用于水泥窑焚烧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，尤其涉及一种用于水泥窑焚烧热解中高热值固废燃料的系统和方法。

背景技术：

1、我国固体废弃物量大面广、环境影响突出，其中诸如油泥、秸秆、废纺、废塑料等都具有一定的热值，利用前景广阔，是资源综合利用的核心领域。推进这一类具有热值的固废综合利用对提高资源利用效率、改善环境质量、促进经济社会发展全面绿色转型具有重要意义。

2、油泥作为上述废弃物的典型代表，是国家危险废弃物名录中的一种，不仅产生量大，而且成分复杂、处理难度大，其处理处置一直是困扰石油石化行业的难题。同时，油泥中含有大量的石油类资源，可作为燃料资源化利用。

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、为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供了一种适宜于水泥窑的网带式中高热值固废燃料焚烧热解系统和方法。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明首先公开了一种用于水泥窑焚烧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的固废燃料；该系统依托水泥生产线而设置，包括水泥窑取热单元、处理单元、渣料处置单元和热解产物利用单元；

4、所述水泥窑取热单元的两端分别连接水泥窑三次风管和处理单元；

5、所述处理单元包括两段式一体化网带窑及其内部的烟气冷却器；所述烟气冷却器将两段式一体化网带窑内部隔开为独立的焚烧区域和热解区域；来自水泥窑三次风管的三次风通入所述焚烧区域；焚烧产生的缺氧烟气在引风机的作用下，经过烟气冷却器降温后通往热解区域；

6、所述渣料处置单元用于将焚烧区域和热解区域产生的渣料输送至水泥窑生料配料系统；

7、所述热解产物利用单元分别连接热解区域和煤粉炉，热解产物油和气输送至热解产物利用单元与煤粉混合均匀后，输送至窑尾分解炉，供水泥窑用热。

8、作为优选的技术方案，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。

9、作为优选的技术方案，所述焚烧区域包括朝向烟气冷却器移动的焚烧网带；焚烧区域设有正对焚烧网带上料端的焚烧燃料进料口，焚烧区域还设有正对焚烧网带的三次风进口，焚烧区域底部设有正对焚烧网带出料端的焚烧渣料出口，用于将焚烧产生的渣料输送至渣料处置单元。

10、作为优选的技术方案，所述热解区域包括朝向烟气冷却器移动的热解网带；热解区域设有正对热解网带上料端的热解燃料进料口，热解区域底部设有正对热解网带出料端的热解渣料出口，用于将热解产生的渣料输送至渣料处置单元；热解产生的气和油通过设在热解区域顶部的热解产物出口进入所述热解产物利用单元。

11、作为优选的技术方案，所述烟气处理器为蛇形分布的水冷管，所述水冷管的一端通入冷却水进口，另一端设有冷却水出口。

12、作为优选的技术方案，所述渣料处置单元包括设在焚烧网带下方的灰渣皮带以及在热解皮带下方的热解渣皮带；所述灰渣皮带的上料端正对焚烧皮带的出料端，灰渣皮带的出料端设有灰斗；热解渣皮带的上料端正对热解皮带的出料端，热解渣皮带的出料端设有热解渣储存仓；灰斗与热解渣储存仓内的渣料一起被输送至水泥窑生料配料系统。

13、本发明还公开了上述的适宜于水泥窑的网带式中高热值固废燃料焚烧热解系统的工作方法，包括如下步骤：

14、步骤一、首先对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；

15、0.07112car+0.212har-0.02664(oar-sar)≤v0/m1≤0.0889car+0.265har-0.0333(oar-sar)；(公式1)；

16、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：标态下三次风的体积；m1为参与焚烧的中高热值固废燃料质量；

17、再将v0代入公式(2)求出同时满足中高热值固废燃料焚烧和热解氛围所需的水泥窑三次风取气量q1：

18、v0/q1t＝273/(273+ t1)；  (公式2)

19、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；

20、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中高热值固废燃料焚烧单元内部；

21、步骤二、所述中高热值固废燃料在焚烧网带进行焚烧，焚烧产生的高温缺氧烟气在引风机的作用下，经过烟气冷却器降温后通往热解区域；

22、步骤三、来自所述焚烧区域的带热烟气与热解网带上的待热解中高热值固废燃料接触；产生的热解产物输送至所述热解产物利用单元；

23、步骤四、热解产物油和气输送至热解产物利用单元与煤粉混合均匀后，输送至窑尾分解炉，供水泥窑用热；

24、焚烧和热解产生的油渣一起被输送至水泥窑生料配料系统。

25、本发明具有的优点和积极效果是：

26、本发明通过设置一体式的处理单元对中高热值固废燃料分别进行焚烧和热解处置，焚烧区域引入高温水泥窑三次风，中高热值固废燃料在焚烧区间充分不完全燃烧，产生的带热烟气通过烟气冷却器降温后，缺氧烟气到达热解区域，满足中高热值固废燃料热解的温度和缺氧气氛条件，中高热值固废燃料热解完产生的热解油和气在引风机的作用下输送至热解产物利用单元。

27、本发明对能量整体利用率高，设备占地小，且对水泥窑影响小，同时产生的高品质油和气供水泥窑用热，在实现中高热值固废燃料最大资源化的同时，避免了直接将中高热值固废燃料投加到分解炉这种传统处置中高热值固废燃料方式导致生产波动的情况出现。