CN109647863A - 处理生活垃圾的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了处理生活垃圾的系统和方法，系统包括：分选单元，其具有生活垃圾入口、无机垃圾出口、筛上有机垃圾出口和筛下有机垃圾出口；厌氧发酵装置，其具有筛下有机垃圾入口和混合浆液出口；压滤装置，其具有混合浆液入口、滤液出口和压滤固体出口；干燥装置，其具有物料入口、壳体干燥热风入口、腔体干燥介质入口、壳体干燥冷风出口、干燥后物料出口和腔体气液混合物出口；热解装置，其具有热解物料入口、壳体热解热风入口、生物炭出口、热解油气出口和壳体热解冷风出口；催化气化装置，其自下而上设置气体分布板、一级过滤层、催化剂层和二级过滤层，气体分布板下方设有气化物料入口，二级过滤层上方设有可燃气出口。

Description

处理生活垃圾的系统和方法

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及处理生活垃圾的系统和方法。

背景技术

随着我国社会经济的快速发展和城市化进程的加快，城市生活生产过程中产生的废弃物也日益增多。城市生活垃圾成分复杂，含水率高，有机物含量高，随意堆放或处理不当，都将对周边大气、土壤以及水等造成二次污染。

目前国内城市生活垃圾主要的处理方法是垃圾填埋和垃圾焚烧发电。垃圾填埋并没有进行无害化处理，填埋垃圾中残留着大量的细菌病毒，填埋的垃圾需要多年的自然降解方能达到稳定状态，未稳定的垃圾会长时间的产生大量的沼气和渗滤液，对地下水和周围环境有着严重隐患。生活垃圾热值低，垃圾焚烧发电成本高昂，会产生大量有毒有害气体和飞灰，垃圾焚烧厂建设较难解决“邻避效应”。因此有必要设计一种新的集成式生活垃圾资源化处理系统及其处理方法，以克服上述问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理生活垃圾的系统和方法，采用该系统可以实现生活垃圾的无害化和资源化利用。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理生活垃圾的系统。根据本发明的实施例，所述系统包括：

分选单元，所述分选单元具有生活垃圾入口、无机垃圾出口、筛上有机垃圾出口和筛下有机垃圾出口；

厌氧发酵装置，所述厌氧发酵装置具有筛下有机垃圾入口、沼气出口和混合浆液出口，所述筛下有机垃圾入口与所述筛下有机垃圾出口相连；

压滤装置，所述压滤装置具有混合浆液入口、滤液出口和压滤固体出口，所述混合浆液入口与所述混合浆液出口相连；

干燥装置，所述干燥装置具有物料入口、壳体干燥热风入口、腔体干燥介质入口、壳体干燥冷风出口、腔体气液混合物出口和干燥后物料出口，所述物料入口与所述压滤固体出口和所述筛上有机垃圾出口相连，所述壳体干燥冷风出口与所述腔体干燥介质入口相连；

热解装置，所述热解装置具有热解物料入口、壳体热解热风入口、生物炭出口、热解油气出口和壳体热解冷风出口，所述热解物料入口与所述干燥后物料出口相连，所述壳体热解冷风出口与所述壳体干燥热风入口相连；

催化气化装置，所述催化气化装置内自下而上设置气体分布板、一级过滤层、催化剂层和二级过滤层，所述气体分布板下方设有气化物料入口，所述二级过滤层上方设有可燃气出口，所述气化物料入口和所述热解油气出口相连。

根据本发明实施例的处理生活垃圾的系统通过将生活垃圾进行分选处理，得到无机垃圾、筛上有机垃圾和筛下有机垃圾，然后对筛下有机垃圾进行厌氧发酵，得到沼气和混合浆液，一方面可以显著降低处理强度，另一方面，可以提高后续所得热解油气和可燃气品质，同时将混合浆液进行压滤，对混合浆液进行脱水，可以显著降低后续过程能耗，另外将压滤固体和筛上有机垃圾混合进行干燥处理后进行热解，可以避免垃圾中的重金属和二噁英超标，得到生物炭和热解油气，并将热解油气供给至催化气化装置中进行催化裂解，催化气化装置内的过滤层可以除去热解油气中的灰尘并起到蓄热的作用，催化剂层可以催化气化热解油气中的焦油产生可燃气，降低了焦油处理难度，同时可以吸附热解气中的二噁英重金属等有毒有害物质，得到清洁可燃气。由此，该系统针对城市生活垃圾成分复杂，有机物和水分含量高、热值低、处理残渣重金属和二噁英含量超标，资源化利用率低等问题，采取先分后合的思路，对不同性质的垃圾进行分质处理，同时针对热解气回用存在的水分含量高，燃烧不稳定以及焦油处置困难等问题采取系统内资源整合的处理方式，实现城市生活垃圾高效处理。

另外，根据本发明上述实施例的处理生活垃圾的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例，所述一级过滤层和所述二级过滤层分别独立地为陶瓷过滤板。由此，可以显著提高可燃气品质。

在本发明的一些实施例，上述处理生活垃圾的系统进一步包括：燃烧室，所述燃烧室具有燃料入口、空气入口和高温烟气出口，所述燃料入口与所述可燃气出口和所述沼气出口中的至少之一相连；配风室，所述配风室具有高温烟气入口、壳体干燥冷风入口和壳体热解热风出口，所述高温烟气入口与所述高温烟气出口相连，所述壳体干燥冷风入口与所述壳体干燥冷风出口相连，所述壳体热解热风出口与所述壳体热解热风入口相连。由此，可以实现系统能源资源化利用。

在本发明的一些实施例，所述干燥装置包括：内筒，所述物料入口、所述腔体干燥介质入口、所述腔体气液混合物出口和所述干燥后物料出口设在所述内筒上；旋转内轴，所述旋转内轴可旋转地设在所述内筒内且所述旋转内轴上设有间隔分布的抄板和推进板；外筒，所述外筒套设在所述内筒上，并且所述外筒与所述内筒之间形成热风流动空间，所述壳体干燥热风入口和所述壳体干燥冷风出口设在外筒上。由此，可以显著提高压滤固体的干燥效率。

在本发明的一些实施例，所述分选单元包括依次相连的磁选装置、破碎装置、风选装置和筛分装置。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种处理生活垃圾的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：

(1)将生活垃圾进行分选处理，以便得到无机垃圾、筛上有机垃圾和筛下有机垃圾；

(2)将所述筛下有机垃圾进行厌氧发酵处理，以便得到沼气和混合浆液；

(3)将所述混合浆液进行压滤处理，以便得到滤液和压滤固体；

(4)将所述压滤固体和所述筛上有机垃圾与壳体干燥热风间接接触且与腔体干燥介质直接接触进行干燥处理，以便得到壳体干燥冷风和干燥后物料，并将所述壳体干燥冷风的一部分与作为所述腔体干燥介质；

(5)将所述干燥后物料与壳体热解热风接触进行热解处理，以便得到生物炭、热解油气和壳体热解冷风，并将所述壳体热解冷风供给至步骤(4)中作为所述壳体干燥热风；

(6)将所述热解油气在催化剂下进行经催化裂解，以便得到可燃气。

根据本发明实施例的处理生活垃圾的方法通过将生活垃圾进行分选处理，得到无机垃圾、筛上有机垃圾和筛下有机垃圾，然后对筛下有机垃圾进行厌氧发酵，得到沼气和混合浆液，一方面可以显著降低处理强度，另一方面，可以提高后续所得热解油气和可燃气品质，同时将混合浆液混合进行压滤，对混合浆液进行脱水，可以显著降低后续过程能耗，另外将压滤固体和筛上有机垃圾混合进行干燥处理后进行热解，可以避免垃圾中的重金属和二噁英超标，得到生物炭和热解油气，并将热解油气供给至催化气化装置中进行催化裂解，催化气化装置内的过滤层可以除去热解油气中的灰尘并起到蓄热的作用，催化剂层可以催化气化热解油气中的焦油产生可燃气，降低了焦油处理难度，同时可以吸附热解气中的二噁英重金属等有毒有害物质，得到清洁可燃气。由此，该方法针对城市生活垃圾成分复杂，有机物和水分含量高、热值低、处理残渣重金属和二噁英含量超标，资源化利用率低等问题，采取先分后合的思路，对不同性质的垃圾进行分质处理，同时针对热解气回用存在的水分含量高，燃烧不稳定以及焦油处置困难等问题采取系统内资源整合的处理方式，实现城市生活垃圾高效处理。

另外，根据本发明上述实施例的处理生活垃圾的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，上述处理生活垃圾的方法进一步包括：(7)将所述沼气与所述可燃气中的至少之一进行混合燃烧，以便得到高温烟气；(8)将所述高温烟气和所述壳体干燥冷风的另一部分进行配风换热，以便得到壳体热解热风，并将所述壳体热解热风供给至步骤(5)中。由此，可以实现系统能源资源化利用。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述厌氧发酵处理的温度为30～38摄氏度。

在本发明的一些实施例中，所述催化剂为热解碳。由此，不仅可以催化气化焦油，而且可以吸附热解油气中的二噁英重金属等有毒物质。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的处理生活垃圾的系统结构示意图；

图2是根据本发明再一个实施例的处理生活垃圾的系统结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的处理生活垃圾的方法流程示意图；

图4是根据本发明再一个实施例的处理生活垃圾的方法流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理生活垃圾的系统。根据本发明的实施例，参考图1-2，该系统包括：分选单元100、厌氧发酵装置200、压滤装置300、干燥装置400、热解装置500和催化气化装置600。

根据本发明的实施例，参考图1，分选单元100具有生活垃圾入口101、无机垃圾出口102、筛上有机垃圾出口103和筛下有机垃圾出口104，且适于将生活垃圾进行分选处理，得到无机垃圾、筛上有机垃圾和筛下有机垃圾。根据本发明的一个具体实施例，分选单元包括依次相连的磁选装置、破碎装置、风选装置和筛分装置。具体的，将生活垃圾供给至磁选装置中进行磁选处理，回收生活垃圾中的金属，而非磁性的垃圾供给至选择破碎机中进行破碎处理，得到筛上垃圾供给至风选装置中进行风选，得到塑料废纸等筛上有机垃圾及部分有机垃圾，而选择破碎装置中得到的筛下物供给至滚筒筛分装置中进行筛分，得到的筛下物为含有玻璃渣土的无机垃圾(填埋处理)，而筛分得到的筛上物与风选装置得到的部分有机物合并称为筛下有机垃圾。

根据本发明的实施例，参考图1，厌氧发酵装置200具有筛下有机垃圾入口201、沼气出口202和混合浆液出口203，筛下有机垃圾入口201与筛下有机垃圾出口104相连，且适于将上述得到的筛下有机垃圾进行厌氧发酵处理，得到沼气和混合浆液。由此，通过将生活垃圾分选后的筛下有机垃圾进行厌氧发酵，得到沼气和混合浆液，一方面可以显著降低处理强度，另一方面，可以提高后续所得热解油气和可燃气品质。具体的，厌氧发酵的温度为30～38摄氏度。

根据本发明的实施例，参考图1，压滤装置300具有混合浆液入口301、滤液出口302和压滤固体出口303，混合浆液入口301与混合浆液出口203相连，且适于将上述发酵厌氧处理得到的混合浆液进行压滤处理，得到滤液和压滤固体。由此，将混合浆液进行压滤，对混合浆液进行脱水，从而可以显著降低后续过程能耗。具体的，压滤装置为板框压滤机，板框压滤机的压力为1.5～2.5MPa，压滤时间为1～5小时，得到的压滤固体中水含量为38～43wt％，并且在厌氧发酵装置和压滤装置之间可以布置缓冲罐，从而保证后续工段的连续进料。

根据本发明的实施例，参考图1，干燥装置400具有物料入口401、壳体干燥热风入口402、腔体干燥介质入口403、壳体干燥冷风出口404、干燥后物料出口405和腔体气液混合物出口406，物料入口401与筛上有机垃圾出口103和压滤固体出口303相连，壳体干燥冷风出口404与腔体干燥介质入口403相连，且适于将上述得到的筛上有机垃圾和压滤固体与壳体干燥热风进行间接接触且与腔体干燥介质直接接触换热，得到壳体干燥冷风和干燥后物料，并将壳体干燥冷风的一部分通过腔体干燥介质入口回用与压滤固体和筛上有机垃圾直接接触进行干燥。由此，采用直接加热和间接加热相结合的方式，兼具间接加热热风污染小、无需除水直接回用以及直接加热干燥水蒸气可及时被带出的优势，在保持干燥效率的同时，提高系统热效率，并保证蒸发出蒸汽的低含尘量。

根据本发明的一个具体实施例，参考图1，干燥装置400包括内筒41、旋转内轴42和外筒43，物料入口401、腔体干燥介质入口403、干燥后物料出口405和腔体气液混合物出口406设在内筒41上；旋转内轴42可旋转地设在内筒41内且旋转内轴42上设有间隔分布的抄板(未示出)和推进板(未示出)，其中，抄板可以对内筒内的物料进行搅拌，而推进板推动内筒内的物料前进。需要说明的是，抄板和推进板的设置类型并不受特别限制，只要能实现上述功能即可。外筒43套设在内筒41上，并且外筒43和内筒41之间形成干燥空间热风流动空间40，壳体干燥热风入口402和壳体干燥冷风出口404设在外筒43上。具体的，干燥装置为双筒结构，内筒和外筒保持不动，内筒内的旋转轴旋转，250～350℃的壳体干燥热风供给至外筒和内筒形成的热风流动空间，压滤固体和筛上有机垃圾与腔体干燥介质(100～200℃)供给至内筒中，在旋转内轴的旋转下搅拌物料和推进其前进，热风流动空间中换热后的壳体干燥冷风(100～200℃)继续供给至内筒中作为腔体干燥介质与压滤固体直接接触换热，干燥时间为40～75min，干燥后物料中水含量为10～20wt％。

根据本发明的实施例，参考图1，热解装置500具有热解物料入口501、壳体热解热风入口502、生物炭出口503、热解油气出口504和壳体热解冷风出口505，热解物料入口501与干燥后物料出口405相连，壳体热解冷风出口505与壳体干燥热风入口402相连，且适于将上述得到的干燥后物料与壳体热解热风间接换热进行热解处理，得到生物炭和热解油气以及壳体热解冷风，并将壳体热解冷风供给至干燥装置400作为壳体干燥热风使用。具体的，通过将上述的干燥后物料在绝氧状态下加热分解，产生热解油气和生物炭，并避免二噁英的产生。具体的，壳体热解热风的温度为700～950摄氏度，得到的壳体热解冷风的温度为250～450摄氏度，热解时间为20～60min，热解装置可以为旋转双筒热解机，壳体热解热风入口和壳体热解冷风出口设在外筒上，热解物料入口、生物炭出口、热解油气出口设在内筒上，热解机的进料系统采用活塞推杆密封，设有进料筒体、垂直活塞推杆、水平活塞推杆以及液压控制系统，进料过程中，物料在进料筒内通过堆积形成自身密封，隔绝筒体内部环境与外部联通，实现进料和密封一体化。

根据本发明的实施例，参考图1，催化气化装置600内自下而上设置气体分布板61、一级过滤层62、催化剂层63和二级过滤层64，气体分布板61下方设有气化物料入口601，二级过滤层64上方设有可燃气出口602，气化物料入口601和热解油气出口504相连，且适于将上述得到的热解油气供给至催化气化装置中，热解油气经气体分布板均匀分散后，经一级过滤层过滤后，去除热解油气中的灰尘并起到蓄热的作用，然后进行催化层，其中的焦油在催化剂的作用下催化裂解为可燃气，从而降低了焦油处理难度，并且催化剂层中的催化剂可以吸附热解气中的二噁英重金属等有毒有害物质，从而在提高可燃气产量的同时提高可燃气品质。具体的，一级过滤层和二级过滤层分别独立地为陶瓷过滤板，催化剂层中的催化剂为热解碳，并且催化热解的温度为750～900摄氏度。

根据本发明实施例的处理生活垃圾的系统通过将生活垃圾进行分选处理，得到无机垃圾、筛上有机垃圾和筛下有机垃圾，然后对筛下有机垃圾进行厌氧发酵，得到沼气和混合浆液，一方面可以显著降低处理强度，另一方面，可以提高后续所得热解油气和可燃气品质，同时将混合浆液进行压滤，对混合浆液进行脱水，可以显著降低后续过程能耗，另外将压滤固体和筛上有机垃圾混合进行干燥处理后进行热解，可以避免垃圾中的重金属和二噁英超标，得到生物炭和热解油气，并将热解油气供给至催化气化装置中进行催化裂解，催化气化装置内的过滤层可以除去热解油气中的灰尘并起到蓄热的作用，催化剂层可以催化气化热解油气中的焦油产生可燃气，降低了焦油处理难度，同时可以吸附热解气中的二噁英重金属等有毒有害物质，得到清洁可燃气。由此，该系统针对城市生活垃圾成分复杂，有机物和水分含量高、热值低、处理残渣重金属和二噁英含量超标，资源化利用率低等问题，采取先分后合的思路，对不同性质的垃圾进行分质处理，同时针对热解气回用存在的水分含量高，燃烧不稳定以及焦油处置困难等问题采取系统内资源整合的处理方式，实现城市生活垃圾高效处理。

根据本发明的实施例，参考图2，上述处理生活垃圾的系统进一步包括：燃烧室700和配风室800。

根据本发明的一个实施例，燃烧室700具有燃料入口701、空气入口702和高温烟气出口703，燃料入口701与可燃气出口602和沼气出口202相连，且适于将厌氧发酵过程中得到的沼气和气化过程得到的可燃气中的至少之一与空气混合进行燃烧，得到高温烟气。具体的，可以根据需要补充清洁燃料，例如天然气、合成气、净化后煤气等。

根据本发明的再一个实施例，配风室800具有高温烟气入口801、壳体干燥冷风入口802和壳体热解热风出口803，高温烟气入口801与高温烟气出口703相连，壳体干燥冷风入口802与壳体干燥冷风出口404相连，壳体热解热风出口803与壳体热解热风入口502相连，且适于将干燥装置得到的壳体干燥冷风的另一部分与燃烧室得到的高温烟气进行配风换热，得到壳体热解热风，并将得到的壳体热解热风供给至热解装置作为壳体热解热风使用。

如上所述，根据本发明实施例的处理生活垃圾的系统可具有选自下列的优点至少之一：

(1)处理方式实现分级分质：首选通过分选系统将城市生活垃圾进行分选，获取可燃筛上物和有机筛下物，之后采取先分后合的处理方式，提高处理效率的同时，实现沼气和混合浆液和热解气的系统内资源化利用，处理效率和资源化程度均得到很大的提高；

(2)干化速率快、热效率高：采用直接加热和间接加热相结合的方式，兼具间接加热热风污染小、无需除水直接回用以及直接加热干燥水蒸气可及时被带出的优势，在保持干燥效率的同时，提高系统热效率，并保证蒸发出蒸汽的低含尘量；

(3)装置能耗低、效率高：本发明采用的干燥机及干馏炉均采用内轴旋转，外筒不动，且在内轴设置间隔交错分布的抄板，在提高热传递效率的同时，增加了物料的搅拌，极大的提高了加热介质与物料的接触面积，提高热解效率。

(4)系统内资源整合，实现热解气的高效净循环：热解产生的热解气(气体和焦油)高温进入催化气化系统，以系统自产生的热解炭为催化剂与系统自产水蒸气发生反应，实现焦油裂解气化，产生更多可燃气，并同时除去热解气中的二噁英和重金属，多重优势显著。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种处理生活垃圾的方法。根据本发明的实施例，参考图3-4，该方法包括：

S100：将生活垃圾进行分选处理

该步骤中，将生活垃圾进行分选处理，得到无机垃圾、筛上有机垃圾和筛下有机垃圾。根据本发明的一个具体实施例，分选处理包括依次相连的磁选处理、破碎处理、风选处理和筛分处理。具体的，将生活垃圾供给至磁选装置中进行磁选处理，回收生活垃圾中的金属，而非磁性的垃圾供给至选择破碎机中进行破碎处理，得到筛上垃圾供给至风选装置中进行风选，得到塑料废纸等筛上有机垃圾及部分有机垃圾，而选择破碎装置中得到的筛下物供给至滚筒筛分装置中进行筛分，得到的筛下物为含有玻璃渣土的无机垃圾(填埋处理)，而筛分得到的筛上物与风选装置得到的部分有机物合并称为筛下有机垃圾。

S200：将筛下有机垃圾进行厌氧发酵处理

该步骤中，将上述得到的筛下有机垃圾进行厌氧发酵处理，得到沼气和混合浆液。由此，通过将生活垃圾分选后的筛下有机垃圾进行厌氧发酵，得到沼气和混合浆液，一方面可以显著降低处理强度，另一方面，可以提高后续所得热解油气和可燃气品质。具体的，厌氧发酵的温度为30～38摄氏度。

S300：将混合浆液进行压滤处理

该步骤中，将上述发酵厌氧处理得到的混合浆液进行压滤处理，得到滤液和压滤固体。由此，将混合浆液进行压滤，对混合浆液进行脱水，可以显著降低后续过程能耗具体的，压滤装置为板框压滤机，板框压滤机的压力为1.5～2.5MPa，压滤时间为1～5小时，得到的压滤固体中水含量为38～43wt％，并且在厌氧发酵装置和压滤装置之间可以布置缓冲罐，从而保证后续工段的连续进料。

S400：将压滤固体和筛上有机垃圾与壳体干燥热风间接接触且与腔体干燥介质直接接触进行干燥处理，并将壳体干燥冷风的一部分与作为腔体干燥介质

该步骤中，将上述得到的筛上有机垃圾和压滤固体与壳体干燥热风进行间接接触且与腔体干燥介质直接接触换热，得到壳体干燥冷风、干燥后物料和腔体气液混合物，并将壳体干燥冷风的一部分通过腔体干燥介质入口回用与压滤固体和筛上有机垃圾直接接触进行干燥。由此，采用直接加热和间接加热相结合的方式，兼具间接加热热风污染小、无需除水直接回用以及直接加热干燥水蒸气可及时被带出的优势，在保持干燥效率的同时，提高系统热效率，并保证蒸发出蒸汽的低含尘量。

S500：将干燥后物料与壳体热解热风接触进行热解处理，并将壳体热解冷风供给至步骤S400

该步骤中，将上述得到的干燥后物料与壳体热解热风间接接触进行热解，得到生物炭、热解油气和壳体热解冷风，并将壳体热解冷风供给至步骤S400作为壳体干燥热风使用。具体的，通过将上述的干燥后物料在绝氧状态下加热分解，产生热解油气和生物炭，并避免二噁英的产生。具体的，壳体热解热风的温度为700～950摄氏度，得到的壳体热解冷风的温度为250～450摄氏度，热解时间为20～60min，热解装置可以为旋转双筒热解机，壳体热解热风入口和壳体热解冷风出口设在外筒上，热解物料入口、生物炭出口、热解油气出口设在内筒上，热解机的进料系统采用活塞推杆密封，设有进料筒体、垂直活塞推杆、水平活塞推杆以及液压控制系统，进料过程中，物料在进料筒内通过堆积形成自身密封，隔绝筒体内部环境与外部联通，实现进料和密封一体化。

S600：将热解油气在催化剂下进行经催化裂解

该步骤中，将上述得到的热解油气供给至催化气化装置中，热解油气经气体分布板均匀分散后，经一级过滤层过滤后，去除热解油气中的灰尘并起到蓄热的作用，然后进行催化层，其中的焦油在催化剂的作用下催化裂解为可燃气，从而降低了焦油处理难度，并且催化剂层中的催化剂可以吸附热解气中的二噁英重金属等有毒有害物质，从而在提高可燃气产量的同时提高可燃气品质。具体的，一级过滤层和二级过滤层分别独立地为陶瓷过滤板，催化剂层中的催化剂为热解碳，并且催化热解的温度为750～900摄氏度。

根据本发明实施例的处理生活垃圾的方法通过将生活垃圾进行分选处理，得到无机垃圾、筛上有机垃圾和筛下有机垃圾，然后对筛下有机垃圾进行厌氧发酵，得到沼气和混合浆液，一方面可以显著降低处理强度，另一方面，可以提高后续所得热解油气和可燃气品质，同时将混合浆液进行压滤，对混合浆液进行脱水，可以显著降低后续能耗，另外将压滤固体和筛上有机垃圾混合进行干燥处理后进行热解，可以避免垃圾中的重金属和二噁英超标，得到生物炭和热解油气，并将热解油气供给至催化气化装置中进行催化裂解，催化气化装置内的过滤层可以除去热解油气中的灰尘并起到蓄热的作用，催化剂层可以催化气化热解油气中的焦油产生可燃气，降低了焦油处理难度，同时可以吸附热解气中的二噁英重金属等有毒有害物质，得到清洁可燃气。由此，该方法针对城市生活垃圾成分复杂，有机物和水分含量高、热值低、处理残渣重金属和二噁英含量超标，资源化利用率低等问题，采取先分后合的思路，对不同性质的垃圾进行分质处理，同时针对热解气回用存在的水分含量高，燃烧不稳定以及焦油处置困难等问题采取系统内资源整合的处理方式，实现城市生活垃圾高效处理。

根据本发明的实施例，参考与4，上述处理生活垃圾的方法进一步包括：

S700：将沼气和可燃气中的至少之一与空气进行混合燃烧

该步骤中，将厌氧发酵过程中得到的沼气和气化过程中得到的可燃气中的至少之一与空气混合进行燃烧，得到高温烟气。具体的，可以根据需要补充清洁燃料，例如天然气、合成气、净化后煤气等。

S800：将高温烟气和壳体干燥冷风的另一部分进行配风换热，并将壳体热解热风供给至步骤S500

该步骤中，将干燥过程得到的壳体干燥冷风的另一部分与步骤S700得到的高温烟气进行配风换热，得到壳体热解热风，并将得到的壳体热解热风供给至步骤S500的热解过程作为壳体热解热风使用。

需要说明的是，本申请的处理生活垃圾的方法可以是采用上述的处理生活垃圾的系统，因此上述针对处理生活垃圾的系统所描述的特征和优点同样适用于该处理生活垃圾的方法，此处不再赘述。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

将含水率50％的城市生活垃圾经过磁选、破碎、风选和滚筒破碎筛分，获取金属物回收、渣土玻璃等无机物填埋、筛上有机垃圾以及筛下有机垃圾；筛下有机垃圾置入厌氧发酵罐，在30℃下厌氧发酵，直至发酵完全后出料，得到沼气和混合浆液，混合浆液送入后端连接的缓冲仓，并通过泵打入板框压滤机，在1.5MPa压力下压滤5h获取含水量40wt％的压滤固体，后经破碎至≤5mm后，与筛上有机垃圾混合共同输送至干燥单元，在350℃壳体干燥热风间接加热及150℃腔体干燥介质直接加热条件下干燥30min，获得含水率20.3wt％的干燥后混合物料和150℃壳体干燥冷风，换热后的100℃的腔体干燥介质净化后排放，并将壳体干燥冷风的一部分作为腔体干燥介质与干燥后混合物料直接送至热解炉，干燥后混合物料与800℃的壳体热解热风间接换热30min，得到生物炭、热解油气和壳体热解冷风，并将得到的350℃壳体热解冷风供给至干燥装置中作为壳体干燥热风使用，得到的热解油气热送至催化气化装置中在850℃下处理20min，产生可燃气；生物炭经带冷却装置的出料装置输出后进入带冷却装置的筛分室进行筛分，之后进行资源化利用，厌氧发酵装置中得到的沼气和催化气化装置中得到的可燃气供给供给至燃烧室燃烧产生的高温烟气与干燥装置中的得到的壳体干燥冷风的另一部分配风换热后得到的750℃的壳体热解热风回用于热解气化装置作为壳体热解热风使用。

实施例2

将含水率50％的城市生活垃圾经过磁选、破碎、风选和滚筒破碎筛分，获取金属物回收、渣土玻璃等无机物填埋、筛上有机垃圾以及筛下有机垃圾；筛下有机垃圾置入厌氧发酵罐，在38℃下厌氧发酵，直至发酵完全后出料，得到沼气和混合浆液，混合浆液送入后端连接的缓冲仓，并通过泵打入板框压滤机，在2.0MPa压力下压滤4h获取含水量37wt％的压滤固体，后经破碎至≤5mm后，与筛上有机垃圾混合共同输送至干燥单元，在250℃壳体干燥热风间接加热及120℃腔体干燥介质直接加热条件下干燥40min，获得含水率26.1wt％的干燥后混合物料和120℃壳体干燥冷风，换热后的100℃的腔体干燥介质净化后排放，并将壳体干燥冷风的一部分作为腔体干燥介质与干燥后混合物料直接送至热解炉，干燥后混合物料与900℃的壳体热解热风间接换热30min，得到生物炭、热解油气和壳体热解冷风，并将得到的250℃壳体热解冷风供给至干燥装置中作为壳体干燥热风使用，得到的热解油气热送至催化气化装置中在950℃下处理30min，产生可燃气；生物炭经带冷却装置的出料装置输出后进入带冷却装置的筛分室进行筛分，之后进行资源化利用，厌氧发酵装置中得到的沼气和催化气化装置中得到的可燃气供给供给至燃烧室燃烧产生的高温烟气与干燥装置中的得到的壳体干燥冷风的另一部分配风换热后得到的900℃的壳体热解热风回用于热解气化装置作为壳体热解热风使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种处理生活垃圾的系统，其特征在于，包括：

分选单元，所述分选单元具有生活垃圾入口、无机垃圾出口、筛上有机垃圾出口和筛下有机垃圾出口；

厌氧发酵装置，所述厌氧发酵装置具有筛下有机垃圾入口、沼气出口和混合浆液出口，所述筛下有机垃圾入口与所述筛下有机垃圾出口相连；

压滤装置，所述压滤装置具有混合浆液入口、滤液出口和压滤固体出口，所述混合浆液入口与所述混合浆液出口相连；

干燥装置，所述干燥装置具有物料入口、壳体干燥热风入口、腔体干燥介质入口、壳体干燥冷风出口、腔体气液混合物出口和干燥后物料出口，所述物料入口与所述压滤固体出口和所述筛上有机垃圾出口相连，所述壳体干燥冷风出口与所述腔体干燥介质入口相连；

热解装置，所述热解装置具有热解物料入口、壳体热解热风入口、生物炭出口、热解油气出口和壳体热解冷风出口，所述热解物料入口与所述干燥后物料出口相连，所述壳体热解冷风出口与所述壳体干燥热风入口相连；

催化气化装置，所述催化气化装置内自下而上设置气体分布板、一级过滤层、催化剂层和二级过滤层，所述气体分布板下方设有气化物料入口，所述二级过滤层上方设有可燃气出口，所述气化物料入口和所述热解油气出口相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一级过滤层和所述二级过滤层分别独立地为陶瓷过滤板。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，进一步包括：

燃烧室，所述燃烧室具有燃料入口、空气入口和高温烟气出口，所述燃料入口与所述可燃气出口和所述沼气出口中的至少之一相连；

配风室，所述配风室具有高温烟气入口、壳体干燥冷风入口和壳体热解热风出口，所述高温烟气入口与所述高温烟气出口相连，所述壳体干燥冷风入口与所述壳体干燥冷风出口相连，所述壳体热解热风出口与所述壳体热解热风入口相连。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述干燥装置包括：

内筒，所述物料入口、所述腔体干燥介质入口、所述腔体气液混合物出口和所述干燥后物料出口设在所述内筒上；

旋转内轴，所述旋转内轴可旋转地设在所述内筒内且所述旋转内轴上设有间隔分布的抄板和推进板；

外筒，所述外筒套设在所述内筒上，并且所述外筒与所述内筒之间形成热风流动空间，所述壳体干燥热风入口和所述壳体干燥冷风出口设在外筒上。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分选单元包括依次相连的磁选装置、破碎装置、风选装置和筛分装置。

6.一种处理生活垃圾的方法，其特征在于，包括：

(1)将生活垃圾进行分选处理，以便得到无机垃圾、筛上有机垃圾和筛下有机垃圾；

(2)将所述筛下有机垃圾进行厌氧发酵处理，以便得到沼气和混合浆液；

(3)将所述混合浆液进行压滤处理，以便得到滤液和压滤固体；

(4)将所述压滤固体和所述筛上有机垃圾与壳体干燥热风间接接触且与腔体干燥介质直接接触进行干燥处理，以便得到壳体干燥冷风和干燥后物料，并将所述壳体干燥冷风的一部分与作为所述腔体干燥介质；

(5)将所述干燥后物料与壳体热解热风接触进行热解处理，以便得到生物炭、热解油气和壳体热解冷风，并将所述壳体热解冷风供给至步骤(4)中作为所述壳体干燥热风；

(6)将所述热解油气在催化剂下进行经催化裂解，以便得到可燃气。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括：

(7)将所述沼气与所述可燃气中的至少之一进行混合燃烧，以便得到高温烟气；

(8)将所述高温烟气和所述壳体干燥冷风的另一部分进行配风换热，以便得到壳体热解热风，并将所述壳体热解热风供给至步骤(5)中。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述厌氧发酵处理的温度为30～38摄氏度。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述催化剂为热解碳。