CN109576001A - 有机危废热解气净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机危废热解气净化系统，包括通过管道依次连接的旋风除尘器、陶瓷滤芯除尘器、催化裂化塔、脱硫塔、引风机、油气分离装置、油水分离装置、碱洗塔、活性炭吸附塔和气柜，油气分离装置通过重油管道连接有重油罐，油水分离装置通过轻油管道连接有轻油罐。该系统具有可实现有机危废热解气在冷凝前进行净化，提高燃气洁净度，而且可以提高冷凝后油品品质的优点。

Description

有机危废热解气净化系统

技术领域

本发明主要涉及有机危废低温热解液化技术领域，尤其涉及一种有机危废热解气净化系统。

背景技术

在高度集中的现代化大工业情况下，工业生产排出的有机类危险废物对周围环境的污染日益严重。它将直接对渔业和农业产生严重影响，同时直接或间接地危害人体健康。在环境污染中，有机类危险废物的污染影响最大，但是对于有机类危险废物处置却处于空白。

传统的焚烧方式虽然可以实现有机废弃物的减量化和资源化，但在生产过程中会对环境造成二次污染，尤其是二噁英的污染，只能采取措施尽量降低，无法消除。相对于焚烧而言，低温热解是在绝氧的环境下发生分解反应，从根本上消除二噁英、粉尘、恶臭等二次污染，从废弃物资源化利用的角度看，低温热解在有机危废处理利用领域是一种安全有效的处理方法。

低温热解产生的热解气除了含有烃类、一氧化碳、氢气、二氧化碳、甲烷外，还含有少量灰尘、焦油，，它们凝结在锅炉、管道和内燃机的入口装置上，影响了设备的 正常运行；由于目前一般采用旋风除尘器分离热解气中的碳粉，，仍有大量微小碳颗粒、粉尘混于热解气中，造成了冷凝后油品流动性差、无法直接使用、深加工困难等问题，并且烃类冷凝后生成的油品有臭味，颜色深，胶质含量高，凝点低，易氧化生成絮状物。对于现有的有机危废热解设备，需对热解气的冷凝除杂工艺进行改进，提高油品品质及燃气的回收利用率。热解气净化精制处理国内也进行了相关研究：

山东理工大学的易维明等（CN 106085512 A）公开了一种生物质热解气的气固分离系统即除尘系统，包括旋风除尘器和热解气净化器，该发明 中，在热解气冷却前，对热解气中的微小颗粒炭、粉尘 进行有效分离，净化分离后再对热解气冷凝液 化，提高了油品质，但是一些微小颗粒无法有效去除，而且热解气中的焦油无法有效的去除。

贵州德鑫源工程设备有限公司 的李毅强等人（CN 204752647U）公开了一种热解气净化器”，其方 案是一次将气体通入至水箱、气液分离器和冷凝管中从而获得洁净的气体，然而该方法将 气体通入水箱后，由于有气体不断进入水箱内的水处于不断翻动的状态，因而产生的焦油 并不能由于重力而排出而是分布整个水箱，因而为了满足效果需要不断更换水箱内的水， 而将水箱内的水排出，排水水箱内的水不仅会造成水资源的污染还会造成能源的浪费

北京神源环保有限公司的杨继状等人公开了一种热解气净化装置（CN 207552268 U），该热解气净化装置包括初过滤单元和精过滤单元，热解气先经初过滤单元，在鼓泡水浴和喷淋冷凝的作用，里面的大部分有机物被冷凝入水中，未冷凝的气体最后经过精过滤单元内特殊过滤层的作用，排放的燃气完全达到处理要求。通过初过滤单元和精过滤单元的配合，使得热解气可进行多次过滤，提高了生物质热解气净化装置去除焦油和灰尘的效率，但是喷淋、水浴会产生含油、含尘废水，不仅会堵塞喷头和管路还会造成二次污染，而且油水冷凝后的焦油也会堵塞阀门和管道，使该净化系统无法连续稳定运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可实现有机危废热解气在冷凝前进行净化，提高燃气洁净度，而且可以提高冷凝后油品品质的有机危废热解气净化系统。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种有机危废热解气净化系统，包括通过管道依次连接的旋风除尘器、陶瓷滤芯除尘器、催化裂化塔、脱硫塔、引风机、油气分离装置、油水分离装置、碱洗塔、活性炭吸附塔和气柜，所述油气分离装置通过重油管道连接有重油罐，所述油水分离装置通过轻油管道连接有轻油罐。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述油气分离装置包括第一水冷器和重油卧式缓冲罐，所述重油卧式缓冲罐设置在第一水冷器底部，所述第一水冷器通过管道连接油水分离装置，所述重油卧式缓冲罐连接重油管道并通过管道连接引风机。

所述重油管道上设置有第一液位连锁控制阀。

所述第一水冷器通入循环冷却水。

所述油水分离装置包括第二水冷器和轻油卧式缓冲罐，所述轻油卧式缓冲罐设置在第二水冷器底部，所述第二水冷器通过管道连接碱洗塔，所述轻油卧式缓冲罐连接轻油管道并通过管道连接第一水冷器。

所述轻油管道上设置有第二液位连锁控制阀。

所述第二水冷器通入循环冷却水。

所述轻油卧式缓冲罐上设置有排水管。

所述排水管上设置有第三液位连锁控制阀。

所述陶瓷滤芯除尘器通过氮气。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的机固废热解气净化系统。较传统结构而言，该系统在不降低热解气温度的情况下，采用旋风除尘器和陶瓷滤芯除尘器相结合的方式，脱除热解气中的小颗粒以及微小颗粒碳粉和灰尘，不仅节约了水资源，而且提高了热解气的品质，降低了热解油的色度；除尘后的热解气直接进入催化裂化塔，大分子的烃类被裂解成小分子的烃类，降低热解油的凝点以及热解油中的胶质含量；脱硫塔采用有机硫转化为无机硫+无机硫吸附的方式，有效脱除热解气中的硫醇、硫醚、二甲基二硫醚等有机硫，降低了热解气及热解油中的硫含量；采用二级冷凝的方式，按照重油及轻油凝点不同的特点，先将重油冷凝下来，再将轻油冷凝下来，提高热解油品质；采用碱洗的方式脱除热解气中的H2S，SO2，HCl等酸性气体；采用活性炭吸附塔脱除不可凝气中的少量油气及水，保证热解气的品质。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中各标号表示：

1、旋风除尘器；2、陶瓷滤芯除尘器；3、催化裂化塔；4、脱硫塔；5、引风机；6、油气分离装置；61、第一水冷器；62、重油卧式缓冲罐；7、油水分离装置；71、第二水冷器；72、轻油卧式缓冲罐；8、碱洗塔；9、活性炭吸附塔；10、气柜；11、重油管道；111、第一液位连锁控制阀；12、重油罐；13、轻油管道；131、第二液位连锁控制阀；14、轻油罐；15、排水管；151、第三液位连锁控制阀。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明有机危废热解气净化系统的一种实施例，包括通过管道依次连接的旋风除尘器1、陶瓷滤芯除尘器2、催化裂化塔3、脱硫塔4、引风机5、油气分离装置6、油水分离装置7、碱洗塔8、活性炭吸附塔9和气柜10，油气分离装置6通过重油管道11连接有重油罐12，油水分离装置7通过轻油管道13连接有轻油罐14。该系统运行时，来自于有机危废低温热解炉出口的热解气(450~500℃)经旋风除尘器1一次除尘，除去热解气中的大颗粒碳粉和灰尘；一次除尘后的热解气经陶瓷滤芯除尘器2二次除尘，除去热解气中的微小颗粒碳粉和灰尘；二次除尘后的热解气进入催化裂化塔3大分子的焦油和烃类被裂解为小分子烃类，催化剂为改性后的ZSM-5型分子筛催化剂，反应温度为450~500℃，失去活性的催化剂卸出后烧焦再生；裂解后的热解气进入脱硫塔4，热解气中的有机硫被转化为无机硫，部分无机硫被吸附剂吸收，催化剂采用高温脱硫剂，该催化剂是专用于中、高温下脱除以煤、油或天然气制成的燃料气及其它工业气体中的H2S ，亦可转化吸收部分有机硫，具有硫容高、稳定性好、可多次再生的特点，反应温度为400~450℃；脱硫后热解气经引风机5输送至油气分离装置6，大分子烃类在经过油气分离装置6时，热解气被冷凝至200℃，冷凝后的重油通过重油管道11送至重油罐12；未冷凝的热解气进入油水分离装置7二次冷凝，热解气温度控制在40℃以下，小分子烃类和水蒸气分别被冷凝为轻油和水，油水混合物在油水分离装置7内分层，油相通过轻油管道13送至轻油罐14，水相送至污水处理装置；二次冷凝后的不可凝气进入碱洗塔8除去不可凝气中的H2S，SO2，HCl等酸性气体；脱除酸性气体的不可凝气进入活性炭吸附塔9，除去不可凝气中的少量油气及水，进一步提高热解气的品质；脱除油气和水的不可凝气进入气柜10储存。较传统结构而言，该系统在不降低热解气温度的情况下，采用旋风除尘器1和陶瓷滤芯除尘器2相结合的方式，脱除热解气中的小颗粒以及微小颗粒碳粉和灰尘，不仅节约了水资源，而且提高了热解气的品质，降低了热解油的色度；除尘后的热解气直接进入催化裂化塔3，大分子的烃类被裂解成小分子的烃类，降低热解油的凝点以及热解油中的胶质含量；脱硫塔4采用有机硫转化为无机硫+无机硫吸附的方式，有效脱除热解气中的硫醇、硫醚、二甲基二硫醚等有机硫，降低了热解气及热解油中的硫含量；采用二级冷凝的方式，按照重油及轻油凝点不同的特点，先将重油冷凝下来，再将轻油冷凝下来，提高热解油品质；采用碱洗的方式脱除热解气中的H2S，SO2，HCl等酸性气体；采用活性炭吸附塔9脱除不可凝气中的少量油气及水，保证热解气的品质。

本实施例中，陶瓷滤芯除尘器2内部设有若干组陶瓷滤芯，每组滤芯独立运行，用编程控制，当滤芯内外表面压差增加时，该组滤芯自动转入氮气吹扫阶段，除尘精度达0.2um，除尘效率达99%；经旋风除尘器1除尘后的热解气从陶瓷滤芯内外表面间的微细孔道通过，碳粉颗粒及灰尘被截留在滤芯外表面。

本实施例中，油气分离装置6包括第一水冷器61和重油卧式缓冲罐62，重油卧式缓冲罐62设置在第一水冷器61底部，第一水冷器61通过管道连接油水分离装置7，重油卧式缓冲罐62连接重油管道11并通过管道连接引风机5。油气分离装置6上部为第一水冷器61，下部为重油卧式缓冲罐62，重组分烃类被冷凝为液体，轻组分烃类和水仍为气体，冷凝液通过重油管道11进入重油卧式缓冲罐62，未冷凝的热解气进入油水分离装置7。

本实施例中，重油管道11上设置有第一液位连锁控制阀111。当重油卧式缓冲罐62液位低于设定值时，第一液位连锁控制阀111自动关闭，防止热解气窜入重油罐12。

本实施例中，第一水冷器61通入循环冷却水（G2）。第一水冷器61采用循环冷却水逆流换热，保证了换热效率。

本实施例中，油水分离装置7包括第二水冷器71和轻油卧式缓冲罐72，轻油卧式缓冲罐72设置在第二水冷器71底部，第二水冷器71通过管道连接碱洗塔8，轻油卧式缓冲罐72连接轻油管道13并通过管道连接第一水冷器61。油水分离装置7部为第二水冷器71，下部为轻油卧式缓冲罐72，前序未冷凝的油气及水蒸气被第二水冷器71冷凝为轻油和水，储存在轻油卧式缓冲罐72内，轻油通过轻油管道13送至轻油罐14，水相送至污水处理装置；不可凝气经第二水冷器71出口进入碱洗塔8

本实施例中，轻油管道13上设置有第二液位连锁控制阀131。当轻油卧式缓冲罐72油相液位低于设定值时，第二液位连锁控制阀131自动关闭，防止热解气窜入轻油罐14。

本实施例中，第二水冷器71通入循环冷却水（G3）。第二水冷器71采用循环冷却水逆流换热，保证了换热效率。

本实施例中，轻油卧式缓冲罐72上设置有排水管15。轻油卧式缓冲罐72内的水相通过排水管15送至污水处理装置。

本实施例中，排水管15上设置有第三液位连锁控制阀151。当轻油卧式缓冲罐72水相液位低于设定值时，第三液位连锁控制阀151自动关闭，防止热解气窜入污水处理装置。

本实施例中，陶瓷滤芯除尘器2通过氮气（G1）。当陶瓷滤芯除尘器2的滤芯内外表面压差增加时，该组滤芯自动转入氮气吹扫阶段。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种有机危废热解气净化系统，其特征在于：包括通过管道依次连接的旋风除尘器（1）、陶瓷滤芯除尘器（2）、催化裂化塔（3）、脱硫塔（4）、引风机（5）、油气分离装置（6）、油水分离装置（7）、碱洗塔（8）、活性炭吸附塔（9）和气柜（10），所述油气分离装置（6）通过重油管道（11）连接有重油罐（12），所述油水分离装置（7）通过轻油管道（13）连接有轻油罐（14）。

2.根据权利要求1所述的有机危废热解气净化系统，其特征在于：所述油气分离装置（6）包括第一水冷器（61）和重油卧式缓冲罐（62），所述重油卧式缓冲罐（62）设置在第一水冷器（61）底部，所述第一水冷器（61）通过管道连接油水分离装置（7），所述重油卧式缓冲罐（62）连接重油管道（11）并通过管道连接引风机（5）。

3.根据权利要求2所述的有机危废热解气净化系统，其特征在于：所述重油管道（11）上设置有第一液位连锁控制阀（111）。

4.根据权利要求3所述的有机危废热解气净化系统，其特征在于：所述第一水冷器（61）通入循环冷却水。

5.根据权利要求4所述的有机危废热解气净化系统，其特征在于：所述油水分离装置（7）包括第二水冷器（71）和轻油卧式缓冲罐（72），所述轻油卧式缓冲罐（72）设置在第二水冷器（71）底部，所述第二水冷器（71）通过管道连接碱洗塔（8），所述轻油卧式缓冲罐（72）连接轻油管道（13）并通过管道连接第一水冷器（61）。

6.根据权利要求5所述的有机危废热解气净化系统，其特征在于：所述轻油管道（13）上设置有第二液位连锁控制阀（131）。

7.根据权利要求6所述的有机危废热解气净化系统，其特征在于：所述第二水冷器（71）通入循环冷却水。

8.根据权利要求7所述的有机危废热解气净化系统，其特征在于：所述轻油卧式缓冲罐（72）上设置有排水管（15）。

9.根据权利要求8所述的有机危废热解气净化系统，其特征在于：所述排水管（15）上设置有第三液位连锁控制阀（151）。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的有机危废热解气净化系统，其特征在于：所述陶瓷滤芯除尘器（2）通过氮气。