本發(fā)明屬能源開發(fā)和環(huán)保
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種固體廢棄物與煤共熱解的方法，具體的說是利用臥式回轉(zhuǎn)窯爐低溫干餾技術(shù)實現(xiàn)固體廢棄物與煤共熱解的方法。
背景技術(shù)：
：目前，國內(nèi)在使用的固體廢棄物(城市生活垃圾、廢塑料、污泥、廢橡膠、農(nóng)林廢棄物等)的處理方法主要包括填埋、堆肥以及熱利用。熱利用由于具有減容減量程度高、可同時獲得能源等優(yōu)勢，已處于固體廢棄物處理技術(shù)中心地位。其中對固體廢棄物的熱解更是可以達到無害化、減量化以及資源化循環(huán)利用的目的。固體廢棄物的熱解是指將固體廢棄物在無氧環(huán)境下進行熱解，可得到半焦、焦油和煤氣?，F(xiàn)有的對有機固體廢物熱解技術(shù)中，雖然能對有機固體廢物干餾達到無害化處理的目的，但也存在以下問題，具體表現(xiàn)為：固體廢物組分變化大，當(dāng)固體廢物揮發(fā)分過低，熱解產(chǎn)生的煤氣不足以滿足熱解反應(yīng)所需熱量時，需要外加熱源，造成增加設(shè)備、人員、成本等不利影響。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，本發(fā)明的目的是提供了一種固體廢棄物與煤共熱解的方法，避免固體廢棄物原料組分變化揮發(fā)分過低熱解產(chǎn)生煤氣不足以滿足熱解所需熱量的不利影響，依靠自產(chǎn)煤氣就能滿足熱解反應(yīng)所需，所述的工藝可工業(yè)大型化，其工藝合理、技術(shù)先進、經(jīng)濟可行，存在明顯優(yōu)勢。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的。一種固體廢棄物與煤共熱解的方法，該方法包括下述步驟：1)將固體廢棄物與煤分別經(jīng)破碎機破碎至所需粒徑后，分別由計量設(shè)備定量加入至混合料倉，進行混合后得到混合料；2)混合料送入干燥設(shè)備，在此升溫并干燥，干燥尾氣通過引風(fēng)機經(jīng)除塵器除塵達標(biāo)后排放；3)經(jīng)干燥脫水、升溫后的混合料送入臥式回轉(zhuǎn)窯爐進行熱解，得到固態(tài)熱解產(chǎn)物半焦和氣態(tài)熱解產(chǎn)物含有焦油氣的煤氣；4)半焦從臥式回轉(zhuǎn)窯爐出料端排出爐體，經(jīng)出料鎖氣設(shè)備送入冷卻設(shè)備，冷卻后送入篩分設(shè)備，得到不同粒徑的半焦；5)含有焦油氣的煤氣從臥式回轉(zhuǎn)窯爐導(dǎo)氣管排出爐體，經(jīng)油氣分離凈化設(shè)備，得到焦油和煤氣；一部分煤氣作為提供混合料熱解的熱源，剩余部分作為煤氣產(chǎn)品。進一步，所述步驟1)中，固體廢棄物與煤經(jīng)破碎機破碎至所需粒徑≤30mm。進一步，所述步驟1)中，由計量設(shè)備定量加入混合料倉按照固體廢棄物與煤質(zhì)量比為(1～3)：(1)比例進行混合后得到混合料。進一步，所述步驟2)中，對于水分含量＞7％的混合料，混合料通過進料鎖氣設(shè)備送入干燥設(shè)備；對于水分含量≤7％的混合料，計量后由混合料倉經(jīng)進料鎖氣裝置直接送入臥式回轉(zhuǎn)窯爐進行熱解。進一步，所述干燥設(shè)備采用熱煙氣干燥或蒸汽管干燥，所需熱量由干燥供熱系統(tǒng)提供：當(dāng)采用熱煙氣干燥時，通過燃燒裝置連通干燥設(shè)備，經(jīng)干燥設(shè)備出口循環(huán)管連通除塵裝置，通過熱煙氣循環(huán)風(fēng)機分別連通燃燒裝置和排煙裝置，熱煙氣在干燥設(shè)備中與物料直接換熱；當(dāng)采用蒸汽管干燥時，通過鍋爐蒸汽管道連通干燥設(shè)備，蒸汽在干燥設(shè)備列管內(nèi)與筒體內(nèi)的物料進行間接換熱。進一步，所述臥式回轉(zhuǎn)窯爐包括但不限于內(nèi)熱式、外熱式、夾套式或列管式。進一步，所述步驟3)中，干燥溫度為80～95℃，干燥后的物料含水量≤5％，干燥升溫后的物料終溫在80～150℃。進一步，所述步驟3)中，干燥脫水、升溫后的混合料經(jīng)出料鎖氣設(shè)備送入臥式回轉(zhuǎn)窯爐進行熱解，窯爐中反應(yīng)溫度為450～700℃，熱解反應(yīng)時間為40min～2h。進一步，所述步驟6)中，一部分煤氣作為提供混合料熱解的熱源，剩余部分煤氣作為煤氣產(chǎn)品；作為熱源的煤氣與經(jīng)空氣換熱器被外排熱煙氣加熱至200℃的熱空氣在熱風(fēng)爐內(nèi)混合燃燒，再與來自高溫循環(huán)風(fēng)機的循環(huán)熱煙氣混合形成750～850℃的熱煙氣，然后進入臥式回轉(zhuǎn)窯爐對混合料進行加熱；換熱后的450～550℃的循環(huán)熱煙氣經(jīng)高溫循環(huán)風(fēng)機一部分回?zé)犸L(fēng)爐，另一部分作為外排熱煙氣經(jīng)空氣換熱器與助燃空氣換熱后溫度降至150～200℃后經(jīng)煙囪排空。本發(fā)明具有以下特點：1)將固體廢棄物與煤進行破碎計量混合，消除了固體廢棄物組成變化大時，揮發(fā)分過低導(dǎo)致的熱解產(chǎn)生的煤氣不足以滿足熱解反應(yīng)所需熱量而對生產(chǎn)產(chǎn)生的不利影響。由于混合了一定比例的煤，保證了熱解產(chǎn)生的煤氣量足夠熱解反應(yīng)自身需求熱量，不需要增加設(shè)備投資，又可節(jié)省能源，還可解決固體廢棄物的資源化問題。2)熱量利用率高：高溫?zé)煔庋h(huán)利用、外排煙氣余熱回收；尾料余熱回收，和水熄焦相比，降低能耗，節(jié)約水資源。3)自動化程度高，運行可靠、操作穩(wěn)定，同時可有效減少裝置定員。4)工藝適用性廣，可以針對不同固體廢棄物，采用不同煤配比，實現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)。5)可以連續(xù)、穩(wěn)定、均勻、自動的實現(xiàn)混料。附圖說明圖1是本發(fā)明工藝流程圖。圖2是干燥系統(tǒng)采用熱煙氣干燥供熱結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是干燥系統(tǒng)采用蒸汽管干燥供熱結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：1—固體廢棄物料倉；2—破碎機；3—計量設(shè)備；4—煤料倉；5—破碎機；6—計量設(shè)備；7—混合料倉；8—干燥設(shè)備；801—燃燒裝置；802—排煙裝置；803—循環(huán)風(fēng)機；804—除塵裝置；9—除塵器；10—引風(fēng)機；11—臥式回轉(zhuǎn)窯爐；12—熱風(fēng)爐；13—高溫循環(huán)風(fēng)機；14—空氣換熱器；15—煙囪；16—冷卻設(shè)備；17—油氣分離凈化設(shè)備；18—篩分設(shè)備。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明，但并不作為對發(fā)明做任何限制的依據(jù)。如圖1所示，本發(fā)明固體廢棄物與煤共熱解的方法，包括下述步驟：1)將固體廢棄物與煤分別由固體廢棄物料倉1和煤料倉4經(jīng)破碎機2、5破碎至所需粒徑≤30mm后，分別由計量設(shè)備3、6定量加入至混合料倉7，按照固體廢棄物與煤質(zhì)量比為(1～3)：1的比例進行混合后得到混合料。2)混合料送入干燥設(shè)備8，在此升溫并干燥，干燥溫度為80～95℃，干燥后含水量≤5％，干燥升溫后的物料終溫在80～150℃，干燥尾氣通過引風(fēng)機10經(jīng)除塵器9除塵達標(biāo)后排放。對于水分含量＞7％的混合料，混合料通過進料鎖氣設(shè)備送入干燥設(shè)備8；對于水分含量≤7％的混合料，計量后由混合料倉7經(jīng)進料鎖氣裝置直接送入臥式回轉(zhuǎn)窯爐11進行熱解。干燥設(shè)備8采用熱煙氣干燥或蒸汽管干燥，所需熱量由干燥供熱系統(tǒng)提供：當(dāng)采用熱煙氣干燥時，見圖2所示，通過燃燒裝置801連通干燥設(shè)備8，經(jīng)干燥設(shè)備8出口循環(huán)管連通除塵裝置804，通過熱煙氣循環(huán)風(fēng)機803分別連通燃燒裝置801和排煙裝置802，熱煙氣在干燥設(shè)備8中與物料直接換熱；見圖3所示，當(dāng)采用蒸汽管干燥時，通過鍋爐蒸汽管道連通干燥設(shè)備8，蒸汽在干燥設(shè)備8列管內(nèi)與筒體物料進行換熱。3)經(jīng)干燥脫水、升溫后的混合料送入臥式回轉(zhuǎn)窯爐11進行熱解，窯爐中反應(yīng)溫度為450～700℃，熱解反應(yīng)時間為40min～2h；得到固態(tài)熱解產(chǎn)物半焦和含有焦油氣的氣態(tài)熱解產(chǎn)物煤氣。其中，臥式回轉(zhuǎn)窯爐可以是內(nèi)熱式、外熱式、夾套式或列管式。4)半焦從臥式回轉(zhuǎn)窯爐11出料端排出爐體，經(jīng)出料鎖氣設(shè)備送入冷卻設(shè)備16，冷卻后送入篩分設(shè)備18，得到不同粒徑的半焦；5)含有焦油氣的煤氣從臥式回轉(zhuǎn)窯爐11導(dǎo)氣管排出爐體，經(jīng)油氣分離凈化設(shè)備17，得到焦油和煤氣；6)一部分煤氣作為提供混合料熱解的熱源，煤氣與經(jīng)空氣換熱器14被外排熱煙氣加熱至200℃的熱空氣在熱風(fēng)爐12內(nèi)混合燃燒，再與來自高溫循環(huán)風(fēng)機13的循環(huán)熱煙氣混合形成750～850℃的熱煙氣，然后進入臥式回轉(zhuǎn)窯爐11對混合料進行加熱；換熱后的450～550℃的循環(huán)熱煙氣經(jīng)高溫循環(huán)風(fēng)機13一部分回?zé)犸L(fēng)爐12，另一部分作為外排熱煙氣經(jīng)空氣換熱器14與助燃空氣換熱后溫度降至150～200℃后經(jīng)煙囪15排空。剩余部分作為煤氣產(chǎn)品。下面給出具體實施例來進一步說明本發(fā)明。實施例1以廢橡膠和陜北煤為例，將廢橡膠和含水量≤13％的煤經(jīng)固體廢棄物料倉1和煤料倉2經(jīng)破碎機2、5破碎為粒徑為≤30mm的顆粒，分別由計量設(shè)備3、6按廢橡膠和煤1:1比例計量，并加入混合料倉7混合后，以200kg/h流量由皮帶輸送至干燥爐前混合料倉。廢橡膠分析指標(biāo)原料煤煤質(zhì)分析指標(biāo)混合料倉里的混合料通過旋轉(zhuǎn)閥及干燥設(shè)備進料螺旋進入干燥設(shè)備8內(nèi)，在此干燥并升溫到80℃，干燥后含水量≤5％，干燥升溫后的物料終溫在80℃，從干燥設(shè)備出料口經(jīng)旋轉(zhuǎn)閥卸出后輸送至干餾系統(tǒng)。干燥過程中產(chǎn)生的含塵尾氣進入除塵器除塵，除塵后的尾氣直接經(jīng)過引風(fēng)機10達標(biāo)排放，除塵器9收集的粉塵統(tǒng)一集中處理。干燥后的混合料進入干餾爐前緩沖倉，后經(jīng)進料旋轉(zhuǎn)閥由進料螺旋送入臥式回轉(zhuǎn)窯爐11，旋轉(zhuǎn)閥可以起到鎖氣的作用。進入臥式回轉(zhuǎn)窯爐11的混合料，在溫度450℃(物料溫度)下熱裂解40min，熱裂解后得到半焦和含有焦油的高溫荒煤氣。半焦由臥式回轉(zhuǎn)窯爐11爐尾經(jīng)出料旋轉(zhuǎn)閥門排出，送入冷卻設(shè)備16冷卻，高溫荒煤氣由臥式回轉(zhuǎn)窯爐11導(dǎo)氣管導(dǎo)出經(jīng)除塵后，進入焦油回收和煤氣凈化單元。臥式回轉(zhuǎn)窯爐11的供熱：凈化后的部分自產(chǎn)煤氣作為提供混合料熱解的熱源，煤氣與經(jīng)空氣換熱器14被外排熱煙氣加熱至200℃的熱空氣在熱風(fēng)爐12內(nèi)混合燃燒，再與來自高溫循環(huán)風(fēng)機13的循環(huán)熱煙氣混合形成750℃的熱煙氣，然后進入臥式回轉(zhuǎn)窯爐11對混合料進行間接加熱；換熱后的450℃的循環(huán)熱煙氣經(jīng)高溫循環(huán)風(fēng)機13一部分回?zé)犸L(fēng)爐12參與再循環(huán)，另一部分作為外排熱煙氣經(jīng)空氣換熱器14與助燃空氣換熱溫度降至150℃后經(jīng)煙囪15排空。由回轉(zhuǎn)干餾爐尾部排出的半焦產(chǎn)品進入冷卻爐，用水間接換熱，使溫度降至80℃以下，半焦產(chǎn)量為142.7kg/h。冷卻后的半焦用皮帶送往半焦堆場，經(jīng)篩分后，中料、小料作為固體產(chǎn)品，粉焦送型焦生產(chǎn)系統(tǒng)。半焦產(chǎn)品的品質(zhì)冷卻介質(zhì)采用循環(huán)水，通過和炙熱半焦進行間接換熱后循環(huán)水由30℃升至40℃左右。升溫后的循環(huán)水送去水冷卻，將其溫度降回30℃左右后循環(huán)使用。含有焦油的高溫荒煤氣經(jīng)化產(chǎn)回收工序，分離、凈化得到焦油和成品煤氣。焦油產(chǎn)量為23kg/h。煤氣總產(chǎn)量為15.72nm3/h，自用11.89nm3/h，剩余3.83nm3/h。焦油質(zhì)量指標(biāo)序號檢測項目單位檢測結(jié)果1密度(20℃)g/cm30.94～1.052甲苯不溶物(無水基)％≤53灰分％0.134水分％≤45動力粘度(80℃)mpa.s2.80煤氣的品質(zhì)序號檢測項目分析結(jié)果，vol％1co含量11.632ch4含量39.513co2含量10.664h2含量19.575h2s含量0.436n2含量5.177c25.508c37.069nh30.0310有機硫0.3211hcn0.1212收到基低位發(fā)熱量qnet,ar6475kcal/nm3實施例2以麥稈和新疆煤為例，將麥稈和含水量≤21％的煤固體廢棄物料倉1和煤料倉2經(jīng)破碎機2、5破碎至粒徑為1～30mm的顆粒，分別由計量設(shè)備3、6按麥稈和煤3:1比例計量，并加入混合料倉7混合后，以150kg/h流量由皮帶輸送至干燥爐前混合料倉。麥稈分析指標(biāo)原料煤煤質(zhì)分析指標(biāo)混合料倉里的混合料通過旋轉(zhuǎn)閥及干燥設(shè)備進料螺旋及進入干燥設(shè)備8內(nèi)，在此干燥并升溫到95℃，干燥后含水量≤5％，干燥升溫后的物料終溫在150℃，干燥升溫后的物料從干燥機出料口經(jīng)旋轉(zhuǎn)閥卸出后輸送至干餾系統(tǒng)。干燥過程中產(chǎn)生的含塵尾氣進入除塵器除塵，除塵后的尾氣直接經(jīng)過引風(fēng)機10達標(biāo)排放，除塵器收集的粉塵統(tǒng)一集中處理。干燥后的混合料進入干餾爐前緩沖倉，后經(jīng)進料旋轉(zhuǎn)閥由進料螺旋送入臥式回轉(zhuǎn)窯爐11，旋轉(zhuǎn)閥可以起到鎖氣的作用。進入回轉(zhuǎn)干餾爐的混合料，在溫度700℃(物料溫度)下熱裂解2h，熱裂解后得到半焦和含有焦油的高溫荒煤氣。半焦由臥式回轉(zhuǎn)窯爐11爐尾經(jīng)出料旋轉(zhuǎn)閥門排出，送入回轉(zhuǎn)冷卻爐冷卻，高溫荒煤氣由回轉(zhuǎn)干餾爐導(dǎo)氣管導(dǎo)出經(jīng)除塵后，進入焦油回收和煤氣凈化單元。臥式回轉(zhuǎn)窯爐11的供熱：凈化后的部分自產(chǎn)煤氣作為提供混合料熱解的熱源，煤氣與經(jīng)空氣換熱器14被外排熱煙氣加熱至200℃的熱空氣在熱風(fēng)爐12內(nèi)混合燃燒，再與來自高溫循環(huán)風(fēng)機13的循環(huán)熱煙氣混合形成850℃的熱煙氣，然后進入臥式回轉(zhuǎn)窯爐11對混合料進行間接加熱；換熱后的550℃的循環(huán)熱煙氣經(jīng)高溫循環(huán)風(fēng)機13一部分回?zé)犸L(fēng)爐12參與再循環(huán)，另一部分作為外排熱煙氣經(jīng)空氣換熱器14與助燃空氣換熱溫度降至200℃后經(jīng)煙囪15排空。在高溫風(fēng)機出口和熱風(fēng)爐混風(fēng)箱之間設(shè)置排煙道，將系統(tǒng)對外的排煙引出，通過空氣預(yù)熱器回收余熱后進入煙囪排出。由回轉(zhuǎn)干餾爐尾部排出的半焦產(chǎn)品進入冷卻爐，用水間接換熱，使溫度降至80℃以下，半焦產(chǎn)量為49.4kg/h。冷卻后的半焦用皮帶送往半焦堆場，經(jīng)篩分后，中料、小料作為固體產(chǎn)品，粉焦送型焦生產(chǎn)系統(tǒng)。半焦產(chǎn)品的品質(zhì)序號測試項目單位數(shù)據(jù)1水分mt％≤12灰分ad％≤103揮發(fā)分vd％12-144彈筒發(fā)熱量(qb，ad)mj/kg315硫st，d％≤0.56固定碳fcad％80-85冷卻介質(zhì)采用循環(huán)水，通過和炙熱半焦進行間接換熱后循環(huán)水由30℃升至40℃左右。升溫后的循環(huán)水送去水冷卻，將其溫度降回30℃左右后循環(huán)使用。含有焦油的高溫荒煤氣經(jīng)化產(chǎn)回收工序，分離、凈化得到焦油和成品煤氣。焦油產(chǎn)量為13.47kg/h；煤氣總產(chǎn)量為17.40nm3/h，自用10.1nm3/h，剩余7.30nm3/h。焦油質(zhì)量指標(biāo)序號檢測項目單位檢測結(jié)果1密度(20℃)g/cm30.962灰分％0.02～0.33水分％≤44動力粘度(80℃)mpa.s30～32煤氣的品質(zhì)序號檢測項目分析結(jié)果，vol％1co含量16.412ch4含量27.643co2含量24.244h2含量20.525h2s含量0.356n2含量1.117cnhm9.4110o20.3211收到基低位發(fā)熱量qnet,ar4800～5000kcal/nm3需要說明的是：上述給出了對于水分含量＞7％的混合料通過進料鎖氣設(shè)備送入干燥設(shè)備進行后續(xù)工序處理的實施例，對于水分≤7％的混合料不需要干燥，直接進入干餾爐。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，凡在本發(fā)明的精神、原則和宗旨之內(nèi)，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，其對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行同等替換，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12