[发明专利]一种循环热解焦油的方法

说明书

一种循环热解焦油的方法，所述循环热解包括有机固废物低温预热、高温催化热解和中温区循环热解，具体是采用连续进样的方式将有机固废物送至热解区，先在100~300℃低温区进行预热、然后在500~550℃高温区进行热解处理，最后进入400~450℃的中温区，同时热解蒸汽经分离回流至中温区，进行循环催化热解，整个热处理过程保持热解区压力为5‑7 MPa。本发明利用较低能耗实现了焦油向高质量的轻质燃油和清洁可燃气体的转化，焦油转化率达到99.9%，热解过程中催化剂活性得到有效保持，有机固废物产出的轻质燃油和可燃气体产量高、燃气值高至14.9 MJ/m³，不饱和物含量低至14.69%，有效提高了燃油和可燃气体的品质。

技术领域

本发明涉及固体废弃物热解技术领域，具体涉及一种循环热解焦油的方法。

背景技术

随着世界经济的快速发展，导致对能源需求量越来越大，能源枯竭和环境污染问题阻碍了社会经济和任何社会的协调发展，有机固体废弃物的污染控制与资源化利用已经成为全世界高度重视的问题之一，是促进经济、环境和生态安全可持续发展的重要举措。随着热解气化技术如的研究和深入应用，以各种有机固体废弃物为资源，利用热解气化技术生产清洁的、可再生的合成气能源，能有效缓解我国经济高速发展对能源与环境需求的矛盾。但是，气化过程中产生的焦油是一种黑褐色粘稠液体，其主要成分有苯类化合物、萘的衍生物、酚类、多环芳香烃等有机物，焦油具有腐蚀性，会对储气设备形成腐蚀，其高粘度和低挥发性导致管道堵塞，且由于焦油的稳定性差、能量密度低，在燃烧时很难被充分利用，且其含有的酰胺、吡咯等含氮化合物在燃烧过程中形成NO_x的排放，因此需要将焦油进行充分裂解转化，形成可以被充分燃烧使用的轻质燃油和合成气。

热裂解一般要在温度大于1100℃以上时，焦油才能被有效裂解，这对设备要求极高，且大大提高了能耗，基于传统的热解设备，热解气化技术成本比较高、合成气热值低、焦油处理难、气化效率低、炉内结渣和团聚等问题。因而，单纯通过提高温度来自增强焦油裂解是不实际的。为提高合成气热值或特定可燃气体含量，可添加催化剂，如白云石、石灰石、菱镁矿、铁催化剂、Ni基及贵金属催化剂等促进焦油转化为合成气；也可以利用基于新型气化技术如两段式气化、气流床气化和等离子体气化等技术的设备，但是在催化过程中，不同的催化剂需要在不同的温度下才能发挥良好的催化性能(例如(“生物质热解焦油的热裂解与催化裂解”骆仲泱等，高效化学工程学报，2004年)中得出的结论：700℃以上时高铝砖催化性能优于白云石和石灰石，在800℃以上白云石的催化效果较好于石灰石)，且由于焦油转化过程中会产生大量的沉积碳，导致催化剂中毒失效，且步骤繁琐，导致催化成本增加，同时效率较低。

发明内容

基于上述技术问题，本发明目的在于提供一种循环热解焦油的方法，该方法提高了焦油的转化效率，降低了碳排放，解决了炉内结渣等技术问题。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种循环热解焦油的方法，其特征在于：所述循环热解包括有机固废物低温预热、高温催化热解和中温区循环热解，具体是采用连续进样的方式将有机固废物送至热解区，先在100～300℃低温区进行预热、然后在500～550℃高温区进行热解处理，最后进入400～450℃的中温区，同时热解蒸汽经分离回流至中温区，进行循环催化热解，整个热处理过程保持热解区压力为5-7MPa。

进一步，上述有机固废物的输送速率为4～6kg/h，蒸汽流速为4～5L/min。

进一步，上述低温预热的温度150～250℃，经5～8min后进入高温区。

进一步，上述高温催化热解中高温区温度为500～550℃，保温时间为20 ～25min，上述中温循环热解中中温区温度400～450℃，经30～40min后排出固体物质。