專利名稱：蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐生活垃圾干餾方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生活垃圾處理技術(shù)，尤其涉及一種蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐生活垃圾干餾方法。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和改革開放的日益深入，隨著人口的迅速增長和人民生活水平的不斷提高，相應(yīng)而生的生活垃圾量也不斷增加，產(chǎn)生與消納之間的矛盾日趨突出。 垃圾處理的根本目的在于減量化、無害化和資源化。目前傳統(tǒng)的處理方法有衛(wèi)生填埋、堆肥和焚燒等。垃圾衛(wèi)生填埋是按衛(wèi)生填埋工程技術(shù)標準處理生活垃圾的一種方法。衛(wèi)生填埋具有技術(shù)簡單、處理量大、風險小，建設(shè)費用、運行成本相對較低等優(yōu)點，但衛(wèi)生填埋對場址條件要求較高，所需的覆蓋土量較大。垃圾堆肥處理的優(yōu)點在于能使垃圾轉(zhuǎn)化為可利用的資源，既增加了垃圾處理的經(jīng)濟效益，又減少了垃圾最終填埋用地，節(jié)約土地資源。但垃圾堆肥需一定的技術(shù)和設(shè)備，建設(shè)投資和處理成本相對較高，堆肥產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和價格受垃圾成分影響較大，肥料中超標的重金屬會污染農(nóng)作物，還可能會傷害人畜。垃圾焚燒法是一種對生活垃圾進行高溫熱化學處理的工藝。通過焚燒可以使垃圾中可燃物氧化分解，達到減少體積、去除毒物、回收能量的目的。焚燒法減量化的效果最好， 無害化程度高，且產(chǎn)生的熱量可作能源回收利用，資源化效果好。該法占地少，處理能力可以調(diào)節(jié)，處理周期短；但建設(shè)投資大，處理成本高，處理效果受垃圾成分和熱值的影響，特別是焚燒產(chǎn)生的二噁英會對環(huán)境產(chǎn)生嚴重污染。整體而言，填埋、堆肥和焚燒技術(shù)較為成熟，使用也較多。不同的處理方法都有其特點，但是也都存在不足，無法滿足現(xiàn)階段生活垃圾處理處置的需求。垃圾干餾是在無氧條件下，利用高溫使生活垃圾中有機高分子的化學鍵發(fā)生斷裂，釋放出各種揮發(fā)份的反應(yīng)過程，其產(chǎn)物為碳化物、干餾氣(H2、CH4, CO等)和可凝液體 (焦油、水、酸等)?，F(xiàn)有技術(shù)中的垃圾干餾方法主要有以下幾種專利號為CN02123583的專利，首次公開了一種城市生活垃圾高溫干餾處理方法， 采用的是傳統(tǒng)煉焦裝置，將分選出來的有機輕質(zhì)組分和煤混合后進行高溫干餾，并回收焦炭、焦油和煤氣，實現(xiàn)了有機輕質(zhì)垃圾的無害化和資源化。專利號CN1224043，公開了一種在煤中添加廢塑料的低溫熱解工藝。這兩種方法都采用了傳統(tǒng)的煉焦設(shè)備、原料以廢塑料和輕質(zhì)有機組分為主，并且是作為一種輔料加入到焦爐中干餾處理，沒有達到工業(yè)應(yīng)用的程度。日本的許多垃圾干餾相關(guān)的專利也存在著這種情況，一是不能處理原生生活垃圾，系統(tǒng)的針對性差；二是工藝能耗和成本高。專利CN200520007416公開了一種垃圾干餾氣化爐，它對以煤為原料的干餾氣化爐的進料口和推料器進行了改進，用于垃圾的干餾，解決了進料和密封的問題。但該專利沒有解決垃圾干餾能量消耗的問題，也沒有針對垃圾干餾的特殊性，提及原料和產(chǎn)品的工藝問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種效率高、處理徹底、成本低、資源化利用率高并能對生活垃圾大規(guī)模無害化處理的蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐干餾方法，本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明的蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐生活垃圾干餾方法，包括步驟A、垃圾的前處理將生活垃圾經(jīng)過預(yù)處理后得到能作為垃圾干餾的原料；B、垃圾干餾將所述能作為垃圾干餾的原料在蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐的轉(zhuǎn)動床底均勻鋪料，隨著轉(zhuǎn)動床底的轉(zhuǎn)動，原料在密閉空間內(nèi)被逐漸加熱到400 700°C，生成氣態(tài)物和殘余固體；所述氣態(tài)物經(jīng)過收集器收集，所述殘余固體在轉(zhuǎn)動床底旋轉(zhuǎn)停留一周后排出轉(zhuǎn)底爐；所述轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的熱量由布置在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的蓄熱式燃氣輻射管提供，所述輻射管內(nèi)的煙氣與轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的氣氛隔絕；C、干餾產(chǎn)物的收集和后處理收集器收集的氣態(tài)物經(jīng)過冷凝，分離出干餾氣和可凝液體，干餾氣全部或部分作為蓄熱式燃氣輻射管的燃料；可凝液體經(jīng)過油水分離，得到焦油和污水；排出的殘余固體分選出碳化物和廢渣。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可知，本發(fā)明的蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐生活垃圾干餾方法，將能量利用效率高的蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐技術(shù)應(yīng)用于生活垃圾的大規(guī)模干餾熱解處理，使垃圾可以連續(xù)地進入轉(zhuǎn)底爐進行干餾而產(chǎn)物連續(xù)地排出。產(chǎn)生的干餾氣、焦油和碳化物可以作為燃料和原料綜合利用，提高了資源化利用效率、避免了焚燒帶來的二噁英污染問題。干餾氣通過蓄熱式輻射管燃燒為轉(zhuǎn)底爐中的垃圾提供干餾的能量，解決了外熱式加熱方式能量消耗大、運行成本高的問題。


圖1為本發(fā)明蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐生活垃圾干餾方法的流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐生活垃圾干餾方法，其較佳的具體實施方式
包括步驟A、垃圾的前處理將生活垃圾經(jīng)過預(yù)處理后得到能作為垃圾干餾的原料；B、垃圾干餾將所述能作為垃圾干餾的原料在蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐的轉(zhuǎn)動床底均勻鋪料，隨著轉(zhuǎn)動床底的轉(zhuǎn)動，原料在密閉空間內(nèi)被逐漸加熱到400 700°C，生成氣態(tài)物和殘余固體；所述氣態(tài)物經(jīng)過收集器收集，所述殘余固體在爐內(nèi)停留一周后排出轉(zhuǎn)底爐；所述轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的熱量由布置在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的蓄熱式燃氣輻射管提供，所述輻射管內(nèi)的煙氣與轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的氣氛隔絕；
C、干餾產(chǎn)物的收集和后處理收集器收集的氣態(tài)物經(jīng)過冷凝分離出干餾氣和可凝液體，干餾氣全部或部分作為蓄熱式燃氣輻射管的燃料；可凝液體經(jīng)過油水分離，得到焦油和污水；排出的殘余固體分選出碳化物和廢渣。所述的預(yù)處理包括以下一項或多項對含水量較高的生活垃圾在垃圾坑中堆放3 7天后，浙出10% 15%的滲浙液；對生活垃圾破袋后，用50mm 80mm孔徑的篩網(wǎng)進行篩分，取垃圾篩上物；對生活垃圾進行分選處理得到單一或混合組分的輕質(zhì)有機垃圾；對生活垃圾進行分選處理得到垃圾衍生燃料。所述的預(yù)處理之后還包括將所述能作為垃圾干餾的原料進行粉碎后壓縮成型。將所述能作為垃圾干餾的原料粉碎成10 40mm的碎塊，并壓縮成顆粒狀、塊狀或圓柱狀。所述原料在轉(zhuǎn)動床底鋪料200 300mm厚，在400 700°C的反應(yīng)溫度下停留1 2小時。本發(fā)明將能量利用效率高的蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐技術(shù)應(yīng)用于生活垃圾的大規(guī)模干餾熱解處理，使垃圾可以連續(xù)地進入轉(zhuǎn)底爐進行干餾而產(chǎn)物連續(xù)地排出。產(chǎn)生的干餾氣、焦油和碳化物可以作為燃料和原料綜合利用，提高了資源化利用效率、避免了焚燒帶來的二噁英污染問題。干餾氣通過蓄熱式輻射管燃燒為轉(zhuǎn)底爐中的垃圾提供干餾的能量， 解決了外熱式加熱方式能量消耗大、運行成本高的問題。本發(fā)明的有益效果(1)生活垃圾的處理量較大，對干餾工藝的規(guī)模化，特別是連續(xù)工作的能力有要求。本方法的干餾床為環(huán)形轉(zhuǎn)底爐，可以做到垃圾的連續(xù)進料和出料。實現(xiàn)規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化。另外干餾前的粉碎、成型增大了垃圾的堆密度，提高了處理能力。(2)由于城市生活垃圾的熱值普遍較低、含水率較高，導(dǎo)致干餾產(chǎn)物熱值低、干餾過程中水的氣化吸收大量熱量。傳統(tǒng)的外熱式加熱方式消耗大量的燃氣，運行費用過大。本發(fā)明首先在干餾前對生活垃圾進行預(yù)處理，通過堆放、分選等辦法降低垃圾含水率，其次采用雙蓄熱式燃氣輻射管燃燒器，用低熱值的干餾氣代替外購燃氣作為燃料氣，不僅實現(xiàn)了穩(wěn)定燃燒，且燃燒效率可達85%以上，保證了生活垃圾干餾能量的自給，從而降低了運行成本。(3)加熱過程中煙氣與干餾氣隔離，加上轉(zhuǎn)底爐的密封設(shè)計，保證了干餾在無氧條件下進行，從而最大限度地提高了干餾氣的熱值。(4)垃圾經(jīng)過干餾，產(chǎn)物干餾氣、焦油和碳化物不但能作為燃料，而且可以作為工業(yè)原料出售，具有比發(fā)電更好的經(jīng)濟價值。(5)本發(fā)明相比于垃圾焚燒方法，對環(huán)境更友善。垃圾干餾極大地減少了煙氣排放和粉塵排放，杜絕了二噁英對環(huán)境的污染；不會產(chǎn)生大量的飛灰等危險廢棄物。具體實施例生活垃圾經(jīng)過預(yù)處理后進入粉碎機，被粉碎成10 40mm的碎塊，垃圾碎塊在成型機中壓縮成塊狀或圓柱狀，然后由皮帶機輸送到垃圾料倉，定量向轉(zhuǎn)底爐的鋪料機構(gòu)給料。 垃圾在蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐內(nèi)鋪料200 300mm厚，在400 700°C的反應(yīng)溫度下停留 1 2小時，垃圾在無氧狀態(tài)下干餾，產(chǎn)生的氣態(tài)物質(zhì)由轉(zhuǎn)底爐頂部或側(cè)壁的管路收集。干餾后的殘余固體由轉(zhuǎn)底爐的密封出料機構(gòu)排出。所述的預(yù)處理包括a.對含水量較高的生活垃圾在垃圾坑中堆放3 7天后，浙出10% 15%的滲浙液；b.對生活垃圾破袋后，用50mm 80mm孔徑的篩網(wǎng)進行篩分，取垃圾篩上物進行干餾；c.為了得到廢塑料、紙張等單一組分而進行的生活垃圾分選處理； d.為了得到垃圾衍生燃料(RDF)而進行的處理過程。所述的粉碎和成型過程是為了干餾過程及產(chǎn)物最優(yōu)化而實施的處理方式，但不是必需的步驟，可以根據(jù)垃圾干餾處理實際情況對粉碎和成型過程進行取舍。所述的蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐是實現(xiàn)垃圾干餾的主體設(shè)備，它包括轉(zhuǎn)底爐干餾爐，蓄熱式燃氣輻射管燃燒器，以及鋪料、出料等輔助機構(gòu)。轉(zhuǎn)底爐干餾爐為垃圾干餾提供反應(yīng)的空間和環(huán)境。蓄熱式燃氣輻射管燃燒器通過蓄熱式燃燒器對燃氣(空氣)進行預(yù)熱， 并在輻射管中高效燃燒，以熱輻射的方式提供轉(zhuǎn)底爐內(nèi)生活垃圾干餾所需熱量。蓄熱式燃氣輻射管燃燒器的熱效率達到85%以上，更重要的是可以穩(wěn)定燃燒低熱值的燃氣。從干餾爐出來的氣態(tài)物質(zhì)首先經(jīng)過冷凝裝置降溫，其中的可凝液體被凝結(jié)出來。 可凝液體包括大量的水、部分焦油以及酸、醇等其他有機物和粉塵等?？赡后w再經(jīng)過油水分離，得到的焦油可以作為原料出售或進一步精加工；分離出來的污水經(jīng)過污水處理后達標排放。冷凝降溫后仍為氣體的干餾氣經(jīng)過凈化(除焦、脫硫、脫硝)后，被存儲在氣罐中。 氣罐中的干餾氣通過壓力設(shè)備和管道與蓄熱式燃燒器相連，作為燃氣為蓄熱式燃燒器提供氣源。另設(shè)有一路補燃燃氣氣路，當干餾氣不夠或不穩(wěn)定時提供補燃燃氣。冷卻后的干餾殘余固體主要包括炭黑、灰分和金屬等，具體成分與干餾的生活垃圾組成有關(guān)。經(jīng)過高溫處理后的殘余固體不再含惡臭物質(zhì)，可以視具體組分，分選出其中的炭黑或金屬物質(zhì)，加以回收利用。本發(fā)明所述的蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐生活垃圾干餾方法，首次采用蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐作為干餾設(shè)備，對生活垃圾進行干餾。生活垃圾預(yù)處理簡單，干餾設(shè)備熱效率高，干餾所需能量來源于干餾氣，干餾產(chǎn)品經(jīng)濟效益好，工藝環(huán)保。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐生活垃圾干餾方法，其特征在于，包括步驟A、垃圾的前處理將生活垃圾經(jīng)過預(yù)處理后得到能作為垃圾干餾的原料；B、垃圾干餾將所述能作為垃圾干餾的原料在蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐的轉(zhuǎn)動床底均勻鋪料，隨著轉(zhuǎn)動床底的轉(zhuǎn)動，原料在密閉空間內(nèi)被逐漸加熱到400 700°C，生成氣態(tài)物和殘余固體；所述氣態(tài)物經(jīng)過收集器收集，所述殘余固體在轉(zhuǎn)動床底旋轉(zhuǎn)停留一周后排出轉(zhuǎn)底爐；所述轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的熱量由布置在轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的蓄熱式燃氣輻射管提供，所述輻射管內(nèi)的煙氣與轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的氣氛隔絕；C、干餾產(chǎn)物的收集和后處理收集器收集的氣態(tài)物經(jīng)過冷凝，分離出干餾氣和可凝液體，干餾氣全部或部分作為蓄熱式燃氣輻射管的燃料；可凝液體經(jīng)過油水分離，得到焦油和污水；排出的殘余固體分選出碳化物和廢渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐生活垃圾干餾方法，其特征在于， 所述的預(yù)處理包括以下一項或多項對含水量較高的生活垃圾在垃圾坑中堆放3 7天后，浙出10% 15%的滲浙液；對生活垃圾破袋后，用50mm 80mm孔徑的篩網(wǎng)進行篩分，取垃圾篩上物；對生活垃圾進行分選處理得到單一或混合組分的輕質(zhì)有機垃圾；對生活垃圾進行分選處理得到垃圾衍生燃料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐生活垃圾干餾方法，其特征在于， 所述的預(yù)處理之后還包括將所述能作為垃圾干餾的原料進行粉碎后壓縮成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐生活垃圾干餾方法，其特征在于， 將所述能作為垃圾干餾的原料粉碎成10 40mm的碎塊，并壓縮成顆粒狀、塊狀或圓柱狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐生活垃圾干餾方法，其特征在于， 所述原料在轉(zhuǎn)動床底鋪料200 300mm厚，在400 700°C的反應(yīng)溫度下停留1 2小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蓄熱式燃氣輻射管轉(zhuǎn)底爐生活垃圾干餾方法。生活垃圾經(jīng)過預(yù)處理、粉碎、成型后，在環(huán)形轉(zhuǎn)底爐的轉(zhuǎn)動床底均勻鋪料。隨著轉(zhuǎn)底爐床底的轉(zhuǎn)動，垃圾原料在密閉空間內(nèi)被逐漸加熱到400～700℃，生成干餾氣、氣態(tài)的可凝液體和殘余固體。干餾氣和氣態(tài)的可凝液體經(jīng)過收集器收集，殘余固體旋轉(zhuǎn)一周后通過出料機構(gòu)排出轉(zhuǎn)底爐。干餾氣作為燃氣在蓄熱式燃氣輻射管燃燒器內(nèi)燃燒，為干餾提供能量?？赡后w經(jīng)過油水分離，得到焦油，干餾后的殘余固體可以分選出炭黑和金屬物質(zhì)。將蓄熱式燃氣輻射管燃燒技術(shù)和垃圾干餾技術(shù)相結(jié)合，在將垃圾干餾得到焦油、碳黑等資源的同時，實現(xiàn)了垃圾處理的無害化和減量化。
文檔編號C10B53/00GK102504843SQ20111037234
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者吳道洪, 阮立明 申請人:北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司