一种轮胎胶粒热解与废弃物焚烧发电机组环保高效耦合系统及方法与流程

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1.本发明涉及轮胎胶粒热解与废弃物焚烧发电机组耦合系统，属于废旧轮胎等固废环保及资源综合利用领域。

背景技术：

2.目前，废旧轮胎的综合利用途径主要有废旧轮胎原形直接利用、热解、旧轮胎翻新、生产再生橡胶、生产硫化胶粉等。在上述这些处理废旧轮胎的方法中，热解是被认为一种最为高效环保的处理方法。热解是指在隔绝空气的条件下，利用高温对废旧轮胎胶块进行加热，使其分解出燃料气体(氢气和甲烷等)、油、炭黑及钢丝等，可将废旧轮胎资源化且不产生二次污染。废旧轮胎热解的产物有热解油、热解气和热解炭黑。尽管国内已有投用的废轮胎热解生产线，但多数存在以下两方面问题：1)热解气大部分作为热解燃料，多余热解气直接排放或引到废气燃烧室进行燃烧后外排，造成了资源浪费及一定的污染；2)尾气处理工艺单一，较难达到国家《石油化学工业污染物排放标准》、《恶臭污染物排放标准》排放要求。
[0003][0004]
另一方面，废弃物焚烧发电是一种绿环保高效的城市固废处理方法，但是废弃物焚烧发电在发展过程中也会出现一些问题。以生活垃圾焚烧为例，存在机组运行不稳定的问题，其原因是垃圾的组成成分非常复杂，其热值与当时所处的季节息息相关，且有大量不可燃成分掺杂其中，进而造成垃圾热值不稳定的现象，影响垃圾焚烧机组的稳定运行，也容易造成二噁英排放超标等环保问题；另外对于县级乡级地市的垃圾焚烧发电厂有一大难题，当焚烧厂建好后，由于当地人口密度偏低，尤其是不发达地区的人口外流比例相对较高，因此生活垃圾产生量不足，从而造成当地垃圾发电厂无法长期正常运营。

技术实现要素：

[0005]
本发明目的是针对废旧轮胎热解以及废弃物焚烧发电两个领域目前各自存在的问题，提供一种固废高效资源化利用、主要污染物达标排放且运行稳定可靠的轮胎胶粒热解与废弃物焚烧发电机组环保高效耦合系统。
[0006]
这种轮胎胶粒热解与废弃物焚烧发电机组环保高效耦合系统，包括轮胎胶粒热解模块和热解产物耦合废弃物焚烧发电模块；
[0007]
轮胎胶粒热解模块包括胶粒进料斗(1)、热解器(2)、炭黑料仓(3)、油气分离装置(4)、集油罐(5)、储气罐(6)；热解器 (2)的进料口与胶粒进料斗(1)的出料口相连接，热解器(2)的燃气进口与储气罐(6)的一路出口连接，热解器(2)的炭黑出口与炭黑料仓(3)的进口连接，热解器(2)的油气出口与油气分离装置 (4)的进口连接，油气分离装置(4)的出口与集油罐(5)的进口连接，集油罐(5)的出口与储气罐(6)的另一路出口分别进入热解产物耦合废弃物焚烧发电模块；
[0008]
热解产物耦合废弃物焚烧发电模块包括燃油燃烧器(7)、燃气燃烧器(8)、废弃物焚烧炉(9)、烟气净化系统(10)、烟囱(11)；轮胎胶粒热解模块的集油罐(5)的出口连接至废弃物焚烧炉(9)进口端的燃油燃烧器(7)，储气罐(6)的另一路出口连接至废弃物焚烧炉(9)进口端的燃气燃烧器(8)，废弃物焚烧炉(9)出口依次连接至烟气净化系统(10)和烟囱(11)。
[0009]
作为优选：轮胎胶粒热解模块具有模块化设计特点，生产规模主要取决于所在地区的废旧轮胎资源量及热解油和热解炭黑的需求量。
[0010]
作为优选：热解器(2)利用热解产物中的热解气作为能量来源，燃烧产生的烟气与生活废弃物焚烧的烟气共用一套烟气净化系统 (10)。
[0011]
作为优选：油气分离装置(4)通过冷凝技术将热解出口的气态物质分离为热解气与热解油。
[0012]
作为优选：废弃物焚烧炉(9)一般为生活垃圾焚烧炉或污泥焚烧炉，炉型一般为机械炉排焚烧炉或流化床焚烧炉，可实现热解气及热解油的充分完全燃烧。
[0013]
这种轮胎胶粒热解与废弃物焚烧发电机组环保高效耦合系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0014]
s1、废旧轮胎胶粒通过胶粒进料斗(1)进入热解器(2)进行热解反应后生成热解炭黑和油气混合物，热解炭黑通过炭黑料仓(3) 进行初步储存，可直接应用或加工后作为橡胶用炭黑，油气混合物经过油气分离装置(4)后分离为热解油及热解气，其中热解油通过集油罐(5)进行暂存，可作为燃料油使用，热解气通过储气罐(6) 进行暂存，一部分热解气燃烧后为热解器(2)提供热解所需热量，另一部分热解气与热解油进入热解产物耦合废弃物焚烧发电模块；
[0015]
s2、热解油通过燃油燃烧器(7)送入废弃物焚烧炉(9)与废弃物进行耦合燃烧，另一部分热解气通过燃气燃烧器(8)送入废弃物焚烧炉(9)与废弃物进行耦合燃烧，热解油和热解气耦合燃烧产生的烟气随废弃物焚烧烟气进入烟气净化系统(10)处理，同时为热解炉加热的热解气燃烧产生的烟气也引入烟气净化系统(10)处理，净化后的烟气通过烟囱(11)排至大气。
[0016]
作为优选：步骤s2中，以生活垃圾焚烧发电机组为例，烟气净化系统(10)可实现将耦合焚烧烟气环保处置后颗粒物、二氧化硫和氮氧化物等主要污染物达到国标要求，分别达到20mg/m3、80mg/m3和250mg/m3(满足《生活垃圾焚烧污染控制标准gb18485-2014》表4中的“生活垃圾焚烧炉排放烟气中污染物限值”)。
[0017]
本发明的有益效果是：
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1、本发明引入轮胎胶粒热解模块，成功实现了废旧轮胎与废弃物焚烧炉的资源化、减量化和无害化耦合焚烧处置。首先，将热解产生的富余热解气引入废弃物焚烧炉中燃烧，避免了能源浪费，同时还可以提高废弃物焚烧炉的燃烧效率，增加废弃物焚烧炉的发电产出；其次，依托废弃物焚烧机组的烟气净化系统，具有良好的环保技术优势，可解决热解气燃烧造成的环境污染问题，实现环保达标排放。
[0019]
2、本发明通过耦合焚烧处置，以热解过程中富余热解气和热解油作为废弃物焚烧炉稳定燃烧的辅助燃料，有效解决目前废弃物焚烧炉面临的固废量不足以及因固废热值低而导致热负荷不稳定问题，确保废弃物焚烧达到防止二噁英生成所需要的“850℃+2s”条
件；同时富余热解气和热解油含有的硫成分可以有效钝化废弃物焚烧过程中高氯环境下cu对二噁英生成的催化作用，从而大幅抑制二噁英的再合成，有效减少二噁英的排放。
[0020]
3、本发明轮胎胶粒热解模块产生的热解油可代替柴油作为废弃物焚烧机组的点火助燃用油；轮胎胶粒热解模块产生的热解炭黑经过原位活化后，可替代活性炭用作废弃物焚烧项目尾部烟气中重金属和有机污染物的吸附脱除，一定程度上降低废弃物焚烧机组的运行成本，有助于废弃物焚烧电厂的长期正常运营。
附图说明
[0021]
图1为轮胎胶粒热解与废弃物焚烧发电机组环保高效耦合系统的流程示意图。
[0022]
附图标记说明：1.胶粒进料斗；2.热解器；3.炭黑料仓；4. 油气分离装置；5.集油罐；6.储气罐；7.燃油燃烧器；8.燃气燃烧器；9.废弃物焚烧炉；10.烟气净化系统；11.烟囱。
具体实施方式
[0023]
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
[0024]
在本实施例中，结合附图，对本发明的结构进行详细描述。
[0025]
如图1所示，本实施例提供一种轮胎胶粒热解与废弃物焚烧发电机组环保高效耦合系统，构建一种固废高效资源化利用、主要污染物达标排放且运行稳定可靠的轮胎胶粒热解与废弃物焚烧发电机组耦合的技术，包括轮胎胶粒热解模块、热解产物耦合废弃物焚烧发电模块。
[0026]
轮胎胶粒热解模块包括胶粒进料斗1、热解器2、炭黑料仓3、油气分离装置4、集油罐5、储气罐6；热解器2的进料口与胶粒进料斗1的出料口相连接，热解器2的燃气进口与储气罐6的一路出口连接，热解器2的炭黑出口与炭黑料仓3的进口连接，热解器2的油气出口与油气分离装置4的进口连接，油气分离装置4的出口与集油罐5的进口连接，集油罐5的出口与储气罐6的另一路出口分别进入热解产物耦合废弃物焚烧发电模块。废旧轮胎胶粒通过胶粒进料斗1 进入热解器2进行热解反应后生成热解炭黑和油气混合物，热解炭黑通过炭黑料仓3进行初步储存，油气混合物经过油气分离装置4后分离为热解油及热解气，其中热解油通过集油罐5进行暂存，热解气通过储气罐6进行暂存，一部分热解气燃烧后为热解器2提供热解所需热量，另一部分热解气与热解油进入热解产物耦合废弃物焚烧发电模块。
[0027]
热解产物耦合废弃物焚烧发电模块包括燃油燃烧器7、燃气燃烧器8、废弃物焚烧炉9、烟气净化系统10、烟囱11；轮胎胶粒热解模块的集油罐5的出口连接至废弃物焚烧炉9进口端的燃油燃烧器7，储气罐6的另一路出口连接至废弃物焚烧炉9进口端的燃气燃烧器 8，废弃物焚烧炉9出口依次连接至烟气净化系统10和烟囱11。热解油通过燃油燃烧器7送入废弃物焚烧炉9与废弃物进行耦合燃烧，另一部分热解气通过燃气燃烧器8送入废弃物焚烧炉9与废弃物进行耦合燃烧，热解油和热解气耦合燃烧产生的烟气随废弃物焚烧烟气进入烟气净化系统10处理，同时为热解炉加热的热解气燃烧产生的烟气也引入烟气净化系统10处理，净化后的烟气通过烟囱11排至大气。
[0028]
所述轮胎胶粒热解模块具有模块化设计特点，生产规模主要取决于所在地区的废旧轮胎资源量及热解油和热解炭黑的需求量。
[0029]
所述热解器2利用热解产物中的热解气作为能量来源，燃烧产生的烟气与生活废弃物焚烧的烟气共用一套烟气净化系统10。
[0030]
所述油气分离装置4通过冷凝技术将热解出口的气态物质分离为热解气与热解油。
[0031]
所述废弃物焚烧炉9为机械炉排垃圾焚烧炉，可实现热解气及热解油的充分完全燃烧。
[0032]
所述烟气净化系统10可实现将耦合焚烧烟气环保处置后颗粒物、二氧化硫和氮氧化物等主要污染物达到固废焚烧国标要求，以生活垃圾焚烧炉为例，通过其烟气处理设施后，焚烧烟气中的颗粒物、二氧化硫和氮氧化物分别达到20mg/m3、80mg/m3和250mg/m3 (满足《生活垃圾焚烧污染控制标准gb 18485-2014》表4中的“生活垃圾焚烧炉排放烟气中污染物限值”)。

技术特征：

1.一种轮胎胶粒热解与废弃物焚烧发电机组环保高效耦合系统，其特征在于：包括轮胎胶粒热解模块和热解产物耦合废弃物焚烧发电模块。轮胎胶粒热解模块包括胶粒进料斗(1)、热解器(2)、炭黑料仓(3)、油气分离装置(4)、集油罐(5)、储气罐(6)；热解器(2)的进料口与胶粒进料斗(1)的出料口相连接，热解器(2)的燃气进口与储气罐(6)的一路出口连接，热解器(2)的炭黑出口与炭黑料仓(3)的进口连接，热解器(2)的油气出口与油气分离装置(4)的进口连接，油气分离装置(4)的出口与集油罐(5)的进口连接，集油罐(5)的出口与储气罐(6)的另一路出口分别进入热解产物耦合废弃物焚烧发电模块；热解产物耦合废弃物焚烧发电模块包括燃油燃烧器(7)、燃气燃烧器(8)、废弃物焚烧炉(9)、烟气净化系统(10)、烟囱(11)；轮胎胶粒热解模块的集油罐(5)的出口连接至废弃物焚烧炉(9)进口端的燃油燃烧器(7)，储气罐(6)的另一路出口连接至废弃物焚烧炉(9)进口端的燃气燃烧器(8)，废弃物焚烧炉(9)出口依次连接至烟气净化系统(10)和烟囱(11)。2.根据权利要求1所述的一种轮胎胶粒热解与废弃物焚烧发电机组环保高效耦合系统，其特征在于：热解器(2)利用热解产物中的热解气作为能量来源，燃烧产生的烟气与生活废弃物焚烧的烟气共用一套烟气净化系统(10)。3.根据权利要求1所述的一种轮胎胶粒热解与废弃物焚烧发电机组环保高效耦合系统，其特征在于：油气分离装置(4)通过冷凝技术将热解出口的气态物质分离为热解气与热解油。4.根据权利要求1所述的一种轮胎胶粒热解与废弃物焚烧发电机组环保高效耦合系统，其特征在于：废弃物焚烧炉(9)为机械炉排焚烧炉或流化床焚烧炉。5.根据权利要求1所述的一种轮胎胶粒热解与废弃物焚烧发电机组环保高效耦合系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、废旧轮胎胶粒通过胶粒进料斗(1)进入热解器(2)进行热解反应后生成热解炭黑和油气混合物，热解炭黑通过炭黑料仓(3)进行初步储存，油气混合物经过油气分离装置(4)后分离为热解油及热解气，其中热解油通过集油罐(5)进行暂存，热解气通过储气罐(6)进行暂存，一部分热解气燃烧后为热解器(2)提供热解所需热量，另一部分热解气与热解油进入热解产物耦合废弃物焚烧发电模块；s2、热解油通过燃油燃烧器(7)送入废弃物焚烧炉(9)与废弃物进行耦合燃烧，另一部分热解气通过燃气燃烧器(8)送入废弃物焚烧炉(9)与废弃物进行耦合燃烧，热解油和热解气耦合燃烧产生的烟气随废弃物焚烧烟气进入烟气净化系统(10)处理，同时为热解炉加热的热解气燃烧产生的烟气也引入烟气净化系统(10)处理，净化后的烟气通过烟囱(11)排至大气。

技术总结

本发明提供轮胎胶粒热解与废弃物焚烧发电机组环保高效耦合系统及方法，废旧轮胎胶粒进行热解反应后生成热解炭黑、热解油和热解气，热解油和一部分热解气送入废弃物焚烧炉与废弃物进行耦合燃烧，热解产物燃烧产生的烟气随废弃物焚烧烟气进入烟气净化系统进行高效环保处置。本发明创新性地利用热解工艺实现了废旧轮胎与废弃物焚烧炉的耦合焚烧处置，依托废弃物焚烧机组的烟气净化系统，实现环保达标排放；热解产物含有的硫成分可以大幅抑制二噁英的再合成；热解产物的耦合燃烧可有效解决目前废弃物焚烧炉面临的因废弃物热值低、组分复杂导致的燃烧不稳定问题。同时，热解产物的高值化利用可以一定程度上降低废弃物焚烧机组的运行成本。的运行成本。