CN108800142A - 生活垃圾与农林废弃物协同处理方法及系统 - Google Patents

生活垃圾与农林废弃物协同处理方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种生活垃圾与农林废弃物协同处理方法及系统，涉及环境工程技术领域，所述方法包括如下步骤：先将生活垃圾热解气化，得到气化残渣和可燃气体；再将可燃气体燃烧，以提供热量热解气化农林废弃物，得到热解气和生物炭，同时可燃气体燃烧生成的烟气用于烘干生活垃圾，改善了农村生活垃圾和农林废弃物不仅影响农村生活环境，而且威胁农民群众身体健康的技术问题，本发明提供的方法将生活垃圾和农林废弃物协同处理，利用生活垃圾热解气化生成的可燃气体作为农林废弃物热解气化的燃料，将农林废弃物热解气化得到热解气和生物炭，同时可燃气体燃烧产生的烟气能够用于烘干生活垃圾，从而实现了能量的有效利用，减少了环境污染。

Description

生活垃圾与农林废弃物协同处理方法及系统
技术领域
本发明涉及环境工程技术领域，尤其是涉及一种生活垃圾与农林废弃物协同处理方法及系统。
背景技术
农村垃圾处理的好坏不仅影响农村生活环境，而且还对周边的土壤和水体产生严重污染，严重威胁到农民群众身体健康。农林废弃物，指的是各种农林生产加工废弃物和秸秆等，具有利用状况差、污染危害大、资源量大、处置困难等特点。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生活垃圾与农林废弃物协同处理方法，以改善农村生活垃圾和农林废弃物不仅影响农村生活环境，而且威胁农民群众身体健康的技术问题。
本发明提供的生活垃圾与农林废弃物协同处理方法，包括如下步骤：
(a)将生活垃圾热解气化，得到气化残渣和可燃气体；
(b)将可燃气体燃烧，以提供热量热解气化农林废弃物，得到热解气和生物炭，同时可燃气体燃烧生成的烟气用于烘干生活垃圾。
进一步的，所述生活垃圾热解气化温度为850-950℃，所述农林废弃物的热解气化温度为850-1000℃。
进一步的，先将生活垃圾和农林先将生活垃圾和农林废弃物分别破碎后再进行热解气化，其中，破碎后的生活垃圾的粒度不大于 20mm，破碎后的农林废弃物的粒度不大于2mm。
本发明的目的之二在于提供一种生活垃圾与农林废弃物协同处理系统，包括烘干机、第一热解气化炉、燃烧室和第二热解气化炉，所述第一热解气化炉与所述燃烧室相连通，所述第二热解气化炉设置于所述燃烧室的内部，所述第一热解气化炉用于热解生活垃圾，并将生成的可燃气体输送至所述燃烧室，所述燃烧室燃烧可燃气体为所述第二热解气化炉提供热量，并将生成的高温烟气为烘干机提供热量，所述第二热解气化炉用于热解农林废弃物。
进一步的，所述第一热解气化炉设置有生活垃圾入口、气化剂入口、气化残渣出口和可燃气出口，所述生活垃圾入口与所述烘干机相连通，所述气化剂入口用于通入气化剂，所述可燃气出口与所述燃烧室相连通。
进一步的，所述燃烧室设置有可燃气入口、助燃气入口和烟气出口，所述可燃气入口与所述第一热解气化炉相连通，所述助燃气入口用于通入助燃气，所述烟气出口用于排出烟气。
进一步的，所述第二热解气化炉设置有农林废弃物入口、生物炭出口和热解气出口，所述农林废弃物入口设置于所述第二热解气化炉的顶部，所述生物炭出口设置于所第二热解气化炉的底部，所述热解气出口设置于所述第二热解气化炉的中部。
进一步的，所述生活垃圾与农林废弃物协同处理系统还包括冷凝塔和油水分离器，所述第二热解气化炉、所述冷凝塔和所述油水分离器依次连通，所述冷凝塔用于冷却第二热解气化炉排出的热解气，所述油水分离器用于分离冷凝塔中的冷凝液。
进一步的，所述生活垃圾与农林废弃物协同处理系统还包括生活垃圾破碎机，所述生活垃圾破碎机与所述烘干机相连通，用于将生活垃圾破碎。
进一步的，所述生活垃圾与农林废弃物协同处理系统还包括农林废弃物破碎机，所述农林废弃物破碎机与所述第二热解气化炉相连通，用于破碎农林废弃物。
本发明提供的生活垃圾与农林废弃物协同处理方法，将生活垃圾和农林废弃物协同处理，利用生活垃圾热解气化生成的可燃气体作为农林废弃物热解气化的燃料，将农林废弃物热解气化得到热解气和生物炭，能够回收和利用于农田，同时可燃气体燃烧产生的烟气能够用于烘干生活垃圾，从而实现能量的有效利用，变废为宝，不仅减少环境污染，而且能够有效促进人民群众的身体健康。
本发明提供的生活垃圾与农林废弃物协同处理系统，将生活垃圾和农林废弃物协同处理，利用生活垃圾热解气化生成的可燃气体作为农林废弃物热解气化的燃料，将农林废弃物热解气化得到热解气和生物炭，能够回收和利用于农田，同时可燃气体燃烧产生的烟气能够用于烘干生活垃圾，从而实现能量的有效利用，变废为宝，不仅减少环境污染，而且能够有效促进人民群众的身体健康。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的生活垃圾与农林废弃物协同处理系统的结构示意图；
图2为图1所示第一热解气化炉的结构示意图；
图3为图1所示燃烧室的结构示意图。
图标：10-烘干机；20-第一热解气化炉；201-生活垃圾入口；202- 气化剂入口；203-可燃气出口；204-气化残渣出口；30-燃烧室；301- 可燃气入口；302-助燃气入口；303-烟气出口；40-第二热解气化炉； 401-农林废弃物入口；402-生物炭出口；403-热解气出口；50-冷凝塔； 60-油水分离器；70-生活垃圾破碎机；71-皮带输送机；80-农林废弃物破碎机；81-第一螺旋输送机；82-第二螺旋输送机。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
本实施例提供了一种生活垃圾与农林废弃物的协同处理方法，包括如下步骤：
(a)将生活垃圾热解气化，得到气化残渣和可燃气体；
(b)将可燃气体燃烧，以提供热量热解气化农林废弃物，得到热解气和生物炭，同时可燃气体燃烧生成的烟气用于烘干生活垃圾。
在本实施例中，农林废弃物指的是各种农林生产加工废弃物，包括果树修枝和农作物秸秆等。
本发明实施例提供的生活垃圾与农林废弃物协同处理方法，将生活垃圾和农林废弃物协同处理，利用生活垃圾热解气化生成的可燃气体作为农林废弃物热解气化的燃料，将农林废弃物热解气化得到热解气和生物炭，能够回收和利用于农田，同时可燃气体燃烧产生的烟气能够用于烘干生活垃圾，从而实现能量的有效利用，变废为宝，不仅减少环境污染，而且能够有效促进人民群众的身体健康。
在本实施例的一种优选实施方式中，生活垃圾热解气化温度为 850-950℃，农林废弃物的热解气化温度为850-1000℃。
在本实施例中，生活垃圾的典型但非限制性的热解气化温度如为 850、860、870、880、890、900、910、920、930、940或950℃；农林废弃物的典型但非限制性的热解气化温度如为850、860、870、880、 890、900、910、920、930、940、950、960、970、980、990或1000℃
通过将生活垃圾热解气化温度控制为850-950℃，以将生活垃圾全部热解气化，避免因热解气化不完全造成环境污染和能源浪费。
通过将农林废弃物的热解气化温度控制为850℃，以将农林废弃物全部热解气化生成热解气和生物炭，从而使得农林废弃物能够全部回收利用，避免因热解气化不完全在成环境污染和能源浪费。
在本实施例的一种优选实施方式中，先将生活垃圾和农林废弃物分别破碎后再进行热解气化，其中，破碎后的生活垃圾的粒度不大于 20mm，破碎后的农林废弃物的粒度不大于2mm。
通过将生活垃圾破碎成粒度为20mm以下的生活垃圾粒状物，以便于提高生活垃圾的热解气化效率，使其解热气化的更加完全；通过将农林废弃物破碎成粒度为2mm以下的农林废弃物粒状物，以提高农林废弃物的热解气化效率，使其热解气化的更加完全。
实施例2
图1为本发明实施例1提供的生活垃圾与农林废弃物协同处理系统的结构示意图；图2为图1所示第一热解气化炉的结构示意图；图 3为图1所示燃烧室的结构示意图；如图1-3所示，本实施例提供了一种生活垃圾与农林废弃物协同处理系统，包括烘干机10、第一热解气化炉20、燃烧室30和第二热解气化炉40，第一热解气化炉20 与燃烧室30相连通，第二热解气化炉40设置于燃烧室30的内部，第一热解气化炉20用于热解生活垃圾，并将生成的可燃气体输送至燃烧室30，燃烧室30燃烧可燃气体为第二热解气化炉40提供热量，并将生成的高温烟气为烘干机10提供热量，第二热解气化炉40用于热解农林废弃物。
在本实施例中，生活垃圾在第一热解气化炉20中热解气化后生成可燃气体，可燃气体通入燃烧室30中燃烧为第二热解气化炉40 提供热量，农林废弃物在第二热解气化炉40中热解气化得到热解气和生物炭，同时可燃气燃烧产生的烟气用于为烘干机10提供热量，以烘干生活垃圾。
本发明提供的生活垃圾与农林废弃物协同处理系统，将生活垃圾和农林废弃物协同处理，利用生活垃圾热解气化生成的可燃气体作为农林废弃物热解气化的燃料，将农林废弃物热解气化得到热解气和生物炭，能够回收和利用于农田，同时可燃气体燃烧产生的烟气能够用于烘干生活垃圾，从而实现能量的有效利用，变废为宝，不仅减少环境污染，而且能够有效促进人民群众的身体健康。
如图2所示，在本实施例的一种优选实施方式中，第一热解气化炉20设置有生活垃圾入口201、气化剂入口202、气化残渣出口204 和可燃气出口203，生活垃圾入口201与烘干机10相连通，气化剂入口202用于通入气化剂，可燃气出口203与燃烧室30相连通。
第一热解气化炉20用于热解气化生活垃圾，生活垃圾入口201 设置于第一热解气化炉20的顶部，生活垃圾入口201与烘干机10 相连通；气化剂入口202设置于第一热解气化炉20的底部，通过在第一热解气化炉20中通入气化剂，以进一步提高生活垃圾的热解气化效率；可燃气出口203设置于第一热解气化炉20的顶部，用于将第一热解气化炉20中产生的可燃气体排入燃烧室30中；气化残渣出口204设置于第一热解气化炉20的底部，用于将生活垃圾热解生成的气化残渣排出第一热解气化炉20。
在本实施例的进一步优选实施方式中，气化剂为空气或富氧。
如图3所示，在本实施例的一种优选实施方式中，燃烧室30设置有可燃气入口301、助燃气入口302和烟气出口303，可燃气入口301与第一热解气化炉20相连通，助燃气入口302用于通入助燃气，烟气出口303用于排出烟气。
在本实施例的该优选实施方式中，可燃气入口301与可燃气出口 203相对应，以将第一热解气化炉20中排出的可燃气体通入燃烧室 30中；助燃气入口302均设置于燃烧室30的底部，以便于与可燃气混合均匀，提高农林废弃物的热解气化效率；烟气出口303设置于燃烧室30的顶部，用于将可燃气燃烧后生成的高温烟气排出燃烧器，并将高温烟气的余热用于为烘干机10提供热量，以将生活垃圾烘干后再进行热解和气化，从而将能源有效利用，减少能源的浪费。
在本实施例的进一步优选实施方式中，助燃气为空气。
如图3所示，在本实施例的一种优选实施方式中，第二热解气化炉40设置有农林废弃物入口401、生物炭出口402和热解气出口403，农林废弃物入口401设置于第二热解气化炉40的顶部，生物炭出口 402设置于第二热解气化炉40的底部，热解气出口403设置于第二热解气化炉40的中部。
第二热解气化炉40用于热解气化农林废弃物，农林废弃物从第二热解气化炉40顶部的农林废弃物入口401加入第二热解气化炉40 中，在第二热解气化炉40下落的过程中，农林废弃物快速发生热解反应，生成生物炭和热解气，生物炭从第二热解气化炉40底部的生物炭出口402排出，热解气从第二热解气化炉40中部的热解气出口 403排出。
在本实施例的一种优选实施方式中，本实施例提供的生活垃圾与农林废弃物协同处理系统还包括冷凝塔50和油水分离器60，第二热解气化炉40、冷凝塔50和油水分离器60依次连通，冷凝塔50用于冷却第二热解气化炉40排出的热解气，油水分离器60用于分离冷凝塔50中的冷凝液。
在本实施例的该优选实施方式中，第二热解气化炉40通过热解气出口403依次与冷凝塔50和油水分离器60相连通。
由于从第二热解气化炉40中排出的热解气温度较高，无法直接回收利用，因此需要先将高温热解气冷凝。
在本实施例的该优选实施方式中，通过冷凝塔50冷凝高温热解气，高温热解气进入冷凝塔50后，其中的部分物质冷凝成为油水混合物，其余的热解气降温后便于保存和回收利用。
在冷凝塔50中的油水混合物通过油水分离器60进行分离，得到木醋液和木焦油，其中木焦油加工后可获得杂酚油、抗聚剂、浮选起泡剂和木沥青等产品，具有较好的经济效益；而木醋液则是很好的叶面肥能够直接还田，使废弃物变废为宝，实现了能源的循环利用。
另外，农林废弃物热解气化生成的生物炭，焦油高附加值，能够作为炭基肥直接还田，从而更好的实现了能源的循环利用。
在本实施例的一种优选实施方式中，生活垃圾与农林废弃物协同处理系统还包括生活垃圾破碎机70，该生活垃圾破碎机70与烘干机 10相连通，用于将生活垃圾破碎。
为了提高生活垃圾的热解气化效率，先将生活垃圾破碎后输送至烘干机10烘干，再输送至第一热解气化炉20中进行热解。
在本实施例的一种优选实施方式中，生活垃圾破碎机70将生活垃圾破碎成粒径不大于20mm的粒状物，以便于提高烘干和热解效率。
在本实施例的一种优选实施方式中，烘干机10将生活垃圾烘干至含水率为20％以下，再加入第一热解气化炉20中进行热解气化。
在本实施例的一种优选实施方式中，生活垃圾与农林废弃物协同处理系统还包括农林废弃物破碎机80，农林废弃物破碎机80与第二热解气化炉40相连通，用于破碎农林废弃物。
为了提高农林废弃物的热解效率，缩短农林废弃物的热解时间，先将农林废弃物先破碎成粒度为2mm以下的粒状物，在加入第二热解气化炉40中进行热解。
在本实施例的一种优选实施方式中，农林废弃物在第二热解气化炉40停留3-5s，即可热解生成生物炭和热解气。
在本实施例的一种优选实施方式中，垃圾破碎机与烘干机10之间设置有皮带输送机71，以通过皮带输送机71将破碎后的生活垃圾粒状物输送至烘干机10。
在本实施例的一种优选实施方式中，农林废弃物破碎机80与第二热解气化炉40之间设置有第一螺旋输送机81。
通过在农林废弃物与第二热解气化炉40之间设置有第一螺旋输送机81，以将破碎后的农林废弃物粒状物输送至第二热解气化炉40 中。
在本实施例的一种优选实施方式中，烘干机10与第一热解气化炉20之间设置有第二螺旋输送机82。
通过在烘干机10与第一热解气化炉20之间设置有第二螺旋输送机82，以将烘干后的生活垃圾输送至第一热解气化炉20中。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种生活垃圾与农林废弃物协同处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)将生活垃圾热解气化，得到气化残渣和可燃气体；
(b)将可燃气体燃烧，以提供热量热解气化农林废弃物，得到热解气和生物炭，同时可燃气体燃烧生成的烟气用于烘干生活垃圾。
2.根据权利要求1所述的生活垃圾与农林废弃物协同处理方法，其特征在于，所述生活垃圾热解气化温度为850-950℃，所述农林废弃物的热解气化温度为850-1000℃。
3.根据权利要求1所述的生活垃圾与农林废弃物协同处理方法，其特征在于，先将生活垃圾和农林废弃物分别破碎后再进行热解气化，其中，破碎后的生活垃圾的粒度不大于20mm，破碎后的农林废弃物的粒度不大于2mm。
4.一种生活垃圾与农林废弃物协同处理系统，其特征在于，包括烘干机、第一热解气化炉、燃烧室和第二热解气化炉，所述第一热解气化炉与所述燃烧室相连通，所述第二热解气化炉设置于所述燃烧室的内部，所述第一热解气化炉用于热解生活垃圾，并将生成的可燃气体输送至所述燃烧室，所述燃烧室燃烧可燃气体为所述第二热解气化炉提供热量，并将生成的高温烟气为烘干机提供热量，所述第二热解气化炉用于热解农林废弃物。
5.根据权利要求4所述的生活垃圾与农林废弃物协同处理系统，其特征在于，所述第一热解气化炉设置有生活垃圾入口、气化剂入口、气化残渣出口和可燃气出口，所述生活垃圾入口与所述烘干机相连通，所述气化剂入口用于通入气化剂，所述可燃气出口与所述燃烧室相连通。
6.根据权利要求4所述的生活垃圾与农林废弃物协同处理系统，其特征在于，所述燃烧室设置有可燃气入口、助燃气入口和烟气出口，所述可燃气入口与所述第一热解气化炉相连通，所述助燃气入口用于通入助燃气，所述烟气出口用于排出烟气。
7.根据权利要求4所述的生活垃圾与农林废弃物协同处理系统，其特征在于，所述第二热解气化炉设置有农林废弃物入口、生物炭出口和热解气出口，所述农林废弃物入口设置于所述第二热解气化炉的顶部，所述生物炭出口设置于所第二热解气化炉的底部，所述热解气出口设置于所述第二热解气化炉的中部。
8.根据权利要求4所述的生活垃圾与农林废弃物协同处理系统，其特征在于，还包括冷凝塔和油水分离器，所述第二热解气化炉、所述冷凝塔和所述油水分离器依次连通，所述冷凝塔用于冷却第二热解气化炉排出的热解气，所述油水分离器用于分离冷凝塔中的冷凝液。
9.根据权利要求4-8任一项所述的生活垃圾与农林废弃物协同处理系统，其特征在于，还包括生活垃圾破碎机，所述生活垃圾破碎机与所述烘干机相连通，用于将生活垃圾破碎。
10.根据权利要求4-8任一项所述的生活垃圾与农林废弃物协同处理系统，其特征在于，还包括农林废弃物破碎机，所述农林废弃物破碎机与所述第二热解气化炉相连通，用于破碎农林废弃物。
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