垃圾處理系統及其處理方法

垃圾處理系統及其處理方法

《垃圾處理系統及其處理方法》是北京神霧環境能源科技集團股份有限公司於2013年9月16日申請的專利,該專利的公布號為CN103672907A,申請公布日為2014年3月26日,發明人是吳道洪、賈懿曼、肖磊。該發明涉及垃圾處理技術領域。

《垃圾處理系統及其處理方法》所述垃圾處理系統包括:預處理設備、熱解裝置、淨化裝置和儲氣罐,預處理設備對垃圾進行預處理以形成熱解原料。熱解裝置與預處理設備相連以接收熱解原料並將熱解原料分解成熱解氣和垃圾碳。淨化裝置與熱解裝置相連以接收熱解氣並對熱解氣進行冷卻淨化。儲氣罐與淨化裝置相連以接收經過淨化的熱解氣,且儲氣罐與熱解裝置相連以向熱解裝置提供氣源。根據該發明實施例的垃圾處理系統,通過將垃圾分解成熱解氣和垃圾碳,且通過採用垃圾的熱解氣作為燃料氣,不僅可提高熱解產物的利用率,且避免熱解油處理及其操作帶來的問題,同時降低了垃圾處理系統的運行成本,能耗低,資源化水平高。

2017年12月11日,《垃圾處理系統及其處理方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

(概述圖為《垃圾處理系統及其處理方法》摘要附圖)

基本介紹

  • 中文名:垃圾處理系統及其處理方法
  • 申請人:北京神霧環境能源科技集團股份有限公司
  • 申請日:2013年9月16日
  • 申請號:2013104216994
  • 公布號:CN103672907A
  • 公布日:2014年3月26日
  • 發明人:吳道洪、賈懿曼、肖磊
  • 地址:北京市昌平區馬池口鎮神牛路18號
  • 分類號:F23G5/027(2006.01)I、F23G5/46(2006.01)I
  • 代理機構:北京清亦華智慧財產權代理事務所
  • 代理人:黃德海、賈玉姣
  • 類別:發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

生活垃圾處理方式主要包括衛生填埋焚燒堆肥熱解以及垃圾綜合處理等方法,2013年前中國垃圾處理還是以衛生填埋為主,輔以垃圾焚燒、堆肥等方式。
其中,垃圾熱解技術是指將垃圾在無氧或缺氧狀態下加熱,使之分解,在熱解過程中其中間產物存在著兩種變化趨勢:一種是從大分子變成小分子的裂解過程。一種是小分子聚合成較大分子的縮聚過程。隨著熱解溫度變化,垃圾依次經歷乾燥(常溫升到200℃)、乾餾(250℃~500℃)和氣體生成階段(500℃~1200℃)。在乾燥階段,垃圾中的外部水分和毛細結構吸附的水分首先被加熱蒸發,將物質中的結構水除去,水分析出結束且物料達到一定溫度後便進入乾餾階段。乾餾階段主要發生內部水和二氧化碳的析出、脫氧、脫硫等。當溫度再升高時,前面生成的化合物受高溫作用發生二次裂解反應,生成二次裂解產物。二次裂解反應過程主要有:①裂解②脫氫③縮聚④氫化反應⑤橋鍵反應⑥熱量使碳和水發生的反應。其產物氣如氫氣甲烷一氧化碳等可燃性氣體便來源於大分子中烷基側鏈(-CH3、-C2H5、-C3H7)、含氧官能團(-OH、-O-CH3)及C-C鍵等的斷裂和縮合。
熱解產物主要有以下幾種:①可燃性氣體,包括一些低分子碳氫化合物如氫氣、甲烷、一氧化碳等,可以作為低熱值燃料氣使用;②熱解油,理論上一部分熱解油通過精製可作為燃料油使用;③垃圾炭:垃圾炭大部分以炭黑形式存在,可進一步處理作為能量套用,這種混合物包括純碳、玻璃、土砂、金屬等。
但是,由於垃圾本身成分非常複雜,含有廚餘物、塑膠、廢棄電池、電路板等物質。研究發現垃圾熱解油為黑褐色粘稠蠟狀物質,常溫下即有部分凝結成塊,經過進一步分析可知熱解油中有多達幾百種物質,包括有機酸、酚類、醛類、酮類等,其中氯含量普遍偏高,重金屬含量也較高。如此粘性大,成分複雜,熱值低的油品,很難進行進一步的分離提純及利用。同時這些熱解油隨高溫氣體從反應器流出,極易在管道中冷凝甚至結焦,從而堵塞管道,影響生產的正常運行。如果要將生活垃圾熱解技術進行真正的工業化放大就必須解決垃圾熱解油的問題。

發明內容

專利目的

《垃圾處理系統及其處理方法》旨在至少解決2013年9月之前的技術中存在的技術問題之一。為此,該發明的一個目的在於提出一種可避免熱解油處理及其操作帶來的問題的垃圾處理系統。該發明的另一個目的在於提出一種垃圾處理方法。

技術方案

根據《垃圾處理系統及其處理方法》第一方面實施例的垃圾處理系統,包括:預處理設備,所述預處理設備對垃圾進行預處理以形成熱解原料;熱解裝置,所述熱解裝置接收所述熱解原料並將所述熱解原料分解成熱解氣和垃圾碳,且所述熱解裝置包括:旋轉床熱解爐,所述旋轉床熱解爐內設有反應腔室和設在所述反應腔室底部的可旋轉的、用於盛放熱解原料的盛放盤,所述反應腔室設有出料口和唯一出氣口,所述出氣口位於所述反應腔室的的頂部且靠近所述出料口設定;第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器,所述第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器伸入到所述反應腔室內且位於所述盛放盤的上方以對盛放在所述盛放盤上的熱解原料進行加熱;第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器,所述第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器伸入到所述反應腔室內且位於所述盛放盤的下方以對盛放在所述盛放盤上的熱解原料進行加熱;淨化裝置,所述淨化裝置與所述熱解裝置相連以接收所述熱解氣並對所述熱解氣進行冷卻淨化;儲氣罐,所述儲氣罐與所述淨化裝置相連以接收經過淨化的所述熱解氣,且所述儲氣罐與所述熱解裝置相連以向所述熱解裝置提供氣源。
根據該發明實施例的垃圾處理系統,通過將垃圾在熱解裝置內進行熱解,以將垃圾分解成熱解氣和垃圾碳,避免熱解油處理及其操作帶來的問題,且通過採用垃圾的熱解氣作為燃料氣,提高熱解產物的利用率,同時降低垃圾處理系統的運行成本,能耗低,資源化水平高。
同時通過將唯一一個出氣口設在反應腔室的頂部且靠近出料口設定,可保證熱解的氣態產物在反應腔室內有充分的停留時間,使氣態產物充分進行二次裂解,以將其中的可凝液體裂解成更小分子的不可凝氣體即熱解氣,提高了產物的利用率,避免熱解油處理及其對操作帶來的問題。又由於通過將第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器和第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器分別布置於盛放盤的上下兩側空間,不僅可形成對熱解原料的雙面加熱,以提高熱效率,增加了垃圾的處理量,同時增大了反應腔室的空間,增加氣態產物在反應腔室內的停留時間,進一步促進二次裂解,且由於採用第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器和第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器,煙氣與反應腔室內的空氣隔離,加上熱解裝置的密封設計,保證了熱解在無氧的條件下進行,提高熱解氣的熱值,同時避免焚燒帶來的二噁英污染問題。
另外,根據該發明的垃圾處理系統還具有如下附加技術特徵:根據該發明的一些實施例,所述熱解裝置還包括:給料結構,所述給料結構設在旋轉床熱解爐的前側以向所述反應腔室內輸送所述熱解原料;出料結構,所述出料結構設在所述旋轉床熱解爐的後側以接收從所述反應腔室排放出的所述垃圾碳。從而可提高熱解裝置的自動化程度。
具體地,所述旋轉床熱解爐內的熱解原料在第一預定時間內隨著所述反應腔室內的溫度的升高依次經過預熱段、第一反應段和第二反應段。具體地,所述預熱段的溫度範圍為200-350℃,所述第一反應段的溫度範圍為350-500℃,所述第二反應段的溫度範圍為500-850℃。
可選地,所述第一預定時間為0.5-3小時。具體地,所述熱解原料在所述盛放盤上的厚度為100-500毫米。在該發明的一些實施例中,所述預處理設備包括破碎單元和垃圾成型單元,所述垃圾成型單元與所述破碎單元相連,所述破碎單元將自然脫水後的垃圾破碎成顆粒狀垃圾,所述垃圾成型單元將所述顆粒狀垃圾壓縮成型為所述熱解原料。從而通過對垃圾進行破碎、成型等預處理,將分散的垃圾成型為棒狀、餅狀或粒狀的熱解原料,增大了垃圾的堆密度,便於熱解原料的進料及均勻平鋪在盛放盤上,提高了垃圾的處理能力。
具體地,所述顆粒狀垃圾的顆粒大小為10毫米-80毫米。具體地,所述熱解原料的顆粒大小為10-100毫米。根據該發明第二方面實施例的垃圾處理方法,包括如下步驟:S1:對垃圾進行預處理以形成熱解原料;S2:將所述熱解原料送入到熱解裝置中進行熱解以分解成熱解氣和垃圾碳;S3:回收步驟S2中生成的所述熱解氣;S4:淨化所述熱解氣,且將淨化後的熱解氣通入到步驟S2中的所述熱解裝置中以作為所述熱解裝置的氣源。
根據該發明實施例的垃圾處理方法,通過將垃圾在熱解裝置中進行熱解以分解成熱解氣和垃圾碳,且該熱解氣經過淨化後通入到熱解裝置內以作為熱解裝置的氣源,從而不僅提高熱解產物的利用率,且避免了熱解油處理及其對操作帶來的問題。
具體地,步驟S1的所述預處理過程包括如下步驟:S11:將所述垃圾倒入到垃圾坑內且將所述垃圾在所述垃圾坑內停留第二預定時間以對所述垃圾進行脫水;S12:將脫水後的所述垃圾破碎成顆粒狀垃圾;S13:將步驟S12中的所述顆粒狀垃圾壓縮成型成所述熱解原料。從而通過對垃圾進行破碎、成型等預處理,將分散的垃圾成型為棒狀、餅狀或粒狀的熱解原料,增大了垃圾的堆密度,便於熱解原料的進料及均勻鋪料,提高了垃圾的處理能力。

附圖說明

圖1為根據《垃圾處理系統及其處理方法》實施例的垃圾處理系統的示意圖;
圖2為根據該發明實施例的垃圾處理系統中的熱解裝置的示意圖;
圖3為根據該發明實施例的垃圾處理方法的流程圖。
附圖示記:垃圾處理系統100、預處理設備1、破碎單元10、垃圾成型單元11、熱解裝置2、旋轉床熱解爐20、反應腔室201、盛放盤202、第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器21、第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器22、淨化裝置3、儲氣罐4、給料結構5、出料結構6、壓力設備7、補氣設備8。

權利要求

1.一種垃圾處理系統,其特徵在於,包括:預處理設備,所述預處理設備對垃圾進行預處理以形成熱解原料;熱解裝置,所述熱解裝置接收所述熱解原料並將所述熱解原料分解成熱解氣和垃圾碳,且所述熱解裝置包括:旋轉床熱解爐,所述旋轉床熱解爐內設有反應腔室和設在所述反應腔室底部的可旋轉的、用於盛放熱解原料的盛放盤,所述反應腔室設有出料口和唯一出氣口,所述唯一出氣口位於所述反應腔室的的頂部且靠近所述出料口設定;第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器,所述第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器伸入到所述反應腔室內且位於所述盛放盤的上方以對盛放在所述盛放盤上的熱解原料進行加熱;第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器,所述第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器伸入到所述反應腔室內且位於所述盛放盤的下方以對盛放在所述盛放盤上的熱解原料進行加熱;淨化裝置,所述淨化裝置與所述熱解裝置相連以接收所述熱解氣並對所述熱解氣進行冷卻淨化;儲氣罐,所述儲氣罐與所述淨化裝置相連以接收經過淨化的所述熱解氣,且所述儲氣罐與所述熱解裝置相連以向所述熱解裝置提供氣源。
2.根據權利要求1所述的垃圾處理系統,其特徵在於,還包括:給料結構,所述給料結構設在旋轉床熱解爐的前側以向所述反應腔室內輸送所述熱解原料;出料結構,所述出料結構設在所述旋轉床熱解爐的後側以接收從所述反應腔室排放出的所述垃圾碳。
3.根據權利要求1所述的垃圾處理系統,其特徵在於,所述旋轉床熱解爐內的熱解原料在第一預定時間內隨著所述反應腔室內的溫度的升高依次經過預熱段、第一反應段和第二反應段。
4.根據權利要求3所述的垃圾處理系統,其特徵在於,所述預熱段的溫度範圍為200-350℃,所述第一反應段的溫度範圍為350-500℃,所述第二反應段的溫度範圍為500-850℃。
5.根據權利要求3所述的垃圾處理系統,其特徵在於,所述第一預定時間為0.5-3小時。
6.根據權利要求1所述的垃圾處理系統,其特徵在於,所述熱解原料在所述盛放盤上的厚度為100-500毫米。
7.根據權利要求1所述的垃圾處理系統,其特徵在於,所述預處理設備包括破碎單元和垃圾成型單元,所述垃圾成型單元與所述破碎單元相連,所述破碎單元將自然脫水後的垃圾破碎成顆粒狀垃圾,所述垃圾成型單元將所述顆粒狀垃圾壓縮成型為所述熱解原料。
8.根據權利要求7所述的垃圾處理系統,其特徵在於,所述顆粒狀垃圾的顆粒大小為10毫米-80毫米。
9.根據權利要求8所述的垃圾處理系統,其特徵在於,所述熱解原料的顆粒大小為10-100毫米。
10.一種垃圾處理方法,其特徵在於,包括如下步驟:
S1:對垃圾進行預處理以形成熱解原料;
S2:將所述熱解原料送入到熱解裝置中進行熱解以分解成熱解氣和垃圾碳;
S3:回收步驟S2中生成的所述熱解氣;
S4:淨化所述熱解氣,且將淨化後的熱解氣通入到步驟S2中的所述熱解裝置中以作為所述熱解裝置的氣源。
11.根據權利要求10所述的垃圾處理方法,其特徵在於,步驟S1的所述預處理過程包括如下步驟:
S11:將所述垃圾倒入到垃圾坑內且將所述垃圾在所述垃圾坑內停留第二預定時間以對所述垃圾進行脫水;
S12:將脫水後的所述垃圾破碎成顆粒狀垃圾;
S13:將步驟S12中的所述顆粒狀垃圾壓縮成型成所述熱解原料。

實施方式

下面參考圖1和圖2描述根據《垃圾處理系統及其處理方法》第一方面實施例的一種垃圾處理系統100,該垃圾處理系統100可用於處理垃圾,尤其是有機質垃圾。根據該發明實施例的垃圾處理系統100,如圖1所示,包括:預處理設備1、熱解裝置2、淨化裝置3和儲氣罐4,其中,預處理設備1對垃圾進行預處理以形成熱解原料。
熱解裝置2接收熱解原料並將熱解原料分解成熱解氣和垃圾碳,熱解裝置2包括:旋轉床熱解爐20、第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器21和第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器22。旋轉床熱解爐20內設有反應腔室201和設在反應腔室201底部的可旋轉的、用於盛放熱解原料的盛放盤202,反應腔室201設有用於排出垃圾碳的出料口和排出熱解氣的出氣口,出氣口位於反應腔室的頂部且靠近出料口設定。第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器21伸入到反應腔室201內且位於盛放盤202的上方以對盛放在盛放盤202上的熱解原料進行加熱,第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器22伸入到反應腔室201內且位於盛放盤202的下方以對盛放在盛放盤202上的熱解原料進行加熱。此時,值得說明的是,反應腔室201應處於密封的狀態。具體地,熱解原料在盛放盤202上的厚度為100-500毫米。
其中,第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器21和第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器22分別包括輻射管和設在輻射管內的蓄熱式燃燒器,第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器21和第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器22的輻射管內的煙氣與反應腔室201內的空氣隔離,第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器21和第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器22分別通過蓄熱式燃燒器對輻射管內燃氣(空氣)進行預熱,並使得燃氣在輻射管內進行高效燃燒,以熱輻射的方式提供熱解原料熱解所需要的熱量。換言之,通過第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器21和第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器22提供的熱量使得反應腔室201內的溫度逐漸升高,以對熱解原料進行熱解。第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器21和第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器22的熱效率可達到85%以上,且可穩定燃燒低熱值的燃氣。值得說明的是,第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器21和第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器22的工作原理已為該領域的技術人員所熟知,這裡就不詳細描述。
淨化裝置3與熱解裝置2相連以接收熱解氣並對熱解氣進行冷卻淨化。儲氣罐4與淨化裝置3相連以接收經過淨化的熱解氣,且儲氣罐4與熱解裝置2相連以向熱解裝置2提供氣源。其中,值得理解的是,熱解原理和裂解反應原理等已為該領域技術人員所熟知,這裡就不詳細描述。
具體而言,垃圾處理系統100對垃圾進行處理時,首先預處理設備1對垃圾進行預處理以形成熱解原料,然後熱解原料輸送到熱解裝置2內進行熱解,此時在向盛放盤202上輸送熱解原料時,由於盛放盤202可旋轉,熱解原料可均勻的平鋪在盛放盤202上,第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器21和第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器22提供的熱量使得反應腔室201內的溫度逐漸升高,熱解原料在反應腔室201內熱解生成有氣態產物和垃圾碳,氣態產物由平鋪於盛放盤202的熱解原料的表面逐漸上升至反應腔室201的上部空間,在氣態產物上升的過程中,氣態產物通過溫度高於反應腔室201溫度的第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器21,氣態產物的溫度再次升高,使得氣態產物二次裂解為更小分子的熱解氣,最後熱解氣從反應腔室201的頂部的出氣口排出。
從熱解裝置2排出的熱解氣排入到淨化裝置3內進行冷卻淨化後儲存在儲氣罐4內,儲氣罐4內的熱解氣可通入到熱解裝置2內以作為熱解裝置2的氣源。在將熱解裝置2排出的熱解氣收集到淨化裝置3內時,同時對從熱解裝置2排出的垃圾碳進行熄焦冷卻後收集。換言之,垃圾處理系統100在啟動時需要外部燃氣作為熱解裝置2的氣源外,在垃圾處理系統100運行的過程中,採用垃圾熱解生成的熱解氣作為熱解裝置2的氣源。其中,淨化裝置3可為任何結構,只要可對熱解氣進行冷卻淨化如除焦、脫硫、脫銷等即可。
根據該發明實施例的垃圾處理系統100,通過將垃圾在熱解裝置2內進行熱解,以將垃圾分解成熱解氣和垃圾碳,且通過採用垃圾的熱解氣作為燃料氣,不僅可提高熱解產物的利用率,且避免熱解油處理及其操作帶來的問題,同時降低了垃圾處理系統100的運行成本,能耗低,資源化水平高。
同時通過將一個出氣口設在反應腔室201的頂部且靠近出料口設定,可保證熱解的氣態產物經過第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器21,從而可保證熱解的氣態產物在反應腔室201內有充分的停留時間,使氣態產物充分進行二次裂解,以將其中的可凝液體裂解成更小分子的不可凝氣體即熱解氣,提高了產物的利用率,避免熱解油處理及其對操作帶來的問題。又由於通過將第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器21和第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器22分別布置於盛放盤202的上下兩側空間,不僅可形成對熱解原料的雙面加熱,以提高熱效率,增加了垃圾的處理量,同時增大了反應腔室201的空間,增加氣態產物在反應腔室201內的停留時間,進一步促進二次裂解,且由於採用第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器21和第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器22,煙氣與反應腔室201內的空氣隔離,加上熱解裝置2的密封設計,保證了熱解在無氧的條件下進行,提高熱解氣的熱值,同時避免焚燒帶來的二噁英污染問題。
在該發明的一些實施例中,可通過增加旋轉床熱解爐20內的反應腔室201的空間,進一步增加氣態產物在反應腔室201內的停留時間,進一步促進二次裂解,且通過擴大反應腔室201的空間例如通過擴大盛放盤202的直徑,可實現大規模生產,最高能實現100萬t/年的垃圾處理規模。
在該發明的具體實施例中,旋轉床熱解爐20內的熱解原料在第一預定時間內隨著反應腔室201內的溫度的升高依次經過預熱段、第一反應段和第二反應段。換言之,在第一預定時間內,隨著第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器21和第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器22提供的熱量,反應腔室內的溫度可分為三個區段,即盛放盤上的熱解原料依次經過預熱段、第一反應段和第二反應段,其中預熱段的溫度範圍為200-350℃,第一反應段的溫度範圍為350-500℃,第二反應段的溫度範圍為500-850℃,此時通過將反應溫度劃分為三個區段,可通過控制不同區段的溫度和熱解原料的停留時間控制熱解原料的乾燥、乾餾和二次裂解反應過程,最終熱解原料分解為熱解氣和垃圾碳,達到能源利用率的最大化。可選地,該第一預定時間為0.5-3小時。
根據該發明的一些實施例,熱解裝置2還包括:給料結構5和出料結構6,其中,給料結構5設在旋轉床熱解爐20的前側以向反應腔室201內輸送熱解原料。出料結構6設在旋轉床熱解爐20的後側以接收反應腔室201排放出的垃圾碳。從而可提高熱解裝置2的自動化程度。其中,給料結構5與旋轉床熱解爐20之間採用兩級鎖斗閥結構,從而可保證反應腔室201內的密封性,有效防止空氣及熱解氣的泄露。進一步地,出氣口鄰近出料結構6設定。從而可進一步使得氣態產物在反應腔室201內充分停留,進一步保證二次裂解反應的充分進行。
在該發明的一些實施例中,如圖1所示,預處理設備1包括破碎單元10和垃圾成型單元11,垃圾成型單元11與破碎單元10相連,破碎單元10將自然脫水後的垃圾破碎成顆粒狀垃圾,垃圾成型單元11將顆粒狀垃圾壓縮成型為熱解原料。具體地,顆粒狀垃圾的顆粒大小為10毫米-80毫米,熱解原料的顆粒大小為10-100毫米。其中,垃圾是在垃圾坑內停留1-7天以進行自然脫水的。從而通過對垃圾進行破碎、成型等預處理,將分散的垃圾成型為棒狀、餅狀或粒狀的熱解原料,增大了垃圾的堆密度,便於熱解原料的進料及均勻平鋪在盛放盤202上,提高了垃圾的處理能力。
如圖1所示,在該發明的一些實施例中,垃圾處理系統100還包括壓力設備7,壓力設備7分別與儲氣罐4和熱解裝置2相連。從而可調節和穩定垃圾處理系統100的壓力(燃氣系統),並且可控制儲氣罐4的燃氣流量,保護儲氣罐4以免出口壓力過高或過低。進一步地,垃圾處理系統100還包括盛有燃氣的補氣裝置8,補氣裝置8與熱解裝置2相連,從而可在熱解氣不夠或不穩定時提供補燃燃氣,保證垃圾處理系統100可穩定、連續的工作。
下面參考圖1-圖3描述根據該發明第二方面實施例的一種垃圾處理方法。根據該發明實施例的垃圾處理方法,如圖3所示,包括如下步驟:
S1:對垃圾進行預處理以形成熱解原料。
S2:將熱解原料送入到熱解裝置2中進行熱解以分解成熱解氣和垃圾碳。
S3:回收步驟S2中生成的熱解氣。
S4:淨化熱解氣,且將淨化後的熱解氣通入到步驟S2中的熱解裝置2中以作為熱解裝置2的氣源。
具體而言,首先對垃圾進行預處理以形成熱解原料,然後將熱解原料送入到熱解裝置2中進行熱解以分解成熱解氣和垃圾碳,回收從熱解裝置2排出的熱解氣並對該熱解氣進行淨化處理,將經過淨化處理後的熱解氣通入到熱解裝置2中以作為熱解裝置2的氣源,換言之,該垃圾處理方法,除了在最初工作時,需要向熱解裝置2內供入外部燃氣,其餘的運行過程中,採用垃圾熱解生成的熱解氣作為熱解裝置2的氣源。
根據該發明實施例的垃圾處理方法,通過將垃圾在熱解裝置2中進行熱解以分解成熱解氣和垃圾碳,且該熱解氣經過淨化後通入到熱解裝置2內以作為熱解裝置2的氣源,從而不僅提高熱解產物的利用率,且避免了熱解油處理及其對操作帶來的問題。
進一步地,步驟S1的預處理過程包括如下步驟:
S11:將垃圾倒入到垃圾坑內且將垃圾在垃圾坑內停留第二預定時間以對垃圾進行脫水。具體地,該第二預定時間為1-7天。
S12:將脫水後的垃圾破碎成顆粒狀垃圾。
S13:將步驟S12中的顆粒狀垃圾壓縮成型成熱解原料。
具體而言,先將垃圾倒入垃圾坑內,垃圾在垃圾坑內停留第二預定時間,以保證垃圾的自然脫水,然後將脫水後的垃圾破碎成顆粒狀垃圾,最後將顆粒狀垃圾壓縮成型成熱解原料。從而通過對垃圾進行破碎、成型等預處理,將分散的垃圾成型為棒狀、餅狀或粒狀的熱解原料,增大了垃圾的堆密度,便於熱解原料的進料及均勻鋪料,提高了垃圾的處理能力。
下面參考圖1-圖3描述根據該發明優選實施例的垃圾處理系統100的垃圾處理方法。首先,專用垃圾汽車經地磅稱量後經卸料平台將垃圾倒入垃圾坑內,垃圾在垃圾坑內停留1-7以保證垃圾的充分脫水和混合,垃圾經滲濾後垃圾的含水率低於30%,分離出的污水經污水處理後達標排放。
然後,將垃圾坑內的垃圾通過抓鬥輸送至帶式輸送機上,帶式輸送機將垃圾輸送到破碎單元10,經過2-3級破碎裝置,將垃圾破碎成粒徑為10毫米-80毫米的顆粒狀垃圾。接著,將顆粒狀垃圾經過垃圾成型單元11壓縮成型成棒狀、餅狀或粒狀且顆粒大小為10毫米-100毫米的熱解原料。
將成型的熱解原料通過皮帶輸送至給料結構5,給料結構5將垃圾輸送至旋轉床熱解爐20,盛放盤202在反應腔室201底部旋轉,從而使得熱解原料均勻地平鋪在盛放盤202上。第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器21和第二蓄熱式燃氣輻射管燃燒器22分別以熱輻射的方式提供反應腔室201內熱解原料熱解所需要的熱量,在加熱的過程中,熱解原料在反應腔室201內熱解生成有氣態產物和垃圾碳,氣態產物由平鋪於盛放盤202的熱解原料的表面逐漸上升至反應腔室201的上部空間,在氣態產物上升的過程中,氣態產物通過溫度高於反應腔室201溫度的第一蓄熱式燃氣輻射管燃燒器21,氣態產物的溫度再次升高,使得氣態產物二次裂解為更小分子的熱解氣,最後熱解氣從反應腔室201的頂部的出氣口排出。熱解氣經過冷卻淨化(除焦、脫硫、脫銷)後儲存在儲氣罐4中,儲氣罐4中的熱解氣可全部或部分作為熱解裝置2的燃料,其中儲氣罐4中的剩餘部分的熱解氣還可作為燃料氣出售。垃圾碳經出料結構6排出且可對垃圾碳進行熄焦冷卻後收集。

榮譽表彰

2017年12月11日,《垃圾處理系統及其處理方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

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