CN104109560B - 一种垃圾热解处理制工业燃气方法 - Google Patents

一种垃圾热解处理制工业燃气方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及垃圾处理，具体的是一种垃圾热解处理制工业燃气方法，包括分选、粉碎、干燥、热解和气化处理步骤，所述的分选是通过磁选机对垃圾进行分选处理；所述的粉碎是对磁选机分选后的垃圾进行粉碎处理；所述的干燥是在滚筒式烘干机中对粉碎后的垃圾与热解气进行热交换；并在热解和气化处理步骤中对飞灰进行熔融处理，同时将热解气与垃圾在干燥机中进行热交换处理，降低垃圾处理的能耗，通过一个热解炉设备设置气流床和循环流化床，实现了垃圾的分级热解和气化，并通过设置分级分离器，使夹带的半焦按照不同的粒度进入不同的床层，进而在不同的环境进行不同的化学反应，使垃圾被充分分解为工业燃气，提高垃圾的综合利用率。

Description

一种垃圾热解处理制工业燃气方法
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术，尤其是一种垃圾热解处理制工业燃气方法。
背景技术
热解，英文“pyrolysis”，在工业上也成为干馏，是将有机物在无氧或者缺氧的环境下，经过加热使其分解为油状物、氢气、一氧化碳、甲烷和炭黑等产品的化学分解过程；对垃圾进行热解法处理，利用的是垃圾中有机物的热不稳定性，在缺氧或者无氧的环境下，对其加热蒸馏而裂解，经过冷却后形成各种气体，液体或者固体，进而从中提取出产物的过程。
随着社会的发展，垃圾的量不断的增多，目前，其数量和种类非常之多，对环境造成了极大的影响，同时，社会也提倡“变废为宝”，所以对垃圾进行综合处理加以利用是非常必要的，也是利用垃圾作为原料的一种新思路。可是，对于垃圾的处理，在现有技术中主要有焚烧法、土埋法和等离子热解法。焚烧法是指将垃圾直接利用焚烧的方式处理，并将焚烧后的烟气直接排放于大气之中的方法；土埋法是指挖坑后将垃圾填埋在坑里之后利用泥土覆盖其表面，以使其在泥土下进行分解的方法；等离子热解法是指在等离子体的存在下在无氧或者缺氧的环境中进行的垃圾分解处理方法。焚烧法和土埋法都没有对垃圾综合处理加以利用，并且还会对环境带来二次污染；而等离子热解法则对垃圾的利用提供了一种新思路，但是该方法由于工艺成本运行非常之高，对垃圾处理系统的要求复杂，无法做成大型化的工艺设备，进而导致处理垃圾的效率不高，并且热解本身是一个吸热过程，该工艺需要大量的能耗才能够完成垃圾的综合处理。
为此，对于垃圾综合处理利用，我们急需要提供一种能够避免高能耗、降低二噁英的含量，进而避免环境二次污染，处理工艺简单、效率高的全新思路。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种工艺结构简单、垃圾处理效率高，并能够通过热交换回收热量来为本工艺提供能耗的垃圾热解处理制工业燃气方法。
具体的是，通过以下技术方案来得以实现的：
一种垃圾热解处理制工业燃气方法，包括分选、粉碎、干燥、热解和气化处理步骤，热解和气化是在热解炉上加装一个气流床与循环流化床热解炉形成整体，螺旋进料器将干燥好的垃圾与热载体一并送入热解炉中，通过分级分离器对垃圾进行分级处理，使不同粒度的半焦进入不同的床层，细颗粒在循环流化床中向上流动，在650-750℃温度下热解和脱氯；粗颗粒落入炉底，在热解炉中进行气固传质传热并在温度为900-1100℃下发生化学反应，生成CO、H2、CO2混合气体；并通过飞灰熔融处理，将飞灰以液体的形式落入到热解炉底部床料中，与床料换热降温变为玻璃体炉渣，经过换热式出渣机排入灰斗；再将热解炉顶端排除的热解气混合物经过一级旋风分离器进行一级旋分分离出半焦和飞灰，并将半焦和飞灰送入循环流化床的底部，剩余的热解气混合物输送到二级旋风分离器进行二级旋分分离出细粉和热解气，并将细粉切向送入气流床，热解气经过管道送入干燥机与垃圾进行热交换干燥处理，再通过引风机引入净化器进行净化处理后获得工业燃气，通过整个工艺步骤下来，有效的遏制了二噁英的生成，并对处理过程中的能量通过热交换的形式，进行回收利用，为热解处理过程提供了部分能耗，同时，经过飞灰熔融处理，降低了飞灰排入空气中，降低了环境二次污染的造成。
进一步的，所述的分选是通过磁选机对垃圾进行分选处理，避免贵重金属在热解过程中，对环境造成污染的发生，同时也回收了贵重金属，进行再利用；所述的粉碎是对磁选机分选后的垃圾进行粉碎处理，粉碎之后有助于热解反应的进行；所述的干燥是在滚筒式烘干机中对粉碎后的垃圾与热解气进行热交换，进一步的对能量进行再一次的回收利用，为垃圾处理工艺降低了能耗。
进一步的，为了使飞灰能够被熔融，但又不会被气化，而避免对环境的二次污染，所述的飞灰熔融处理温度为1300-2000℃。
更进一步的，所述的飞灰熔融处理温度为1500-1800℃。
再进一步的，所述的飞灰熔融处理温度为1650℃。
进一步的，所述的细颗粒热解和脱氯的温度为700℃。
进一步的，所述的粗颗粒化学反应的温度为950-1050℃。
进一步的，所述的粗颗粒化学反应的温度为1000℃。
进一步的，为了能够有效的脱出含硫和氯等物质的产品，提高工业燃气纯度，所述的净化器中的净化剂是石灰石。
本发明的技术效果体现在：通过一个热解炉设备设置气流床和循环流化床，实现了垃圾的分级热解和气化，并通过设置分级分离器，使夹带的半焦按照不同的粒度进入不同的床层，进而在不同的环境进行不同的化学反应，使垃圾被充分分解为工业燃气，提高垃圾的综合利用率；并且通过飞灰熔融处理，使飞灰形成液体状后落入炉底与炉底床料进行热交换降温变为玻璃体，消除了流化床燃烧、热解或气化过程产生的飞灰重金属污染；并从源头上避免二噁英的生成，并通过净化器净化，简化了工业燃气的净化过程，提高了燃气的纯度，进一步的提高了垃圾处理综合利用率；并且通过设置热解气热交换步骤，对垃圾进行预热处理，进而干燥垃圾，降低了后面热解过程的能耗，节约了能源的浪费，同时也解决了垃圾含水过高和渗透液无害化处理的技术问题；并且排出的垃圾灰中的残炭含量低，均以固体灰渣的形式排出，避免了对环境的二次污染。
附图说明
图1为本发明垃圾热解处理制工业燃气方法的工艺流程图。
图2为本发明垃圾热解处理制工业燃气方法的工艺流程图中热解和气化步骤在热解炉上具体的工艺图。
1-循环流化床 2-半焦和飞灰入口 3-细粉入口 4-水蒸气入口 5-灰斗 6-灰渣排出口 7-气流床 8-垃圾和载热体入口 9-热解气出口。
具体实施方式
下面将结合附图和具体的实施方式来对本发明作进一步的描述，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
本发明所说的“飞灰熔融处理”是指将飞灰在高温状态下融化成液体，再将液体熔渣经过气冷或水淬处理，产生玻璃态熔渣的过程。
实施例一
垃圾通过分选机分选之后，进入粉碎机进行粉碎处理，再转入干燥机中进行干燥处理后，通过螺旋进料器将粉碎后的垃圾和载热体一起加入到热解炉中去进行热解和气化过程；热解炉中设有循环流化床和气流床，垃圾进入之后与循环上升的热灰及高温燃气迅速进行混杂，细颗粒向上流动，在650℃温度下热解和脱氯，消除了垃圾受热后快速热解生成的焦油、酚、轻油；粗颗粒落入炉底，在热解炉中进行气固传质传热并在温度为950℃下发生化学反应，生成CO、H2、CO2混合气体；并通过在温度为1500℃下进行飞灰熔融处理，将飞灰以液体的形式落入到热解炉底部床料中，与床料换热降温变为玻璃体炉渣，经过换热式出渣机排入灰斗；再将热解炉顶端排除的热解气混合物经过一级旋风分离器进行一级旋分分离出半焦和飞灰，并将半焦和飞灰送入循环流化床的底部，剩余的热解气混合物输送到二级旋风分离器进行二级旋分分离出细粉和热解气，并将细粉切向送入气流床，热解气经过管道送入干燥机与垃圾进行热交换干燥处理，再通过引风机引入净化器进行净化处理后获得工业燃气，通过整个工艺步骤下来，有效的遏制了二噁英的生成，并对处理过程中的能量通过热交换的形式，进行回收利用，为热解处理过程提供了部分能耗，同时，经过飞灰熔融处理，降低了飞灰排入空气中，降低了环境二次污染的造成。
实施例二
垃圾通过磁选机分选之后，进入粉碎机进行粉碎处理，再转入滚筒式烘干机中进行干燥处理，通过螺旋进料器将粉碎后的垃圾和载热体一起加入到热解炉中去进行热解和气化过程；热解炉中设有循环流化床和气流床，垃圾进入之后与循环上升的热灰及高温燃气迅速进行混杂，细颗粒向上流动，在700℃温度下热解和脱氯，消除了垃圾受热后快速热解生成的焦油、酚、轻油；粗颗粒落入炉底，在热解炉中进行气固传质传热并在温度为900℃下发生化学反应，生成CO、H2、CO2混合气体；并通过在温度为1300℃下进行飞灰熔融处理，将飞灰以液体的形式落入到热解炉底部床料中，与床料换热降温变为玻璃体炉渣，经过换热式出渣机排入灰斗；再将热解炉顶端排除的热解气混合物经过一级旋风分离器进行一级旋分分离出半焦和飞灰，并将半焦和飞灰送入循环流化床的底部，剩余的热解气混合物输送到二级旋风分离器进行二级旋分分离出细粉和热解气，并将细粉切向送入气流床，热解气经过管道送入干燥机与垃圾进行热交换干燥处理，再通过引风机引入净化器进行净化处理后获得工业燃气，通过整个工艺步骤下来，有效的遏制了二噁英的生成，并对处理过程中的能量通过热交换的形式，进行回收利用，为热解处理过程提供了部分能耗，同时，经过飞灰熔融处理，降低了飞灰排入空气中，降低了环境二次污染的造成。
实施例三
垃圾通过分选机分选之后，进入粉碎机进行粉碎处理，再转入干燥机中进行干燥处理后，通过螺旋进料器将粉碎后的垃圾和载热体一起加入到热解炉中去进行热解和气化过程，热解炉中设有循环流化床和气流床，垃圾进入之后与循环上升的热灰及高温燃气迅速进行混杂，细颗粒向上流动，在750℃温度下热解和脱氯，消除了垃圾受热后快速热解生成的焦油、酚、轻油；粗颗粒落入炉底，在热解炉中进行气固传质传热并在温度为1000℃下发生化学反应，生成CO、H2、CO2混合气体；并通过在温度为1800℃下进行飞灰熔融处理，将飞灰以液体的形式落入到热解炉底部床料中，与床料换热降温变为玻璃体炉渣，经过换热式出渣机排入灰斗；再将热解炉顶端排除的热解气混合物经过一级旋风分离器进行一级旋分分离出半焦和飞灰，并将半焦和飞灰送入循环流化床的底部，剩余的热解气混合物输送到二级旋风分离器进行二级旋分分离出细粉和热解气，并将细粉切向送入气流床，热解气经过管道送入干燥机与垃圾进行热交换干燥处理，再通过引风机引入净化器进行净化处理后获得工业燃气，通过整个工艺步骤下来，有效的遏制了二噁英的生成，并对处理过程中的能量通过热交换的形式，进行回收利用，为热解处理过程提供了部分能耗，同时，经过飞灰熔融处理，降低了飞灰排入空气中，降低了环境二次污染的造成。
实施例四
垃圾通过分选机分选之后，进入粉碎机进行粉碎处理，再转入干燥机中进行干燥处理后，通过螺旋进料器将粉碎后的垃圾和载热体一起加入到热解炉中去进行热解和气化过程，热解炉中设有循环流化床和气流床，垃圾进入之后与循环上升的热灰及高温燃气迅速进行混杂，细颗粒向上流动，在650℃温度下热解和脱氯，消除了垃圾受热后快速热解生成的焦油、酚、轻油；粗颗粒落入炉底，在热解炉中进行气固传质传热并在温度为1050℃下发生化学反应，生成CO、H2、CO2混合气体；并通过在温度为1650℃下进行飞灰熔融处理，将飞灰以液体的形式落入到热解炉底部床料中，与床料换热降温变为玻璃体炉渣，经过换热式出渣机排入灰斗；再将热解炉顶端排除的热解气混合物经过一级旋风分离器进行一级旋分分离出半焦和飞灰，并将半焦和飞灰送入循环流化床的底部，剩余的热解气混合物输送到二级旋风分离器进行二级旋分分离出细粉和热解气，并将细粉切向送入气流床，热解气经过管道送入干燥机与垃圾进行热交换干燥处理，再通过引风机引入净化器中的石灰石作为净化剂进行净化处理后获得工业燃气，通过整个工艺步骤下来，有效的遏制了二噁英的生成，并对处理过程中的能量通过热交换的形式，进行回收利用，为热解处理过程提供了部分能耗，同时，经过飞灰熔融处理，降低了飞灰排入空气中，降低了环境二次污染的造成。
实施例五
垃圾通过分选机分选之后，进入粉碎机进行粉碎处理，再转入干燥机中进行干燥处理后，通过螺旋进料器将粉碎后的垃圾和载热体一起加入到热解炉中去进行热解和气化过程，热解炉中设有循环流化床和气流床，垃圾进入之后与循环上升的热灰及高温燃气迅速进行混杂，细颗粒向上流动，在700℃温度下热解和脱氯，消除了垃圾受热后快速热解生成的焦油、酚、轻油；粗颗粒落入炉底，在热解炉中进行气固传质传热并在温度为1100℃下发生化学反应，生成CO、H2、CO2混合气体；并通过在温度为2000℃下进行飞灰熔融处理，将飞灰以液体的形式落入到热解炉底部床料中，与床料换热降温变为玻璃体炉渣，经过换热式出渣机排入灰斗；再将热解炉顶端排除的热解气混合物经过一级旋风分离器进行一级旋分分离出半焦和飞灰，并将半焦和飞灰送入循环流化床的底部，剩余的热解气混合物输送到二级旋风分离器进行二级旋分分离出细粉和热解气，并将细粉切向送入气流床，热解气经过管道送入干燥机与垃圾进行热交换干燥处理，再通过引风机引入净化器中的石灰石作为净化剂进行净化处理后获得工业燃气，通过整个工艺步骤下来，有效的遏制了二噁英的生成，并对处理过程中的能量通过热交换的形式，进行回收利用，为热解处理过程提供了部分能耗，同时，经过飞灰熔融处理，降低了飞灰排入空气中，降低了环境二次污染的造成。

Claims (8)

1.一种垃圾热解处理制工业燃气方法，包括分选、粉碎、干燥、热解和气化处理步骤，其特征在于：热解和气化是在热解炉上加装一个气流床与循环流化床热解炉形成整体，螺旋进料器将干燥好的垃圾与热载体一并送入热解炉中，通过分级分离器对垃圾进行分级处理，使不同粒度的半焦进入不同的床层，细颗粒在循环流化床中向上流动，在650-750℃温度下热解和脱氯；粗颗粒落入炉底，在热解炉中进行气固传质传热并在温度为900-1100℃下发生化学反应，生成CO、H2、CO2混合气体；并通过飞灰熔融处理，将飞灰以液体的形式落入到热解炉底部床料中，与床料换热降温变为玻璃体炉渣，经过换热式出渣机排入灰斗；再将热解炉顶端排除的热解气混合物经过一级旋风分离器进行一级旋分分离出半焦和飞灰，并将半焦和飞灰送入循环流化床的底部，剩余的热解气混合物输送到二级旋风分离器进行二级旋分分离出细粉和热解气，并将细粉切向送入气流床，热解气经过管道送入干燥机与垃圾进行热交换干燥处理，再通过引风机引入净化器进行净化处理后获得工业燃气；
所述的飞灰熔融处理温度为1300-2000℃。
2.如权利要求1所述的垃圾热解处理制工业燃气方法，其特征在于：所述的分选是通过磁选机对垃圾进行分选处理；所述的粉碎是对磁选机分选后的垃圾进行粉碎处理；所述的干燥是在滚筒式烘干机中对粉碎后的垃圾与热解气进行热交换。
3.如权利要求1所述的垃圾热解处理制工业燃气方法，其特征在于：所述的飞灰熔融处理温度为1500-1800℃。
4.如权利要求1或3所述的垃圾热解处理制工业燃气方法，其特征在于：所述的飞灰熔融处理温度为1650℃。
5.如权利要求1所述的垃圾热解处理制工业燃气方法，其特征在于：所述的细颗粒热解和脱氯的温度为700℃。
6.如权利要求1所述的垃圾热解处理制工业燃气方法，其特征在于：所述的粗颗粒化学反应的温度为950-1050℃。
7.如权利要求1或6所述的垃圾热解处理制工业燃气方法，其特征在于：所述的粗颗粒化学反应的温度为1000℃。
8.如权利要求1所述的垃圾热解处理制工业燃气方法，其特征在于：所述的净化器中的净化剂是石灰石。
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