一种基于污泥和生物质协同气化的固废处理系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115806839A(43)申请公布日2023.03.17(21)申请号202211510239.4(22)申请日2022.11.29(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人张世红任少辉向家涛张雄邵敬爱王贤华杨海平陈汉平(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201专利代理师张莹亚(51)Int.Cl.C10J3/20(2006.01)C10J3/72(2006.01)C10J3/84(2006.01)C10G11/04(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种基于污泥和生物质协同气化的固废处理系统(57)摘要本发明公开了一种基于污泥和生物质协同气化的固废处理系统，包括污泥干化与输送子系统、生物质干燥与输送子系统、配风子系统、燃烧炉、气化炉、天然气收集子系统；污泥干化与输送子系统、生物质干燥与输送子系统以及配风子系统与燃烧炉连接，燃烧炉依次与气化炉、天然气收集子系统连接，干化污泥和干燥生物质的混合物以流化态形式依次进入燃烧炉和气化炉，产生可燃气的同时生成焦油，气化炉中设置钴基裂解催化剂床层，焦油在钴基裂解催化剂和污泥中的金属共同作用下被催化裂解。本发明将污泥和生物质的气化过程进行有机协同，可以实现制备得到的气体既能进行高值化利用，又可以减少污染物排放的双重目标，工业应用前景广阔。CN115806839ACN115806839A权利要求书1/2页1.一种基于污泥和生物质协同气化的固废处理系统，其特征在于，包括污泥干化与输送子系统、生物质干燥与输送子系统、配风子系统、燃烧炉(16)、气化炉(14)、天然气收集子系统；其中，污泥干化与输送子系统、生物质干燥与输送子系统以及配风子系统与燃烧炉(16)连接，燃烧炉(16)依次与气化炉(14)、天然气收集子系统连接，干化污泥和干燥生物质的混合物以流化态形式依次进入燃烧炉(16)和气化炉(14)，在气化炉(14)中协同气化发生氧化还原反应，产生可燃气的同时生成焦油，所述气化炉(14)中设置钴基裂解催化剂床层(13)，焦油在钴基裂解催化剂和污泥中的金属共同作用下被催化裂解。2.如权利要求1所述的固废处理系统，其特征在于，所述气化炉(14)设置在燃烧炉(16)的同轴上方，使得所述氧化还原反应产生的残碳能够依靠自身的重力回落到燃烧炉中燃烧，进而产生的能量能够进一步为气化炉中的氧化还原反应提供能量；所述干化污泥和干燥生物质的混合物在燃烧炉(16)中的停留时间为3～7秒钟。3.如权利要求1或2所述的固废处理系统，其特征在于，所述钴基裂解催化剂床层(13)设置在所述气化炉(14)的上部。4.如权利要求1或2所述的固废处理系统，其特征在于，所述钴基裂解催化剂床层(13)中钴基裂解催化剂包括以下质量分数的组分：3～7％钴，4～8％氧化钴，5～11％四氧化三钴，4～8％四氧化三铁，10～20％三氧化二铝，4～8％二氧化铈，3～5％镍化钴，12～28％氧化钙和20～40％石英砂。5.如权利要求1‑4任一项所述的固废处理系统，其特征在于，所述污泥干化与输送子系统包括依次连接的污泥储仓(23)、污泥干燥器(20)、干化污泥进料斗(22)和干化污泥螺旋进料装置(21)；所述污泥储仓(23)用于存储含水湿污泥，湿污泥经过污泥干燥器(23)后形成干化污泥，随后干化污泥进入到干化污泥进料斗(22)，并通过干化污泥螺旋进料装置(21)输送进入到燃烧炉(16)中。6.如权利要求5所述的固废处理系统，其特征在于，所述生物质干燥与输送子系统包括依次连接的生物质储仓(24)、生物质干燥器(19)、生物质进料斗(18)和生物质螺旋进料装置(17)；所述生物质螺旋进料装置(17)的出口与干化污泥螺旋进料装置(21)开口连通，使得干燥后的生物质通过生物质螺旋进料装置出口输送至干化污泥螺旋进料装置，与干化污泥均匀混合，干化污泥和生物质一起通过干化污泥螺旋进料装置稳定连续地输送进入到燃烧炉(16)中。7.如权利要求6所述的固废处理系统，其特征在于，所述系统还包括气体浓缩装置(25)，所述气体浓缩装置(25)与污泥干燥器(20)、生物质干燥器(19)和燃烧炉(16)连接，将污泥干燥器(20)、生物质干燥器(19)带有挥发分的可燃性气体浓缩后送入燃烧炉(16)。8.如权利要求1‑4任一项所述的固废处理系统，其特征在于，所述天然气收集子系统包括依次连接的气固分离器(10)、天然气冷凝装置(9)、天然气分离纯化装置(7)和天然气存储装置(6)，所述气固分离器(10)与气化炉(14)连接；所述燃烧炉(16)底部设置有用于接收灰渣的灰渣收集器(5)；所述气固分离器(10)底部设置有用于接收飞灰的飞灰收集器(11