一种高湿有机固体废物干燥热解工艺的制作方法

本发明涉及固体废物环境治理，尤其公开了一种高湿有机固体废物干燥热解工艺。

背景技术：

1、采用热解技术处置有机固体物料，能够将一部分碳以固定碳形式封存在碳化产物中，二氧化碳的排放量低于焚烧。当物料为生物质(含农林废弃物、餐厨垃圾等)，考虑到生物质的光合作用吸收二氧化碳，热解后约1/3干基质量以固定碳形式保留下来 。

2、热解产生的合成气燃烧属于气相燃烧，空气过剩系数比焚烧固相燃烧要低，热解气燃烧产生的烟气总量约为焚烧的30％～40％，当物料为生物质时，热解气冷凝回收油分后的燃烧烟气总量则更低。因此，热解产生的气体污染物排放量要低于焚烧。热解过程处于缺氧环境下，源头上抑制了对人体有害的二噁英类污染物生成，对环境影响更低。

3、相比焚烧产物用作建材的单一用途，热解碳化后产物含有氮磷钾等元素、重金属及其化合物固化稳定化，可以用作建材、土壤改良、煤替代燃料等多种用途，符合废弃物循环利用的发展思路。

4、在处理处置高湿有机固体物料如市政污泥时需要预处理将物料烘干，常规烘干方式是使用烟气余热烘干物料，如cn202223214449《带有烟气废热利用装置的生物质干燥热解》所述，但该工艺只利用了烟气余热，烘干高湿物料时难以达到热量自平衡，需要额外补充热量，同时热解比焚烧产生的热量要低一些，烘干成本相对要高，因此制约了热解技术在处理处置高湿有机固体物料领域的应用。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种烘干高湿废物时能达到热量自平衡，无需额外补充热量，对热量进行梯次利用，减少物料烘干成本的干燥热解工艺。

2、为实现上述目的，本发明的一种高湿有机固体废物干燥热解工艺，其特征在于，具体工艺如下：s1、高湿的物料输入第一烘干装置进行烘干，第一烘干装置配置有气液换热器，气液换热器的导热介质用于加热热风并烘干第一烘干装置内的高湿物料；s2、经由第一烘干装置烘干的物料转移至第二烘干装置进行二次烘干，产生干燥物料和干化气，第二烘干装置产生的干化气传输至热回收冷凝器，干化气冷凝时释放的冷凝潜热加热气液换热器的导热介质，经干化气加热的导热介质回流到第一烘干装置循环使用；s3、第二烘干装置烘干后的干燥物料转移至热解装置，干燥物料经由热解装置热解产生热解气和碳化产物，热解装置生成的热解气投入燃烧室与助燃空气混合燃烧生成高温烟气；s4、高温烟气依次进入第二烘干装置和热解装置作为热源使用。本发明通过干化气冷凝时释放的冷凝潜热加热导热介质，烘干高湿物料和碳化过程达到热量自平衡，无需额外补充热量，对热量进行梯次利用，减少物料烘干成本，提高热效率。

3、进一步的，基于物料干燥热解工艺的s1中，所述导热介质为循环热水，循环热水与第一烘干装置内的高湿物料换热后，出水温度为70℃。循环热水具有良好的传热性能，能够快速而均匀地将热量传递给热风烘干高湿物料，促使其快速脱水烘干，其温度易于控制和调节，能够保持系统内的温度稳定，有利于工艺参数的控制和稳定运行；同时，相比其他导热介质(如导热油)，其操作和维护成本通常较低，热水不易氧化、不易污染，长期使用时对系统设备的腐蚀和损坏较小，减少了设备的维护成本和停机时间。

4、进一步的，基于物料干燥热解工艺的s2中，所述第二烘干装置排出的干化气中的水蒸气经由热回收冷凝器冷凝为80℃冷凝水，释放的冷凝潜热将导热介质加热90℃。使第一烘干装置的烘干温度维持在90℃，可以加速高湿有机固体物料的脱水过程，使得水分更快地从物料中蒸发出来，提高了烘干的效率；同时，通过低温干燥过程中，温度较低，能够避免高温干燥可能导致的产品质量损失，从而提高产品的质量和降低损耗。

5、进一步的，基于物料干燥热解工艺的s4中，所述高温烟气进入热解装置与物料换热后进入烟气冷却器，气液换热器流出的导热介质经由热回收冷凝器流入烟气冷却器，与与导热介质进行换热，进一步加热导热介质和升温并回流到第一烘干装置循环使用。高温烟气与导热介质进行换热，将导热介质二次加热至90℃以上，确保第一烘干装置的烘干效率。

6、进一步的，基于物料干燥热解工艺的s2中，所述干化气经由热回收冷凝器冷凝分离出不凝气，不凝气进入燃烧室与助燃空气混合燃烧生成高温烟气。不凝气中含气体燃料，通过不凝气通入燃烧室燃烧，可以作为能源供应，降低能源成本，提高经济效益。

7、进一步的，基于物料干燥热解工艺的s3中，所述热解装置排出的热解气或/和热回收冷凝器排出的干化气在引风机吸力作用下经高温旋风除尘器去除粉尘后通入燃烧室。高温旋风除尘器可以利用离心力将废气中的粉尘有效地分离和去除；同时，与其他除尘设备相比，高温旋风除尘器通常不需要额外的能源消耗，减少了能源浪费，符合节能环保的要求。

8、进一步的，基于物料干燥热解工艺的s3中，所述热解装置排出的干燥物料热解产生的碳化产物在气固分离室掉落，气固分离室掉落的碳化产物经冷却水套螺旋降温后排到储罐内冷却后排出。完成碳化产物的回收，碳化产物含有氮磷钾等元素、重金属及其化合物固化稳定化，可以用作建材、土壤改良、煤替代燃料等多种用途，符合废弃物循环利用的发展思路。

9、进一步的，所述热解装置排出的高温烟气经由烟气冷却器冷却后得到低温烟气，低温烟气经由引风机输送至喷淋塔去除低温烟气中的酸性气体和颗粒物后排出。喷淋塔能够通过喷淋液体将废气中的污染物溶解或吸收到液相中，有效地去除气体中的有害物质，提高了废气处理的效率；同时喷淋塔适用于处理各种类型的废气，包括挥发性有机物、气态颗粒物等，具有较好的适用性和通用性。

10、进一步的，基于物料干燥热解工艺的s1中，所述高湿的物料为含水70％的高湿有机固体物料，经由第一烘干装置烘干至含水率55％的高湿有机固体物料。采用除湿热泵原理对高湿物料进行热风烘干至含水率55％，降低物料含水率的同时消除物料表面黏性，便于物料从第一烘干装置中自由脱落和防止物料粘附在第二烘干装置内壁。

11、进一步的，基于物料干燥热解工艺的s1中，所述第一烘干装置为低温带式干燥机，高湿物料经由切条机成型后落到网带上，气液换热器为除湿热泵，除湿热泵对高湿物料进行热风烘干。与高温干燥相比，低温干燥机通常能够降低能源消耗，减少对环境的影响，符合节能环保的要求，同时，低温干燥过程中，温度较低，能够避免高温干燥可能导致的产品质量损失，如热解等，从而提高产品的质量和降低损耗。

12、本发明的有益效果：本发明通过干化气冷凝时释放的冷凝潜热加热导热介质，烘干高湿物料和碳化时达到热量自平衡，无需额外补充热量，对热量进行梯次利用，减少物料烘干成本，提高热效率；循环热水具有良好的传热性能，能够快速而均匀地将热量传递给热风烘干高湿物料，促使其快速脱水烘干，其温度易于控制和调节，能够保持系统内的温度稳定，有利于工艺参数的控制和稳定运，相比其他导热介质(如导热油)，其操作和维护成本通常较低，热水不易氧化、不易污染，长期使用时对系统设备的腐蚀和损坏较小，减少了设备的维护成本和停机时间；低温干燥过程中，温度较低，能够避免高温干燥可能导致的产品质量损失，如热解等，从而提高产品的质量和降低损耗。