有機垃圾熱解系統(tǒng)及其應用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及有機垃圾熱解系統(tǒng)，W及利用該有機垃圾熱解系統(tǒng)處理有機垃圾的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國現(xiàn)代化進程的加速，城市生活垃圾已經(jīng)成為制約綠色城市快速發(fā)展的一 個重要因素。目前，世界各國城市垃圾處理方式主要包括衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥、熱解W及垃 圾綜合處理等。而我國相關(guān)的垃圾分類、垃圾綜合利用技術(shù)滯后，目前垃圾的主要處理方式 為衛(wèi)生填埋為主，焚燒、堆肥等方式為輔。并且，隨著科技進步和環(huán)保意識的增強，"焚燒法" 和"填埋法"給環(huán)境帶來的破壞作用及威脅人類的身體健康已越來越被人們認識到。一種新 型的技術(shù)W替代"焚燒法"和"填埋法"，W減少溫室氣體排放和消除二嗯英污染問題，正被 迫切需要
[0003] 垃圾熱解處理技術(shù)是指將垃圾在的無氧或缺氧的狀態(tài)下加熱，使之分解。在熱解 過程中，其中間產(chǎn)物趨向于兩極化變化:一種是從大分子裂解為小分子的裂解過程、另一種 是小分子聚合為大分子的縮聚過程。隨著熱解溫度的升高，垃圾熱解主要經(jīng)歷干燥(室溫~ 200°C)、干饋(~500°C)和氣體生成（~1200°C)=個階段。在低溫干燥階段，垃圾中所含的 外水和毛細結(jié)構(gòu)吸附的水分首先被加熱蒸發(fā)，其次物質(zhì)中的結(jié)構(gòu)水受熱分解。隨著水分的 蒸發(fā)和熱解干饋溫度的升高，垃圾熱解進入干饋階段。干饋階段只要發(fā)生內(nèi)部水和C〇2的析 出、脫氧、脫硫等反應。隨著溫度的繼續(xù)升高，干饋階段產(chǎn)生的小分子物質(zhì)發(fā)生二次裂解，垃 圾熱解進入氣體生成階段，生成二次裂解產(chǎn)物。二次反應主要有裂解、脫氨、縮聚、氨化反 應、橋鍵反應、水碳反應等。二次裂解反應主要產(chǎn)物包括:也、C也和CO等。
[0004] 由于我國垃圾分類措施不完善，致使垃圾本身成分異常復雜，常含有廚余物、塑 料、廢舊電池、電路板等等。同時發(fā)現(xiàn)垃圾熱解產(chǎn)生的焦油成分亦異常復雜，成分分析發(fā)現(xiàn) 焦油中含有上百種中物質(zhì)，包括各種有機酸、酪類、酬類、醒類、PA化等，其中氯元素和重金 屬元素普遍偏高，含水量大約20 %，熱值約13~18MJ/Kg，同時因硫化物含量高而導致惡臭， 綜合利用難度大。諸多因素致使我國垃圾熱解、垃圾綜合利用技術(shù)很難取得重大突破。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的 在于提出一種有機垃圾熱解系統(tǒng)，該有機垃圾熱解系統(tǒng)可有效抑制油氣的二次反應，提高 焦油產(chǎn)率，并且采用了蓄熱式無熱載體福射管加熱技術(shù)，無需氣、固熱載體，提高了熱解氣 的熱值，同時該有機垃圾熱解系統(tǒng)可模塊化組合，適合不同垃圾處理量，易于工業(yè)化。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種有機垃圾熱解系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實 施例，該系統(tǒng)包括:篩選機、螺旋進料器、干燥提升塔，第一旋風分離器，W及熱解反應器，其 中，所述篩選機、所述螺旋進料器、所述干燥提升塔、所述第一旋風分離器和所述熱解反應 器依次相連通，其中，所述熱解反應器包括:熱解垃圾入口和半焦出口；所述熱解垃圾入口 位于所述熱解反應器的頂部，且與所述固體垃圾出口相連;所述半焦出口位于所述熱解反 應器的底部;蓄熱式福射管，所述蓄熱式福射管在所述熱解反應器的內(nèi)部沿著所述熱解反 應器的高度方向多層布置，每層具有多根在水平方向上彼此平行的蓄熱式福射管，并且所 述蓄熱式福射管上的煙氣出口與所述干燥提升塔的煙氣入口相連;油氣導出管道，所述油 氣導出管道的管壁上設(shè)置有通孔;集氣管，所述集氣管包括集氣總管W及與所述集氣總管 相連通的集氣支管，其中，所述集氣總管豎直地設(shè)置在所述熱解反應器外部，所述集氣支管 延伸穿過所述熱解反應器的側(cè)壁伸入到所述熱解反應器內(nèi)且與所述油氣導出管道相連通。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明實施例的有機垃圾熱解系統(tǒng)可有效抑制油氣的二次反應，提高焦油產(chǎn) 率，并且采用了蓄熱式無熱載體福射管利用間壁換熱加熱，無需氣、固熱載體，提高了熱解 氣的熱值，同時該有機垃圾熱解系統(tǒng)可模塊化組合，適用于不同垃圾處理量，易于工業(yè)化。
[0008] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的有機垃圾熱解系統(tǒng)還可W具有如下附加的技術(shù)特 征：
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述集氣支管為多個，并且沿所述集氣總管的長度方向彼 此平行布置。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述集氣支管垂直于所述集氣總管。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述油氣導出管道沿所述反應器的高度方向多層布置，每 層具有多根在水平方向上彼此平行的油氣導出管道。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述油氣導出管道與所述蓄熱式福射管平行布置，且所述 蓄熱式福射管各自的左右兩側(cè)對稱設(shè)置有兩根油氣導出管道。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述油氣導出管道與鄰近的所述蓄熱式福射管的管壁之間 距離為所述油氣導出管道管徑d的1/2-3倍。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述油氣導出管道的管壁上設(shè)置有多個通孔，優(yōu)選地，所述 通孔在所述油氣導出管道的長度方向上均勻分布。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，同一層所述油氣導出管道連通至同一根所述集氣支管。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)進一步包括:第二旋風分離器，所述第二旋風分離器 具有熱解油氣混合物入口、凈化油氣出口和固體顆粒出口，所述熱解油氣混合物入口與所 述集氣總管相連。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述系統(tǒng)進一步包括:螺旋出料器，所述螺旋出料器具有半 焦入口和半焦混合物出口，所述半焦入口與所述半焦出口相連。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述系統(tǒng)進一步包括:噴淋塔，所述噴淋塔具有凈化油氣入 口、焦油出口和可燃氣出口，所述凈化油氣入口與所述凈化油氣出口相連。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述系統(tǒng)進一步包括:燃氣引風機，所述燃氣引風機具有燃 氣入口和燃氣出口，所述燃氣入口與所述可燃氣出口相連;燃氣罐，所述燃氣罐具有儲罐 燃氣入口和儲罐燃氣出口，所述儲罐燃氣入口與所述燃氣出口相連。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，該系統(tǒng)進一步包括:混合干燥機，所述混合干燥機具有半焦 入口、煤入口、石灰石入口和混合物料出口，所述半焦入口與所述半焦混合物出口相連;破 碎機，所述破碎機具有混合物料入口和破碎物料出口，所述混合物料入口與所述混合物料 出口相連；W及氣化烙融爐，所述氣化烙融爐具有氣化烙融物料入口、氣化介質(zhì)入口、氣化 氣出口和排渣口，所述氣化烙融物料入口與所述破碎物料出口相連，所述氣化介質(zhì)入口與 所述垃圾滲濾液出口相連。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種利用前述的有機垃圾熱解系統(tǒng)處理有 機垃圾的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法包括:將有機垃圾供給至所述篩選機中進行篩 選處理，W便得到垃圾滲濾液和篩選后的有機垃圾;將所述篩選后的有機垃圾經(jīng)所述螺旋 進料器供給至所述干燥提升塔中，W便采用煙氣對所述有機垃圾進行干燥提升處理，W便 得到含有煙氣和干燥垃圾的干燥混合物料;將所述含有煙氣和干燥垃圾的干燥混合物料供 給至所述第一旋風分離器中進行分離處理，W便分離得到煙氣和固體垃圾；W及將所述固 體垃圾供給至所述熱解反應器中進行熱解處理，W便得到熱解油氣和半焦，并將所述熱解 處理產(chǎn)生的煙氣供給至所述干燥提升管中。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明實施例的處理有機垃圾的方法，利用熱解反應器對垃圾進行熱解，可 有效抑制油氣的二次反應，提高焦油產(chǎn)率，并且采用了蓄熱式無熱載體福射管利用間壁換 熱加熱，無需氣、固熱載體，提高了熱解氣的熱值，同時由于有機垃圾熱解系統(tǒng)可模塊化組 合，該方法適用于不同垃圾處理量，易于工業(yè)化推廣。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法進一步包括:將所述熱解油氣供給至第二旋風分離 器進行凈化處理，W便得到凈化油氣和固體顆粒。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述方法進一步包括:將所述凈化油氣供給至噴淋塔進行 噴淋處理，W便得到焦油和可燃氣。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述方法進一步包括:將所述可燃氣經(jīng)燃氣引風機供給至 燃氣罐進行儲存。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法進一步包括:利用螺旋出料器將所述半焦供給至混 合干燥機，并與煤粉和石灰石進行混合干燥，W便得到干燥的混合物料;將所述干燥的混合 物料供給至破碎機進行粉碎處理，W便得到物料粉末，破碎至200~500um; W及將所述物料 粉末供給至氣化烙融爐進行氣化烙融處理，W便得到氣化氣和烙融灰渣，其中，所述氣化烙 融處理的氣化介質(zhì)為所述垃圾滲濾液和空氣。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述方法進一步包括:將所述烙融灰渣進行急冷處理，得到 玻璃體灰渣。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述半焦和所述煤粉總質(zhì)量與所述石灰石的質(zhì)量比為（5- 200)： Io
[0029] 本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0030] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得 明顯和容易理解，其中：
[0031] 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的有機