn)熱解裝置5下方；

所述的回轉(zhuǎn)熱解裝置5的熱解揮發(fā)產(chǎn)物出口22與冷凝裝置a11的熱解揮發(fā)產(chǎn)物進(jìn)口24相連，有機(jī)物熱解過程中生成的熱解揮發(fā)產(chǎn)物進(jìn)入冷凝裝置a11中；回轉(zhuǎn)熱解裝置5的熱解渣出口21通過熱解渣倉6與爐排燃燒裝置7相連，有機(jī)物熱解過程中生成的熱解渣在熱解渣倉6內(nèi)調(diào)整出料比例后，再送入爐排爐燃燒裝置7，回轉(zhuǎn)熱解裝置5外增設(shè)有延展受熱面42，通過延展受熱面42調(diào)整熱解渣燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣的走向并保證充分換熱；

所述的爐排爐燃燒裝置7的煙氣出口23與空氣預(yù)熱器8相連，熱解渣燃燒過程中生成的煙氣經(jīng)煙氣出口23進(jìn)入空氣預(yù)熱器8進(jìn)行間壁式或蓄熱式加熱；爐排爐燃燒裝置7的底部設(shè)置灰渣出口40，用于排出爐排爐燃燒裝置7內(nèi)的灰渣；

所述的空氣預(yù)熱器8與冷凝裝置b14的煙氣進(jìn)口31相連，換熱后的煙氣送入冷凝裝置b14內(nèi)；

所述的落料裝置6包括可移動擋板20及旋轉(zhuǎn)卸料閥21，通過可移動擋板20及旋轉(zhuǎn)卸料閥21調(diào)整進(jìn)入爐排燃燒裝置7內(nèi)的熱解渣量；

所述的熱解揮發(fā)產(chǎn)物回收裝置9包括冷凝裝置a11、熱解油回收裝置12和熱解氣回收裝置13；冷凝裝置a11內(nèi)布有換熱裝置a29，冷凝裝置a11下部設(shè)有排油口30，排油口30與熱解油回收裝置12相連通，冷凝的熱解油通過排油口30進(jìn)入熱解油回收裝置12回收；冷凝裝置a11通過熱解氣出口25與熱解氣回收裝置13相連，冷凝裝置a11內(nèi)的熱解氣經(jīng)熱解氣出口25進(jìn)入熱解氣回收裝置13進(jìn)行回收；

所述的煙氣凈化裝置10包括冷凝裝置b14、除塵裝置15和脫酸裝置16；冷凝裝置b14內(nèi)布有換熱裝置b33，冷凝裝置b14的底部設(shè)有除灰小門39，冷凝裝置b14的冷凝煙氣出口32與除塵裝置15的入口相連，除塵裝置15的除塵煙氣出口36與脫酸裝置16的入口相連，脫酸裝置16上設(shè)有脫酸煙氣出口37和中性廢液出口38，處理合格后的煙氣經(jīng)脫酸煙氣出口37排入大氣，被脫除的酸性氣體以中性廢棄液的形式經(jīng)中性廢棄液出口38排出；

所述的加熱裝置17包括過熱蒸汽入口18和冷水出口19，冷水出口19與冷凝裝置a11上的冷水進(jìn)口26相連，冷水在冷凝裝置a11內(nèi)與熱解揮發(fā)產(chǎn)物經(jīng)過間接換熱后變成熱水，冷凝裝置a11設(shè)有熱水出口27，熱水出口27與冷凝裝置b14的熱水進(jìn)口34相連，換熱后的熱水進(jìn)入冷凝裝置b14與煙氣進(jìn)行間接換熱生成過熱蒸汽，冷凝裝置b14設(shè)有過熱蒸汽出口35，過熱蒸汽出口35與加熱裝置17上的過熱蒸汽入口18相連，換熱后的過熱蒸汽通過管道和過熱蒸汽入口18進(jìn)入加熱裝置17提供新的高溫?fù)Q熱工質(zhì)，以此循環(huán)；

所述的冷凝裝置a11設(shè)有補(bǔ)水口28，當(dāng)整個熱解燃燒過程中有水損失時，外界水通過冷凝裝置a11的補(bǔ)水口28送入冷凝裝置a11中進(jìn)行補(bǔ)充。

所述的熱解氣回收裝置13通過供氣口41與爐排燃燒裝置7相連，當(dāng)整套工藝能量供給不足時，供氣口41開啟，熱解氣回收裝置13內(nèi)的部分可燃?xì)庾鳛檠a(bǔ)充燃料經(jīng)供氣口41送入爐排燃燒裝置7中；

一種外熱式熱解燃燒一體化的方法，步驟如下：

ⅰ進(jìn)料階段：低粘度有機(jī)物原料倉2內(nèi)的低粘度有機(jī)物經(jīng)螺旋進(jìn)料裝置4送入回轉(zhuǎn)窯熱解裝置5；高粘度有機(jī)物原料倉1內(nèi)的高粘度有機(jī)物經(jīng)加熱熔化后由推射進(jìn)料裝置3以噴射狀送入回轉(zhuǎn)窯熱解裝置5，防止高粘度有機(jī)物在回轉(zhuǎn)窯熱解裝置內(nèi)部發(fā)生積聚現(xiàn)象；

ⅱ燃燒及熱解階段：經(jīng)空氣預(yù)熱器8加熱后的高溫空氣送入爐排爐燃燒裝置7作為熱解渣的燃燒介質(zhì)，熱解渣在爐排爐燃燒裝置7中邊移動邊進(jìn)行燃燒反應(yīng)，反應(yīng)生成高溫?zé)煔饧盎以?，高溫?zé)煔忭樦诱故軣崦鎸?dǎo)向流動，流動過程中高溫?zé)煔鈱剞D(zhuǎn)窯熱解裝置5內(nèi)的有機(jī)物進(jìn)行間接加熱，同時回轉(zhuǎn)窯熱解裝置5自身不斷轉(zhuǎn)動保證受熱均勻，有機(jī)物發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生熱解揮發(fā)產(chǎn)物及熱解渣，熱解揮發(fā)產(chǎn)物中的重質(zhì)焦油冷凝吸附于熱解渣表面，剩余高品質(zhì)熱解揮發(fā)產(chǎn)物送入熱解揮發(fā)產(chǎn)物回收裝置9的冷凝裝置a11中，熱解渣經(jīng)熱解渣倉6調(diào)整出料比例后送入爐排爐燃燒裝置7；熱解揮發(fā)產(chǎn)物與換熱裝置a29內(nèi)的冷水進(jìn)行間接換熱，使熱解揮發(fā)產(chǎn)物迅速降溫至50℃以下，熱解揮發(fā)產(chǎn)物中的熱解油由于冷凝液化成液滴狀，經(jīng)排油口進(jìn)入熱解油回收裝置12，剩余的熱解氣經(jīng)熱解氣出口25送入熱解氣回收裝置13，換熱裝置a29內(nèi)的水經(jīng)換熱后溫度升高，經(jīng)熱水出口27送入換熱裝置b33熱水進(jìn)口34；延展受熱面42的出口煙氣與換熱裝置b33內(nèi)的熱水進(jìn)行間接換熱，煙氣被降溫至120-200℃以下后送入除塵裝置15，除塵后的煙氣經(jīng)除塵煙氣出口36進(jìn)入脫酸裝置16進(jìn)行脫除酸性氣體，處理合格后的煙氣經(jīng)脫酸煙氣出口37排入大氣，被脫除的酸性氣體以中性廢棄液的形式經(jīng)中性廢棄液出口38排出，換熱裝置b33內(nèi)的熱水經(jīng)換熱后生成過熱蒸汽，過熱蒸汽送入加熱夾套17的過熱蒸汽入口18，提供高溫?fù)Q熱工質(zhì)；

ⅲ連續(xù)運(yùn)行階段：重復(fù)ⅰ、ⅱ步驟，實(shí)現(xiàn)整套裝置的連續(xù)運(yùn)行。

所述的，當(dāng)整套工藝能量供給不足時，供氣口41開啟，熱解氣回收裝置13內(nèi)部分可燃?xì)庾鳛檠a(bǔ)充燃料經(jīng)供氣口41送入爐排爐燃燒裝置7。

本發(fā)明的有益效果：

(1)利用熱解過程中有機(jī)硫、硫鐵礦硫及燃料氮的賦存形態(tài)及遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物中有機(jī)硫、硫鐵礦硫內(nèi)含有的硫以h2s形式脫出，同時實(shí)現(xiàn)有機(jī)物中燃料氮以n2形式排出，尾氣無需除nox工藝。

(2)通過熱解燃燒相結(jié)合工藝，實(shí)現(xiàn)整套工藝的能量自持，并回收其中的高品質(zhì)熱解油及熱解氣。

附圖說明

圖1為外熱式熱解燃燒一體化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1高粘度有機(jī)物原料倉；2低粘度有機(jī)物原料倉；3推射進(jìn)料裝置；

4螺旋進(jìn)料裝置；5回轉(zhuǎn)窯熱解裝置；6熱解渣倉；7爐排爐燃燒裝置；

8空氣預(yù)熱器；9熱解揮發(fā)產(chǎn)物回收裝置；10煙氣凈化裝置；11冷凝裝置a；

12熱解油回收裝置；13熱解氣回收裝置；14冷凝裝置b；15除塵裝置；

16脫酸裝置；17加熱夾套；18過熱蒸汽入口；19冷水出口；20可移動擋板；

21熱解渣出口；22熱解揮發(fā)產(chǎn)物出口；23煙氣出口；24熱解揮發(fā)產(chǎn)物進(jìn)口；

25熱解氣出口；26冷水進(jìn)口；27熱水出口；28補(bǔ)水口；29換熱裝置a；

30排油口；31煙氣進(jìn)口；32冷凝煙氣出口；33換熱裝置b；34熱水進(jìn)口；

35過熱蒸汽出口；36除塵煙氣出口；37脫酸煙氣出口；38中性廢液出口；

39除灰小門；40灰渣出口；41供氣口；42延展受熱面。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和技術(shù)方案，進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

整套裝置工作開始階段，將高溫空氣通入爐排爐燃燒裝置7中，將待處理的有機(jī)物放入回轉(zhuǎn)窯熱解裝置5中，高溫空氣在爐排爐燃燒裝置7中邊移動邊進(jìn)行燃燒反應(yīng)，反應(yīng)生成高溫?zé)煔饧盎以?，高溫?zé)煔忭樦诱故軣崦?2導(dǎo)向流動，流動過程中高溫?zé)煔鈱剞D(zhuǎn)窯熱解裝置5內(nèi)的有機(jī)物料進(jìn)行間接加熱，同時回轉(zhuǎn)窯熱解裝置自身不斷轉(zhuǎn)動保證受熱均勻，有機(jī)物發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生熱解揮發(fā)產(chǎn)物及熱解渣，熱解揮發(fā)產(chǎn)物中重質(zhì)焦油于回轉(zhuǎn)窯熱解裝置5內(nèi)冷凝并吸附于熱解渣表面，其余高品質(zhì)熱解揮發(fā)產(chǎn)物經(jīng)熱解揮發(fā)產(chǎn)物出口22送入冷凝裝置a11，冷凝裝置a11內(nèi)布有換熱裝置a29，熱解揮發(fā)產(chǎn)物流通于換熱裝置a29外，冷水流通于換熱裝置a29內(nèi)，通過間接換熱形式冷水將熱解揮發(fā)產(chǎn)物迅速降溫至50℃以下，熱解揮發(fā)產(chǎn)物中的熱解油由于冷凝液化成液滴狀并通過自身重力送入熱解油回收裝置12，剩余熱解氣經(jīng)熱解氣出口25送入熱解氣回收裝置13，換熱裝置a29內(nèi)的冷水經(jīng)換熱后溫度升高由熱水出口27送入冷凝裝置b14；由可移動擋板20調(diào)整熱解渣在回轉(zhuǎn)窯熱解裝置5內(nèi)的停留時間，熱解渣由熱解渣出口21送入熱解渣倉6，經(jīng)熱解渣倉6調(diào)整出料比例后送入爐排爐燃燒裝置7，熱解渣在爐排爐燃燒裝置7中進(jìn)行燃燒反應(yīng)，反應(yīng)生成高溫?zé)煔饧盎以?，高溫?zé)煔饪蔀榛剞D(zhuǎn)窯熱解裝置5內(nèi)有機(jī)物熱解過程連續(xù)提供能量，灰渣由灰渣出口40排出；換熱后的高溫?zé)煔庀人腿肟諝忸A(yù)熱器8對空氣進(jìn)行預(yù)熱，再送入冷凝裝置b14，冷凝裝置b14內(nèi)布有換熱裝置b33，水流通換熱裝置b33內(nèi)，煙氣流通于換熱裝置b33外，通過間接換熱的形式煙氣被降溫至200℃以下后送入除塵裝置15，除塵后的煙氣經(jīng)除塵煙氣出口36進(jìn)入脫酸裝置16進(jìn)行脫除酸性氣體，處理合格后的煙氣經(jīng)脫酸煙氣出口37排入大氣，被脫除的酸性氣體以中性廢棄液的形式經(jīng)中性廢棄液出口38排出，換熱裝置b33內(nèi)的水經(jīng)換熱后生成過熱蒸汽，經(jīng)過熱蒸汽出口35送入加熱夾套17，提供新的高溫?fù)Q熱工質(zhì)；低粘度有機(jī)物/高粘度有機(jī)物連續(xù)送入回轉(zhuǎn)窯熱解裝置5內(nèi)進(jìn)行熱解處理，熱解過程中再次回收熱解揮發(fā)產(chǎn)物排出熱解渣，熱解渣在爐排爐燃燒裝置7內(nèi)又進(jìn)行燃燒處理，不斷提供高溫?zé)煔?，以此循環(huán)。若整套工藝能量供給不足時，供氣口40開啟，熱解氣回收裝置13內(nèi)部分可燃?xì)庾鳛檠a(bǔ)充燃料經(jīng)供氣口41送入爐排爐燃燒裝置7。

以上所述只是本發(fā)明外熱式熱解燃燒一體化裝置及方法的實(shí)施方式之一，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以采用其他類型的反應(yīng)器做出替換，這些替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本外熱式熱解燃燒一體化裝置物料適用范圍廣，如生物質(zhì)、化石燃料等，特別是對目前難處理的諸如低階煤、生活垃圾、含油污泥有良好的處理效果。