本實(shí)用新型主要涉及一種垃圾的處理系統(tǒng)，尤其涉及一種結(jié)冰生活垃圾的處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，城市生活垃圾的處理問題已然成為全民關(guān)注的焦點(diǎn)?，F(xiàn)有填埋、堆肥、焚燒等處理技術(shù)，但由于這些技術(shù)存在一些固有的缺點(diǎn)，使其發(fā)展受到限制。我國許多城市建設(shè)了生活垃圾焚燒發(fā)電廠，但焚燒帶來的二噁英污染問題引起了人們對(duì)垃圾焚燒方式的爭議。二噁英環(huán)境毒性大，不易降解，對(duì)居民身體健康造成極大威脅。

生活垃圾熱解技術(shù)以其資源化利用率高、環(huán)境污染小的優(yōu)點(diǎn)越來越被人們所青睞，采用熱解的方式處理垃圾，不會(huì)產(chǎn)生二噁英、飛灰等問題，是現(xiàn)在最理想的垃圾處理方式。熱解主要產(chǎn)物有以下幾種：1.熱解油，一部分熱解油通過精制可作為燃料油使用；2.熱解炭，大部分以炭黑形式存在，可作為固體燃料使用也可摻燒水泥等；3.熱解氣，包括一些低分子碳?xì)浠衔锶鐨錃狻⒓淄?、一氧化碳等，可作為燃料氣使用，是熱解產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值的主要產(chǎn)品。

另外熱解氣含有高利用價(jià)值的余熱，對(duì)余熱進(jìn)行回收利用可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降低生產(chǎn)成本等目的。

但是在寒冷地區(qū)的冬天，垃圾極易結(jié)冰，如果直接將其處理，會(huì)增加預(yù)處理的難度，而且將其送入熱解爐中熱解會(huì)消耗更多的能量，這會(huì)增加投入成本，且浪費(fèi)資源。

現(xiàn)有技術(shù)有一種用于北方垃圾發(fā)酵加熱的裝置，該裝置主要利用鍋爐加熱使冬季結(jié)冰的生活垃圾發(fā)酵，但采用的加熱裝置過于復(fù)雜，耗能較大，且對(duì)于垃圾的處理仍采用的是焚燒的方式，會(huì)產(chǎn)生二噁英、飛灰等物質(zhì)污染環(huán)境。

所以，針對(duì)上述問題，有必要實(shí)用新型一種生活垃圾的處理系統(tǒng)，在對(duì)結(jié)冰生活垃圾處理的同時(shí)，又能有效地對(duì)熱解氣余熱進(jìn)行回收，以達(dá)到節(jié)能減排、提高能源利用效率、簡化工藝流程、降低生產(chǎn)成本的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型旨在提供一種生活垃圾的處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)在處理結(jié)冰生活垃圾的同時(shí)，又能對(duì)熱解氣和煙氣余熱回收利用。

本實(shí)用新型提供的生活垃圾的處理系統(tǒng)包括：料坑加熱系統(tǒng)、蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐、流化床氣化裝置及冷凝器，其中，所述料坑加熱系統(tǒng)包括熱管介質(zhì)入口、出料口；所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐包括進(jìn)料口、氣體出口、垃圾炭出口和煙氣出口；所述進(jìn)料口與所述料坑加熱系統(tǒng)的出料口相連，所述煙氣出口與所述料坑加熱系統(tǒng)的熱管介質(zhì)入口相連；所述冷凝器包括高溫油氣入口、內(nèi)循環(huán)氣出口；所述高溫油氣入口與所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐的氣體出口相連；所述內(nèi)循環(huán)氣出口與所述料坑加熱系統(tǒng)的熱管介質(zhì)入口相連；所述流化床氣化裝置包括垃圾炭入口，所述垃圾炭入口與所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐的垃圾炭出口相連。

上述的處理系統(tǒng)，所述料坑加熱系統(tǒng)的四周設(shè)有熱管。

上述的處理系統(tǒng)，所述料坑加熱系統(tǒng)的出料口與所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐的進(jìn)料口之間設(shè)有給料機(jī)和皮帶輸送機(jī)構(gòu)。

上述的處理系統(tǒng)，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐包括旋轉(zhuǎn)床熱解爐本體、蓄熱式燃燒器；所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐本體包括爐壁、轉(zhuǎn)動(dòng)的爐底及所述爐壁與所述轉(zhuǎn)動(dòng)的爐底圍起來的爐膛；所述蓄熱式燃燒器設(shè)于所述爐壁；所述爐膛沿所述爐底的旋轉(zhuǎn)方向分為干燥區(qū)和熱解區(qū)。

上述的處理系統(tǒng)，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐的垃圾炭出口與所述流化床氣化裝置的垃圾炭入口之間設(shè)有雙螺旋出料機(jī)。

進(jìn)一步地，所述處理系統(tǒng)還可包括除塵凈化系統(tǒng)、可燃?xì)鈨?chǔ)罐；所述除塵凈化系統(tǒng)包括混合氣入口、可燃?xì)獬隹诤统龎m灰出口，所述混合氣入口與所述流化床氣化裝置的混合氣出口相連，所述除塵灰出口與所述流化床氣化裝置的除塵灰入口相連；所述可燃?xì)鈨?chǔ)罐包括可燃?xì)馊肟?、可燃?xì)獬隹?，所述可燃?xì)馊肟谂c所述除塵凈化系統(tǒng)的可燃?xì)獬隹谙噙B，所述可燃?xì)獬隹谂c所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐的可燃?xì)馊肟谙噙B。

根據(jù)本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案，在解決結(jié)冰生活垃圾的處理問題的同時(shí)，又能對(duì)熱解氣余熱進(jìn)行回收,達(dá)到了節(jié)能減排、提高能源利用效率、簡化工藝流程、降低生產(chǎn)成本的目的。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的生活垃圾的處理系統(tǒng)流程圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐的俯視結(jié)構(gòu)簡圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，以便能夠更好地理解本實(shí)用新型的方案以及各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說明的目的，而不是對(duì)本實(shí)用新型的限制。

本實(shí)用新型所述的一種適用于寒冷地區(qū)結(jié)冰生活垃圾的處理系統(tǒng)，主要工藝流程是：

將結(jié)冰的垃圾送入垃圾料坑加熱系統(tǒng)后，料坑加熱系統(tǒng)的料坑四周纏繞的熱管對(duì)其進(jìn)行加熱。待結(jié)冰的垃圾融化后，將其送入無熱載體蓄熱式旋轉(zhuǎn)床，最終生成高溫油氣和固體垃圾炭，而燃燒排出的煙氣通入料坑四周的熱管中，為結(jié)冰的垃圾提供熱量。高溫油氣通過冷凝器進(jìn)行冷凝后分離出熱解油和熱解氣，冷凝器內(nèi)的介質(zhì)吸熱后通入料坑四周的熱管中，作為熱管的熱源，也為結(jié)冰的垃圾提供熱量。冷凝器內(nèi)的介質(zhì)可為空氣。本系統(tǒng)中蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐排出的煙氣和冷凝器內(nèi)受熱的空氣一同作為熱管的熱源，為結(jié)冰的垃圾提供熱量，實(shí)現(xiàn)了熱解余熱的循環(huán)利用。垃圾炭經(jīng)過爐體的可實(shí)現(xiàn)破碎功能的密封雙螺旋出料機(jī)出料，送入流化床氣化裝置進(jìn)行氣化。將氣化得到的氣體混合物經(jīng)過除塵凈化后可得到可燃?xì)猱a(chǎn)品。同時(shí)混合氣中的臭氣在熱解氣化過程中得到祛除。

本實(shí)用新型通過簡單的流程便完成了加熱干燥和熱解的目的，最終得到可燃?xì)?，工藝流程短、運(yùn)行成本低，資源化、能源化水平高，產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益好，二次污染少，無二噁英產(chǎn)生，易于實(shí)現(xiàn)垃圾熱解的工業(yè)化和規(guī)?；?。

本實(shí)用新型的工藝處理過程中，其前期進(jìn)行加熱結(jié)冰垃圾的熱量來自于油氣冷凝過程中釋放的能量及旋轉(zhuǎn)床排出的煙氣熱量，達(dá)到了循環(huán)利用熱解余熱的目的，有較高的環(huán)保經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)將通過以下內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1所示，本實(shí)施例的生活垃圾的處理系統(tǒng)主要包括料坑加熱系統(tǒng)，蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐，流化床氣化裝置，除塵凈化系統(tǒng)，可燃?xì)鈨?chǔ)罐。其中的除塵凈化系統(tǒng)與可燃?xì)鈨?chǔ)罐不是必要裝置。

所述料坑加熱系統(tǒng)具有熱管介質(zhì)入口和出料口。冷凝器的內(nèi)循環(huán)氣出口與料坑熱管介質(zhì)入口相連。高溫油氣通過冷凝器進(jìn)行油氣分離，冷凝器內(nèi)的介質(zhì)吸收熱量后，將這部分熱量通過熱管傳遞給料坑中結(jié)冰的垃圾加熱。

如圖2所示，與料坑加熱系統(tǒng)相連的所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐具有進(jìn)料口3，高溫油氣出口5，垃圾炭出口4，可燃?xì)馊肟诤蜔煔獬隹?，并根?jù)溫度沿旋轉(zhuǎn)床爐底旋轉(zhuǎn)方向依次分為干燥區(qū)(300℃-400℃)1、熱解區(qū)(500℃-800℃)2，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐的高溫油氣出口設(shè)置在蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐的熱解區(qū)爐頂、靠近垃圾炭出口4的位置，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐的垃圾炭出料采用雙螺旋出料機(jī)。圖2為蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐的俯視圖。

所述流化床氣化裝置用于將垃圾炭進(jìn)行氣化，使之成為氣體混合物。流化床氣化裝置具有垃圾炭入口，氣化劑入口，混合氣出口和除塵灰入口，所述流化床氣化裝置的垃圾炭入口與蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐的出料口相連。

所述除塵凈化系統(tǒng)具有混合氣入口，可燃?xì)獬隹诤统龎m灰出口，所述除塵凈化系統(tǒng)的混合氣入口與流化床氣化裝置的混合氣出口相連，所述除塵凈化系統(tǒng)的除塵灰出口與所述流化床氣化裝置的除塵灰入口相連。

所述可燃?xì)鈨?chǔ)罐具有可燃?xì)馊肟冢隹扇細(xì)鈨?chǔ)罐的可燃?xì)馊肟谂c除塵凈化系統(tǒng)的可燃?xì)獬隹谙噙B。進(jìn)一步地，所述可燃?xì)鈨?chǔ)罐的可燃?xì)獬隹谂c蓄熱式輻射管旋轉(zhuǎn)床的可燃?xì)馊肟谙噙B。

上述系統(tǒng)中各裝置的詳細(xì)介紹將結(jié)合以下的處理方法來加以闡述。

本實(shí)用新型的生活垃圾的處理方法，包括步驟：

A、生活垃圾的加熱：將結(jié)冰的生活垃圾卸入料坑加熱系統(tǒng)的料坑中，通過料坑四周的熱管給其加熱；待結(jié)冰的垃圾融化后，通過給料機(jī)和皮帶送入蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐，在輸送過程中揀出其中的大塊無機(jī)物，如磚頭、石塊、大件玻璃金屬制品等。

B、生活垃圾的干燥、熱解：熱解的主體設(shè)備為無熱載體蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐，它包括旋轉(zhuǎn)床熱解爐本體、蓄熱式燃?xì)馊紵饕约安剂?、出料等輔助機(jī)構(gòu)。其爐底為可轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)形爐底，蓄熱式燃?xì)馊紵鞑贾糜诃h(huán)形爐壁，燃燒器為輻射管結(jié)構(gòu)，可燃?xì)馊紵笠詿彷椛涞姆绞教峁├鵁峤馑璧臒崃?，蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐的輻射管內(nèi)的煙氣與旋轉(zhuǎn)床內(nèi)的氣氛隔絕。煙氣被進(jìn)一步通入料坑加熱系統(tǒng)的熱管中。將熱解爐分為兩個(gè)區(qū)域，分別是干燥區(qū)和熱解區(qū)，在爐體頂部靠近熱解區(qū)末端設(shè)置氣體出口，用于收集含有水蒸汽的高溫油氣。

干燥區(qū)溫度300-400℃，主要作用是將垃圾中的水分進(jìn)行烘干。爐內(nèi)烘干與爐外烘干的能耗差別主要在于水蒸氣由100℃升高到爐內(nèi)溫度所消耗的顯熱Q_水蒸氣。由于水的氣化潛熱很大，而Q_水蒸氣熱量僅占總能耗的25％左右。同時(shí)又由于爐外烘干熱效率較低，煙氣量大，含有臭味的煙氣還需進(jìn)行臭氣處理，整體運(yùn)行費(fèi)用提高，因而爐內(nèi)烘干更具優(yōu)勢。

熱解區(qū)溫度500-800℃，是垃圾完成熱解的主反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)生成高溫油氣和垃圾炭。同時(shí)干燥區(qū)生成的帶有臭味的氣體也在該區(qū)內(nèi)被進(jìn)一步升溫，部分臭氣被祛除。旋轉(zhuǎn)床排出的煙氣通入料坑四周的熱管中，與冷凝器中的受熱空氣一同為結(jié)冰垃圾供熱。

熱解產(chǎn)生的高溫油氣通過冷凝器進(jìn)行冷卻分離，分離出熱解油和熱解氣；冷凝器內(nèi)的介質(zhì)吸收熱量后通入料坑四周的熱管中作為熱源，加熱結(jié)冰的垃圾。

產(chǎn)生的垃圾炭采用密封雙螺旋出料機(jī)出料并送入流化床氣化裝置內(nèi)，雙螺旋并排設(shè)置，螺旋互相咬合。由于垃圾經(jīng)過了熱解反應(yīng)，其中的塑料，織物，木竹等有機(jī)物均熱解為碳化物，該碳化物不同于原生垃圾，其疏松易于破碎，經(jīng)過雙螺旋的攪拌、擠壓作用，可在出料的同時(shí)完成破碎過程，形成符合流化床氣化裝置氣化的原料。

C、冷凝器熱量回用：高溫油氣通過冷凝器進(jìn)行冷卻進(jìn)而達(dá)到油氣分離，冷凝器內(nèi)的介質(zhì)吸收熱量，通入料坑四周纏繞的熱管中作為熱源，為結(jié)冰的垃圾加熱。介質(zhì)可為空氣。

D、流化床氣化：垃圾炭通入流化床氣化裝置內(nèi)進(jìn)行氣化，氣化溫度為850℃-1300℃，氣化過程中利用爐內(nèi)的高溫裂解、部分氣化，垃圾炭對(duì)焦油的催化重整作用將大分子焦油氣化裂解為小分子物質(zhì)，達(dá)到脫除焦油的目的，解決了垃圾熱解油難以處理和利用的問題。剩余殘?jiān)皇占饋碜鳛榻ㄖ牧匣蜻M(jìn)行填埋處理。

E、氣化混合氣的除塵凈化：氣化產(chǎn)生的混合氣經(jīng)過兩級(jí)旋風(fēng)除塵器、冷卻、脫硫后得到可燃?xì)猱a(chǎn)品。除塵器產(chǎn)生的除塵灰通過反料器返回至流化床氣化裝置內(nèi)。一部分可燃?xì)庾鳛槿剂蠚夤┙o蓄熱式燃燒器燃燒，一部分可作為產(chǎn)品進(jìn)行銷售。

本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案解決了結(jié)冰的生活垃圾的處理問題，避免了將結(jié)冰垃圾直接放入熱解爐進(jìn)行熱解會(huì)消耗更多能量的缺陷。本實(shí)用新型利用冷凝油氣產(chǎn)生的熱量和蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐產(chǎn)生的煙氣來加熱垃圾，既利用了能量，又可以減少熱解能耗。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型提高了垃圾熱解氣化工藝的整體經(jīng)濟(jì)性，易于工業(yè)化推廣。

下面結(jié)合具體實(shí)施例來說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

下述實(shí)施例中所取工藝條件數(shù)值均為示例性的，其可取數(shù)值范圍如前述說明書中所示。

實(shí)施例1

采用某市生活垃圾為原料，垃圾含水率50％，成分組成如表1：

表1生活垃圾成分組成(wt％)(重量含量)

利用具體實(shí)施方式中介紹的生活垃圾處理系統(tǒng)進(jìn)行處理的步驟如下:

A、生活垃圾的加熱：將結(jié)冰的生活垃圾卸入料坑中，通過料坑四周的熱管給其加熱，待結(jié)冰的垃圾融化后，通過給料機(jī)和皮帶送入蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐，在輸送過程中揀出其中的大塊無機(jī)物，如磚頭、石塊、大件玻璃金屬制品等。

B、生活垃圾的干燥、熱解：熱解的主體設(shè)備為無熱載體蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐，它包括旋轉(zhuǎn)床熱解爐本體，蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵鳎约安剂?、出料等輔助機(jī)構(gòu)。蓄熱式旋轉(zhuǎn)床熱解爐爐底為可轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)形爐底，蓄熱式燃?xì)馊紵鞑贾糜诃h(huán)形爐壁，其為輻射管。可燃?xì)馊紵笠詿彷椛涞姆绞教峁├鵁峤馑锜崃?，輻射管?nèi)的煙氣與旋轉(zhuǎn)床內(nèi)的氣氛隔絕。將熱解爐分為兩個(gè)區(qū)域，分別是干燥區(qū)和熱解區(qū)，在爐體頂部靠近熱解區(qū)末端設(shè)置有氣體出口，用于收集含有水蒸汽的高溫油氣。

干燥區(qū)溫度300℃，主要作用是將垃圾中的水分進(jìn)行烘干。熱解區(qū)溫度600℃，是垃圾完成熱解的主反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)生成高溫油氣和垃圾炭。本試驗(yàn)也試過了其他溫度比如干燥區(qū)溫度350℃或400℃等，熱解區(qū)溫度500℃、850℃等，效果均類似。同時(shí)干燥區(qū)生成的帶有臭味的氣體也在該區(qū)內(nèi)被進(jìn)一步升溫，可將部分臭氣祛除。

熱解產(chǎn)生的高溫油氣通過冷凝器進(jìn)行冷卻分離，分離出熱解油和熱解氣；冷凝器內(nèi)的介質(zhì)吸收熱量后通入料坑四周的熱管中作為熱源，加熱結(jié)冰的垃圾。

產(chǎn)生的垃圾炭采用密封雙螺旋出料機(jī)出料并送入流化床氣化裝置內(nèi)，雙螺旋并排設(shè)置，螺旋互相咬合。由于垃圾經(jīng)過了熱解反應(yīng)，其中的塑料，織物，木竹等有機(jī)物均熱解為碳化物，該碳化物不同于原生垃圾，疏松易于破碎，經(jīng)過雙螺旋的攪拌、擠壓作用，可在出料的同時(shí)完成破碎過程，形成符合流化床氣化裝置氣化的原料。

C、冷凝器熱量回用：高溫油氣通過冷凝器進(jìn)行冷卻進(jìn)而達(dá)到油氣分離，冷凝器內(nèi)的介質(zhì)吸收熱量，通入料坑四周纏繞的熱管中作為熱源，為結(jié)冰的垃圾加熱。

D、流化床氣化：氣化溫度為1000℃，垃圾炭通入流化床氣化裝置進(jìn)行氣化，氣化過程中利用爐內(nèi)的高溫裂解、部分氣化，垃圾炭對(duì)焦油的催化重整作用將大分子焦油氣化裂解為小分子物質(zhì)，達(dá)到脫除焦油的目的，解決了垃圾熱解油難以處理和利用的問題。剩余殘?jiān)皇占饋碜鳛榻ㄖ牧匣蜻M(jìn)行填埋處理。當(dāng)然本試驗(yàn)氣化裝置的氣化溫度為850℃-1300℃，本試驗(yàn)取過氣化溫度為850℃、1300℃等值，效果均類似。

E、氣化混合氣的除塵凈化：氣化產(chǎn)生的混合氣經(jīng)過兩級(jí)旋風(fēng)除塵器、冷卻、脫硫后得到可燃?xì)猱a(chǎn)品。除塵器產(chǎn)生的除塵灰通過反料器返回至流化床氣化裝置?？扇?xì)獾囊徊糠肿鳛槿剂蠚夤┙o蓄熱式燃燒器燃燒，一部分作為產(chǎn)品銷售。每噸垃圾可產(chǎn)可燃?xì)?30Nm³，其成分及熱值如下：

表2可燃?xì)獬煞旨盁嶂?/p>

由以上實(shí)施例可見，本實(shí)用新型的技術(shù)方案在解決結(jié)冰垃圾的處理問題的同時(shí)，又能對(duì)熱解氣余熱進(jìn)行回收,達(dá)到了節(jié)能減排、提高能源利用效率、簡化工藝流程、降低生產(chǎn)成本的目的。

最后應(yīng)說明的是：顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。