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一种生物质低温无氧裂解处理装置及处理方法

2021-02-16 15:27:23

一种生物质低温无氧裂解处理装置及处理方法

  技术领域

  本发明涉及生物质处理技术领域,具体涉及一种生物质低温无氧裂解处理装置及处理方法。

  背景技术

  现有城市生活垃圾处理主要是通过焚烧、填埋、高温气化等处理方法,这些处理方法会对环境造成严重二次污染,给人类的身体健康造成很大危害。而将生物质(包括生活垃圾)废弃物转化为资源,是目前解决废弃物的最佳方式,但是目前缺乏有效的设备和方法。

  生物质裂解转化法主要对秸秆粉末、木屑等单一类特征的生物质废弃物通过裂解转化来获得少量的生物油等能源产品,该技术目前主要存在的问题是工艺不能连续运行,只能小规模的单次处理,无法满足现有城市废弃物的处理需求。

  发明内容

  为此,本发明提供一种生物质低温无氧裂解处理装置及处理方法,以解决现有技术中生物质热解法能耗高、有害物质难以处理的问题,以及缺少实现生物质裂解转化法大规模应用的装置的问题。

  为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

  该生物质低温无氧裂解处理装置包括生物质预处理装置、烘干装置、螺旋挤压机、裂解处理装置、加热装置、尾气处理装置、生物质裂解气体处理装置和出碳装置,烘干装置分别通过螺旋挤压机连接生物质预处理装置和裂解处理装置,烘干装置的尾气出口还连接尾气处理装置,裂解处理装置连接加热装置,裂解处理装置的气体出口连接生物质裂解气体处理装置,裂解处理装置的固体物料出口连接出碳装置。

  进一步地,所述的生物质预处理装置设置在预处理车间,预处理车间通过风机连接尾气处理装置;

  生物质预处理装置包括生物质收集池、初级破碎机、生物质金属磁选机、生物质滚筒筛选机、二级破碎机和螺旋挤水机,生物质收集池与初级破碎机之间设有抓料机,初级破碎机、生物质金属磁选机与生物质滚筒筛选机依次连接,生物质滚筒筛选机的粗料出口通过二级破碎机连接螺旋挤水机,生物质滚筒筛选机的细料出口连接螺旋挤水机,螺旋挤水机的出口连接物料储存池,物料储存池通过抓料机连接称重机构。该技术的工艺方法产生的气体与碱性水液化学反应后通过喷淋、过滤、净化后达标排放,尾气处理装置包括脱硫塔,烘干装置产生的尾气由烘干装置上方一端尾气排气口排出,由高温引风机通过管道将尾气从脱硫塔底部进气口进入脱硫塔,脱硫塔底部为存液区,安装一台侧搅拌器,脱硫塔的塔体中部安装有三层喷淋布水装置,两层除雾器,三层反冲洗装置,脱硫塔内安装有多层且每层均有多个喷头,无死角喷洒碱性水雾,尾气进入脱硫塔后通过各级喷淋装置极大增加了与碱性水喷液的接触面积,尾气中的残存颗粒会被彻底清除,尾气中所含的硫与碱相遇并发生变化,尾气通过三级喷淋装置与由上而下的碱性水液、泡沫、尾气充分混合,多次发生化学反应,尾气中的残留颗粒与硫被全部净化后再通过等离子除臭装置后达到排放标准要求。

  进一步地,所述的裂解处理装置包括多个串联设置的裂解反应釜,裂解反应釜筒体为两个不同直径的同心卧式双层双筒中空圆筒体,裂解反应釜外筒体与外筒体连接相通,内筒体与内筒体连接相通,上下相互相通串联组成,包括筒体以及固定在筒体两端的封头,相邻两个裂解反应釜之间以及裂解反应釜的筒体与封头之间设有波形金属膨胀节。

  进一步地,所述的出碳装置包括出碳箱、导热碳箱和绞龙碳冷却装置,出碳箱通过第一出碳绞龙连接导热碳箱,导热碳箱通过第二出碳绞龙连接绞龙炭冷却装置,绞龙炭冷却装置连接筛选机,筛选机还依次连接有生物质金属磁选机和有色金属仓库,导热碳箱与烘干装置之间设有换热装置,筛选机连接碳仓库,生物质金属磁选机连接碳渣仓库。

  进一步地,所述的烘干装置装置包括烘干绞龙和烘干滚筒,烘干绞龙设置在烘干滚筒入口一侧,烘干绞龙的生物质进料口一端开设有热气入口,热气进入烘干绞龙内随物料向前推进从出料口排出直接进入烘干滚筒内对物料继续烘干直至从尾气出气口排出,尾气出气口连接尾气处理装置,烘干绞龙内的绞龙片和绞龙筒体有间隔设置,热气入口通过换热装置连接出碳装置,烘干滚筒的夹层热气入口连接裂解处理装置。

  进一步地,所述的生物质预处理装置还连接有污水处理装置;污水处理装置包括依次连接的预处理装置﹕生物活性炭净化处理和炭过滤装置,第一反渗透装置、脱气塔和第二反渗透装置,第一反渗透装置为DTRO碟管式处理装置,污水处理后的浓缩液送入裂解反应釜进行裂解处理。

  进一步地,所述的生物质裂解气体处理装置包括依次连接的三相分离器、冷凝器、油水分离器、脱硫脱氢装置、污水净化装置和水循环池,三相分离器连接有重油储油罐,冷凝器分别连接有轻油、重油储油罐,油水分离器分别连接轻油储油罐和燃气气包,燃气气包与裂解处理装置的加热机构连接。

  生物质低温无氧裂解处理装置的处理方法包括以下步骤:

  1),生物质预处理装置收集待裂解处理的生物质原料,对生物质原料进行破碎和有色金属分选,分选出来的有色金属直接送入有色金属储存仓,分选后的生物质原料通过筛选机进行分选,分选出来的细料直接送入螺旋挤水机,通过挤水后直接送入物料储存池。分选出来的粗料送入二次破碎机进行破碎后送入螺旋挤水机进行挤水,物料储存池与皮带电子秤之间设置有抓料机,皮带电子秤与螺旋挤压机连接,螺旋挤压机将生物质原料送入烘干装置;

  2),烘干装置对生物质原料进行烘干并通过螺旋挤压机送入裂解处理装置;

  3),烘干后的生物质原料在裂解处理装置内进行裂解反应,裂解气体送入生物质裂解气体处理装置进行处理,物料通过裂解处理后变成炭直接进入出碳装置,裂解处理装置加热所需要的燃料取自生物质裂解气体处理装置净化处理后的可燃气体。

  进一步地,所述的烘干装置装置包括烘干绞龙和烘干滚筒,烘干绞龙设置在烘干滚筒入口一侧,烘干绞龙内温度为100~150℃,绞龙轴转速30~150转/分钟,烘干筒体内的温度在80~120℃,筒体转速为20~120转/分,物料在筒体内停留时间为30~60分钟。

  进一步地,所述的裂解处理装置包括多个裂解反应釜,裂解反应釜的筒体包括内筒体和外筒体,在内筒体与外筒体之间形成反应釜夹层,裂解反应釜内设有空心轴以及设置在空心轴上的螺旋桨叶;空心轴的轴头伸出外筒体,裂解反应釜封头外侧设有轴承座,轴头通过轴承连接轴承座,轴头和轴承座连接有水冷却装置;

  多个裂解反应釜包括由下至上依次串联设置的第一裂解反应釜、第二裂解反应釜、第三裂解反应釜和第四裂解反应釜;第一裂解反应釜连接加热机构,加热机构产生的热气依次流经第一裂解反应釜、第二裂解反应釜、第三裂解反应釜和第四裂解反应釜通过反应釜夹层;热气从反应釜夹层的夹层热气出气口排出后进入烘干滚筒;

  第四裂解反应釜内温度为200~300℃,釜内空心轴和螺旋桨叶转速为30~80转/分,物料在釜内停留时间:1~1.5小时,物料经过第四裂解反应釜烘干裂解后从釜底底部一端出料口排出直接进入第三裂解反应釜上方一端进料口进入釜内继续裂解处理;

  第三裂解反应釜釜内温度在300~400℃,釜内空心轴和螺旋桨叶转速为30~80转/分,物料在釜内停留时间:1.5~2个小时,物料经过第三裂解反应釜进行裂解处理后,从釜底底部一端出料口排出直接进入第二裂解反应釜上方一端进料口进入釜内继续裂解处理;

  第二裂解反应釜釜内温度在400~500℃,釜内空心轴和螺旋桨叶转速为30~80转/分,物料在釜内停留时间:2~2.5个小时,物料经过第二裂解反应釜进行裂解处理后,从釜底底部一端出料口排出直接进入第一裂解反应釜上方一端进料口进入继续裂解处理;

  第一裂解反应釜釜内温度为500~600℃,釜内空心轴和螺旋桨叶转速为30~80转/分,物料在釜内停留时间:2.5~3小时。物料经过第你一裂解反应釜进行裂解处理炭化后,从釜底底部一端出炭口排出直接进入出炭装置。

  本发明具有如下优点:

  本发明生物质低温无氧裂解处理装置及处理方法,在烘干装置前面和烘干装置后面,分别设计安装了螺旋挤压机,利用螺旋挤压机对物料的二次挤压增加了物料的密实度,达到了二次隔氧密闭效果。使整个烘干和裂解过程在全密闭无氧状态下进行的,保证了整个烘干和裂解过程安全、环保、无二次污染,降低了能耗,而且利用该装置能够实现连续处理生物质原料,实现生物质裂解转化法的大规模应用。

  该装置全封闭负压状态下运行,生物质在预处理过程中产生的废气由车间上方安装了多个废气排放口由高压引风机通过管道把预处理车间吸收的废气送到尾气处理装置通过除臭净化后达标排放。

  裂解处理装置技术设计了多个反应釜串连并用,内外筒体上下互通,使设备能24小时连续运行进行裂解处理,提高了裂解处理产量和质量。并利用波形金属膨胀节能有效消除裂解处理装置在高温下工作,热涨冷缩产生的引力,延长设备使用寿命。

  该生物质低温无氧裂解处理方法能将所有生物质完全裂解,把生物质中有害物质处理干净,通过裂解处理后排出的油、气、炭全部达到国家排放标准,回收循环使用,利益最大化。

  附图说明

  为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是示例性的,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

  本说明书所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

  图1为本发明实施例1提供的一种生物质低温无氧裂解处理装置的示意图;

  图2为本发明实施例1螺旋挤压机的示意图;

  图3为烘干装置的示意图;

  图4为本发明实施例1裂解处理装置的示意图;

  图5为本发明实施例1第一裂解反应釜的结构示意图;

  图6为本发明实施例1第二裂解反应釜的结构示意图;

  图7为本发明实施例1第三裂解反应釜的结构示意图;

  图8为本发明实施例1第四裂解反应釜的结构示意图;

  图9为本发明实施例1出碳装置的示意图;

  图中:1-生物质收集池2-抓料机3-风机4-初级破碎机5-生物质金属磁选机6-生物质滚筒筛选机7-二次破碎机8-螺旋挤水机9-物料储存池10-皮带电子秤11-螺旋挤压机12-烘干绞龙13-烘干滚筒14-尾气排气口15-尾气处理装置16-第一裂解反应釜17-第二裂解反应釜18-第三裂解反应釜19-第四裂解反应釜20-波形金属膨胀节21-加热机构22-三相分离器23-冷凝器24-油水分离器25-脱硫脱氢装置26-污水净化装置27-水循环池28-换热装置29-重油储油罐30-轻油储油罐31-燃气气包32-燃气发电机33-污水收集池34-污水预处理机构35-污水过滤装置36-活性炭净化处理装置37-碳过滤装置38-第一反渗透装置39-脱气塔40-第二反渗透装置41-碳箱42-第一出碳绞龙43-导热碳箱44-第二出碳绞龙绞龙冷却装置45-碳滚筒筛选机46-碳渣金属磁选机47-有色金属仓库48-碳粉仓库49-碳渣仓库50-外筒体51-内筒体52-反应釜夹层53-空心轴54-螺旋桨叶55-挡料板56-导料板57-燃烧床58-燃烧室59-调节阀60-燃气喷嘴61-锥形挤压筒体62-螺旋轴63-进料口64-出料口65-刀片66-出水网孔67-密封保压段68-轴承69-绞龙碳冷却装置70-水冷却装置。

  具体实施方式

  以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。

  参见图1,该生物质低温无氧裂解处理装置包括生物质预处理装置、烘干装置、螺旋挤压机11、裂解处理装置、加热装置、尾气处理装置15、生物质裂解气体处理装置和出碳装置,烘干装置分别通过螺旋挤压机11连接生物质预处理装置和裂解处理装置,烘干装置的尾气出口还连接尾气处理装置15,裂解处理装置连接加热装置,裂解处理装置的气体出口连接生物质裂解气体处理装置,裂解处理装置的固体物料出口连接出碳装置。

  生物质预处理装置设置在预处理车间,预处理车间通过风机3连接尾气处理装置15。经过尾气处理装置15除臭、净化处理后达标排放,有效的控制了在预处理过程中所产生的有害气体不向外排放,减少了二次排放污染。该技术的工艺方法产生的气体与碱性水液化学反应后通过喷淋、过滤、净化后达标排放,尾气处理装置15包括脱硫塔,烘干装置产生的尾气由烘干装置上方一端尾气排气口排出,由高温引风机通过管道将尾气从脱硫塔底部进气口进入脱硫塔,脱硫塔底部为存液区,安装一台侧搅拌器,脱硫塔的塔体中部安装有三层喷淋布水装置,两层除雾器,三层反冲洗装置,脱硫塔内安装有多层且每层均有多个喷头,无死角喷洒碱性水雾,尾气进入脱硫塔后通过各级喷淋装置极大增加了与碱性水喷液的接触面积,尾气中的残存颗粒会被彻底清除,尾气中所含的硫与碱相遇并发生变化,尾气通过三级喷淋装置与由上而下的碱性水液、泡沫、尾气充分混合,多次发生化学反应,尾气中的残留颗粒与硫被全部净化后再通过等离子除臭装置后达到排放标准要求。

  生物质预处理装置包括生物质收集池1、生物质金属磁选机5、生物质滚筒筛选机6、初级破碎机4、二级破碎机7和螺旋挤水机8,生物质收集池1与初级破碎机4之间设有抓料机2,初级破碎机4、生物质金属磁选机5与生物质滚筒筛选机6依次连接,生物质滚筒筛选机6的粗料出口通过二级破碎机7连接螺旋挤水机8,生物质滚筒筛选机6的细料出口直接连接螺旋挤水机8,螺旋挤水机8的出口通过皮带输送机连接物料储存池9,物料储存池9通过抓料机2连接皮带电子秤10。生物质金属磁选机5为涡流金属磁选机。

  生物质收集后使用专用运输车送达生物质收集池1,生物质收集池1主要功能是用于生物质收集后集中堆放,临时储存,等待处理。收集池为长方形的立体仓储,收集池的大小是根据该裂解处理装置的日处理量来决定的,生物质收集池1底部设计有物料渗滤液收集槽、渗滤液等汇聚到池内集中用污水泵送入收集池,通过污水处理装置处理达标后循环使用。

  抓料机2是安装在生物质收集池1和物料储存池9的池左边内侧中间位置,抓料机2是由电机带动,机械臂液压传动,根据物料探测仪传输的信号,把池内物料按照设定的速度抓到皮带输送机料斗里,由皮带输送机把物料均匀地送入破碎机进料口进行破碎,该装置自动化程度高(无需人员现场操作,减少污染物对人体的伤害),操作灵活、方便快捷、可操控。

  初级破碎机4和二级破碎机7均为双轴双驱对滚式破碎机,包括机座、机身、电机、减速机、轴承、主轴、刀片、梳刀器、进料斗、出料口、配电柜等组成。初级破碎粗破选用动力90KW—132KW的电机两台,二级破碎细破选用动力55KW—75KW电机两台,刀具:则采用全进口刀具,粗破要求规格为30mm~300mm,细破要求规格为30mm~100mm,粗破破碎产量20吨/小时,细破破碎产量15吨/小时,该装置是采用两组进口刀具错开对滚设计,有两台同功率电机在同速度、同频率的相对方向旋转,由电机带动减速机传动两组刀片相对方向转动,破碎机上方设有进料料斗,进料料斗安装在破碎机进料口上方,物料进入进料料斗后进行撕碎,破碎后的物料在破碎机下方出料口排出,进入输送机料斗,由输送机送入涡流金属磁选机进行磁选,优点:扭力大、撕碎力强、破碎产量高、维修操控方便,一般金属类进入机械工作状态都可以有效的切断、破碎。遇到特大、且超大强硬的金属物件时,该装置会启动自动保护功能进而引发自动报警和自动停机装置,等待和提醒工作人员检查处理。

  皮带输送机由输送支架、输送带、电机、减速机、传动滚轮、托轮、压轮、皮带调解螺栓等配件组成,该装置是一种物料传输装置,把物料从一端输送到另一端,皮带输送机的一端皮带上方设有进料料斗,输送支架两端安装有传动滚轮,支架中间安装有多个托轮,支架一端的下方安装有压轮和皮带调节螺栓,输送带安装在传动滚轮和托轮上围绕一圈,输送机架一端安装有电机和减速机等传动装置,物料进入皮带输送机进料料斗后,由传动装置带动传动滚轮,再有传动滚轮带动输送带,把进料料斗里的物料通过输送带送到指定位置,物料是从皮带输送机一端的尾部直接排出。具有运输量大、结构简单易操控、维修方便等优点。

  涡流金属磁选机安装在初级破破碎机4与生物质滚筒筛选机6之间,两端有皮带输送机连接,包括:机架、护罩、分料板、输送带、振动给料、输送驱动滚筒、分选磁辊、出料口、传动装置、控制柜等。该装置是一种新型的金属分选设备,是利用导体在高变磁场感应来对物料进行跳跃式分离,能够精确地从物料中把有色金属分选出来有皮带输机直接送入有色金属仓库47。分选出来的物料有皮带输送机直接送入滚筒式筛选机。具有操作简单、安装方便、适应性强、分辨率高、磁选性能稳定持久。

  生物质滚筒筛选机6为圆形滚筒。包括滚筒筛支架、滚筒筛选机外壳、滚筒筛网、轴、轴承、传动装置、进料口、细料出料口、粗料出料口等。该装置为圆形滚筒筛网,滚筒筛网安装在滚筒筛支架上,滚筒筛安装有倾斜度,滚筒筛高的一端顶部设有进料料斗,滚筒筛外面有防尘外壳,滚筒筛底部设有细料出料口,滚筒筛尾部设有粗料出料口,滚筒筛一端下方安装有传动装置,由传动装置带动滚动筛旋转,物料进入进料口由滚筒筛旋转带动物料翻滚采用按规定要求设计的金属网片滚筒筛进行有效分选,从进料口到出料口把粗料和细料初步分选,分选后的粗料从滚筒式筛选机尾部粗料出料口排出由皮带输送机送入破碎机料斗,进行二次破碎(细碎)后直接进入螺旋挤水机8,分选出来的细料由滚筒式筛选机底部下方出料口排出由皮带输送机进入螺旋挤水机8料斗里。

  螺旋挤水机8包括机架、圆筒体、螺旋轴、轴承、传动装置、进料斗、出料口等。该装置的圆筒体内部为锥形设计。圆筒体上方一端设有进料口,圆筒体的尾部设有出料口,圆筒体底部设有多个网孔,网孔下方设有出水口,出水口用管道连接,直接把挤出的污水排入污水池,圆筒体一端安装有传动装置。物料从进料口进入后由螺旋轴传动装置带动旋转,把物料向前推进,通过锥形圆筒体在螺旋轴把物料进行挤压,物料中的水分随之被挤出,挤出后的污水从出水口排出,由污水泵通过管道把污水送入污水收集池33,经过污水处理装置处理达标后循环使用,经过挤压后的物料直接进入物料储存池9。该装置主要功能是把物料中原有的水分挤出。缩短物料的烘干时间,加速物料的裂解。其优点在于:操作简单、维修成本低、产量高等。

  物料储存池9是一种长方体储存池,由生物质收集后通过粗破、磁选、细破、挤水等前道预处理后直接进入物料储存池,零时堆放,等待处理。物料储存池是为了满足烘干装置和裂解装置的不间断供料而设计的,保证设备的正常运行。主要作用是物料零时储存、周转、均匀供给等。

  皮带电子秤10是根据生物质裂解处理装置及物料的特定要求而专门设计的。包括料斗、皮带、输送机机架、传动滚筒、托轮、压轮、电子计量称、传动装置、调节拉紧螺栓、控制箱等。该装置是一种通过皮带传输物料来称重计量的装置,是安装在物料储存池9与螺旋挤压机11之间,在皮带电子秤10一端的皮带上方设有进料料斗,输送支架两端安装有传动滚轮,输送支架中间位置皮带下方安装有电子秤,输送支架一端安装有传动装置,输送带安装在传动滚轮和支架上围绕一圈。由抓料机2把物料储存池9内的物料抓到电子皮带称料斗里输送到皮带电子秤10上进行称重计量,按照设定的时间段来计算进入绞龙烘干装置的物料计重将统计的数据传回中控室,操作人员根据进入的物料数量、温度、随时调整和掌控进料的速度和绞龙烘干装置及烘干滚筒13的运行情况,称重计量后的物料直接进入螺旋挤压机11料斗里。

  参见图2,螺旋挤压机11包括锥形挤压筒体61、螺旋轴62、驱动装置、刀片65、进料口63、出料口64等。锥形挤压筒体61一端上侧设有进料口63,另一端下侧设有出料口64,锥形挤压筒体61内径沿进料口63至出料口64方向逐渐减小,螺旋轴62设置在锥形挤压筒体61内,螺旋轴62上设有叶片。进料口63上方安装有料斗,锥形挤压筒体底部设有出水网孔66,物料通过挤压后,污水从出水网孔66流出,经出水口排出。出水口与管道连接,把污水送入污水收集池33,螺旋轴62靠近出料口64的尾部大约有一米左右无叶片的光轴,光轴所在锥形挤压筒体61为密封保压段67,主要起到隔断外界氧气,防止氧气进入釜内和釜内气体不向外泄露,该设备保证了物料进入烘干滚筒13、裂解反应釜是在无氧密闭的状态下。驱动装置带动螺旋轴旋转,在螺旋轴的旋转推动下沿轴向前推进,前进过程中物料受变化的螺距作用下形成巨大的挤压力,使物料在外力的作用下挤压成型。当物料挤压出出料口64时,出料口安装有刀片65,当物料挤出出料口时直接顶在刀片65上,在挤压力的作用下通过刀片65把物料分开后直接进入下一级设备,物料分开后变小有利于物料快速烘干和裂解。此优势在于:进料均匀,隔氧密封性好,操作简单。该装置能均匀定量进料。

  参见图3,烘干装置包括烘干绞龙12和烘干滚筒13,烘干绞龙12设置在烘干滚筒13入口一侧。其中烘干绞龙12包括绞龙筒体、绞龙轴、轴承、进料料斗、传动装置、热气入口,绞龙轴通过轴承设置在绞龙筒体内,烘干绞龙12安装在烘干滚筒13进料一侧,安装有倾斜角度,最大坡度为90度。筒体外设有保温层,绞龙筒体低端进料口与生物质预处理装置的螺旋挤压机11出料口连接,绞龙筒体高端尾部出料口与烘干滚筒13进料口连接,绞龙筒体低端进料口边上设有热气入口,热气入口与热风管用法兰连接,由导热流体换热装置28把导热炭箱里的余热由换热装置28置换出来,置换出来的余热通过热风管导入绞龙筒体的热气入口,供物料预热烘干。传动装置带动绞龙轴把物料自下向上顺着螺旋绞龙片按螺旋轴旋转方向向上推进,直至物料排出出料口进入烘干滚筒13,热气顺着物料前进的方向对物料进行预热烘干直至进入烘干滚筒13内。该烘干绞龙12设计安装有热气入口,充分利用炭余热通过导热流体换热装置28把炭余热置换出来供物料预热烘干。绞龙轴上的绞龙片与圆筒体留有一定的空间使物料与热气充分接触,物料随着绞龙轴向前翻滚时与热风直接接触使物料中的水份大量蒸发,加速物料烘干,绞龙筒体为全密闭无氧状态。

  烘干滚筒13包括烘干筒体,烘干筒体转动设置在托轮上,驱动装置带动烘干滚筒13旋转,烘干滚筒13内设有挡料板和导料板,挡料板设置在靠近出口一端,导料板均匀设置在烘干筒体内,烘干滚筒13的进料口连接烘干绞龙12,出料口通过螺旋挤压机11连接裂解处理装置。烘干筒体外侧设有夹层热气入口,夹层的热气入口连接裂解处理装置的热气出口,烘干滚筒一端上方设有烘干尾气排气口14,尾气排气口14连接尾气处理装置15。烘干滚筒13在运行过程中是全密闭无氧状态。烘干筒体与两端封头之间增设了波形金属膨胀节20,主要作用是烘干滚筒13在高温下运行温度对筒体产生的引力通过该装置来调节或消除筒体引力。保护筒体在运行过程中不变形、不开裂,延长烘干滚筒13筒体的使用寿命。

  烘干筒体还可以单层筒体,由引风机3把热气送入筒体内与物料直接接触,充分利用了热能与物料的直接接触,达到快速烘干的效果。其优点:烘干时间短、产量高、操作简单。也可以是三层筒体,外面有两层筒体是镶嵌式圆筒体形成夹层,夹层内设计有螺旋风道,由高温引风机3从裂解反应釜夹层52热气出口把热气送入烘干滚筒13左边筒体顶端封头热气入口,热气进入螺旋风道后顺着螺旋风道循环使用加热,烘干滚筒外面安装有保温层,保证筒体内温度均匀受热,其优点:节能保温、操作安全、可调控性强。

  尾气处理装置15包括脱硫塔,烘干装置产生的尾气由烘干装置上方一端尾气排气口排出,由高温引风机通过管道将尾气从脱硫塔底部进气口进入脱硫塔,脱硫塔底部为存液区,安装一台侧搅拌器,脱硫塔的塔体中部安装有三层喷淋布水装置,两层除雾器,三层反冲洗装置,脱硫塔内安装有多层且每层均有多个喷头,无死角喷洒碱性水雾,尾气进入脱硫塔后通过各级喷淋装置极大增加了与碱性水喷液的接触面积,尾气中的残存颗粒会被彻底清除,尾气中所含的硫与碱相遇并发生变化,尾气通过三级喷淋装置与由上而下的碱性水液、泡沫、尾气充分混合,多次发生化学反应,尾气中的残留颗粒与硫被全部净化后再通过等离子除臭装置后达到排放标准要求。

  参见图4,裂解处理装置包括多个串联设置的卧式裂解反应釜,裂解反应釜包括筒体以及固定在筒体两端的封头,相邻两个裂解反应釜之间以及裂解反应釜的筒体与封头之间设有波形金属膨胀节20,使设备能24小时连续运行进行裂解处理,提高了裂解处理产量和质量。并利用波形金属膨胀节20能有效消除裂解处理装置在高温下工作,热涨冷缩产生的引力,延长设备使用寿命。

  多个裂解反应釜包括由下至上依次串联设置的第一裂解反应釜16、第二裂解反应釜17、第三裂解反应釜18和第四裂解反应釜19;第一裂解反应釜16连接加热机构21,加热机构21产生的热气依次流经第一裂解反应釜16、第二裂解反应釜17、第三裂解反应釜18和第四裂解反应釜19的反应釜夹层52。该装置釆用低温无氧裂解处理技术不用筛选,不用分类在处理过程中无二次污染。

  参见图5,第一裂解反应釜16的筒体包括内筒体51和外筒体50,在内筒体51与外筒体50之间形成反应釜夹层52,裂解反应釜内设有空心轴53以及设置在空心轴53上的螺旋桨叶54;空心轴53两端轴承在高温下工作直接影响到轴承的使用寿命和设备的正常运行,现有技术一直无法解决,该装置在设备结构设计上把轴承座和轴承68移到第一裂解反应釜16两端封头外侧安装,空心轴53两端的轴头伸出第一裂解反应釜16外侧后连接轴承座,另外在轴承座和两端轴头上设计有进出水孔,安装有水冷却装置70,通过水循环冷却处理,保证了轴承使用寿命。该装置在结构设计上反应釜内外筒体50两端与两端内外封头之间设计安装了波形金属膨胀节20和裂解反应釜上下进出料口设计安装了波形金属膨胀节20,这样设计有效地消除了裂解反应釜在高温下工作热涨冷缩对筒体产生引力,延长了裂解反应釜的使用寿命。该装置内外筒体50中间夹层设计安装了螺旋风道,由第一裂解反应釜16底部加热装置加热后热气进入夹层螺旋风道顺着螺旋风道对裂解反应釜内筒体51进行加热,螺旋风道的设计使热气在釜体内的停留时间延长,充分利用热能,保证了釜内温度,快速升温,加速物料裂解。

  裂解反应釜的筒体包括两个不同直径的同心圆卧式圆筒体,安装在机座上固定不转动。内外圆筒体两端与封头中间安装由波形金属膨胀节20,相互之间用法兰连接。筒体夹层中间设计有螺旋风道。波形金属膨胀节20两端釆用法兰连接,可单个或者多个波形金属膨胀节20叠加连接使用。该装置安装在裂解反应釜19内外圆筒体两端与封头中间和筒体上下方一端进出料口的中间位置,筒体两端波形金属膨胀节20外侧安装由封头,相互之间用法兰连接。波形金属膨胀节20主要作用是裂解反应釜釜体在高温下运行温度对筒体产生的引力通过该装置来调节或消除筒体引力。保护釜体在运行过程中不变形、不开裂,延长裂解反应釜釜体的使用寿命。

  第一裂解反应釜16筒体上方一端设计有进料口,进料口与第二裂解反应釜17出料口连接,中间安装有波形金属膨胀节,波形金属膨胀节两端是用法兰连接,第一裂解反应釜16上方一端设有夹层热气出口,夹层热气出气口与第二裂解反应釜17进气口直接连接,出炭口与炭箱连接,中间安装有波形金属膨胀节,波形金属膨胀节两端是用法兰连接,第一裂解反应釜16下方设有加热机构21,加热热气进入裂解反应釜夹层螺旋风道自下向上对第一裂解反应釜16内筒体加热,然后从第一裂解反应釜16上方一端夹层热气出气口排出,整个裂解反应釜釜内在运行过程中必须要保证釜内全密闭无氧状态。

  裂解反应釜内的空心轴53为无缝钢管焊接加工而成,轴的两端设计为实心轴,中间为空心轴53,轴的两端实心轴头处安装有进口耐高温轴承,轴承68安装在轴承座内,轴承座安装在釜体两端封头外侧,轴承座和轴的两端轴头各设有两个水孔,两孔相连,一个孔为进水孔,另一个孔为出水孔,与水冷却装置配合使用,起到冷却降温作用。釜体内空心轴53体上安装有螺旋桨叶54,轴的一端与传动装置连接,中间安装由联轴器相连接,由传动装置带动轴转动,再由轴带动螺旋桨叶54转动,把釜内物料反复翻炒并向前推进,直至物料排出。裂解反应釜外设有保温层,对釜内温度起到保温作用,围着釜体表面安装,里面釆用防火阻燃保温材料,表面釆用不锈钢薄板或者薄型彩钢板,根据裂解反应釜釜体形状大小模块化设计,现场直接拼装。优点﹕保温效果好,结构简单,安装方便,便于设备维修。

  轴承68的水冷却装置包括储水箱、冷却塔、带孔轴头、水管、水泵。水泵利用储水箱的水送到裂解反应釜两端带孔轴头和轴承座内,进水孔进入通过水冷却后再从出水孔排出用水泵送到冷却塔冷却后再回到储水箱循环使用。该装置有效的保护了轴承,延长轴承的使用寿命,保证了设备的正常运行。

  内筒体51内设有挡料板55,挡料板55设置在靠近裂解反应釜下方出料口前筒体内径一半高度,挡料板55使物料在釜体内充分搅拌反应,导料板56均匀设置在内筒体内壁,导料板56则保证物料在釜体内从进料口向出料口移动,避免堵料。

  加热机构21包括燃烧室58、燃烧床57、燃烧喷嘴60和自动点火装置。燃烧室58是在第一裂解反应釜16的外筒体50下方底部,燃烧床57设置在燃烧室58下部内侧,燃烧室58四周采用钢板围焊封闭,保证了燃气充分燃烧,无气体排放。燃烧床57上安装有燃烧器、燃烧喷嘴60、调节阀门59、燃气管道以及控制装置。燃烧喷嘴60安装在燃烧床57上,喷嘴朝上,角度倾斜,对着第一裂解反应釜16的内筒体51加热。自动点火装置采用了脉冲点火器,是工业燃烧设备常用的点火方式,脉冲连续点火装置由开关点火器组成,具有操作简便,点火着火率高,燃烧稳定,可调控性强,结构简单,维修方便,安全可靠。

  参见图6,第二裂解反应釜16的筒体包括内筒体51和外筒体50,在内筒体51与外筒体50之间形成反应釜夹层52,裂解反应釜内设有空心轴53以及设置在空心轴53上的螺旋桨叶54;空心轴53两端轴承在高温下工作直接影响到轴承的使用寿命和设备的正常运行,现有技术一直无法解决,该装置在设备结构设计上把轴承座和轴承68移到第二裂解反应釜17两端封头外侧安装,空心轴53两端的轴头伸出第二裂解反应釜17外侧后连接轴承座,另外在轴承座和两端轴头上设计有进出水孔,安装有水冷却装置,通过水循环冷却处理,保证了轴承使用寿命。该装置在结构设计上反应釜内外筒体50两端与两端内外封头之间设计安装了波形金属膨胀节20和裂解反应釜上下进出料口设计安装了波形金属膨胀节20,这样设计有效地消除了裂解反应釜在高温下工作热涨冷缩对筒体产生引力,延长了裂解反应釜的使用寿命。该装置内外筒体50中间夹层设计安装了螺旋风道,由第一裂解反应釜16底部加热装置加热后热气进入夹层螺旋风道顺着螺旋风道对裂解反应釜内筒体51进行加热,螺旋风道的设计使热气在釜体内的停留时间延长,充分利用热能,保证了釜内温度,快速升温,加速物料裂解。

  裂解反应釜的筒体包括两个不同直径的同心圆卧式圆筒体,安装在机座上固定不转动。内外圆筒体两端与封头中间安装由波形金属膨胀节20,相互之间用法兰连接。筒体夹层中间设计有螺旋风道。波形金属膨胀节20两端用法兰连接,可单个或者多个波形金属膨胀节20叠加连接使用。该装置安装在裂解反应釜19内外圆筒体两端与封头中间和筒体上下方一端进出料口的中间位置,筒体两端波形金属膨胀节20外侧安装由封头,相互之间用法兰连接。波形金属膨胀节20主要作用是裂解反应釜釜体在高温下运行温度对筒体产生的引力通过该装置来调节或消除筒体引力。保护釜体在运行过程中不变形、不开裂,延长裂解反应釜釜体的使用寿命。

  第二裂解反应釜17筒体上方一端设计有进料口,进料口与第三裂解反应釜18出料口连接,中间安装有波形金属膨胀节,波形金属膨胀节两端是用法兰连接,第二裂解反应釜17上方一端设有夹层热气出口,夹层热气出气口与第三裂解反应釜18进气口直接连接,出料口与第一裂解反应釜进料口连接,中间安装有波形金属膨胀节,波形金属膨胀节两端是用法兰连接,第二裂解反应釜17下方一端设有夹层热气进气口,夹层热气进气口与第一裂解反应釜上方一端夹层热气出气口直接连接,整个裂解反应釜釜内在运行过程中必须要保证釜内全密闭无氧状态。

  裂解反应釜内的空心轴53为无缝钢管焊接加工而成,轴的两端设计为实心轴,中间为空心轴53,轴的两端实心轴头处安装有进口耐高温轴承,轴承68安装在轴承座内,轴承座安装在釜体两端封头外侧,轴承座和轴的两端轴头各设有两个水孔,两孔相连,一个孔为进水孔,另一个孔为出水孔,与水冷却装置配合使用,起到冷却降温作用。釜体内空心轴53体上安装有螺旋桨叶54,轴的一端与传动装置连接,中间安装由联轴器相连接,由传动装置带动轴转动,再由轴带动螺旋桨叶54转动,把釜内物料反复翻炒并向前推进,直至物料排出。裂解反应釜外设有保温层,对釜内温度起到保温作用,围着釜体表面安装,里面釆用防火阻燃保温材料,表面釆用不锈钢薄板或者薄型彩钢板,根据裂解反应釜釜体形状大小模块化设计,现场直接拼装。优点﹕保温效果好,结构简单,安装方便,便于设备维修。

  轴承68的水冷却装置包括储水箱、冷却塔、带孔轴头、水管、水泵。水泵利用储水箱的水送到裂解反应釜两端带孔轴头和轴承座内,进水孔进入通过水冷却后再从出水孔排出用水泵送到冷却塔冷却后再回到储水箱循环使用。该装置有效的保护了轴承,延长轴承的使用寿命,保证了设备的正常运行。

  内筒体51内设有挡料板55,挡料板55设置在靠近裂解反应釜下方出料口前筒体内径一半高度,挡料板55使物料在釜体内充分搅拌反应,导料板56均匀设置在内筒体内壁,导料板56则保证物料在釜体内从进料口向出料口移动,避免堵料。

  参见图7,第三裂解反应釜18的筒体包括内筒体51和外筒体50,在内筒体51与外筒体50之间形成反应釜夹层52,裂解反应釜内设有空心轴53以及设置在空心轴53上的螺旋桨叶54;空心轴53两端轴承在高温下工作直接影响到轴承的使用寿命和设备的正常运行,现有技术一直无法解决,该装置在设备结构设计上把轴承座和轴承68移到第三裂解反应釜18两端封头外侧安装,空心轴53两端的轴头伸出第三裂解反应釜18外侧后连接轴承座,另外在轴承座和两端轴头上设计有进出水孔,安装有水冷却装置,通过水循环冷却处理,保证了轴承使用寿命。该装置在结构设计上反应釜内外筒体50两端与两端内外封头之间设计安装了波形金属膨胀节20和裂解反应釜上下进出料口设计安装了波形金属膨胀节20,这样设计有效地消除了裂解反应釜在高温下工作热涨冷缩对筒体产生引力,延长了裂解反应釜的使用寿命。该装置内外筒体50中间夹层设计安装了螺旋风道,由第一裂解反应釜16底部加热装置加热后热气进入夹层螺旋风道顺着螺旋风道对裂解反应釜内筒体51进行加热,螺旋风道的设计使热气在釜体内的停留时间延长,充分利用热能,保证了釜内温度,快速升温,加速物料裂解。

  裂解反应釜的筒体包括两个不同直径的同心圆卧式圆筒体,安装在机座上固定不转动。内外圆筒体两端与封头中间安装由波形金属膨胀节20,相互之间用法兰连接。筒体夹层中间设计有螺旋风道。波形金属膨胀节20两端釆用法兰连接,可单个或者多个波形金属膨胀节20叠加连接使用。该装置安装在裂解反应釜19内外圆筒体两端与封头中间和筒体上下方一端进出料口的中间位置,筒体两端波形金属膨胀节20外侧安装由封头,相互之间用法兰连接。波形金属膨胀节20主要作用是裂解反应釜釜体在高温下运行温度对筒体产生的引力通过该装置来调节或消除筒体引力。保护釜体在运行过程中不变形、不开裂,延长裂解反应釜釜体的使用寿命。

  第三裂解反应釜18筒体上方一端设计有进料口,进料口与第四裂解反应釜19出料口连接,中间安装有波形金属膨胀节,波形金属膨胀节两端是用法兰连接,第三裂解反应釜18上方一端设有夹层热气出口,夹层热气出气口与第四裂解反应釜进气口直接连接,出料口与第二裂解反应釜17进料口连接,中间安装有波形金属膨胀节,波形金属膨胀节两端是用法兰连接,第三裂解反应釜18下方一端设有夹层热气进气口,夹层热气进气口与第二裂解反应釜17上方一端夹层热气出气口直接连接,整个裂解反应釜釜内在运行过程中必须要保证釜内全密闭无氧状态。

  裂解反应釜内的空心轴53为无缝钢管焊接加工而成,轴的两端设计为实心轴,中间为空心轴53,轴的两端实心轴头处安装有进口耐高温轴承,轴承68安装在轴承座内,轴承座安装在釜体两端封头外侧,轴承座和轴的两端轴头各设有两个水孔,两孔相连,一个孔为进水孔,另一个孔为出水孔,与水冷却装置配合使用,起到冷却降温作用。釜体内空心轴53体上安装有螺旋桨叶54,轴的一端与传动装置连接,中间安装由联轴器相连接,由传动装置带动轴转动,再由轴带动螺旋桨叶54转动,把釜内物料反复翻炒并向前推进,直至物料排出。裂解反应釜外设有保温层,对釜内温度起到保温作用,围着釜体表面安装,里面釆用防火阻燃保温材料,表面釆用不锈钢薄板或者薄型彩钢板,根据裂解反应釜釜体形状大小模块化设计,现场直接拼装。优点﹕保温效果好,结构简单,安装方便,便于设备维修。

  参见图8,第四裂解反应釜16的筒体包括内筒体51和外筒体50,在内筒体51与外筒体50之间形成反应釜夹层52,裂解反应釜内设有空心轴53以及设置在空心轴53上的螺旋桨叶54;空心轴53两端轴承在高温下工作直接影响到轴承的使用寿命和设备的正常运行,现有技术一直无法解决,该装置在设备结构设计上把轴承座和轴承68移到第四裂解反应釜19两端封头外侧安装,空心轴53两端的轴头伸出第四裂解反应釜19外侧后连接轴承座,另外在轴承座和两端轴头上设计有进出水孔,安装有水冷却装置,通过水循环冷却处理,保证了轴承使用寿命。该装置在结构设计上反应釜内外筒体50两端与两端内外封头之间设计安装了波形金属膨胀节20和裂解反应釜上下进出料口设计安装了波形金属膨胀节20,这样设计有效地消除了裂解反应釜在高温下工作热涨冷缩对筒体产生引力,延长了裂解反应釜的使用寿命。该装置内外筒体50中间夹层设计安装了螺旋风道,由第一裂解反应釜16底部加热装置加热后热气进入夹层螺旋风道顺着螺旋风道对裂解反应釜内筒体51进行加热,螺旋风道的设计使热气在釜体内的停留时间延长,充分利用热能,保证了釜内温度,快速升温,加速物料裂解。

  裂解反应釜的筒体包括两个不同直径的同心圆卧式圆筒体,安装在机座上固定不转动。内外圆筒体两端与封头中间安装由波形金属膨胀节20,相互之间用法兰连接。筒体夹层中间设计有螺旋风道。波形金属膨胀节20两端釆用法兰连接,可单个或者多个波形金属膨胀节20叠加连接使用。该装置安装在裂解反应釜19内外圆筒体两端与封头中间和筒体上下方一端进出料口的中间位置,筒体两端波形金属膨胀节20外侧安装由封头,相互之间用法兰连接。波形金属膨胀节20主要作用是裂解反应釜釜体在高温下运行温度对筒体产生的引力通过该装置来调节或消除筒体引力。保护釜体在运行过程中不变形、不开裂,延长裂解反应釜釜体的使用寿命。

  裂解反应釜内的空心轴53为无缝钢管焊接加工而成,轴的两端设计为实心轴,中间为空心轴53,轴的两端实心轴头处安装有进口耐高温轴承,轴承68安装在轴承座内,轴承座安装在釜体两端封头外侧,轴承座和轴的两端轴头各设有两个水孔,两孔相连,一个孔为进水孔,另一个孔为出水孔,与水冷却装置配合使用,起到冷却降温作用。釜体内空心轴53体上安装有螺旋桨叶54,轴的一端与传动装置连接,中间安装由联轴器相连接,由传动装置带动轴转动,再由轴带动螺旋桨叶54转动,把釜内物料反复翻炒并向前推进,直至物料排出。裂解反应釜外设有保温层,对釜内温度起到保温作用,围着釜体表面安装,里面釆用防火阻燃保温材料,表面釆用不锈钢薄板或者薄型彩钢板,根据裂解反应釜釜体形状大小模块化设计,现场直接拼装。优点﹕保温效果好,结构简单,安装方便,便于设备维修。导料板56均匀设置在内筒体内壁,导料板56则保证物料在釜体内从进料口向出料口移动,避免堵料。

  轴承68的水冷却装置包括储水箱、冷却塔、带孔轴头、水管、水泵。水泵利用储水箱的水送到裂解反应釜两端带孔轴头和轴承座内,进水孔进入通过水冷却后再从出水孔排出用水泵送到冷却塔冷却后再回到储水箱循环使用。该装置有效的保护了轴承,延长轴承的使用寿命,保证了设备的正常运行。

  第四裂解反应釜上方一端设计有进料口,进料口与螺旋挤压机11下方一端设计有出料口,相互之间用法兰连接,上方一端设有裂解气体出口和夹层热气出口,裂解反应釜裂解气体出气口与管道直接连接,由裂解气体通过管道顺流导入生物质裂解气体处理装置,夹层热气出气口与高温引风机71连接,有高温引风机3通过风管把夹层热气送入滚筒烘干装置内供物料烘干处理。裂解反应釜下方一端设有出料口,出料口与第三裂解反应釜18进料口连接,中间安装有波形金属膨胀节20,波形金属膨胀节20两端是用法兰连接,裂解反应釜下方一端设有夹层热气进气口,夹层热气进气口与第三裂解反应釜18上方一端夹层热气出气口外筒体50用法兰直接连接,整个裂解反应釜釜内在裂解处理运行过程必须保证釜内全密闭无氧状态。

  生物质裂解气体处理装置包括依次连接的三相分离器22、冷凝器23、油水分离器24、脱硫脱氢装置25、污水净化装置26和水循环池27,三相分离器22连接有重油储油罐29,冷凝器23分别连接有轻油和重油储油罐30,油水分离器24分别连接有轻油储油罐和燃气气包31,燃气气包31与裂解处理装置的加热机构21连接。

  参见图9,出碳装置包括出碳箱41和导热碳箱43,出碳箱41通过第一出碳绞龙42连接导热碳箱43,导热碳箱43通过第二出碳绞龙44连接绞龙碳冷却装置69,绞龙碳冷却装置69还依次连接有筛选机、生物质金属磁选机5和有色金属仓库47,导热碳箱43与烘干装置之间设有导热换热装置28,筛选机连接碳仓库,生物质金属磁选机5连接碳渣仓库49。该装置设计炭箱、导热炭箱主要起到利用炭来隔氧密闭作用,比现有技术避免了利用水直接进入炭箱来冷却会产生大量水蒸气进入第一裂解反应釜16,避免消耗大量热能帮助水来蒸发,本发明设计干出炭工艺方法节约水资源,减少水污染。而且利用干炭排出温度在500~600度高温,设计了导热炭箱把炭带出来的热能通过导热流体把余热置换出来供烘干绞龙12对物料进行预热烘干,充分利用炭余热来烘干,节约能耗降低运行成本。

  炭箱包括箱体、进炭口、搅拌器、限位器、出炭绞龙,温度表,压力表等装置。箱体上方顶端设有进炭口,进炭口与第一裂解反应釜16出炭口连接,中间安装有波形膨胀节,膨胀节两端用法兰连接,箱体上方顶端两边箱体内安装有搅拌器,箱体内侧上下安装有限位器,箱体上方安装有温度表和压力表,箱体内底部设有出炭口,出炭口与出炭绞龙进口连接,出炭绞龙安装在箱体底部,炭从裂解反应釜出炭口排出直接进入炭箱然后再由炭箱底部出炭绞龙送入导热炭箱,箱体外侧整体安装有保温层。该装置为全密闭无氧状态,起到了碳封闭隔氧作用。导热碳箱43与碳箱41结构基本相同,导热碳箱内增加设置有导热管。第二出碳绞龙44出口连接有绞龙碳冷却装置69以对排出的碳继续进行冷却。

  绞龙碳冷却装置69包括筒体、绞龙轴、高温轴承、驱动装置、进炭口、出炭口、进水管、出水管、水泵、储水箱、冷却塔等组成。该装置为两个不同直径的同心圆形筒体,由钢板卷制或钢管焊接而成。两个筒体之间设有螺旋水道,筒体一端底部安装有驱动装置(电机),筒体内部安装有绞龙轴,绞龙轴的两端轴头安装有高温轴承,轴承安装在法兰外侧轴承座上,轴承座固定在法兰上,筒体两端安装有法兰,绞龙轴的一端直接与驱动装置连接,内筒体一端上方设有进炭口,进炭口上端与出炭绞龙出炭口连接,内筒体一端下方设有出炭口,出炭口与滚筒筛选机进炭口连接,外筒体上方一端设有进水口,进水口与阀门连接,再由水管与储水箱连接。外筒体另一端下方设有出水口,出水口与水泵连接,出水口排出的水通过水泵加压后送入冷却塔。通过冷却后的水送回储水箱循环使用。储水箱为长方体,采用钢板焊接而成。储水箱上方一侧设有进水管,进水管与阀门连接,储水箱下方一侧设有出水管,出水管与阀门连接,进水管与冷却塔底部出水管相连接,出水管与蛟龙冷却装置进水管相连接,该装置主要通过冷却塔冷却后的水,通过水管送到储水箱储存,供绞龙冷却装置炭冷却用水循环使用。冷却塔为圆形,采用逆流式气热交换技术,主体采用全钢结构,玻璃钢板护围,塔体设有检修扶梯,供塔顶设备的正常维护管理。通过旋转布水或管式布水方式,实现布水均匀,增强冷却效果,其形状为圆形。包括:淋水填料、配水系统、通风设备、除水器、塔体、集水池、输水系统等。

  生物质预处理装置还连接有污水处理装置;污水处理装置包括依次连接的预处理装置、第一反渗透装置38、脱气塔39和第二反渗透装置40,第一反渗透装置38为DTRO碟管式处理装置。其中预处理装置包括依次连接的污水收集池33、污水预处理机构34、污水过滤装置35、活性炭净化处理装置36和碳过滤装置37。污水处理后的浓缩液送入裂解反应釜进行裂解处理。

  生物质低温无氧裂解处理装置由自动化控制装置控制进行工作,自动化控制装置由被控制对象与控制装置组成。其中控制装置基本组成为:测量装置、给定环节、比较环节、放大环节、执行机构与校正装置等。控制方式分:开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。按输入信号特征分:恒值控制系统、随动系统、程序控制系统。按系统特性分:连续系统、离散系统、定常系统和时变系统、线性系统和非线性系统,其中线性系统具有叠加性和齐次性,自动控制原理主要分拆线性定常系统。

  生物质低温无氧裂解处理装置的处理方法包括以下步骤∶

  环卫人员把生物质(生活垃圾)收集后用垃圾专用运输车辆运送到生物质预处理车间,经地磅称重计量后按指定倒车位将生活垃圾倒入生物质收集池1内等待处理。抓料机2可旋转无死角抓料,分别把生物质收集池1内的物料抓到双轴双驱对滚式破碎机料斗里和把物料储存池9内的物料抓到皮带电子称料斗里。再经涡流磁选机分选后的物料由皮带输送机直接送入生物质滚筒筛选机6筛选。物料随着生物质滚筒筛旋转翻滚,在重力的作用下从进料口向出料口翻滚,物料按照筛网设定的孔的规格大小把物料规定设计要求分离出来,达到规定设计要求的从滚筒式筛选机底部出料口排出。由皮带输送机送入螺旋挤水机8进行挤水后由皮带输送机送入物料储存池9。超出规定设计要求的物料从滚筒式筛选机尾部出料口排出,有皮带输送机送入二次破碎机7进行二次破碎(双轴双驱对滚式破碎机)经二次破碎后的物料由皮带输送机送入螺旋挤水机8进行挤水,经过挤水后的物料由皮带输送机送入物料储存池9。该装置工艺方法全封闭、无排放、无二次污染。螺旋挤水机8对物料进行挤压,物料中挤出的水份从螺旋挤水机8底部出水口排出,通过管道排入污水池,再用水泵直接送入污水收集池33,经污水处理装置处理达标后循环使用。经过挤压后的物料由皮带输送机直接送入物料储存池9。有抓料机把物料储存池内的物料抓到皮带电子秤秤重然后送入螺旋挤压机,再有螺旋挤压机11将物料送入烘干装置∶烘干绞龙12和烘干滚筒13进行烘干。

  2),烘干装置对生物质原料进行烘干并通过螺旋挤压机11送入裂解处理装置;烘干绞龙12内温度为90~150℃,绞龙轴转速为30~150转/分钟,烘干筒体内的温度在80~120℃,筒体转速为20~120转/分,物料在筒体内停留时间为30~60分钟。烘干滚筒13产生的尾气由高温风机3引入尾气处理装置15进行除臭净化处理后达标排放。

  3),烘干后的生物质原料在裂解处理装置内进行裂解反应,裂解气体送入生物质裂解气体处理装置进行处理,裂解后的物料进入出碳装置,裂解处理装置加热所需要的燃料取自生物质裂解气体处理装置处理净化后的可燃气体。

  第四裂解反应釜19内温度为200~300℃,空心轴53和螺旋桨叶54转速为30~80转/分,物料在釜内停釜内留时间:1~1.5小时,物料经过第四裂解反应釜19烘干裂解后从釜底底部一端出料口排出直接进入第三裂解反应釜18上方一端进料口进入釜内继续裂解处理;

  第三裂解反应釜18釜内温度在300~400℃,釜内空心轴53和螺旋桨叶54转速为30~80转/分,物料在釜内停留时间:1.5~2个小时,物料经过第三裂解反应釜18进行裂解处理后,从釜底底部一端出料口排出直接进入第二裂解反应釜17上方一端进料口进入釜内继续裂解处理;

  第二裂解反应釜17釜内温度在400~500℃,釜内空心轴53和螺旋桨叶54转速为30~80转/分,物料在釜内停留时间:2~2.5个小时,物料经过第二裂解反应釜17进行裂解处理后,从釜底底部一端出料口排出直接进入第一裂解反应釜16上方一端进料口进入继续裂解处理;

  第一裂解反应釜16釜内温度为500~600℃,釜内空心轴53和螺旋桨叶54转速为30~80转/分,物料在釜内停留时间:2.5~3小时。物料经过第一裂解反应釜17进行裂解处理炭化后,从釜底底部一端出炭口排出直接进入出炭装置。

  由第四裂解反应釜19上方一端裂解气体出口排出进人管道,经过管道导流进入三相分离器22进行气液分离,分离后的重质裂解油经管道送入重油储油罐29,分离出来的水再进入油水分离器24进行油水分离,分离出来的重油(焦油)和轻油由油泵通过管道分别送入重油储油罐29和轻油储油罐30。分离出来的水由水泵送入储水箱,由三相分离器分离后排出的裂解气体通过管道送入冷凝器,裂解气体通过冷凝处理后排出的油和水通过管道汇入油水分离器24进行油水分离,排出的可燃气体通过管道送入脱硫脱氯装置处理净化后直接送入燃气气包31储存循环使用,可供燃气发电机32发电或直接回用供裂解反应釜加热使用。

  经过第四裂解反应釜19、第三裂解反应釜18、第二裂解反应釜17、第一裂解反应釜16在全密闭低温无氧条件下进行裂解,待完全裂解后形成碳后,由第一裂解反应釜16下方一端出碳口排出釜外直接进入碳箱41,碳箱41为全密闭无氧状态,碳排出釜外进入碳箱41,碳的温度在550~600℃左右,碳在高温下通过第一出炭绞龙排出碳箱41进入导热碳箱43,导热碳箱43底部为锥形出碳口,出碳口下方安装有第二出碳绞龙44,碳从导热碳箱43出碳口进入第二出碳绞龙44进碳口,由第二出炭绞龙把碳排出送入绞龙冷却装置进口,导热碳箱43内部四周安装有导热管,导热管从箱体侧面上方进入,导热管从箱体侧面下方出口排出,箱体一侧侧面安装有温度和压力传感器,箱体内部上下箱体内壁安装有限位器,箱体外侧整体安装有保温材料。导热碳箱43内部为全密闭无氧状态,碳从导热碳箱43排出后,直接进入绞龙冷却装置。由绞龙冷却装置送入碳滚筒筛选机45进行碳渣分选,通过筛选后的碳在碳滚筒筛选机45底部排出,由绞龙输送机输送到碳粉仓库48,筛选后的渣在滚筒筛选机尾部排出,直接进入碳渣金属磁选机46进行磁选,分选出来的有色金属由输送机送入有色金属仓库47储存等待销售。磁选后的碳渣由输送机送入碳渣仓库49,碳渣可作为制砖原料或路料。该工艺方法设计了二个炭箱,利用炭箱里的炭保证一定的存量来达对外界氧气隔断,确保了裂解反应釜釜内在密闭无氧状态下对物料进行裂解处理。炭箱设计了绞龙出炭方式,釆用绞龙出炭起到炭箱与炭箱之间隔氧密闭,有效地防止了炭在水冷过程中产生的大量水蒸气进入裂解反应釜。利用了炭在高温下排出釜外进入炭箱带出的热能,设计了换热装置28,把炭带出来的热能通过换热装置28置换出来供烘干绞龙12对物料进行预热烘干。

  用污水泵将污水收集池33内的污水送入污水预处理机构34釆用污水专用药济进行预处理,污水预处理后进入污水过滤装置35进行过滤,过滤出来的浓缩液直接送入裂解反应釜进行裂解处理,通过过滤后的污水送入活性炭净化处理,在池内放入一定比例的活性炭进行搅拌净化处理后再通过碳过滤装置37进行过虑,然后由水泵将净化过虑后的污水直接进入下一级DTRO碟管式处理装置处理。DTRO碟管式处理装置分为一级DTRO碟管式处理和二级DTRO碟管式处理,DTRO碟管式处理装置包括碟管式膜柱、过滤膜片、导流盘、中心拉杆、法兰、高压泵等,该装置中间串联叠加并用端盖固定在上下两端,过滤膜片和导流盘叠放时形成流道,上下层流道之间180°转弯,导流盘表面布有均匀排列的凸点。装置下方一侧设有净水出口。该污水处理工艺设计了预处理采用自产生物活性炭来处理污水(生物活性炭有很强的吸附能力和净化污水的作用)大大降低污水处理成本,提高污水处理能力。

  该技术的工艺方法是把整个生物质裂解处理过程包括生物质预处理、烘干装置、全自动螺旋挤压机、裂解处理装置、加热机构、生物质裂解气处理装置、出碳装置、污水处理装置、收集和储存装置等进行联动编程,通过联动编程在运行过程中所采集到的数据以及信息全部收集传输汇集到中央控制中心的中央处理器里收集储存,包括称重数量、进料速度、裂解反应釜内的温度、压力、流量、空气污染度等相关参数。工作人员根据收集的数据和信息进行分析,准确、实时、灵活地确保生物质在低温无氧条件下得到完全裂解,减少现场工作人员、降低处理成本、提高工作效率、真正实现自动化控制和集中管理,做到分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组织方便。

  虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

《一种生物质低温无氧裂解处理装置及处理方法.doc》
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