适宜于水泥窑热解中高热值固废燃料的系统和方法与流程

本发明属于废弃物资源化利用领域，尤其涉及一种适宜于水泥窑热解中高热值固废燃料的系统和方法。

背景技术：

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2、

3、热解作为一种能实现有热值物质资源化、无害化的处理技术，是指在无氧或缺氧条件下加热到200-550℃，将待热解物质中的轻质油组分蒸馏和重质油类分解成带挥发性的低碳烃类燃料、液态燃料和固体碳等。待热解物质通过高温热解反应后，主要产生可回收油气、水蒸气、不可冷凝可燃气体(不凝气)、炭渣和无机固体颗粒等物质。待热解物质热解时往往需要进行油气冷凝分离以及烟气净化排放，油气冷凝分离是将可回收油气和不可冷凝可燃气体的混合气体从分气包进入冷凝器，在换热器的冷凝作用下，可回收油气变成液体油与不可冷凝的可燃气体一起进入储油系统，液体油经过滤处理后进油储系统，可燃气经水封后进入焚烧系统，补充热风焚烧系统所需热量。烟气净化排放是指热解炉焚烧产生的烟气经强化喷雾吸收塔脱硫除尘、同时降温，然后经uv装置充分脱臭分解净化后，烟气达标排放。

4、水泥窑处置中高热值固废燃料一般是将中高热值固废燃料经过脱水等预处理后输送至窑头或者分解炉处置，存在处置量有限，一次性投加对水泥窑系统冲击多大，易造成生产系统不稳定等情况。利用水泥窑热解中高热值固废燃料存在水泥窑窑尾或烟气温度低影响中高热值固废燃料热解，或取气时含尘量多，需要利用其他设施实现固气分离，不分离则与中高热值固废燃料混合在一起，影响中高热值固废燃料热解气品质，或氧含量多，无法对中高热值固废燃料热解。可见水泥窑用热存在气体温度高但含氧量高、或者含氧量低但气体温度低等不适宜中高热值固废燃料热解的缺陷，为此，发明了一种适宜于水泥窑热解中高热值固废燃料的系统和方法。

5、中国专利cn202210624770.8公开了“一种利用水泥窑高效资源化处置油泥的系统和方法”，通过水泥窑窑尾不同部位温度和含氧量的配合来热解油泥，极易造成热解油泥气体温度和含氧量的波动，影响其热解，同时通过水泥窑窑尾不同两点取气混合条件苛刻，实际生产中存在选点难的问题，另外由于混合气温度低，不能大规模处置油泥。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种适宜于水泥窑热解中高热值固废燃料的系统和方法。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明首先提供了一种适宜于水泥窑热解中高热值固废燃料的系统，所述中高热值固废燃料指收到基发热量满足≥5mj/kg的废弃物；所述系统包括物料库、水泥窑取热单元、焚烧单元、热解单元及热解产物利用单元；

4、所述物料库用于向焚烧单元和热解单元输入中高热值固废燃料；

5、所述水泥窑取热单元通过取热管道的进气端连接水泥窑三次风管，出气端分别连接焚烧单元中不同的焚烧室；

6、所述焚烧单元包括多个相隔设置的焚烧室，焚烧室内设有待焚烧的中高热值固废燃料；焚烧中高热值固废燃料所需热量来自水泥窑取热单元中的三次风；焚烧产生的带热烟气与热解单元热解产生的热解气和油汇合后通入热解产物利用单元；

7、所述热解单元包括填满待热解中高热值固废燃料的多个热解室；所述热解室与焚烧室间隔且贴合设置，焚烧室焚烧中高热值固废燃料的热量能够通过侧壁传递给热解室；热解产生的气和油在热解室上部与焚烧烟气汇合后供给所述热解产物利用单元。

8、所述热解产物利用单元用于将中高热值固废燃料热解产物以及焚烧烟气混合并再次焚烧利用。

9、进一步的，所述中高热值固废燃料包括油泥、秸秆、废纺、废塑料、轮胎粉、漆渣。

10、进一步的，所述系统还包括废渣处置单元，所述废渣处置单元用于将焚烧单元焚烧产生的中高热值固废燃料渣输送至水泥窑生料系统参与配料，热解单元热解产生的中高热值固废燃料渣则送至最后一级焚烧室焚烧。

11、进一步的，所述焚烧室其顶部设有中高热值固废燃料入口及烟气出口，底部设有三次风进口。

12、进一步的，所述热解室顶部设有中高热值固废燃料入口及热解产物出口，底部设有热解渣排出口。

13、进一步的，所述热解产物利用单元为热风炉。

14、进一步的，焚烧单元中温度在800℃至1000℃之间，同时满足0.09779car+0.2915har-0.03663(oar-sar)≤v0/m1≤0.11557car+0.3445har-0.04329(oar-sar)和v0/q1t＝273/(273+t)；

15、该公式中，car：中高热值固废燃料收到基碳含量；har：中高热值固废燃料收到基氢含量；oar：中高热值固废燃料收到基氧含量；sar：中高热值固废燃料收到基硫含量；v0：三次风管取气体积；m1为参与焚烧的中高热值固废燃料质量。

16、本发明还公开了一种适宜于水泥窑热解中高热值固废燃料的系统的使用方法，包括如下步骤：

17、步骤一、首先对物料库中的中高热值固废燃料进行元素分析，通过公式(1)算出标态下三次风管取气体积v0；

18、0.09779car+0.2915har-0.03663(oar-sar)≤v0/m1≤0.11557car+0.3445har-0.04329(oar-sar)；(公式1)

19、该公式中，car：中高热值固废燃料收到基碳含量；har：中高热值固废燃料收到基氢含量；oar：中高热值固废燃料收到基氧含量；sar：中高热值固废燃料收到基硫含量；v0：三次风管取气体积；m1为参与焚烧的中高热值固废燃料质量；

20、再利用公式(2)求出同时满足中高热值固废燃料焚烧所需的水泥窑三次风取气量q1：

21、v0/q1t＝273/(273+ t1)；  (公式2)

22、其中，v0为标态下三次风管取气体积；q1为三次风管取气流量，t1为三次风管取气温度；t为取气时间；

23、通过取热管道上的流量计显示控制取气量q1，三次风管的热气输送至焚烧单元内部；

24、步骤二、所述水泥窑取热单元通过取热管道从水泥生产线三次风管取气，取气温度为t1，流量为q1，取气时间为t；三次风管的热气分别输送至焚烧单元中的不同焚烧室；

25、步骤三、所述焚烧单元中加入质量为m1的中高热值固废燃料；水泥窑三次风管的热烟气提供给焚烧单元的内部；中高热值固废燃料在焚烧单元进行焚烧，焚烧产生的带热烟气与热解气和油汇合后送至热风炉；焚烧单元焚烧产生的中高热值固废燃料渣输送至水泥窑生料系统参与配料；

26、步骤四、充满中高热值固废燃料的所述热解单元利用相邻的焚烧单元的热量对中高热值固废燃料进行热解；热解气和油通过热解单元上部的热解产物出口排出，热解单元热解产生的中高热值固废燃料渣则送至最后一级焚烧室焚烧；

27、步骤五、中高热值固废燃料热解产物气和油以及焚烧烟气在热风炉中混合并再次焚烧，产生的热风提供给煤磨、原料磨。

28、本发明具有的优点和积极效果是：

29、本发明旨在提供一种水泥窑取气方便、且取气含氧量不受限制、热效率高的能处置不同规模中高热值固废燃料的方法和系统。通过在三次风管取的高温气体焚烧中高热值固废燃料，焚烧产生的热量用于相邻的热解室的中高热值固废燃料热解，同时中高热值固废燃料热解产生的气和油输送至热风炉中焚烧用于煤粉干燥，避免气和油从分解炉或者窑头加入可能造成的温度波动。

30、另外，本发明对中高热值固废燃料的处理规模灵活，能根据不同规模设置多间焚烧室和热解室；能源利用率高，热损失小：三次风管气体热量用于焚烧、热解和后续的煤粉烘干。热解室体积占用率高，中高热值固废燃料完全填满整个体积。同时热解气和油由于和焚烧高温烟气汇合，避免了可能因为温度降低而造成热解气和油冷凝在管道内的现象。