公布日：2023.06.23
申請日：2023.03.09
分類號：C10L9/08(2006.01)I;C02F11/10(2006.01)I;C02F11/08(2006.01)I;B09B3/40(2022.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種高含水有機(jī)固廢水熱炭化連續(xù)式生產(chǎn)系統(tǒng)，屬于有機(jī)固廢處理技術(shù)領(lǐng)域，包括加熱油爐、反應(yīng)釜、預(yù)熱設(shè)備、冷卻設(shè)備和固液分離設(shè)備，有機(jī)固廢在預(yù)熱設(shè)備預(yù)熱后進(jìn)入反應(yīng)釜水熱炭化，形成生物炭漿進(jìn)入冷卻設(shè)備降溫后經(jīng)固液分離設(shè)備分離得到生物炭；加熱油爐內(nèi)的導(dǎo)熱油通過導(dǎo)熱油泵進(jìn)入反應(yīng)釜的反應(yīng)釜導(dǎo)熱油套管，反應(yīng)釜導(dǎo)熱油套管內(nèi)的導(dǎo)熱油經(jīng)預(yù)熱段導(dǎo)熱油管對預(yù)熱設(shè)備內(nèi)的高含水有機(jī)固廢進(jìn)行預(yù)熱；再進(jìn)入冷卻段導(dǎo)熱油管吸收生物炭漿的熱量后返回加熱油爐。將導(dǎo)熱油路形成閉環(huán)循環(huán)回路，預(yù)熱有機(jī)固廢提高反應(yīng)釜的反應(yīng)效率，縮短停留時間；導(dǎo)熱油與生物炭漿熱交換后返回加熱油爐能夠節(jié)省電耗；余熱回收率高、反應(yīng)釜利用率、生產(chǎn)能力高。
權(quán)利要求書
1.一種高含水有機(jī)固廢水熱炭化連續(xù)式生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：包括加熱油爐、反應(yīng)釜、預(yù)熱設(shè)備、冷卻設(shè)備和固液分離設(shè)備，所述預(yù)熱設(shè)備的出料口與反應(yīng)釜進(jìn)口相連，所述反應(yīng)釜的出料口與冷卻設(shè)備的進(jìn)口相連，所述冷卻設(shè)備的出料口與固液分離設(shè)備的進(jìn)口相連，所述固液分離設(shè)備用于分離出生物炭漿中的生物炭；所述加熱油爐內(nèi)的導(dǎo)熱油通過導(dǎo)熱油泵與反應(yīng)釜外壁上的反應(yīng)釜導(dǎo)熱油套管連通，所述反應(yīng)釜導(dǎo)熱油套管內(nèi)的導(dǎo)熱油通過導(dǎo)熱油管與預(yù)熱設(shè)備外壁上的預(yù)熱段導(dǎo)熱油管相連，預(yù)熱設(shè)備內(nèi)的有機(jī)固廢與導(dǎo)熱油進(jìn)行熱交換；所述預(yù)熱段導(dǎo)熱油管通過導(dǎo)熱油管與冷卻設(shè)備外壁上的冷卻段導(dǎo)熱油管相連，冷卻設(shè)備內(nèi)的生物炭漿與導(dǎo)熱油進(jìn)行熱交換，所述冷卻段導(dǎo)熱油管通過導(dǎo)熱油管返回加熱油爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含水有機(jī)固廢水熱炭化連續(xù)式生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述預(yù)熱設(shè)備的進(jìn)料口通過增壓泵與有機(jī)固廢緩存?zhèn)}相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含水有機(jī)固廢水熱炭化連續(xù)式生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述反應(yīng)釜包括臥式罐體和攪拌機(jī)構(gòu)，所述攪拌機(jī)構(gòu)包括電機(jī)及水平放置的攪拌軸，所述電機(jī)設(shè)置于罐體的外側(cè)、且與攪拌軸的端部相連，所述攪拌軸上間隔設(shè)有若干個徑向布置的攪拌葉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含水有機(jī)固廢水熱炭化連續(xù)式生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述生物炭漿冷卻系統(tǒng)的出料口通過泄壓出料泵與生物炭漿儲存?zhèn)}相連，所述生物炭漿在生物炭漿儲存?zhèn)}內(nèi)冷卻至室溫；所述生物炭漿儲存?zhèn)}的出料口與固液分離設(shè)備的進(jìn)料口相連，所述固液分離設(shè)備的固體出口與生物炭儲存?zhèn)}相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含水有機(jī)固廢水熱炭化連續(xù)式生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述加熱油爐、反應(yīng)釜導(dǎo)熱油套管、預(yù)熱段導(dǎo)熱油管、冷卻段導(dǎo)熱油管及加熱油爐依次通過導(dǎo)熱油管依次連接為閉環(huán)的導(dǎo)熱油循環(huán)回路，導(dǎo)熱油的傳輸過程如下：(1)導(dǎo)熱油在加熱油爐中加熱；(2)加熱后的導(dǎo)熱油通過導(dǎo)熱油泵輸送至反應(yīng)釜導(dǎo)熱油套管內(nèi)，維持反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)溫度；(3)經(jīng)過反應(yīng)釜后，導(dǎo)熱油進(jìn)入預(yù)熱設(shè)備的預(yù)熱段導(dǎo)熱油管，有機(jī)固廢在預(yù)熱設(shè)備的內(nèi)管傳輸由低溫升至高溫并進(jìn)入反應(yīng)釜，導(dǎo)熱油在預(yù)熱設(shè)備外部預(yù)熱段導(dǎo)熱油管內(nèi)傳輸逆向由高溫降至低溫；(4)導(dǎo)熱油再進(jìn)入冷卻設(shè)備的冷卻段導(dǎo)熱油管中，從反應(yīng)釜排出的生物炭漿在冷卻設(shè)備的內(nèi)管傳輸由高溫降至低溫，導(dǎo)熱油在冷卻段導(dǎo)熱油管逆向傳輸，由低溫升至高溫；(5)導(dǎo)熱油從冷卻設(shè)備輸出后進(jìn)入加熱油爐加熱循環(huán)使用，生物炭漿經(jīng)過導(dǎo)熱油冷卻回收熱量后，再進(jìn)一步在生物炭漿儲存?zhèn)}內(nèi)冷卻至室溫后，經(jīng)固液分離設(shè)備脫水干化處理后外運(yùn)處置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高含水有機(jī)固廢水熱炭化連續(xù)式生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：在步驟(1)中，熱油爐內(nèi)的導(dǎo)熱油加熱溫度為180-230℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高含水有機(jī)固廢水熱炭化連續(xù)式生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：在步驟(2)中，所述反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)物料的反應(yīng)溫度為160-210℃，反應(yīng)物料停留時間為0.5-3h。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高含水有機(jī)固廢水熱炭化連續(xù)式生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：在步驟(3)中，所述預(yù)熱設(shè)備中導(dǎo)熱油輸入溫度為180-230℃，導(dǎo)熱油輸出溫度為60-100℃，有機(jī)固廢輸入溫度是20-40℃，輸出溫度是160-210℃，有機(jī)固廢停留時間為0.5-2h。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高含水有機(jī)固廢水熱炭化連續(xù)式生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：在步驟(4)中，所述冷卻設(shè)備中導(dǎo)熱油輸入溫度為60-100℃，導(dǎo)熱油輸出溫度為140-190℃，生物炭漿輸入溫度是160-210℃，輸出溫度是80-120℃，生物炭漿停留時間為0.5-2h。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的高含水有機(jī)固廢水熱炭化連續(xù)式生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述高含水有機(jī)固廢為脫水污泥、植物秸稈或畜禽糞污。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高含水有機(jī)固廢水熱炭化連續(xù)式生產(chǎn)系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有連續(xù)水熱炭化生產(chǎn)中反應(yīng)釜的加熱系統(tǒng)和余熱回收系統(tǒng)分開，存在工藝及控制復(fù)雜、反應(yīng)釜的反應(yīng)效率及利用率較低的技術(shù)問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：
一種高含水有機(jī)固廢水熱炭化連續(xù)式生產(chǎn)系統(tǒng)，包括加熱油爐、反應(yīng)釜、預(yù)熱設(shè)備、冷卻設(shè)備和固液分離設(shè)備，所述預(yù)熱設(shè)備的出料口與反應(yīng)釜進(jìn)口相連，所述反應(yīng)釜的出料口與冷卻設(shè)備的進(jìn)口相連，所述冷卻設(shè)備的出料口與固液分離設(shè)備的進(jìn)口相連，所述固液分離設(shè)備用于分離出生物炭漿中的生物炭；所述加熱油爐內(nèi)的導(dǎo)熱油通過導(dǎo)熱油泵與反應(yīng)釜外壁上的反應(yīng)釜導(dǎo)熱油套管連通，所述反應(yīng)釜導(dǎo)熱油套管內(nèi)的導(dǎo)熱油通過導(dǎo)熱油管與預(yù)熱設(shè)備外壁上的預(yù)熱段導(dǎo)熱油管相連，預(yù)熱設(shè)備內(nèi)的有機(jī)固廢與導(dǎo)熱油進(jìn)行熱交換；所述預(yù)熱段導(dǎo)熱油管通過導(dǎo)熱油管與冷卻設(shè)備外壁上的冷卻段導(dǎo)熱油管相連，冷卻設(shè)備內(nèi)的生物炭漿與導(dǎo)熱油進(jìn)行熱交換，所述冷卻段導(dǎo)熱油管通過導(dǎo)熱油管返回加熱油爐。
優(yōu)選的，所述預(yù)熱設(shè)備的進(jìn)料口通過增壓泵與有機(jī)固廢緩存?zhèn)}相連。
優(yōu)選的，所述反應(yīng)釜包括臥式罐體和攪拌機(jī)構(gòu)，所述攪拌機(jī)構(gòu)包括電機(jī)及水平放置的攪拌軸，所述電機(jī)設(shè)置于罐體的外側(cè)、且與攪拌軸的端部相連，所述攪拌軸上間隔設(shè)有若干個徑向布置的攪拌葉。
優(yōu)選的，所述生物炭漿冷卻系統(tǒng)的出料口通過泄壓出料泵與生物炭漿儲存?zhèn)}相連，所述生物炭漿在生物炭漿儲存?zhèn)}內(nèi)冷卻至室溫；所述生物炭漿儲存?zhèn)}的出料口與固液分離設(shè)備的進(jìn)料口相連，所述固液分離設(shè)備的固體出口與生物炭儲存?zhèn)}相連。
優(yōu)選的，所述加熱油爐、反應(yīng)釜導(dǎo)熱油套管、預(yù)熱段導(dǎo)熱油管、冷卻段導(dǎo)熱油管及加熱油爐依次通過導(dǎo)熱油管依次連接為閉環(huán)的導(dǎo)熱油循環(huán)回路，導(dǎo)熱油的傳輸過程如下：
(1)導(dǎo)熱油在加熱油爐中加熱；
(2)加熱后的導(dǎo)熱油通過導(dǎo)熱油泵輸送至反應(yīng)釜導(dǎo)熱油套管內(nèi)，維持反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)溫度；
(3)經(jīng)過反應(yīng)釜后，導(dǎo)熱油進(jìn)入預(yù)熱設(shè)備的預(yù)熱段導(dǎo)熱油管，有機(jī)固廢在預(yù)熱設(shè)備的內(nèi)管傳輸由低溫升至高溫并進(jìn)入反應(yīng)釜，導(dǎo)熱油在預(yù)熱設(shè)備外部預(yù)熱段導(dǎo)熱油管內(nèi)傳輸逆向由高溫降至低溫；
(4)導(dǎo)熱油再進(jìn)入冷卻設(shè)備的冷卻段導(dǎo)熱油管中，從反應(yīng)釜排出的生物炭漿在冷卻設(shè)備的內(nèi)管傳輸由高溫降至低溫，導(dǎo)熱油在冷卻段導(dǎo)熱油管逆向傳輸，由低溫升至高溫；
(5)導(dǎo)熱油從冷卻設(shè)備輸出后進(jìn)入加熱油爐加熱循環(huán)使用，生物炭漿經(jīng)過導(dǎo)熱油冷卻回收熱量后，再進(jìn)一步在生物炭漿儲存?zhèn)}內(nèi)通過內(nèi)裝的冷凝水盤管冷卻至室溫后，經(jīng)固液分離設(shè)備脫水干化處理后外運(yùn)處置。
優(yōu)選的，在步驟(1)中，熱油爐內(nèi)的導(dǎo)熱油加熱溫度為180-230℃。
優(yōu)選的，在步驟(2)中，所述反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)物料的反應(yīng)溫度為160-210℃，反應(yīng)物料停留時間為0.5-3h。
優(yōu)選的，在步驟(3)中，所述預(yù)熱設(shè)備中導(dǎo)熱油輸入溫度為180-230℃，導(dǎo)熱油輸出溫度為60-100℃，有機(jī)固廢輸入溫度是20-40℃，輸出溫度是160-210℃，有機(jī)固廢停留時間為0.5-2h。
優(yōu)選的，在步驟(4)中，所述冷卻設(shè)備中導(dǎo)熱油輸入溫度為60-100℃，導(dǎo)熱油輸出溫度為140-190℃，生物炭漿輸入溫度是160-210℃，輸出溫度是80-120℃，生物炭漿停留時間為0.5-2h。
優(yōu)選的，所述高含水有機(jī)固廢為脫水污泥、植物秸稈或畜禽糞污。
采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過將反應(yīng)釜、預(yù)熱設(shè)備和冷卻設(shè)備的導(dǎo)熱油路依次連通，與加熱油爐形成一個閉環(huán)循環(huán)回路，導(dǎo)熱油通過導(dǎo)熱油泵控制，保證有機(jī)固廢經(jīng)導(dǎo)熱油預(yù)熱后進(jìn)入反應(yīng)釜的溫度能夠達(dá)到水熱炭化反應(yīng)溫度，提高反應(yīng)釜的反應(yīng)效率，縮短停留時間；導(dǎo)熱油與有機(jī)固廢進(jìn)行熱交換后溫度降低，在冷卻設(shè)備又吸收生物炭漿內(nèi)的熱量，再返回加熱油爐能夠節(jié)省電耗；導(dǎo)熱油與生物炭漿進(jìn)行熱交換后降低了生物炭漿的溫度，加速了生物炭漿的冷卻速度，進(jìn)而提高生產(chǎn)處理能力。
（發(fā)明人：高衛(wèi)民;程寒飛;張哲;張彪;冉景;朱巧紅;徐馳;李傳松;周業(yè)劍;張鐳）
