一種生活垃圾及農(nóng)林廢棄物炭化循環(huán)綜合處理系統(tǒng)及方法
【專利說明】
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及生活垃圾及農(nóng)林廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，本發(fā)明涉及一種生活垃圾及農(nóng)林廢棄物炭化循環(huán)綜合處理系統(tǒng)及方法。
[0002]
【【背景技術(shù)】】
近幾年城市生活垃圾的年增長率均在5%_8%，少數(shù)大城市垃圾的年增長率達(dá)到8%-10%，人均日產(chǎn)垃圾量已超過I千克，接近中等發(fā)達(dá)工業(yè)國家水平。我國城市垃圾產(chǎn)生量呈現(xiàn)急劇增加，且增長越來越快的趨勢。生活垃圾的大量產(chǎn)生和處理技術(shù)的不完善，已經(jīng)對國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民的生活質(zhì)量和自然環(huán)境造成了日益嚴(yán)峻的負(fù)面影響。世界各國在充分認(rèn)識到這一發(fā)展瓶頸的同時，正積極集中力量開發(fā)可實(shí)現(xiàn)無害化和資源化處置垃圾的有效技術(shù)，其中裂解工藝被視為最具前途，尤其是無氧裂解技術(shù)。
[0003]焚燒垃圾的危害被普遍認(rèn)知，相關(guān)技術(shù)也在不斷提高，改進(jìn)后的多段焚燒爐，包括流化床焚燒爐，雖然提高了燃燒效率，一定程度地降低了污染物排放，但仍需附加設(shè)備和高運(yùn)行來清除焚燒所產(chǎn)生的有害物質(zhì)，且垃圾的資源化程度和效率仍然很低。廣泛使用的爐排爐和流化床爐，和傳統(tǒng)的焚燒爐相比，燃燒更加充分，爐溫得到提高，新增的多段或多室燃燒結(jié)構(gòu)，使得燃燒也更加充分，也可以控制主燒室貧氧或少氧燃燒，達(dá)到部分氣化或部分裂解的作用。部分裂解工藝，在垃圾不分類的前提條件下，燃燒條件控制困難，工作狀態(tài)不穩(wěn)定。由于垃圾的不均勻和成分的變化，爐溫等工藝條件變化幅度較大，工況波動使得操作十分困難。部分裂解或氣化所產(chǎn)生的氣體，其熱值很低，難以直接采用燃?xì)鈾C(jī)發(fā)電，而廣泛使用的蒸汽渦輪發(fā)電效率不高，使得垃圾處置資源化水平受到限制。通過冷凝脫水和噴淋，雖然消除了一些污染物，減少了后期的腐蝕和排放，但氣體熱值沒有明顯改善。
[0004]另外，農(nóng)林廢棄物燃料是指采用稻殼、秸軒、甘庶渣、木片、木肩、鋸末、竹肩、竹絲、動物糞便等農(nóng)林廢棄物、固體廢棄物為原料，經(jīng)過粉碎后加壓、增密成型的一種燃料，其有塊狀、球狀、棒狀等多種形狀，其具有體積小、比重大、耐燃燒、便于儲存和運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)。農(nóng)林廢棄物燃料中揮發(fā)份占絕大部分，其在加熱時會產(chǎn)生大量甲炕等可燃性氣體，可燃性氣體燃燒能夠產(chǎn)生大量熱能。農(nóng)林廢棄物作為第四大能源資源，在可再生能源中占有重要地位，開發(fā)生物質(zhì)能既可以補(bǔ)充常規(guī)能源的短缺，也具有重大的環(huán)境效益。
[0005]同其他農(nóng)林廢棄物能源技術(shù)相比較，農(nóng)林廢棄物顆粒燃料技術(shù)更容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和使用，使用農(nóng)林廢棄物顆粒燃料的方便程度可與燃?xì)?、燃油等能源媲美，利用農(nóng)林廢棄物致密成型設(shè)備生產(chǎn)顆粒燃料項(xiàng)目符合國家產(chǎn)業(yè)政策，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會放益
□ O
[0006]日前農(nóng)林廢棄物的燃料普遍采用的農(nóng)林廢棄物顆粒燃料的生產(chǎn)工藝，包括:烘干、破碎、添加粘合劑、干燥攪拌、擠壓成型等步驟，最終獲得農(nóng)林廢棄物顆粒燃料并進(jìn)行風(fēng)冷干燥，現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝使用設(shè)備較多，導(dǎo)致能耗較高，農(nóng)林廢棄物在生成農(nóng)林廢棄物燃料過程中的時間長、能耗大、易結(jié)焦，生產(chǎn)效率較低，同時還需添加具有粘附性的農(nóng)林廢棄物原料，并使其攪拌混合均勻，導(dǎo)致工藝較為繁瑣，成型較為困難。
[0007]
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
本發(fā)明的目的在于有效克服上述技術(shù)的不足，提供一種生活垃圾及農(nóng)林廢棄物炭化循環(huán)綜合處理系統(tǒng)，垃圾和農(nóng)林廢棄物處理徹底，整個處理過程無二次污染，真正實(shí)現(xiàn)了垃圾和農(nóng)林廢棄物的循環(huán)利用。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的，其改進(jìn)之處:它包括第一破碎裝置、分選裝置、第一干燥裝置、第二破碎裝置、第二干燥裝置、無氧裂解裝置以及燃燒爐；
所述第一破碎裝置用于放入生活垃圾并對生活垃圾進(jìn)行破碎處理，所述第一破碎裝置、分選裝置以及第一干燥裝置依次連接，所述分選裝置用于分選處塑料;所述第二破碎裝置用于放入農(nóng)林廢棄物并對農(nóng)林廢棄物進(jìn)行破碎處理，所述第二干燥裝置連接在第二破碎裝置上，且所述第一干燥裝置和第二干燥裝置均連接在無氧裂解裝置上，所述無氧裂解裝置連接至燃燒爐，用于將可燃?xì)廨斔椭寥紵隣t內(nèi)，所述燃燒爐用于對第一干燥裝置進(jìn)行加執(zhí).JtW ，
所述系統(tǒng)還包括冷卻倉和制肥導(dǎo)流裝置，所述冷卻倉連接在所述無氧裂解裝置上，用于接收來自無氧裂解裝置的生物炭;所述制肥導(dǎo)流裝置連接在冷卻倉上，用于將生物炭制成炭基肥。
[0009]在上述的結(jié)構(gòu)中，所述無氧裂解裝置包括裂解爐、送料器、脫氧器、重整器、加熱器以及多級分選器；
所述脫氧器安裝在所述送料器的出口處，所述送料器用于向裂解爐內(nèi)部送入原料； 所述加熱器安裝在裂解爐的側(cè)邊上，提供裂解爐反應(yīng)的熱量；
所述重整器安裝在裂解爐頂端，所述多級分選器連接在重整器上，所述多級分選器上設(shè)置有一排氣口，所述排氣口與多級分選器之間設(shè)置有一壓力閥；
所述裂解爐下端具有渣料口。
[0010]在上述的結(jié)構(gòu)中，所述無氧裂解裝置還包括循環(huán)風(fēng)機(jī)和加熱棒，所述加熱棒安裝在裂解爐內(nèi)部，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)的一端連接在多級分選器上，循環(huán)風(fēng)機(jī)的另一端連接在加熱棒上；
所述無氧裂解裝置還包括卸壓裝置，所述卸壓裝置安裝在所述脫氧器上。
[0011]在上述的結(jié)構(gòu)中，所述系統(tǒng)還包括制塑裝置和熱能循環(huán)裝置，所述制塑裝置用于將分選裝置分離出的塑料制成塑膠材料，所述熱能循環(huán)裝置設(shè)置在所述無氧裂解裝置和第二干燥裝置之間，用于將無氧裂解裝置產(chǎn)生的熱量傳送至第二干燥裝置；
所述制肥導(dǎo)流裝置上還連接有配料裝置，該配料裝置用于向制肥導(dǎo)流裝置加入制肥配料;所述制肥配料為生物菌肥；
在上述的結(jié)構(gòu)中，所述第一干燥裝置內(nèi)的干燥溫度為250-350 0C。
[0012]在上述的結(jié)構(gòu)中，所述第一干燥裝置內(nèi)的干燥溫度為300°C。
[0013]本發(fā)明還公開了一種生活垃圾及農(nóng)林廢棄物炭化循環(huán)綜合處理系統(tǒng)的處理方法，其改進(jìn)之處在于:包括以下步驟:
A、生活垃圾及農(nóng)林廢棄物的破碎處理:生活垃圾送至第一破碎裝置內(nèi)，進(jìn)行破碎處理，同時農(nóng)林廢棄物送至第二破碎裝置中，進(jìn)行破碎處理；
B、生活垃圾進(jìn)行第一破碎裝置處理后，通過分選裝置，將塑料分離出來，并通過制塑裝置的作用，制成塑膠材料;另外分選裝置在分離過程中，將破碎處理后的生活垃圾分離為液體垃圾和固體垃圾，分離出的液體垃圾進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，液體垃圾中的廢水經(jīng)凈化處理后排放和利用;分離的固態(tài)垃圾進(jìn)行二次分離，將石塊、磚頭、玻璃、煤渣這些非金屬無機(jī)物質(zhì)分離出來；
C、經(jīng)過分選裝置處理后的固態(tài)垃圾，通過第一干燥裝置的干燥處理，其干燥溫度為2500C-350 V，進(jìn)行處理后的固態(tài)垃圾送至無氧裂解爐內(nèi)；同時，農(nóng)林廢棄物在通過第二破碎裝置的破碎處理后，送至第二干燥裝置進(jìn)行干燥處理，經(jīng)過干燥處理后，送至無氧裂解爐內(nèi)；
D、無氧裂解裝置中，對經(jīng)過干燥處理的固態(tài)垃圾和經(jīng)過干燥處理的農(nóng)林廢棄物進(jìn)行熱裂解工序，生成可燃?xì)?、水蒸氣和固體生物炭，其中，一部分可燃?xì)馑腿肴紵隣t內(nèi)，用于提供第一干燥裝置所需的熱能，高溫的水蒸氣通過熱能循環(huán)裝置，用于提供第二干燥裝置所需的熱能；同時，生成的生物炭送至冷卻倉內(nèi)進(jìn)行冷卻；
E、經(jīng)冷卻后的生物炭，進(jìn)入制肥導(dǎo)流裝置，同時配料裝置提供了生物菌肥至制肥導(dǎo)流裝置中，通過制肥導(dǎo)流裝置的作用，生成炭基肥。
[0014]進(jìn)一步的，所述步驟D中，還包括以下的步驟:
D1、經(jīng)過干燥處理的固態(tài)垃圾和經(jīng)過干燥處理的農(nóng)林廢棄物通過送料器的作用進(jìn)入裂解爐內(nèi)，并且在進(jìn)入裂解爐之前，所述脫氧器對其進(jìn)行除氧處理，除去所攜帶的氧氣；
D2、所述加熱器、加熱棒對裂解爐進(jìn)行加熱，將裂解爐內(nèi)的物料加熱至流化狀態(tài)，有機(jī)物質(zhì)送往熱裂解工序經(jīng)熱裂解