高含水有机固废水热炭化生产系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高含水有机固废水热炭化生产系统，属于有机固废处理技术领域，包括加热油炉

【技术实现步骤摘要】
高含水有机固废水热炭化生产系统


[0001]本技术属于有机固废处理
，尤其涉及一种高含水有机固废水热炭化生产系统
。

技术介绍

[0002]水热炭化
(Hydrothermal Carbonization
，缩写为
HTC)
技术是依据
1931
年诺贝尔化学奖得主
‑‑
德国化学家柏吉乌斯
(Friedrich Bergius)
提出的高压化学理论而产生的
。
该方法模拟了自然界中煤
、
石油和天然气生成的过程，并将这一在自然界需要数百万年时间的反应过程，通过适当的温度
、
压力和酸碱度
(pH
值
)
条件下数小时内再现
。HTC
反应是在排除空气和添加催化剂的条件下，温度
180
‑
200℃
和压力
20
‑
35
巴，有机材料
(
如生物废弃物或污泥
)
在几小时内炭化成
HTC
生物炭
。
该方法在含水环境中进行，因此不需要对输入材料进行干燥处理，并且该方法特别适用于富含水的生物有机废弃物和污泥
。
水热炭化产物脱水后，
HTC
生物炭含水率低，由于其热值高，可用于燃煤发电厂的气候友好型发电，或作为水泥厂或垃圾焚烧厂的化石燃料的替代品
。
[0003]水热炭化系统的工业化可以采用间歇式生产也可以采用连续式生产，间隙式生产是分批将物料送入反应釜，密闭环境中加热，在固定的温度和压力下物料发生水热炭化反应，达到反应时间后冷却，排出反应产物，再进行下一批次处理，如此循环
。
连续式生产是物料连续进入反应系统，在反应器内停留固定时间，再连续排出
。
间歇式生产由于效率低，一般仅用于研究和小规模生产应用，不被工业大规模生产采用；连续式生产适合于工业大规模生产应用
。
目前连续水热炭化生产案例不多，主要在于工艺复杂，反应釜加热和余热回收利用分开，导致反应釜的反应效率及利用率降低；同时由于系统启动阶段无法预热物料，导致系统启动困难
。
而且由于现有反应釜的加热系统和余热回收系统分开，控制复杂
。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种高含水有机固废水热炭化生产系统，旨在解决现有连续水热炭化生产中反应釜的加热系统和余热回收系统分开，存在工艺及控制复杂
、
反应釜的反应效率及利用率较低的技术问题
。
[0005]为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是：
[0006]一种高含水有机固废水热炭化生产系统，包括加热油炉
、
反应釜
、
预热设备
、
冷却设备和固液分离设备，所述预热设备的出料口与反应釜进口相连，所述反应釜的出料口与冷却设备的进口相连，所述冷却设备的出料口与固液分离设备的进口相连，所述固液分离设备用于分离出生物炭浆中的生物炭；所述加热油炉内的导热油通过导热油泵与反应釜外壁上的反应釜导热油套管连通，用于将高温导热油输送至反应釜导热油套管内，所述反应釜导热油套管内的导热油通过导热油管与预热设备的预热段导热油管相连，用于对预热设备内的高含水有机固废进行预热；所述预热段导热油管通过导热油管与冷却设备的冷却段导热油管相连，所述冷却段导热油管内的导热油能够吸收冷却设备内生物炭浆的热量，所
述冷却段导热油管通过导热油管与加热油炉相连
。
[0007]优选的，所述预热设备的进料口通过增压泵与有机固废缓存仓相连，所述预热设备内的有机固废输送方向与预热段导热油管内的导热油流向相反；所述冷却设备内的生物炭浆输送方向与冷却段导热油管内的导热油流向相反
。
[0008]优选的，所述加热油炉内的导热油加热温度为
180
‑
230℃。
[0009]优选的，所述反应釜内反应物料的反应温度为
160
‑
210℃
，反应物料停留时间为
0.5
‑
3h。
[0010]优选的，所述预热设备中导热油输入温度为
180
‑
230℃
，导热油输出温度为
60
‑
100℃
，有机固废输入温度是
20
‑
40℃
，输出温度是
160
‑
210℃
，有机固废停留时间为
0.5
‑
2h。
[0011]优选的，所述冷却设备中导热油输入温度为
60
‑
100℃
，导热油输出温度为
140
‑
190℃
，生物炭浆输入温度是
160
‑
210℃
，输出温度是
80
‑
120℃
，生物炭浆停留时间为
0.5
‑
2h。
[0012]优选的，所述反应釜包括卧式罐体和搅拌器，所述搅拌器包括电机及水平放置的搅拌轴，所述电机设置于罐体的外侧
、
且与搅拌轴的端部相连，所述搅拌轴上间隔设有若干个径向布置的搅拌叶
。
[0013]优选的，所述冷却设备的出料口通过泄压出料泵与生物炭浆储存仓相连，所述生物炭浆在生物炭浆储存仓内冷却至室温；所述生物炭浆储存仓的出料口与固液分离设备的进料口相连，所述固液分离设备的固体出口与生物炭储存仓相连
。
[0014]优选的，所述高含水有机固废为脱水污泥
、
植物秸秆或畜禽粪污
。
[0015]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本技术通过将反应釜
、
预热设备和冷却设备的导热油路依次连通，与加热油炉形成一个闭环循环回路，导热油仅需一台导热油泵控制，保证有机固废经导热油预热后进入反应釜的温度能够达到水热炭化反应温度，提高反应釜的反应效率，缩短停留时间；导热油与有机固废进行热交换后温度降低，在冷却设备又吸收生物炭浆内的热量，再返回加热油炉能够节省电耗；导热油与生物炭浆进行热交换后降低了生物炭浆的温度，加速了生物炭浆的冷却速度
。
本技术具有结构简单
、
控制方便
、
余热回收率高的优点，能够提高反应釜的利用率，降低系统能耗，提高生产能力，实现高含水有机固废的减量化
、
稳定化
、
无害化处置，保留有机物的物质和资源，便于末端资源化利用，实现低碳排放
。
附图说明
[0016]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高含水有机固废水热炭化生产系统，其特征在于：包括加热油炉
、
反应釜
、
预热设备
、
冷却设备和固液分离设备，所述预热设备的出料口与反应釜进口相连，所述反应釜的出料口与冷却设备的进口相连，所述冷却设备的出料口与固液分离设备的进口相连，所述固液分离设备用于分离出生物炭浆中的生物炭；所述加热油炉内的导热油通过导热油泵与反应釜外壁上的反应釜导热油套管连通，用于将高温导热油输送至反应釜导热油套管内，所述反应釜导热油套管内的导热油通过导热油管与预热设备的预热段导热油管相连，用于对预热设备内的高含水有机固废进行预热；所述预热段导热油管通过导热油管与冷却设备的冷却段导热油管相连，所述冷却段导热油管内的导热油能够吸收冷却设备内生物炭浆的热量，所述冷却段导热油管通过导热油管与加热油炉相连
。2.
根据权利要求1所述的高含水有机固废水热炭化生产系统，其特征在于：所述预热设备的进料口通过增压泵与有机固废缓存仓相连，所述预热设备内的有机固废输送方向与预热段导热油管内的导热油流向相反；所述冷却设备内的生物炭浆输送方向与冷却段导热油管内的导热油流向相反
。3.
根据权利要求2所述的高含水有机固废水热炭化生产系统，其特征在于：所述加热油炉内的导热油加热温度为
180
‑
230℃。4.
根据权利要求3所述的高含水有机固废水热炭化生产系统，其特征在于：所述反应釜内反应物料的反应温度为
160
‑
210℃。5.
根据权利要求4所述的高含水有机固废水热炭化生产系统，其特征在于：所述预热设备中导热油输入温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：高卫民，程寒飞，张哲，张彪，冉景，朱巧红，徐驰，李传松，周业剑，张镭，
申请(专利权)人：中冶生态环保集团有限公司，
类型：新型
国别省市：