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有機(jī)廢棄物生產(chǎn)低碳混合醇的裝置及方法

462   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來(lái)源:吳輝勝  
2023-12-25 14:31:06
權(quán)利要求書(shū): 1.有機(jī)廢棄物生產(chǎn)低碳混合醇的裝置,其特征在于:其包括有機(jī)廢棄物熱裂解炭化段、合成氣制備段、催化合成段;

所述有機(jī)廢棄物熱裂解炭化段包括反應(yīng)系統(tǒng)、加熱系統(tǒng);反應(yīng)系統(tǒng)包括進(jìn)料器(101)、裂解反應(yīng)器(102)、真空泵(112)、出料輸送器(105);所述進(jìn)料器(101)通過(guò)管道與裂解反應(yīng)器(102)的進(jìn)料口相連,裂解反應(yīng)器(102)內(nèi)設(shè)置有自動(dòng)爐排,裂解反應(yīng)器(102)與真空泵(112)連接,裂解反應(yīng)器(102)的出料管與出料輸送器(105)相連,出料輸送器(105)與合成氣制備段的磨粉機(jī)(201)通過(guò)管道連接;所述加熱系統(tǒng)包括熔鹽加熱爐(106),裂解反應(yīng)器(102)和熔鹽循環(huán)泵(108),熔鹽加熱爐(106)的出熱管直接與裂解反應(yīng)器(102)連接,裂解反應(yīng)器(102)的熔鹽出口通過(guò)熔鹽循環(huán)泵(108)與熔鹽加熱爐(106)連接;

所述合成氣制備段包括氣化系統(tǒng)、凈化系統(tǒng);氣化系統(tǒng)包括磨粉機(jī)(201)、炭漿罐(202)、炭漿泵(203)、氣化器(204)和灰渣分離器(205);磨粉機(jī)(201)與炭漿罐(202)相連;

炭漿罐(202)通過(guò)炭漿泵(203)與氣化器(204)相連,氣化器(204)上設(shè)有壓縮空氣進(jìn)口和高壓蒸汽進(jìn)口,氣化器(204)的出氣管與灰渣分離器(205)相連,氣化器(204)的出渣口與固廢處理系統(tǒng)相連;灰渣分離器(205)的氣相出口管與調(diào)整器(206)和氣相調(diào)整管(218)連接,灰渣分離器(205)的出渣管與固廢處理系統(tǒng)相連;

所述凈化系統(tǒng)包括調(diào)整器(206)、合成氣壓縮機(jī)(207)、凈化預(yù)熱器(208)、合成氣氣液分離器(209)、凈化過(guò)濾器(210)和CO2吸收塔(211);調(diào)整器(206)通過(guò)合成氣壓縮機(jī)(207)與凈化預(yù)熱器(208)連接,凈化預(yù)熱器(208)的出氣管依次與合成氣氣液分離器(209)、凈化過(guò)濾器(210)和CO2吸收塔(211)連接,CO2吸收塔(211)的頂部氣相出口通過(guò)凈化預(yù)熱器(208)換熱之后與氣相調(diào)整管(218)連接,氣相調(diào)整管(218)與催化合成段的合成氣預(yù)熱器(301)連接;

所述催化合成段包括合成氣預(yù)熱器(301)、反應(yīng)氣換熱器(302)、反應(yīng)啟動(dòng)加熱器(303)、合成反應(yīng)器(304)、鍋爐水換熱器(306)、產(chǎn)物冷卻器(307)、高壓氣液分離器(308)、低壓氣液分離器(309);合成氣預(yù)熱器(301)與反應(yīng)氣換熱器(302)相連,再經(jīng)反應(yīng)啟動(dòng)加熱器(303)與合成反應(yīng)器(304)相連,合成反應(yīng)器(304)的出氣管依次經(jīng)反應(yīng)氣換熱器(302)、鍋爐水換熱器(306)和產(chǎn)物冷卻器(307)之后連接到高壓氣液分離器(308),高壓氣液分離器(308)與低壓氣液分離器(309)連接,低壓氣液分離器(309)的出口管與混合醇儲(chǔ)罐連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)廢棄物生產(chǎn)低碳混合醇的裝置,其特征在于:在裂解炭化工段的進(jìn)料器(101)前增設(shè)物料干燥器(107);真空泵(112)的出口管后依次與重油冷凝器(103)和輕水冷凝器(104)相連,輕水冷凝器(104)的冷凝水管通過(guò)工藝水泵(111)輸送到合成氣制備工段的磨粉機(jī)(201);輕水冷凝器(104)的不凝氣管通過(guò)不凝氣泵(110)與熔鹽加熱爐(106)連接;重油冷凝器(103)的冷凝管通過(guò)重油泵(109)與熔鹽加熱爐(106)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)廢棄物生產(chǎn)低碳混合醇的裝置,其特征在于:所述合成氣制備段還包括吸收劑輸送系統(tǒng),其包括高壓閃蒸罐(212)、常壓閃蒸罐(213)、吸收劑循環(huán)泵(214)、吸收劑加壓泵(215)、高壓液加熱器(216)、吸收劑換熱器(217);新鮮吸收劑輸送管與常壓閃蒸罐(213)和吸收劑循環(huán)泵(214)連接,吸收劑循環(huán)泵(214)出口與吸收劑換熱器(217)連接,吸收劑換熱器(217)通過(guò)吸收劑加壓泵(215)連接到CO2吸收塔(211)上部;CO2吸收塔(211)底部的吸收劑廢液管依次與高壓閃蒸罐(212)、吸收劑換熱器(217)、高壓液加熱器(216)、常壓閃蒸罐(213)連接,常壓閃蒸罐(213)與吸收劑循環(huán)泵(214)通過(guò)管道連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)廢棄物生產(chǎn)低碳混合醇的裝置,其特征在于:所述催化合成段還包括中壓蒸汽包(305)、吸入罐(310)和循環(huán)氣壓縮機(jī)(311),中壓蒸汽包(305)與合成反應(yīng)器(304)雙向連接;循環(huán)氣壓縮機(jī)(311)設(shè)置在合成氣預(yù)熱器(301)管線前,高壓氣液分離器(308)和低壓氣液分離器(309)的氣相管與吸入罐(310)和合成氣制備段的凈化系統(tǒng)相連;吸入罐(310)和循環(huán)氣壓縮機(jī)(311)相連接。

5.利用權(quán)利要求1~4任一所述裝置的有機(jī)廢棄物生產(chǎn)低碳混合醇的方法,其特征在于:其包括如下步驟:

(1)熱裂解炭化,將有機(jī)廢棄物進(jìn)料后輸送到裂解反應(yīng)器進(jìn)行熱裂解炭化反應(yīng),反應(yīng)條件為真空度8~22KPa,無(wú)氧環(huán)境,反應(yīng)溫度420~650℃,反應(yīng)時(shí)間為1.5~4.5小時(shí)即得到生物炭,作為合成氣的生成原料;

(2)合成氣制備,生物炭經(jīng)過(guò)磨粉之后輸送到炭漿罐調(diào)節(jié)成濃度為80~85%的炭水漿,再轉(zhuǎn)入氣化器中,與壓縮空氣和高壓蒸汽進(jìn)行加壓氣化反應(yīng),反應(yīng)壓力為2.8~8.7MPa,反應(yīng)溫度1250~1400℃,氣化生成CO、H2、CO2及其他的合成氣經(jīng)過(guò)灰渣分離器進(jìn)一步除固、液廢物,處理過(guò)的合成氣通過(guò)氣體調(diào)整器,控制H2與CO摩爾比為1:1.2~2.5;并對(duì)合成氣進(jìn)行凈化,最后輸送到催化合成工段;

(3)催化合成,合成氣經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)加壓到10~12MPa,再進(jìn)入合成反應(yīng)器,在溫度280~

350℃下,在催化劑作用下進(jìn)行催化合成作用,以干氣計(jì)算體積空速2000~15000h-1,生成甲、乙醇及其他醇的粗混合醇,經(jīng)過(guò)減壓、閃蒸去除粗混合醇的大部分氣體,最后分離出來(lái)得到混合醇產(chǎn)品;

所述催化劑為混合Co-Mo催化劑、改性ZnO/Cr2O3催化劑、Cu-Zn催化劑、Cu-Co催化劑、MoS2催化劑中的兩種組合,配比為1:0.2~1.0。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的有機(jī)廢棄物生產(chǎn)低碳混合醇的方法,其特征在于:所述有機(jī)廢棄物進(jìn)到進(jìn)料器前先干燥至含水量15%以下并粉碎,再進(jìn)料。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的有機(jī)廢棄物生產(chǎn)低碳混合醇的方法,其特征在于:所述步驟(1)熱裂解時(shí),物料中的有機(jī)物被熱分解形成氣相,在真空狀態(tài)下迅速被真空泵抽離裂解反應(yīng)器,依次輸送經(jīng)過(guò)重油冷凝器和輕水冷凝器進(jìn)行氣液冷凝分離;重油冷凝器冷凝下來(lái)的生物燃油和輕水冷凝器分離出來(lái)的不可凝氣體引回熔鹽加熱爐進(jìn)行燃燒利用;輕水冷凝器冷凝下來(lái)的工藝水則輸送到合成氣工段的磨粉機(jī)中進(jìn)行利用。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的有機(jī)廢棄物生產(chǎn)低碳混合醇的方法,其特征在于:所述步驟(2)中氣體調(diào)整是處理過(guò)的合成氣先經(jīng)過(guò)調(diào)整器處理,然后加壓經(jīng)過(guò)凈化預(yù)熱器進(jìn)行熱交換,再經(jīng)過(guò)合成氣氣液分離器進(jìn)行氣液分離除去液相,合成氣再進(jìn)入凈化過(guò)濾器過(guò)濾除雜,最后通入CO2吸收塔除去CO2及其他氣體得到凈化后的合成氣;凈化后的合成氣再經(jīng)過(guò)凈化預(yù)熱器進(jìn)行換熱,檢測(cè)凈化后的合成氣符合H2與CO摩爾比為1:1.2~2.5后,再經(jīng)過(guò)氣體調(diào)整管輸送到催化合成工段;配比不符合的情況下,則繼續(xù)回流到調(diào)整器進(jìn)行循環(huán)調(diào)整。

說(shuō)明書(shū): 有機(jī)廢棄物生產(chǎn)低碳混合醇的裝置及方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明是屬于有機(jī)廢棄物處理及混合醇生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域,具體的說(shuō)是涉及使用有機(jī)廢棄物作原料生產(chǎn)混合醇的方法。背景技術(shù)[0002] 長(zhǎng)期以來(lái),對(duì)生活垃圾的處理,主要是以尋找合適地點(diǎn)加以消納,大多數(shù)城市仍以簡(jiǎn)單填埋為主要處理方式(約占80%左右),其次是高溫堆肥(約占5%-10%),焚燒方式(約占10%-15%)。目前我國(guó)年產(chǎn)生垃圾量約2.3億噸,并以年8%~10%的速度遞增,70%的市縣陷入垃圾圍城的困境。而已填埋堆存的垃圾量有80億多噸,長(zhǎng)期被堆存垃圾侵占土地面積已多達(dá)7億多平方米。并且,還以年產(chǎn)垃圾量1.8億噸的速度填埋遞增堆存,巨量寶貴的國(guó)土資源被長(zhǎng)期侵占污染。[0003] 當(dāng)前國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,全國(guó)各市的城區(qū)都在迅速擴(kuò)張,原本地處偏僻地段的垃圾填埋場(chǎng),現(xiàn)今多已成黃金地段或靠近城區(qū),有的還處在工廠、住宅區(qū)的包圍之中。這些垃圾所產(chǎn)生的有害物質(zhì)及氣體造成火災(zāi)、地表水污染、地下水資源污染、空氣污染、給人民帶來(lái)生命、財(cái)產(chǎn)的安全隱患。[0004] 目前垃圾處理普遍采用的三種處理方式:[0005] 1、填埋:垃圾的滲濾液中含有重金屬以及有毒有害的有機(jī)化學(xué)污染物、大腸桿菌等病毒病菌,滲入地下水后,易造成水資源嚴(yán)重污染。[0006] 2、焚燒:形成大量的固體懸浮物以及直徑較小的粉塵顆粒,造成灰霾,更為嚴(yán)重的是產(chǎn)生“二惡英”致癌氣體。在國(guó)際上,垃圾焚燒廠被公認(rèn)為最危險(xiǎn)的污染源。[0007] 3、堆肥:現(xiàn)有堆肥技術(shù)利用微生物菌群發(fā)酵的方式降解有機(jī)質(zhì)及先堆肥后分選。垃圾中金屬類及電池電板經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間發(fā)酵腐化有害毒素嚴(yán)重浸入,導(dǎo)致肥產(chǎn)品有害成份重金屬嚴(yán)重超標(biāo)。

[0008] 填埋,焚燒,堆肥都存在著嚴(yán)重弊端。因此,如何實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢棄物減量化、無(wú)害化、資源化的處理正被迫切需要。[0009] 甲醇是極為重要的基礎(chǔ)有機(jī)化工原料,在化工、醫(yī)藥、輕工、紡織及運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)都有廣泛的應(yīng)用,其衍生物產(chǎn)品發(fā)展前景廣闊。在化工生產(chǎn)中,甲醇可用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺、甲基叔丁基醚(燃料添加劑mtbe)、聚乙烯醇(pva)、硫酸二甲酯、對(duì)苯二甲酸二甲酯(dmt)、二甲醚、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲醇等?,F(xiàn)在生產(chǎn)甲醇的原料一般采用煤或天然氣,生產(chǎn)成本高,污染環(huán)境。[0010] 乙醇的用途也很廣,可用乙醇制造醋酸、飲料、香精、染料、燃料等。醫(yī)療上也常用體積分?jǐn)?shù)為70%~75%的乙醇作消毒劑等,在國(guó)防化工、醫(yī)療衛(wèi)生、食品工業(yè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的用途。生產(chǎn)乙醇一般用含淀粉的農(nóng)產(chǎn)品,如谷類、薯類或野生植物果實(shí)等,也可用制糖廠的廢糖蜜,或者用含纖維素的木屑、植物莖稈等作為原料,經(jīng)一定的預(yù)處理后,發(fā)酵,蒸餾即可制得乙醇?;蛘咭悦夯铣蓺鉃樵?,經(jīng)甲醇、二甲醚羰基化、加氫合成乙醇。同樣存在生產(chǎn)成本高,污染環(huán)境等問(wèn)題。[0011] 如何有效利用垃圾廢棄物來(lái)生產(chǎn)甲醇、乙醇等混合醇,將對(duì)垃圾轉(zhuǎn)化處理提供了新思路,變廢為寶,降低環(huán)境污染隱患,對(duì)民生也具有重要意義。發(fā)明內(nèi)容[0012] 本發(fā)明的目的是提供一種以有機(jī)廢棄物為原料生產(chǎn)混合醇的方法,解決垃圾填埋減量化、無(wú)害化問(wèn)題,資源化利用有機(jī)廢棄物,變廢為寶,同時(shí)降低甲醇、乙醇的生產(chǎn)成本,又可作為能源燃料。[0013] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。[0014] 有機(jī)廢棄物生產(chǎn)低碳混合醇的裝置,其包括有機(jī)廢棄物熱裂解炭化段、合成氣制備段、催化合成段。下面均按照工藝流程進(jìn)行構(gòu)造說(shuō)明:[0015] 1、熱裂解炭化段:包括反應(yīng)系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和分離系統(tǒng)。具體構(gòu)造如下:[0016] (1)反應(yīng)系統(tǒng)包括進(jìn)料器、裂解反應(yīng)器、真空泵、出料輸送器。所述進(jìn)料器通過(guò)管道與裂解反應(yīng)器的進(jìn)料口相連,裂解反應(yīng)器的出料管與出料輸送器相連,出料輸送器與合成氣制備段的磨粉機(jī)通過(guò)管道連接。裂解反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有自動(dòng)爐排,其轉(zhuǎn)動(dòng)速度控制原料在熱裂解反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)時(shí)間。裂解反應(yīng)器與真空泵相連,由真空泵來(lái)保持熱裂解反應(yīng)器內(nèi)的負(fù)壓,真空泵出口與分離系統(tǒng)連接。[0017] (2)加熱系統(tǒng)包括熔鹽加熱爐,裂解反應(yīng)器和熔鹽循環(huán)泵。熔鹽加熱爐的出熱管直接與裂解反應(yīng)器連接,裂解反應(yīng)器的熔鹽出口通過(guò)熔鹽循環(huán)泵與熔鹽加熱爐連接,形成熱循環(huán)。[0018] (3)分離系統(tǒng)包括重油冷凝器、輕水冷凝器、工藝水泵、重油泵、不凝氣泵。真空泵的出口管后依次與重油冷凝器和輕水冷凝器相連,輕水冷凝器的冷凝水管通過(guò)工藝水泵輸送到合成氣制備工段的磨粉機(jī);輕水冷凝器的不凝氣管通過(guò)不凝氣泵與熔鹽加熱爐連接。重油冷凝器的冷凝管通過(guò)重油泵與熔鹽加熱爐連接。

[0019] 作為技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選,在反應(yīng)系統(tǒng)的進(jìn)料器前增設(shè)物料干燥器。干燥器與進(jìn)料器、熔鹽加熱爐的出氣口相連。[0020] 2、合成氣制備段:包括氣化系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)。具體構(gòu)造如下:[0021] (1)氣化系統(tǒng)包括磨粉機(jī)、炭漿罐、炭漿泵、氣化器和灰渣分離器。磨粉機(jī)與炭漿罐相連;炭漿罐通過(guò)炭漿泵與氣化器相連,氣化器上設(shè)有壓縮空氣進(jìn)口和高壓蒸汽進(jìn)口,氣化器的出氣管與灰渣分離器相連,氣化器的出渣口與固廢處理系統(tǒng)相連。灰渣分離器的氣相出口管通過(guò)三通接頭與調(diào)整器和氣相調(diào)整管連接,灰渣分離器的出渣管與固廢處理系統(tǒng)相連。氣相調(diào)整管與催化合成段相連。[0022] (2)凈化系統(tǒng):包括調(diào)整器、合成氣壓縮機(jī)、凈化預(yù)熱器、合成氣氣液分離器、凈化過(guò)濾器和CO2吸收塔。調(diào)整器通過(guò)合成氣壓縮機(jī)與凈化預(yù)熱器連接;凈化預(yù)熱器的出氣管依次與合成氣氣液分離器、凈化過(guò)濾器和CO2吸收塔連接;CO2吸收塔的頂部氣相出口通過(guò)凈化預(yù)熱器進(jìn)行換熱之后與氣相調(diào)整管連接,氣相調(diào)整管與催化合成段連接。[0023] 所述合成氣制備段還包括吸收劑輸送系統(tǒng),其包括高壓閃蒸罐、常壓閃蒸罐、吸收劑循環(huán)泵、吸收劑加壓泵、高壓液加熱器、吸收劑換熱器;新鮮吸收劑輸送管與常壓閃蒸罐和吸收劑循環(huán)泵連接,吸收劑循環(huán)泵出口與吸收劑換熱器連接,吸收劑換熱器通過(guò)吸收劑加壓泵連接到CO2吸收塔上部;CO2吸收塔底部的吸收劑廢液管依次與高壓閃蒸罐、吸收劑換熱器、高壓液加熱器、常壓閃蒸罐連接,常壓閃蒸罐與吸收劑循環(huán)泵通過(guò)管道連接。[0024] 3、催化合成段:包括合成氣預(yù)熱器、反應(yīng)氣換熱器、反應(yīng)啟動(dòng)加熱器、合成反應(yīng)器、鍋爐水換熱器、產(chǎn)物冷卻器、高壓氣液分離器、低壓氣液分離器。[0025] 合成氣預(yù)熱器與反應(yīng)氣換熱器相連,再經(jīng)反應(yīng)啟動(dòng)加熱器與合成反應(yīng)器相連,合成反應(yīng)器的出氣管依次經(jīng)反應(yīng)氣換熱器、鍋爐水換熱器和產(chǎn)物冷卻器之后連接到高壓氣液分離器,高壓氣液分離器再與低壓氣液分離器連接,低壓氣液分離器的出口管與混合醇儲(chǔ)罐連接。[0026] 作為技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選,催化合成段還包括中壓蒸汽包、吸入罐、循環(huán)氣壓縮機(jī)。中壓蒸汽包與合成反應(yīng)器雙向連接,則合成反應(yīng)器中水分受熱汽化和中壓蒸汽包中的汽液分離構(gòu)成熱虹吸自然循環(huán),移除反應(yīng)熱。對(duì)合成反應(yīng)生產(chǎn)裝置運(yùn)行初期中壓蒸汽包產(chǎn)生的低壓蒸汽,采用蒸汽機(jī)械再壓縮MR技術(shù)進(jìn)行增壓,所產(chǎn)生的中壓蒸汽(壓力大于0.4MPa,小于0.8MPa)并入中壓蒸汽管網(wǎng),避免了裝置運(yùn)行初期蒸汽的大量放空,有效的實(shí)現(xiàn)廢熱利用。

[0027] 合成氣預(yù)熱器管線前增設(shè)循環(huán)氣壓縮機(jī)。高壓氣液分離器和低壓氣液分離器的氣相管與吸入罐、合成氣制備段的凈化系統(tǒng)相連,而吸入罐又和循環(huán)氣壓縮機(jī)相連接,形成回路循環(huán)。[0028] 其目的是:反應(yīng)后的氣體除含有目的產(chǎn)物甲醇、乙醇外,還含有丙醇、丁醇等副反應(yīng)產(chǎn)物。由于在催化合成過(guò)程中,單程轉(zhuǎn)化率較低,因此大量未反應(yīng)的合成氣必須循環(huán)使用。反應(yīng)氣體首先經(jīng)反應(yīng)氣換熱器冷卻,而后經(jīng)鍋爐水換熱器、產(chǎn)物冷卻器進(jìn)一步冷凝,冷凝溫度為55~60℃,冷凝后氣液兩相不經(jīng)分離直接進(jìn)入高壓氣液分離器,分離后的高壓反應(yīng)氣體進(jìn)入循環(huán)壓縮機(jī)吸入罐作循環(huán)氣體,液體進(jìn)入低壓氣液分離器,分離后的低壓反應(yīng)氣體也進(jìn)入循環(huán)壓縮機(jī)吸入罐作循環(huán)氣體,液體即為混合醇,去混合醇儲(chǔ)罐。[0029] 為防止氮?dú)饧岸趸嫉炔荒龤怏w累積后降低合成氣濃度影響反應(yīng)的順利進(jìn)行,從高壓氣液分離器出口循環(huán)氣中抽出一部分側(cè)流氣體進(jìn)行凈化,除去二氧化碳和其他雜質(zhì)后的氣體返回系統(tǒng)循環(huán)使用。側(cè)流氣從合成氣壓縮機(jī)入口進(jìn)入凈化系統(tǒng)。[0030] 本發(fā)明的有機(jī)廢棄物生產(chǎn)低碳混合醇的方法,其包括如下步驟:[0031] (1)熱裂解炭化,將有機(jī)廢棄物進(jìn)料后輸送到裂解反應(yīng)器進(jìn)行熱裂解炭化反應(yīng),反應(yīng)條件為真空度8~22KPa,無(wú)氧環(huán)境,反應(yīng)溫度420~650℃,反應(yīng)時(shí)間為1.5~4.5小時(shí)即得到生物炭,作為合成氣的生成原料;[0032] (2)合成氣制備,生物炭經(jīng)過(guò)磨粉之后輸送到炭漿罐調(diào)節(jié)成濃度為80~85%的炭水漿,再轉(zhuǎn)入氣化器中,與壓縮空氣和高壓蒸汽進(jìn)行加壓氣化反應(yīng),反應(yīng)壓力為2.8~8.7MPa,反應(yīng)溫度1250~1400℃,氣化生成CO、H2、CO2及其他的合成氣經(jīng)過(guò)灰渣分離器進(jìn)一步除固、液廢物,而處理過(guò)的合成氣通過(guò)氣體調(diào)整,控制H2與CO摩爾比為1:1.2~2.5;并對(duì)合成氣進(jìn)行凈化,最后輸送到催化合成工段;

[0033] (3)催化合成,合成氣經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)加壓到10~12MPa,再進(jìn)入合成反應(yīng)器,在溫度280~350℃下,在催化劑作用下進(jìn)行催化合成作用,以干氣計(jì)算體積空速2000~5000h-1,生成甲、乙醇及其他醇的粗混合醇,經(jīng)過(guò)減壓、閃蒸去除粗混合醇的大部分氣體,最后分離出來(lái)的混合醇產(chǎn)品輸送到混合醇儲(chǔ)罐。

[0034] 本發(fā)明的催化劑為混合Co-Mo催化劑、Snam公司與 公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的MAS工藝堿性助劑改性ZnO/Cr2O3催化劑、Lurgi公司開(kāi)發(fā)的Octamix工藝Cu-Zn催化劑、法國(guó)石油科學(xué)研究院(IFP)開(kāi)發(fā)的IFP工藝Cu-Co催化劑、Dow化學(xué)公司開(kāi)發(fā)的Sygmol工藝MoS2催化劑中的一種或一種以上組合。[0035] 作為技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選,所述催化劑為混合Co-Mo催化劑、改性ZnO/Cr2O3催化劑、Cu-Zn催化劑、Cu-Co催化劑、MoS2催化劑中的兩種組合,配比為1:0.2~1.0。[0036] 作為技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選,在現(xiàn)行的催化劑作用下,可在合成氣制備段將H2與CO摩爾比調(diào)整為1:2.0~2.5。[0037] 作為技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選,有機(jī)廢棄物進(jìn)到進(jìn)料器前先干燥至含水量15%以下并粉碎,再進(jìn)料。[0038] 本發(fā)明的反應(yīng)原理:[0039] C+H2O─H2+CO(i)[0040] CO+H2O─H2+CO2(ii)[0041] CO+2H2─CH3OH(iii)[0042] CH3OH+2H2+CO─C2H5OH+H2O(iv)[0043] C2H5OH+2H2+CO─C3H7OH+H2O(v)[0044] CO2+3H2─CH3OH+H2O(vi)[0045] 結(jié)合本發(fā)明的裝置,對(duì)具體工藝流程進(jìn)行說(shuō)明:[0046] 1、熱裂解炭化段[0047] 原料經(jīng)過(guò)預(yù)處理分揀,去除無(wú)機(jī)物、金屬等雜質(zhì),進(jìn)入干燥器烘干,烘干粉碎后由進(jìn)料器輸送進(jìn)入熱裂解反應(yīng)器進(jìn)行熱裂解炭化反應(yīng),期間由閥門(mén)組控制密封性,由真空泵保持熱裂解反應(yīng)器內(nèi)為反應(yīng)壓力。其通過(guò)控制熱裂解反應(yīng)器內(nèi)自動(dòng)爐排轉(zhuǎn)動(dòng)速度來(lái)控制反應(yīng)時(shí)間,帶動(dòng)并攪拌原料,把反應(yīng)生成的生物炭帶至反應(yīng)器出口,由出料輸送器送去合成氣制備段。[0048] 反應(yīng)生成的氣體和液體都以氣相形式由真空泵抽送去分離系統(tǒng),依次經(jīng)過(guò)重油冷凝器和輕水冷凝器,重油冷凝器冷凝下來(lái)的生物燃油和輕水冷凝器出來(lái)的不可凝氣體引回加熱爐燃燒利用;輕水冷凝器冷凝下來(lái)的工藝水則輸送到合成氣工段的磨粉機(jī)中進(jìn)行利用。[0049] 熔鹽加熱爐啟動(dòng)時(shí)由燃料油燃燒加熱熔鹽,運(yùn)行正常后由反應(yīng)生成的重油組分和不凝氣燃燒加熱熔鹽,尾氣去干燥器烘干原料,之后去廢氣處理,加熱的熔鹽由熔鹽循環(huán)泵泵送循環(huán)。[0050] 2、合成氣制備段[0051] 生物炭與工藝水進(jìn)入磨粉機(jī)磨成炭粉漿,進(jìn)入炭漿罐儲(chǔ)存并調(diào)節(jié)炭水漿的濃度,再由炭漿泵送進(jìn)氣化器,同時(shí)混入壓縮空氣與高壓蒸汽。炭粉漿在氣化器中反應(yīng),氣化生成CO、H2、CO2等混合氣體,混合氣體進(jìn)入灰渣分離器除去固、液廢物,而后進(jìn)入調(diào)整器進(jìn)一步反應(yīng)調(diào)整CO與H2的比例,控制H2與CO摩爾比為1:1.2~2.5成為合成氣,合成氣進(jìn)入合成氣壓縮機(jī)加壓,然后進(jìn)入凈化系統(tǒng)。[0052] 合成氣從合成氣壓縮機(jī)出來(lái)后,先經(jīng)凈化預(yù)熱器預(yù)熱,后進(jìn)入合成氣氣液分離器,再進(jìn)入凈化過(guò)濾器,最后進(jìn)入CO2吸收塔進(jìn)行脫除CO2等氣體雜質(zhì)的凈化處理,得到的凈化合成氣,再經(jīng)過(guò)凈化預(yù)熱器換熱后進(jìn)入催化合成段。反應(yīng)啟動(dòng)階段CO與H2的比例不達(dá)到要求條件時(shí),則凈化合成氣進(jìn)入調(diào)整器繼續(xù)進(jìn)行循環(huán),進(jìn)一步反應(yīng),達(dá)到要求后再送去催化合成段。[0053] 凈化系統(tǒng)使用聚乙二醇二甲醚溶液作吸收劑(NHD溶劑),新鮮NHD溶劑自界區(qū)外送至吸收劑循環(huán)泵,泵送去吸收劑換熱器加熱,再由吸收劑加壓泵加壓后送至CO2吸收塔,霧化噴淋混合氣體,吸收氣體中的CO2等雜質(zhì)氣體,后進(jìn)入高壓閃蒸罐閃蒸,不溶氣體回合成氣壓縮機(jī)循環(huán),吸收劑依次經(jīng)過(guò)吸收劑換熱器、高壓液加熱器,換熱后進(jìn)入常壓閃蒸罐閃蒸,不溶氣體去熔鹽加熱爐,吸收劑由吸收劑循環(huán)泵泵送循環(huán),當(dāng)NHD溶劑失效后泵送出界區(qū)外裝罐車運(yùn)送回收處理。[0054] 3、催化合成段[0055] 自合成氣制備段來(lái)的凈化合成氣在循環(huán)氣體壓縮機(jī)入口與循環(huán)氣體、循環(huán)甲醇混合,經(jīng)與合成氣預(yù)熱器、反應(yīng)氣換熱器換熱后,再經(jīng)反應(yīng)啟動(dòng)加熱器用高壓蒸汽加熱到反應(yīng)溫度,由合成反應(yīng)器頂部送入合成催化劑床層進(jìn)行催化反應(yīng)?;瘜W(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變成甲醇、乙醇等。管間為鍋爐水加壓泵送入的加壓水,依靠其在合成反應(yīng)器中的受熱汽化和在中壓蒸汽包中的汽液分離構(gòu)成熱虹吸自然循環(huán),移除反應(yīng)熱。對(duì)合成反應(yīng)生產(chǎn)裝置運(yùn)行初期中壓蒸汽包產(chǎn)生的低壓蒸汽,采用蒸汽機(jī)械再壓縮MR技術(shù)進(jìn)行增壓,所產(chǎn)生的中壓蒸汽(壓力大于0.4MPa,小于0.8MPa)并入中壓蒸汽管網(wǎng),避免了裝置運(yùn)行初期蒸汽的大量放空,有效的實(shí)現(xiàn)廢熱利用。待蒸汽壓力達(dá)到要求后并入相應(yīng)等級(jí)的蒸汽管網(wǎng)。[0056] 反應(yīng)后的氣體除含有目的產(chǎn)物甲醇、乙醇外,還含有丙醇、丁醇等副反應(yīng)產(chǎn)物。由于在催化合成過(guò)程中,單程轉(zhuǎn)化率較低,因此大量未反應(yīng)的合成氣必須循環(huán)使用。反應(yīng)氣體首先經(jīng)反應(yīng)氣換熱器冷卻,而后經(jīng)鍋爐水換熱器、產(chǎn)物冷卻器進(jìn)一步冷凝,冷凝溫度為55~60℃,冷凝后氣液兩相不經(jīng)分離直接進(jìn)入高壓氣液分離器,分離后的高壓反應(yīng)氣體進(jìn)入循環(huán)壓縮機(jī)吸入罐作循環(huán)氣體,液體進(jìn)入低壓氣液分離器,分離后的低壓反應(yīng)氣體也進(jìn)入循環(huán)壓縮機(jī)吸入罐作循環(huán)氣體,液體即為混合醇,去混合醇儲(chǔ)罐。

[0057] 為防止氮?dú)饧岸趸嫉炔荒龤怏w累積后降低合成氣濃度影響反應(yīng)的順利進(jìn)行,從高壓氣液分離器出口循環(huán)氣中抽出一部分側(cè)流氣體進(jìn)行凈化,除去二氧化碳和其他雜質(zhì)后的氣體返回系統(tǒng)循環(huán)使用。側(cè)流氣從合成氣壓縮機(jī)入口進(jìn)入凈化系統(tǒng)。[0058] 本發(fā)明的熱裂解反應(yīng)器為無(wú)氧低溫裂解反應(yīng)系統(tǒng),例如美國(guó)UnionCarbideCorp開(kāi)發(fā)的移動(dòng)床熔融工藝Purox系統(tǒng)、德國(guó)Aalen-Unterkochen公司研發(fā)的回轉(zhuǎn)窯類熱解工藝PKA系統(tǒng)、Garrett的管型爐瞬間熱解系統(tǒng)和日本荏原和神戶開(kāi)發(fā)的雙塔循環(huán)流化床熱解系統(tǒng)等。也可以使用其它能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)物熱裂解的裝置。[0059] 本發(fā)明中氣化器可以使用已知的用于生產(chǎn)合成氣的設(shè)備,例如固定床加壓氣化(Lurgi)、水煤漿加壓氣化(GE、對(duì)置多噴嘴、多元料漿)以及干粉煤加壓氣化技術(shù)(Shell、GSP)等。也可以使用其它能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)合成氣的裝置。[0060] 本發(fā)明的有益效果:[0061] 1、本發(fā)明采用有機(jī)廢棄物來(lái)生產(chǎn)甲、乙醇等混合醇,既能解決垃圾填埋、焚燒等帶來(lái)的“二惡英”等環(huán)境污染問(wèn)題,同時(shí)能實(shí)現(xiàn)填埋減量化、無(wú)害化,資源化利用有機(jī)廢棄物,變廢為寶,同時(shí)能降低甲醇、乙醇的生產(chǎn)成本。[0062] 2、本發(fā)明通過(guò)嚴(yán)格控制合成氣制備段的H2與CO摩爾比,促進(jìn)催化合成段的合成反應(yīng)更充分,提高甲醇、乙醇的轉(zhuǎn)化率,減少副產(chǎn)物的生成。[0063] 3、本發(fā)明凈化后的合成氣中有效組分(CO+H2)含量占80%左右,甲烷量<0.1%。碳轉(zhuǎn)化率達(dá)到95~98%,轉(zhuǎn)化率高,同時(shí)氣化過(guò)程不產(chǎn)生焦油、萘、酚等污染物,廢水治理簡(jiǎn)單,易達(dá)到排放指標(biāo)。[0064] 4、本發(fā)明采用多元催化劑共同作用,提高生產(chǎn)甲、乙醇的效率,提高轉(zhuǎn)化率,同時(shí)催化劑的用量少,效果好。[0065] 5、采用本發(fā)明的裝置和方法,有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化為生物炭的轉(zhuǎn)化率為62~69%,生物炭生產(chǎn)混合醇產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率是97~99%。[0066] 6、本發(fā)明提供了從有機(jī)廢棄物到混合醇完整的生產(chǎn)方法,通過(guò)對(duì)過(guò)程的集成與強(qiáng)化,改變與優(yōu)化工藝流程,減少蒸汽及循環(huán)水的用量,大幅度降低整個(gè)工藝流程的生產(chǎn)的能耗。附圖說(shuō)明[0067] 圖1是本發(fā)明熱裂解炭化段的工藝流程圖;[0068] 圖2是本發(fā)明合成氣制備段的工藝流程圖;[0069] 圖3是本發(fā)明催化合成段的工藝流程圖。[0070] 附圖標(biāo)記:101.進(jìn)料器,102.裂解反應(yīng)器,103.重油冷凝器,104.輕水冷凝器,105.出料輸送器,106.熔鹽加熱爐,107.干燥器,108.熔鹽循環(huán)泵,109.重油泵,110.不凝氣泵,111.工藝水泵,112.真空泵,201.磨粉機(jī),202.炭漿罐,203.炭漿泵,204.氣化器,205.灰渣分離器,206.調(diào)整器,207.合成氣壓縮機(jī),208.凈化預(yù)熱器,209.合成氣氣液分離器,210.凈化過(guò)濾器,211.CO2吸收塔,212.高壓閃蒸罐,213.常壓閃蒸罐,214.吸收劑循環(huán)泵,215.吸收劑加壓泵,216.高壓液加熱器,217.吸收劑換熱器,218.氣相調(diào)整管,301.合成氣預(yù)熱器,

302.反應(yīng)氣換熱器,303.反應(yīng)啟動(dòng)加熱器,304.合成反應(yīng)器,305.中壓蒸汽包,306.鍋爐水換熱器,307.產(chǎn)物冷卻器,308.高壓氣液分離器,309.低壓氣液分離器,310.吸入罐,311.循環(huán)氣壓縮機(jī)。

具體實(shí)施方式[0071] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明,但不作為對(duì)本發(fā)明的限制。[0072] 實(shí)施例1[0073] 有機(jī)廢棄物生產(chǎn)低碳混合醇的裝置(如圖1~3所示),包括有機(jī)廢棄物熱裂解炭化段、合成氣制備段、催化合成段。[0074] 1、熱裂解炭化段:包括反應(yīng)系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和分離系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)如下:[0075] (1)反應(yīng)系統(tǒng),干燥器107與進(jìn)料器101相連,而進(jìn)料器101又通過(guò)管道與裂解反應(yīng)器102的進(jìn)料口相連,裂解反應(yīng)器102的出料管與出料輸送器105相連,出料輸送器105與合成氣制備段的磨粉機(jī)201通過(guò)管道連接。裂解反應(yīng)器102內(nèi)設(shè)置有自動(dòng)爐排,其轉(zhuǎn)動(dòng)速度控制原料在熱裂解反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)時(shí)間。裂解反應(yīng)器102與真空泵112相連,由真空泵112來(lái)保持熱裂解反應(yīng)器102內(nèi)的負(fù)壓,真空泵112出口與分離系統(tǒng)連接。[0076] (2)加熱系統(tǒng),熔鹽加熱爐106的出熱管直接與裂解反應(yīng)器102連接,裂解反應(yīng)器102的熔鹽出口通過(guò)熔鹽循環(huán)泵108與熔鹽加熱爐106連接,形成熱循環(huán)。熔鹽加熱爐106的出氣口與干燥器107和火炬相連。

[0077] (3)分離系統(tǒng),真空泵112的出口管后依次與重油冷凝器103和輕水冷凝器104相連,輕水冷凝器104的冷凝水管通過(guò)工藝水泵111輸送到合成氣制備工段的磨粉機(jī)201;輕水冷凝器104的不凝氣管通過(guò)不凝氣泵110與熔鹽加熱爐106連接。重油冷凝器103的冷凝管通過(guò)重油泵109與熔鹽加熱爐106連接。[0078] 2、合成氣制備段:包括氣化系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)如下:[0079] (1)氣化系統(tǒng),磨粉機(jī)201與炭漿罐202相連;炭漿罐202通過(guò)炭漿泵203與氣化器204相連,氣化器204上設(shè)有壓縮空氣進(jìn)口和高壓蒸汽進(jìn)口,氣化器204的出氣管與灰渣分離器205相連,氣化器204的出渣口與固廢處理系統(tǒng)相連。灰渣分離器205的氣相出口管通過(guò)三通接頭與調(diào)整器206和氣相調(diào)整管218連接,灰渣分離器205的出渣管與固廢處理系統(tǒng)相連。

氣相調(diào)整管218連接到催化合成段連。

[0080] (2)凈化系統(tǒng),調(diào)整器206通過(guò)合成氣壓縮機(jī)207與凈化預(yù)熱器208連接;凈化預(yù)熱器208的出氣管依次與合成氣氣液分離器209、凈化過(guò)濾器210和CO2吸收塔連接211;CO2吸收塔211的頂部氣相出口通過(guò)凈化預(yù)熱器208進(jìn)行換熱之后與氣相調(diào)整管218連接,氣相調(diào)整管與催化合成段連接。[0081] (3)吸收劑輸送系統(tǒng),新鮮吸收劑輸送管與常壓閃蒸罐213和吸收劑循環(huán)泵214連接,吸收劑循環(huán)泵214出口與吸收劑換熱器217連接,吸收劑換熱器217通過(guò)吸收劑加壓泵215連接到CO2吸收塔211上部;CO2吸收塔211底部的吸收劑廢液管依次與高壓閃蒸罐212、吸收劑換熱器217、高壓液加熱器216、常壓閃蒸罐213連接,常壓閃蒸罐213與吸收劑循環(huán)泵

214通過(guò)管道連接。

[0082] 3、催化合成段,合成氣預(yù)熱器301與反應(yīng)氣換熱器302相連,再經(jīng)反應(yīng)啟動(dòng)加熱器303與合成反應(yīng)器304相連,中壓蒸汽包305與合成反應(yīng)器304雙向連接。合成反應(yīng)器304的出氣管依次經(jīng)反應(yīng)氣換熱器302、鍋爐水換熱器306和產(chǎn)物冷卻器307之后連接到高壓氣液分離器308,高壓氣液分離器308再與低壓氣液分離器309連接,低壓氣液分離器309的出口管與混合醇儲(chǔ)罐連接。合成氣預(yù)熱器管線前設(shè)置有循環(huán)氣壓縮機(jī)311,高壓氣液分離器308和低壓氣液分離器309的氣相管與吸入罐310、合成氣制備段的凈化系統(tǒng)相連,而吸入罐310又和循環(huán)氣壓縮機(jī)311相連接。

[0083] 結(jié)合本發(fā)明的裝置,對(duì)有機(jī)廢棄物生產(chǎn)低碳混合醇的方法(如圖1~3所示)進(jìn)行說(shuō)明:[0084] 1、熱裂解炭化段[0085] 原料經(jīng)過(guò)預(yù)處理分揀,去除無(wú)機(jī)物、金屬等雜質(zhì),進(jìn)入干燥器烘干至含水量15%以下,粉碎后由進(jìn)料器輸送進(jìn)入熱裂解反應(yīng)器(美國(guó)UnionCarbideCorp開(kāi)發(fā)的移動(dòng)床熔融工藝Purox系統(tǒng),無(wú)氧低溫裂解反應(yīng)系統(tǒng))進(jìn)行熱裂解炭化反應(yīng),期間由閥門(mén)組控制密封性,由真空泵保持熱裂解反應(yīng)器內(nèi)的真空度為8~10KPa,反應(yīng)溫度570~650℃,控制自動(dòng)爐排轉(zhuǎn)動(dòng)速度來(lái)控制反應(yīng)時(shí)間為2.5~3.5小時(shí),帶動(dòng)并攪拌原料,把反應(yīng)生成的生物炭帶至反應(yīng)器出口,由出料輸送器送去合成氣制備段。[0086] 反應(yīng)生成的氣體和液體都以氣相形式由真空泵抽送去分離系統(tǒng),依次經(jīng)過(guò)重油冷凝器和輕水冷凝器,重油冷凝器冷凝下來(lái)的生物燃油和輕水冷凝器出來(lái)的不可凝氣體引回加熱爐燃燒利用;輕水冷凝器冷凝下來(lái)的工藝水則輸送到合成氣工段的磨粉機(jī)中進(jìn)行利用。熔鹽加熱爐啟動(dòng)時(shí)由燃料油燃燒加熱熔鹽,運(yùn)行正常后由反應(yīng)生成的重油組分和不凝氣燃燒加熱熔鹽,尾氣去干燥器烘干原料,之后去廢氣處理,加熱的熔鹽由熔鹽循環(huán)泵泵送循環(huán)。[0087] 2、合成氣制備段[0088] 生物炭與工藝水進(jìn)入磨粉機(jī)磨成炭粉漿并調(diào)節(jié)成濃度為80%的炭水漿,進(jìn)入炭漿罐儲(chǔ)存,再由炭漿泵送進(jìn)氣化器(固定床加壓氣化(Lurgi)),同時(shí)加入壓縮空氣與高壓蒸汽進(jìn)行加壓氣化反應(yīng),反應(yīng)壓力為4.0~6.0MPa,反應(yīng)溫度1350~1400℃,氣化生成CO、H2、CO2等混合合成氣,合成氣進(jìn)入灰渣分離器除去固、液廢物,而后進(jìn)入調(diào)整器進(jìn)一步反應(yīng)調(diào)整CO與H2的比例,控制合成氣中H2與CO的摩爾比為1:1.2~1.5,合成氣進(jìn)入合成氣壓縮機(jī)加壓,出來(lái)后依次經(jīng)凈化預(yù)熱器預(yù)熱,合成氣氣液分離器,凈化過(guò)濾器,最后進(jìn)入CO2吸收塔進(jìn)行脫除CO2等氣體雜質(zhì)的凈化處理,得到的凈化合成氣,再經(jīng)過(guò)凈化預(yù)熱器換熱后進(jìn)入催化合成段。[0089] 3、催化合成段[0090] 凈化合成氣與循環(huán)氣體、循環(huán)甲醇混合進(jìn)入循環(huán)氣體壓縮機(jī)加壓到10~12MPa,經(jīng)合成氣預(yù)熱器、反應(yīng)氣換熱器換熱后,再經(jīng)反應(yīng)啟動(dòng)加熱器用高壓蒸汽加熱到290~300℃的反應(yīng)溫度,由合成反應(yīng)器頂部送入合成催化劑床層(法國(guó)石油科學(xué)研究院(IFP)開(kāi)發(fā)的IFP工藝Cu-Co催化劑與Dow化學(xué)公司開(kāi)發(fā)的Sygmol工藝MoS2催化劑按照質(zhì)量比為1:1混合制成)進(jìn)行催化反應(yīng),以干氣計(jì)算體積空速4000~5000h-1,催化生成甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等粗混合醇。由于在催化合成過(guò)程中,單程轉(zhuǎn)化率較低,因此大量未反應(yīng)的合成氣必須循環(huán)使用。反應(yīng)氣體首先經(jīng)反應(yīng)氣換熱器冷卻,而后經(jīng)鍋爐水換熱器、產(chǎn)物冷卻器進(jìn)一步冷凝,冷凝溫度為55~60℃,冷凝后氣液兩相不經(jīng)分離直接進(jìn)入高壓氣液分離器,分離后的高壓反應(yīng)氣體進(jìn)入循環(huán)壓縮機(jī)吸入罐作循環(huán)氣體,液體進(jìn)入低壓氣液分離器,分離后的低壓反應(yīng)氣體也進(jìn)入循環(huán)壓縮機(jī)吸入罐作循環(huán)氣體,液體即為混合醇成品,去混合醇儲(chǔ)罐。[0091] 鍋爐水加壓泵送入的加壓水,依靠其在合成反應(yīng)器中的受熱汽化和在中壓蒸汽包中的汽液分離構(gòu)成熱虹吸自然循環(huán),移除反應(yīng)熱。對(duì)合成反應(yīng)生產(chǎn)裝置運(yùn)行初期中壓蒸汽包產(chǎn)生的低壓蒸汽,采用蒸汽機(jī)械再壓縮MR技術(shù)進(jìn)行增壓,所產(chǎn)生的中壓蒸汽(壓力大于0.4MPa,小于0.8MPa)并入中壓蒸汽管網(wǎng),避免了裝置運(yùn)行初期蒸汽的大量放空,有效的實(shí)現(xiàn)廢熱利用。待蒸汽壓力達(dá)到要求后并入相應(yīng)等級(jí)的蒸汽管網(wǎng)。

[0092] 為防止氮?dú)饧岸趸嫉炔荒龤怏w累積后降低合成氣濃度影響反應(yīng)的順利進(jìn)行,從高壓氣液分離器出口循環(huán)氣中抽出一部分側(cè)流氣體進(jìn)行凈化,除去二氧化碳和其他雜質(zhì)后的氣體返回系統(tǒng)循環(huán)使用。側(cè)流氣從合成氣壓縮機(jī)入口進(jìn)入凈化系統(tǒng)。[0093] 采用本發(fā)明的方法,有機(jī)廢棄物制備生物炭的轉(zhuǎn)化率為65~69%。生物炭生產(chǎn)混合醇產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率是97~99%。[0094] 實(shí)施例2[0095] 有機(jī)廢棄物生產(chǎn)低碳混合醇的裝置、方法與實(shí)施例1相同,其區(qū)別在于:[0096] 1、熱裂解炭化段[0097] 熱裂解反應(yīng)器采用德國(guó)Aalen-Unterkochen公司研發(fā)的回轉(zhuǎn)窯類熱解工藝PKA系統(tǒng)(無(wú)氧低溫裂解反應(yīng)系統(tǒng)),熱裂解炭化反應(yīng)條件:真空度為15~22KPa,反應(yīng)溫度450~520℃,反應(yīng)時(shí)間為2.5~4.0小時(shí)。

[0098] 2、合成氣制備段[0099] 生物炭與工藝水進(jìn)入磨粉機(jī)磨成炭粉漿并調(diào)節(jié)成濃度為85%的炭水漿,氣化器(水煤漿加壓氣化(對(duì)置多噴嘴)),氣化器中的反應(yīng)壓力為6.0~8.7MPa,反應(yīng)溫度1250~1300℃,氣化生成CO、H2、CO2等混合合成氣。經(jīng)氣體調(diào)整后H2與CO的摩爾比為1:1.5~2.0,經(jīng)凈化后的凈化合成氣,再經(jīng)過(guò)凈化預(yù)熱器換熱后進(jìn)入催化合成段。

[0100] 3、催化合成段[0101] 合成反應(yīng)器中的催化劑床層采用Snam公司與 公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的MAS工藝堿性助劑改性ZnO/Cr2O3催化劑與Lurgi公司開(kāi)發(fā)的Octamix工藝Cu-Zn催化劑按照質(zhì)量比為1:0.2~0.3混合制成的混合催化劑,反應(yīng)條件為:壓力12MPa,溫度310~325℃,以干氣計(jì)算體積的空速3000~4000h-1。

[0102] 采用本發(fā)明的方法,有機(jī)廢棄物制備生物炭的轉(zhuǎn)化率為62~65%。生物炭生產(chǎn)混合醇產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率是98~99%。[0103] 實(shí)施例3[0104] 有機(jī)廢棄物生產(chǎn)低碳混合醇的裝置、方法與實(shí)施例1相同,其區(qū)別在于:[0105] 1、熱裂解炭化段[0106] 熱裂解反應(yīng)器采用Garrett的管型爐瞬間熱解系統(tǒng)(無(wú)氧低溫裂解反應(yīng)系統(tǒng)),熱裂解炭化反應(yīng)條件:真空度為18KPa,反應(yīng)溫度530~550℃,反應(yīng)時(shí)間為3.0~4.5小時(shí)。[0107] 2、合成氣制備段[0108] 生物炭與工藝水進(jìn)入磨粉機(jī)磨成炭粉漿并調(diào)節(jié)成濃度為80%的炭水漿,氣化器水煤漿加壓氣化(GE),氣化器中的反應(yīng)壓力為2.8~4.0MPa,反應(yīng)溫度1300~1380℃,氣化生成CO、H2、CO2等混合合成氣。經(jīng)氣體調(diào)整后H2與CO的摩爾比為1:2.0~2.5,經(jīng)凈化后的凈化合成氣,再經(jīng)過(guò)凈化預(yù)熱器換熱后進(jìn)入催化合成段。[0109] 3、催化合成段[0110] 合成反應(yīng)器中的催化劑床層采用Snam公司與 公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的MAS工藝堿性助劑改性ZnO/Cr2O3催化劑與法國(guó)石油科學(xué)研究院(IFP)開(kāi)發(fā)的IFP工藝Cu-Co催化劑、按照質(zhì)量比為1:1混合制成的混合催化劑,反應(yīng)條件為:壓力10~12MPa,溫度300~350℃,以干氣計(jì)算體積的空速40000~4500h-1。[0111] 采用本發(fā)明的方法,有機(jī)廢棄物制備生物炭的轉(zhuǎn)化率為62~64%。生物炭生產(chǎn)混合醇產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率是97~98%。[0112] 實(shí)施例4[0113] 有機(jī)廢棄物生產(chǎn)低碳混合醇的裝置、方法與實(shí)施例1相同,其區(qū)別在于:[0114] 1、熱裂解炭化段[0115] 熱裂解反應(yīng)器采用日本荏原和神戶開(kāi)發(fā)的雙塔循環(huán)流化床熱解系統(tǒng)(無(wú)氧低溫裂解反應(yīng)系統(tǒng)),熱裂解炭化反應(yīng)條件:真空度為10~17KPa,反應(yīng)溫度600~650℃,反應(yīng)時(shí)間為1.5~2.5小時(shí)。[0116] 2、合成氣制備段[0117] 生物炭與工藝水進(jìn)入磨粉機(jī)磨成炭粉漿并調(diào)節(jié)成濃度為80~85%的炭水漿,氣化器(多元料漿的水煤漿加壓氣化),氣化器中的反應(yīng)壓力為4.5~6.5MPa,反應(yīng)溫度1325~1390℃,氣化生成CO、H2、CO2等混合合成氣。經(jīng)氣體調(diào)整后H2與CO的摩爾比為1:1.5~2.0,經(jīng)凈化后的凈化合成氣,再經(jīng)過(guò)凈化預(yù)熱器換熱后進(jìn)入催化合成段。

[0118] 3、催化合成段[0119] 合成反應(yīng)器中的催化劑床層采用Snam公司與 公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的MAS工藝堿性助劑改性ZnO/Cr2O3催化劑與Dow化學(xué)公司開(kāi)發(fā)的Sygmol工藝MoS2催化劑按照質(zhì)量比為1:0.3~0.5混合制成的混合催化劑,反應(yīng)條件為:壓力10~12MPa,溫度280~320℃,以干氣計(jì)-1

算體積的空速2000-3000h 。

[0120] 采用本發(fā)明的方法,有機(jī)廢棄物制備生物炭的轉(zhuǎn)化率為60~65%。生物炭生產(chǎn)混合醇產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率是98~99%。



聲明:
“有機(jī)廢棄物生產(chǎn)低碳混合醇的裝置及方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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