[發明專利]一種生活垃圾熱解資源化綜合處理系統及方法

有效

• 申請號: 201410399972.2
• 申請日: 2014-08-14
• 公開（公告）號: CN104178226A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 吳道洪;賈懿曼;肖磊
• 申請（專利權）人: 北京神霧環境能源科技集團股份有限公司
• 主分類號: C10J3/58
• 分類號: C10J3/58;C10J3/02;C10J3/72;C10B53/00;B09B3/00
• 代理公司: 北京高文律師事務所 11359
• 代理人: 徐江華

技術領域

本發明涉及固體廢棄物資源化處理領域，尤其是涉及一種生活垃圾熱解資源化綜合處理系統及方法。

背景技術

近年來關于垃圾熱解技術的研究層出不窮，包括原料熱解行為分析，熱解影響因素分析，熱解產物特性研究，熱解裝置研發等等，但是這些研究多集中于實驗室階段，僅有少部分進入中試階段，大規模的工業化生產運行還沒有實現。原因主要是我國生活垃圾為混合垃圾，含水率高，垃圾原料本身成分復雜、波動性大，這種特性造成了熱解后產物品質不穩定，進一步利用還存在問題，尤其是垃圾熱解炭的利用問題。通過研究發現我國垃圾熱解炭雜質含量較多，熱值低，市場銷路不好，很難進行進一步的利用，即使有部分垃圾熱解炭作為燃料與煤摻燒，但燃燒效果差，破壞了原有的工藝過程，對正常的工藝運行造成了影響。大多數垃圾熱解炭最終只能作為熱解殘渣進行填埋處理，不僅占用了土地資源，而且造成了能源的浪費。因此如果能夠將這部分垃圾熱解炭利用起來，為熱解提供能源，則能夠提高垃圾熱解資源化效率，更利于垃圾熱解的工業化生產和推廣。

為了解決這一問題，有研究者采用將垃圾氣化的方式直接獲得可燃氣，從而避免熱解炭的利用難題，但是直接氣化會造成熱解氣和氣化氣混合，從而使氣體整體熱值下降，氣體含塵量大，質量不純，經濟效益差；也有研究者將垃圾熱解炭單獨氣化以得到氣化氣作為產品。

氣化裝置主要有固定床、流化床、氣流床等，現有的垃圾熱解炭氣化采用的氣化裝置多為流化床或者氣流床，目的是得到較高熱值的氣化氣作為產品，這就要求原料粒度較細，需要將垃圾原料進行多級破碎處理，實現破碎后粒徑＜10mm，不僅工藝流程復雜而且增加了處理成本。同時，由于垃圾熱解炭大多不是塊狀物料，也不適用于采用固定床氣化，并且垃圾熱解炭成分復雜，用固定床氣化后得到的氣化氣熱值低，很難進一步利用。

垃圾處理中臭氣的處理也一直是垃圾處理重點關注的問題，垃圾中的惡臭主要是垃圾在運輸、預處理(破碎、烘干等)、堆、取過程中由微生物與垃圾中的有機物通過好氧或者厭氧過程而產生的，主要成分包括硫化物、胺化物、鹵代烴、芳香烴、含氧有機物等，目前惡臭的常規處理技術包括物理、化學和生物法等，其中物理法只適用于處理低濃度、范圍小的惡臭，且成本較高；化學法除臭不持久，除臭設施投資和運行費用高；生物法雖然成本低廉但是菌種的篩選培養較為困難，見效較慢。

專利號為201210466539的專利公布了一種生活垃圾耦合流化床分級熱解氣化工藝，采用耦合流化床作為熱解反應主體裝置，氣化裝置為氣流床，這就要求物料必須是微小顆粒，專利中的粉碎粒度為0-6mm，并且生活垃圾必須先脫鐵，這樣需要進行多級粉碎，能耗大，經濟效益差，同時采用套管式滾筒烘干機烘干，需要提供能源，烘干效率低，能耗大，烘干的含有異味水蒸汽作為氣化劑，氣化時還需額外提供氧化劑，包括氧氣、空氣、富氧空氣，經濟效益差；熱解氣與氣化氣混合，為了實現得到高含甲烷低含塵量的可燃氣，采用高溫臨氫熱解，氣化溫度高，氣化過程中需要進行兩級氣固分離，工藝復雜，運行費用高。

專利號為201110111480.5的專利公開了生活垃圾熱解氣化處理成套設備，包含了熱解氣化燃氣發生爐、預熱爐、燃燒爐、燃燼爐，目的是使生活垃圾熱解氣化生成燃氣，并將燃氣燃盡。但是該方法將熱解與氣化在同一個爐內完成、熱解氣和氣化氣混合，致使燃氣整體熱值低，并且產生的燃氣、焦油等均被燃燒，能源利用效率低，經濟性差。

發明內容

本發明提供了一種生活垃圾熱解資源化綜合處理系統及方法，解決了生活垃圾熱解產物炭很難再利用或者利用過程中能源轉換效率低，經濟效益差的問題，以及垃圾處理過程中產生的臭氣的處理問題，同時解決了生活垃圾熱解技術經濟效益差而導致的難于工業化推廣的問題，其技術方案如下所述：

一種生活垃圾熱解資源化綜合處理方法，包括下列步驟：

1)將生活垃圾原料經過分選、破碎、烘干、成型的預處理，并將預處理過程中產生的帶有臭味的空氣及烘干時帶有水蒸汽的煙氣收集作為氣化劑使用；

2)將所述成型的生活垃圾熱解原料均勻給入蓄熱式旋轉床熱解爐，在爐內生活垃圾熱解原料隨爐底的轉動被逐漸加熱，生成熱解高溫油氣和熱解炭，所述熱解炭經出料機構排出；

3)所述熱解高溫油氣通過設置于蓄熱式旋轉床熱解爐爐頂的收集管收集，并經過冷卻凈化后，得到熱解油和熱解氣；

4)將所述熱解炭輸入到固定床氣化裝置內并利用步驟1)中的氣化劑進行氣化，產生的氣化可燃氣經除塵凈化后供蓄熱式旋轉床熱解爐的加熱裝置燃燒使用，所述加熱裝置為蓄熱式燃氣輻射管。