CN111196931A - 一种有机固废受控热解的工艺方法和装置 - Google Patents
一种有机固废受控热解的工艺方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111196931A CN111196931A CN201910951161.1A CN201910951161A CN111196931A CN 111196931 A CN111196931 A CN 111196931A CN 201910951161 A CN201910951161 A CN 201910951161A CN 111196931 A CN111196931 A CN 111196931A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pyrolysis
- temperature
- solid waste
- controlled
- section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 title claims abstract description 261
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 115
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 48
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 10
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 8
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 3
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 claims description 2
- 238000009270 solid waste treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 32
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 11
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 8
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 4
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 4
- HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin Chemical compound O1C2=CC(Cl)=C(Cl)C=C2OC2=C1C=C(Cl)C(Cl)=C2 HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 3
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000010806 kitchen waste Substances 0.000 description 3
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 3
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 2
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 2
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 2
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 241000353135 Psenopsis anomala Species 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000010868 animal carcass Substances 0.000 description 1
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明提供一种有机固废受控热解的工艺方法和装置，属于固废处理领域，采用一种有机固废受控热解的工艺方法，其特征在于，具体包括以下步骤：将固废进行物料预处理；将预处理后的固废送入热解装置进行分温度段控温热解处理；将在热解装置各温度段的保温时间根据被热解材料的不同分别设定；将热解处理过程中产生的热解产物进行分别回收处理。所述S2热裂解的温度段根据输送方式采用所述热解材料固定位置加热，分温度段逐渐加热保温一定时间的方式，根据所述热解材料在相应温度段的所述热解产物的不同性质，采用相应独立的回收方法或几个温度段组合回收方法；克服了现有技术中热解后产物耦合在一起，不能分别别资源化处理的问题。
Description
技术领域
本发明涉及固废处理领域，具体涉及一种固废热解的工艺方法和装置。
背景技术
近年来，垃圾处理领域取得的成果是明显，主要有填埋法、堆肥法、焚烧法是城市垃圾处理的三大基本技术，但填埋产生的渗滤液会造成二次污染；堆肥处理量小，周期长，适应性不好；焚烧会产生二恶因、飞灰等危险固废，且投资和运行费用相对较高。
相对于焚烧而言，热解是在无氧或缺氧的惰性或还原性气氛下进行的分解反应，产生的二次污染排放物质较少。热解技术由于采用无氧操作，在物料的防氧化方面有了很大进步，此外，热解将废物中的有用物质转化为气态(燃气)或液态(燃料油)的形式分别加以利用，而气态和液态燃料比废物燃烧效率更高，污染更低。从保护环境角度来说，热解是一种比焚烧过程更安全的固废处理方法。
热解产物包含了从气态、液态到固态的丰富形式，提升了资源化程度。但现有的热解技术如图1所示也普遍存在焚烧技术相同的特征，即在一体化的炉膛中进行连续作业，必然导致过程中温度、时间、分解产物等诸多因素不可分割地耦合在一起。
目前，国内在固废热解领域已经有了一些研究，例如专利公布号CN104130787A一种生活垃圾卧式旋转热解反应釜,该专利工艺是将生活垃圾原料与高温无机热载体在卧式旋转热解反应釜内部直接接触加热，在热解反应釜的外层配置高温烟气进行间接加热，使反应釜内垃圾发生热解反应。高温烟气的温度在500℃-1200℃，热解反应温度控制在300℃-800℃，该工艺流程可以充分利用烟气余热，提高能源利用率，但是该工艺中烟气温度虽然有范围跨度，但其运行过程中只能设定一个最高值的目标温度，在垃圾从常温到设定温度的加工过程中，其温度不能按照工艺需求在特定时候达到特定温度，更无法在特定温度按照工艺需求进行某一时间段的保温，同时在各段的压力条件、气氛条件均无法独立进行调控。生活垃圾以及其它工业固废、危险废弃物成分复杂，不同成分的实际裂解温度、裂解产物均不相同，这种粗放式的热解工艺及装备只能以工作最高温度来考虑裂解产物的种类，通常温度越高，可燃气的比例越高，其经济价值越逼近燃气，最终也影响热解工艺本身的固碳效果，而这并不是热解工艺所能达到的理想效果。同时，这类工艺会影响热解能源消耗、目标产物的种类与品质以及后续的热解反应产物的处理工艺，最终妨碍了其资源化利用的充分性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的众多不足，而设计一种固废受控热解工艺方法及装置，针对固废本身构成及特性分条件控制温度、升温速率、保温时间、压力、气氛对固废进行热解处理并将裂解产物独立回收，既能够以最低的能源代价充分地热解固体废弃物，又能将不同温度段(尤其是低、中温)的裂解产物分别资源化回收利用，同时可以选择性地在某个或某几个温度段进行长时间保温裂解，从而最大程度获得某种或某几种裂解产物，避免因高温而最终形成可燃气，将资源变成辅助燃料，达到固体废弃物充分资源化。裂解过程不产生二次废弃物，减小对环境的伤害，具有良好的环境效益、经济效益和社会效益。
本发明提供一种固废受控热解的工艺方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：将固废进行物料物理预处理；
S2：将预处理后的固废送入热解装置进行分温度段控温热解处理；
S3：将在热解装置各温度段的控温时间根据被热解材料的不同分别设定；
S4：将热解处理过程中产生的热解产物进行分别收集处理。
优选地：步骤S2中所述分温度段控温热解处理，包括第一温度段、第二温度段……第N温度段，N为大于1的自然数，其中，热解处理过程中的保温温度由固废的性质决定为T1、T2……TN。
优选地：所述步骤S2中所述的分温度段热解处理，根据被热解材料的不同，分别控制升温速率。
优选地：所述S3中不同的所述温度段所对应的保温时间t1至tn分别独立控制。
优选地：所述S2热裂解的温度段分别控温方式：
或是采用所述热解材料在固定位置分不同的温度段逐渐加热保温一定时间的方式，根据所述不同温度段的所述热解产物的不同性质，采用相应的回收方法或几个温度段组合回收方法；
或者采用热解材料步进式输送加热方式，每一步采用不同的温度和保温时间，每一温度段对应相应的回收方法或几个温度段组合回收方法；
或者采用热解材料连续输送前进的方式，每一阶段采用不同的温度和保温时间，每一温度段对应相应的回收方法或几个温度段组合回收方法。
优选地：所述S2热裂解的温度段加热方式可根据工艺需求，可以选择电加热、微波、感应加热、等离子加热中的一种或多种。
优选地：所述S2热裂解的温度段，所述不同的温度段可以分别进行加压、减压、抽真空的辅助调压操作方法的一种。
优选地：所述S2热裂解的温度段，所述加热氛围可以根据热解材料的工艺需求，分别进行气氛控制，所述氛围可以是惰性气体或其他工艺需要添加的气体中的一种或多种。
优选地：所述固废包括生活垃圾、农林固废、餐厨垃圾、畜禽粪污、危险固废、工业固废中的一种或多种。
优选地：所述步骤S2中所述热解装置为可以根据固废特性分段独立控制温度、升温速率、保温时间、炉膛压力、炉膛气氛和独立回收的所述热解产物的热解装置。
优选地，所述热解装置为单腔体热解装置，其腔体温度、升温速率、保温时间、炉膛压力、炉膛气氛可分段独立控制，对应所述热解产物独立回收。
优选地：所述热解装置为步进式热解装置，所述热解装置包括第一热解装置、第二热解装置……第N热解装置，N为大于1的自然数，其中，N的数量根据热解温度和反应时间根据固废的性质决定，各热解装置温度、升温速率、保温时间、炉膛压力、炉膛气氛可独立控制，对应所述热解产物独立回收或者某几个温度段组合回收。
优选地：所述热解装置为连续热解装置，在该连续热解段可以分为所述热解装置包括第一热解段、第二热解装段……第N热解段，N为大于1的自然数，其中，N的数量根据热解温度和反应时间根据固废的性质决定，各热解段温度、升温速率、保温时间、炉膛压力、炉膛气氛可独立控制，对应所述热解产物独立回收或者某几个温度段组合回收。
本发明提供的固废热解工艺方法从图1现有技术与本发明技术热解状态的对比图中的有益效果为：
a)根据固废原料的组成成分及热解性质不同，可以分温度阶段进行裂解，尤其是可以在最需要的温度区间进行长时间保温操作，获得理想的裂解产物，裂解过程可控，获得产物能源代价低，产物纯度高，固废转化同时较为彻底。
b)对固废分段回收利用，避免后续再加热造成的能源浪费，也避免了产物进一步分解造成的经济价值下降或丧失，提高固废处理环节的资源化利用率。
c)固废在绝氧条件下热解，没有有害有毒物“二噁英”合成，不会产生剧毒致癌物质“二噁英”污染环境。
d)环保指标均达到国家相关标准要求，产品市场容量巨大，有较高的市场需要，能够获得较高的经济效益。
e)自动化程度高，工作环境较好，操作人员不会受到不良影响。
f)热解技术由于采用无氧操作，在物料的防氧化方面有了很大进步，热解产物包含了从气态、液态到固态的丰富形式，提升了资源化程度。
在实施例中参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。
附图说明
并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。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，可以根据这些附图获得其他的附图。
图1：现有技术与本发明技术热解状态的对比图
图2：为本发明固废热解工艺方法的结构框图
图3：为本发明固废单体热解工艺
图4：为本发明固废步进式热解工艺
图5：为本发明固废连续热解处理工艺。
具体实施例
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的固废热解工艺方法进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
如图1为本发明固废热解工艺方法的结构框图，具体包括以下步骤：
S1：将固废进行物料预处理；
S2：将预处理后的固废送入热解装置进行分温度段控温热解处理；
S3：将在热解装置各温度段的控温时间根据被热解材料的不同分别设定；
S4：将热解处理过程中产生的热解产物进行分别收集处理，并且将热解处理过程中产生的气体、固体、液体产物根据其性质进行分别单独收集处理。
本技术方案中，首先需要对固废进行初步处理，步骤S1中预处理可以包括筛选、分类、碎化、PH值调整、催化剂添加等处理，筛选处理包括去除杂物塑料、玻璃、石头和金属，去除受热不易裂解的物质以及不需要资源化处理的物质，分类处理包括按固废的热裂解特性将固废分为若干个类别，碎化处理包括将固废加工为直径较小的适宜处理热解的颗粒。筛选、分类和碎化处理可以更好的分类，为了减小原物料太大受热不均，对热解过程的影响，破碎细化后可以提高热解的效率，降低能源的损耗，便于后续的热解步骤。PH 值调整是为了降低或避免物料对设备的腐蚀。催化剂添加是为了调整物料的热分解温度。
分类可以包括将固废分为生活垃圾、农林固废、餐厨垃圾、畜禽粪污、危险固废、矿化垃圾、工业固废中的一种或多种。
本技术方案中热裂解技术要求将热解过程按温度进行分解。众所周知，不同有机物的热解温度不同，产物也不同。比如，纤维素类的起始热解温度180-200℃，煤的热解随煤质不同，起始温度为200-400℃，塑料中聚甲基丙烯酸树脂的热解温度为170-300℃，而聚乙烯的热解温度则为335-450℃。所以，为了资源化目的的热解过程应该首先将温度参数独立出来，让不同的物质在不同的温度热解，并在该温度区间内进行资源化回收，获得各种更有经济价值的热解产物。因此，本技术方案中的所涉及的具体固废热解原料所需温度不在一一举例赘述。
有机固废的具体实施过程包括如下，第一热解处理过程或第一热解装置的温度为T1，热解时间为t1；第二热解处理过程或第二热解装置的温度为T2，热解时间为t2；第三热解处理过程或第三热解装置的温度为T3，热解时间为t3；第四热解处理过程或第四热解装置的温度为大于T4，热解时间为t4,…第N热解处理过程或第四热解装置的温度为大于Tn,热解时间为tn。废物热解工艺方法步骤S2中分温度段热解处理包括：将预处理后的固废送入集中热解装置，根据热解物料的不同化学性质，进行相应的气氛控制，在具体实施中，当热解原材料固定时，相应的气氛控制包括分温度段控制其温度，以及该温度段升温、保温时间，炉压控制、气氛控制等中的一种或多种，各温度段裂解产物分别进入对应的后处理装置进行回收利用。该工艺过程，投入费用少，工艺简单。
在固废热解工艺方法步骤S2中分温度段热解处理包括：将预处理后的固废送入集中热解装置，集中热解装置包括第一热解处理过程、第二热解处理过程……第N热解处理过程，N为大于1的自然数，步骤S2中所述分温度段控温热解处理，其中，热解处理过程中热解装置的温度为第一温度段、第二温度段……第N温度段，N为大于1的自然数，其中，热解处理过程中的保温温度由固废的性质决定为T1、T2……TN。保温时间由固废的性质决定为t1、t2……tN根据需要热解处理的固废的性质决定。
方案一，所述S2热裂解的温度段被热解物料采在热解过程中采用固定在某一单腔体的容器中，物料不输送的方式，所述热解材料固定位置加热，分温度段逐渐加热保温一定时间的方式，在具体实施中，当热解原材料固定时，相应的气氛控制包括分温度段控制其温度，以及该温度段升温、保温时间，炉压控制、气氛控制等中的一种或多种，根据所述热解材料在相应温度段的所述热解产物的不同性质，采用相应的回收方式；
方案二，如图4所示，同时，也可以采用步骤S2中分温度段热解处理还可以包括：预处理后的固废依次经过步进式热解装置，热解材料步进式输送加热方式，物料按照一定的节拍，分别经过第一热解装置、第二热解装置……第N热解装置，N为大于1的自然数，其中，在具体实施中，当热解原材料固定时，相应的气氛控制包括分温度段控制其温度，以及该温度段升温、保温时间，炉压控制、气氛控制等中的一种或多种，每一步根据所述热解材料固有性质采用相应的分温度段和保温时间，每一所述分温度段或几个温度段对应一套相应的回收方法。将热解过程拆分在不同的热解装置进行，对不同的热解装置分别调控，分阶段的同时进行热解处理，提高工作效率，其转化效率高，转化更为彻底。
方案三，如图5所示，同时，也可以采用步骤S2中分温度段热解处理还可以包括：预处理后的固废依次经过连续式热解装置，所述热解装置为连续热解装置，热解材料连续输送前进的方式，在该连续热解段可以分为所述热解装置包括第一热解段、第二热解装段……第N热解段，N为大于1的自然数，其中，N的数量根据热解温度和反应时间根据固废的性质决定，每一输送阶段根据所述热解材料性质采用相应的分温度段和保温时间，在具体实施中，当热解原材料固定时，相应的气氛控制包括分温度段控制其温度，以及该温度段升温、保温时间，炉压控制、气氛控制等中的一种或多种，其余控制同方案一、二。优选地，所述S3中不同的所述温度段所对应的保温时间t1至tn分别独立控制。
优选地：在具体实施过程，所述S2热裂解的温度段加热方式可根据工艺需求，以及热解原料的类别其加热方式可以选择电加热、燃气加热、微波加热、感应加热、等离子加热的一种或多种。
进一步，为了促进热解过程进行，还可以考虑加压、减压、抽真空的调压操作。
所述S2热裂解的温度段，所述加热氛围可以根据热解材料的工艺需求，分别进行气氛控制，所述氛围可以是惰性气体或其他工艺需要添加的气体中的一种或多种。在特殊情况下，还可以考虑气氛控制，添加催化剂等方式。
由于不同固废的热裂解性质不同，其热裂解温度和反应时间也不相同，但是只要受热易裂解分离的固废都在本申请的范畴内，这里就有机固废进行深入举例研究，有机固废包括生活垃圾(例如城镇生活垃圾)、厨余，农作物秸秆如：麦草、稻草、各类植物的根茎叶花果种子、作物、粮食、油料等，加工的副产物如：蔗渣、稻壳、玉米芯、酒糟、椰壳、各类果壳、种壳、瓜子皮、果渣，霉变的粮食、动物尸体，林木副产物如：木屑、枝叶，以及其他生物质材料，含有机质的建筑和建设固废(例如含沥青的建筑或者道路固废)、含有机质的工业生物质(例如制药厂、化工厂固废)以上一种或多种材料的任意混合形成的材料。其中，对于生活垃圾优选陈腐的生活垃圾，其较低的含水率特性和腐化后的有机质更易热解的特性可提高热解的效率和价值。生物质中的有机物可分为天然的和人工合成的有机物两类。天然的有机物至少包括有橡胶、木材、纸张、蛋白质、淀粉、纤维素、麦杆、废油脂和污泥等由这些材料的不同混合比例构成的各种生物质，都适合采用本发明的方法作热解工艺方法。
针对上述实施例中热解材料在热解过程中物料是否在相应腔体内是否输送移动，所述步骤S2中所述热解装置根据固废特性分段独立控制气氛和对应所述热解产物采用相应所述独立回收方式的热解装置。
在本技术方案中的实施方例中，作为单腔体的热解装置，如果物料不需要移动，在该单腔体热解装置，其腔体为可以根据固废特性分段独立控制气氛，为独立控制热解温度、升温速率、保温时间、炉膛压力、炉膛气氛中的一种或多种，例如,某种固废原料需要热解处理,根据物料性质,其热解温度对应T1、T2、T3……TN,因此本技术方案在腔体上安装的温度加热控制系统,将腔体内物料根据性质加热到温度T1至T时,时间控制系统将保温时间控制为t1,至tn，所述热解产物根据其性质采用分别采用相应的回收系统，每个温度区间对应一个独立的回收系统。
优选地，所述热解装置为步进式热解装置，所述热解装置包括第一热解装置、第二热解装置……第N热解装置，N为大于1的自然数，其中，N的数量根据热解温度和反应时间根据固废的性质决定，所述第N热解装置独立控制气氛，对应所述热解产物根据实际组成采用相应所述独立回收方式或部分组合回收方式。
优选地，所述热解装置为连续热解装置，在该连续热解段可以分为所述热解装置包括第一热解段、第二热解装段……第N热解段，N为大于1的自然数，其中，N的数量根据热解温度和反应时间根据固废的性质决定，所述第N热解段独立控制气氛，对应所述热解产物根据实际组成采用相应所述独立回收方式或部分组合回收方式。
优选地，其特征在于，所述独立控制气氛，,为独立控制热解温度、升温速率、保温时间、炉膛压力、炉膛气氛中的一种或多种。
上述实施例中：各步骤中的工艺参数(温度、时间、浓度等)和各组分用量数值等为范围的，任一点均可适用。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (13)
1.一种有机固废受控热解的工艺方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：将固废进行物料预处理；
S2：将预处理后的固废送入热解装置进行分温度段控温热解处理；
S3：将在热解装置各温度段的保温时间根据被热解材料的不同分别设定；
S4：将热解处理过程中产生的热解产物进行分别回收处理。
2.根据权利要求1所述的一种有机固废受控热解的工艺方法中，其特征在于，所述S2热裂解的温度段根据输送方式采用所述热解材料固定位置加热，分温度段逐渐加热保温一定时间的方式，根据所述热解材料在相应温度段的所述热解产物的不同性质，采用相应独立的回收方法或几个温度段组合回收方法；
或者采用所述热解材料步进式输送加热方式，每一步根据所述热解材料采用相应的分温度段和保温时间，每一所述分温度段独立的回收方法或几个温度段组合回收方法；
或者采用所述热解材料连续输送前进的方式，每一输送阶段根据所述热解材料性质采用相应的分温度段和保温时间，每一所述分温度段独立的回收方法或几个温度段组合回收方法。
3.根据权利要求2所述的一种有机固废受控热解的工艺方法，其特征在于，步骤S2中所述分温度段控温热解处理，包括第一温度段、第二温度段……第N温度段，N为大于1的自然数，其中，热解处理过程中的保温温度由固废的性质决定为T1、T2……TN。
4.根据权利要求2所述之一的一种有机固废受控热解的工艺方法中，其特征在于，所述步骤S2中所述的分温度段热解处理，根据被热解材料的不同，分别控制升温速率。
5.根据权利要求2所述的一种有机固废受控热解的工艺方法，其特征在于，所述S3中不同的所述温度段所对应的保温时间t1至tn分别独立控制。
6.根据权利要求1至5所述之一的一种有机固废受控热解的工艺方法中，其特征在于，所述S2热裂解的温度段加热方式可根据工艺需求，可以选择电加热、微波、感应加热、等离子加热中的一种或多种。
7.根据权利要求1至5所述之一的一种有机固废受控热解的工艺方法中，其特征在于，所述S2热裂解的温度段，所述不同的温度段可以分别进行加压、减压、抽真空的辅助调压操作方法的一种。
8.根据权利要求1至5所述之一的一种有机固废受控热解的工艺方法，其特征在于，所述S2热裂解的温度段，所述加热氛围可以根据热解材料的工艺需求，分别进行气氛控制，所述氛围可以是惰性气体或其他工艺需要添加的气体中的一种或多种。
9.根据权利要求1至8所述之一的一种有机固废受控热解的热解装置，其特征在于，所述步骤S2中所述热解装置为可以根据固废特性分段独立控制气氛和对应所述热解产物采用相应所述独立回收方式的热解装置。
10.根据权利要求9所述的一种有机固废受控热解的热解装置，其特征在于，所述热解装置为单腔体热解装置，其腔体为可以根据固废特性分段独立控制气氛，对应所述热解产物采用相应所述独立回收方式。
11.根据权利要求9所述的一种有机固废受控热解的热解装置，其特征在于，所述热解装置为步进式热解装置，所述热解装置包括第一热解装置、第二热解装置……第N热解装置，N为大于1的自然数，其中，N的数量根据热解温度和反应时间根据固废的性质决定，所述第N热解装置独立控制气氛，对应所述热解产物采用相应所述独立回收方式。
12.根据权利要求9述的一种有机固废受控热解的热解装置，其特征在于，所述热解装置为连续热解装置，在该连续热解段可以分为所述热解装置包括第一热解段、第二热解装段……第N热解段，N为大于1的自然数，其中，N的数量根据热解温度和反应时间根据固废的性质决定，所述第N热解段独立控制气氛，对应所述热解产物采用相应所述独立回收方式。
13.根据权利要求9至12所述之一的一种有机固废受控热解的热解装置，其特征在于，所述独立控制气氛，,为独立控制热解温度、升温速率、保温时间、炉膛压力、炉膛气氛中的一种或多种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910951161.1A CN111196931A (zh) | 2019-10-08 | 2019-10-08 | 一种有机固废受控热解的工艺方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910951161.1A CN111196931A (zh) | 2019-10-08 | 2019-10-08 | 一种有机固废受控热解的工艺方法和装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111196931A true CN111196931A (zh) | 2020-05-26 |
Family
ID=70741721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910951161.1A Pending CN111196931A (zh) | 2019-10-08 | 2019-10-08 | 一种有机固废受控热解的工艺方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111196931A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022199351A1 (zh) * | 2021-03-26 | 2022-09-29 | 中国环境科学研究院 | 利用硅酸盐固化的重金属介导生物炭复合物的生产工艺 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2646729A1 (de) * | 1975-10-16 | 1977-04-28 | Sanyo Electric Co | Verfahren und vorrichtung zum thermischen cracken von festen organischen abfallprodukten |
| US4324639A (en) * | 1980-08-26 | 1982-04-13 | Occidental Research Corporation | Pyrolysis process with feed pretreatment |
| CN102465043A (zh) * | 2010-11-01 | 2012-05-23 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种固体燃料的多段分级热解气化装置及方法 |
| CN102537973A (zh) * | 2012-01-16 | 2012-07-04 | 中昌环保集团有限公司 | 一种固废热解处理的新工艺 |
| WO2013025642A1 (en) * | 2011-08-13 | 2013-02-21 | Mcalister Technologies, Llc | Carbon-based durable goods and renewable fuel from biomass waste dissociation for transportation and storage |
| CN104479722A (zh) * | 2014-05-12 | 2015-04-01 | 中机国宏（北京）高分子裂解技术研究院 | 防止二噁英产生的废旧轮胎连续分段裂解设备及工艺 |
| CN106734067A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-05-31 | 中南大学 | 一种低碳高效的废电路板全资源化清洁回收方法 |
| CN107022362A (zh) * | 2016-01-29 | 2017-08-08 | 湖南鼎玖能源环境科技有限公司 | 生物质或有机垃圾转化设备及转化工艺 |
| US20170253891A1 (en) * | 2009-12-30 | 2017-09-07 | Organic Energy Corporation | Systems and methods for processing mixed solid waste |
| CN109250703A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-01-22 | 时科生物科技（上海）有限公司 | 一种生物质炭及其制备方法和用途 |
-
2019
- 2019-10-08 CN CN201910951161.1A patent/CN111196931A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2646729A1 (de) * | 1975-10-16 | 1977-04-28 | Sanyo Electric Co | Verfahren und vorrichtung zum thermischen cracken von festen organischen abfallprodukten |
| US4324639A (en) * | 1980-08-26 | 1982-04-13 | Occidental Research Corporation | Pyrolysis process with feed pretreatment |
| US20170253891A1 (en) * | 2009-12-30 | 2017-09-07 | Organic Energy Corporation | Systems and methods for processing mixed solid waste |
| CN102465043A (zh) * | 2010-11-01 | 2012-05-23 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种固体燃料的多段分级热解气化装置及方法 |
| WO2013025642A1 (en) * | 2011-08-13 | 2013-02-21 | Mcalister Technologies, Llc | Carbon-based durable goods and renewable fuel from biomass waste dissociation for transportation and storage |
| CN102537973A (zh) * | 2012-01-16 | 2012-07-04 | 中昌环保集团有限公司 | 一种固废热解处理的新工艺 |
| CN104479722A (zh) * | 2014-05-12 | 2015-04-01 | 中机国宏（北京）高分子裂解技术研究院 | 防止二噁英产生的废旧轮胎连续分段裂解设备及工艺 |
| CN107022362A (zh) * | 2016-01-29 | 2017-08-08 | 湖南鼎玖能源环境科技有限公司 | 生物质或有机垃圾转化设备及转化工艺 |
| CN106734067A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-05-31 | 中南大学 | 一种低碳高效的废电路板全资源化清洁回收方法 |
| CN109250703A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-01-22 | 时科生物科技（上海）有限公司 | 一种生物质炭及其制备方法和用途 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022199351A1 (zh) * | 2021-03-26 | 2022-09-29 | 中国环境科学研究院 | 利用硅酸盐固化的重金属介导生物炭复合物的生产工艺 |
| US20240157415A1 (en) * | 2021-03-26 | 2024-05-16 | Chinese Research Academy Of Environmental Sciences | Process for producing heavy-metal-mediated biochar complex cured by using silicate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tan et al. | A review on the comparison between slow pyrolysis and fast pyrolysis on the quality of lignocellulosic and lignin-based biochar | |
| Mengqi et al. | Comprehensive review on agricultural waste utilization and high-temperature fermentation and composting | |
| Begum et al. | A review on waste biomass-to-energy: integrated thermochemical and biochemical conversion for resource recovery | |
| Wang et al. | Effects of thermophiles inoculation on the efficiency and maturity of rice straw composting | |
| Verma et al. | Biofuels production from biomass by thermochemical conversion technologies | |
| CN104150987B (zh) | 一种畜禽养殖废弃物资源化利用的方法 | |
| Wang et al. | Large-scale biochar production from crop residue: A new idea and the biogas-energy pyrolysis system | |
| CN110358599B (zh) | 一种基于水热反应的农林废弃物脱碱炭化方法 | |
| CN112573952A (zh) | 一种提高农业农村有机废弃物好氧堆肥效果的方法 | |
| Nath et al. | Global status of agricultural waste-based industries, challenges, and future prospects | |
| Rahmat et al. | Chemical characterization of biochar from lablab bean under low-temperature pyrolysis | |
| CN109250703A (zh) | 一种生物质炭及其制备方法和用途 | |
| Rex et al. | Sustainable valorisation of kitchen waste through greenhouse solar drying and microwave pyrolysis–technology readiness level for the production of biochar | |
| CN105710114A (zh) | 一种生活垃圾及农林废弃物炭化循环综合处理系统及方法 | |
| CN109721435A (zh) | 一种炭基有机无机复混肥的生产系统及方法 | |
| EP2955217B1 (en) | Method and system for processing biomass | |
| Cheng et al. | Sustainable production and applications of biochar in circular bioeconomy | |
| Mary et al. | Utilization of agricultural residues in biofuels and bioenergy production through biorefinery routes | |
| Rudoy et al. | Methods for ensuring the processing and disposal of agricultural waste | |
| CN117356652A (zh) | 一种酿酒废弃物绿色低碳资源化与能源化耦合方法 | |
| CN104650935B (zh) | 一种生物质有效的处理方法 | |
| Wang et al. | Nitrogen removal of ramie stalk treated by acid wastewater combined with Clostridium thermocellum and the kinetic study of pyrolysis | |
| Ekayev et al. | MAKING BIOCHAR FROM LOCAL PLANT RESIDUES | |
| Baniasadi et al. | Zero-waste approach for combined energy and fertilizer production: The case of Ravenna, Italy | |
| Dey et al. | A Preview on the Production Technologies of Biochar |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200526 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |