CN110925770A

CN110925770A - 新型有机垃圾热解装置及有机垃圾热解方法

Info

Publication number: CN110925770A
Application number: CN201911327829.1A
Authority: CN
Inventors: 陆强; 阳实秀
Original assignee: Hunan Huarenhongshun Technology Co Ltd
Current assignee: Hunan Huarenhongshun Technology Co Ltd
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2020-03-27

Abstract

本发明实施例提供了一种新型有机垃圾热解装置，包括热解室、中心烟气室、外壁烟气室和保温层。热解室为圆柱筒状，中心烟气室为中空的圆柱体，其同心设置于热解室内，可在电机驱动器驱动下旋转，其外壁固定连接有螺旋叶片；环绕热解室外壁设置有外壁烟气室；保温层包覆在外壁烟气室外侧，中心烟气出口通过烟气管连接壁面烟气进口。通过设置的二烟气室在热解室的内侧与外侧同时加热垃圾物料，增大了垃圾物料受热面积，受热更加均匀，实现垃圾物料快速热解，减少二次裂解反应的发生，减少结焦；通过螺旋叶片搅拌垃圾物料，使物料在热解室内受热更加均匀，挥发分更快析出，进一步提升热解速度。本发明实施例还提供了一种有机垃圾热解方法。

Description

新型有机垃圾热解装置及有机垃圾热解方法

技术领域

本发明属于垃圾热解处理技术领域，特别涉及一种新型有机垃圾热解装置。本发明还提供了使用上述新型有机垃圾热解装置的有机垃圾热解方法。

背景技术

生活主要组成包括餐厨余物、废塑料、废纸、废织物、玻璃碎片、竹木、废金属、橡胶、泥土等，已经成为当今世界公害之一。生活垃圾直接堆放或简易填埋都会向大气中释放大量的有害气体，其中还含有致癌、致畸物，会传播病菌和疾病，严重威胁自然生态环境和人体健康。生活垃圾为多种有机质混合的低品质燃料，随着社会的发展和人民生活水平的提高，生活垃圾的产率和产量均不断增加，其中有机质的含量也不断的提高，将生活垃圾转化为有效的能源物质同时实现垃圾减量化，对我国生态环境保护和国民经济发展都有着重要意义。

当前，热解技术已成为生活垃圾中有机质处理的重要方法。热解是在缺氧或无氧环境下，将有机物高温受热分解形成可燃性低分子化合物的过程，热解产物一般有热解焦、热解油和热解气。有机垃圾热解技术在实现垃圾无害化、减量化和资源化处理的同时，还能有效改善垃圾焚烧产生的二噁英污染问题。

由于垃圾成分复杂，常规垃圾热解技术处理过程中还存在一系列问题，包括：有机垃圾物料在热解装置内受热不均匀出现受热不均，反应器内部易结焦产生热滞，热解效率低；采用固体或气体热载体加热，分离难度大，产物复杂，后续处理成本高；设备复杂，操作困难，物料适应性低等。因此，开发出一种高效、简单的新型垃圾热解设备，解决有机垃圾热解过程中受热不均匀等问题，具有重大的意义。

发明内容

本发明要解决的是现有技术中有机物垃圾热解过程中受热不均匀，热解效率低的问题，提供一种新型有机垃圾热解装置及有机垃圾热解方法，可使有机垃圾物料均匀受热，减少反应器内结焦，提高热解效率。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供的一种新型有机垃圾热解装置，包括热解室、中心烟气室、外壁烟气室和保温层，其中：

所述热解室为圆柱筒状，所述中心烟气室为中空的圆柱体，其同心设置于所述热解室内，并通过旋转接头与所述热解室外部的电机驱动器连接，所述中心烟气室外壁固定连接有螺旋叶片，所述螺旋叶片在所述电机驱动器驱动下随所述中心烟气室在所述热解室内旋转；环绕所述热解室外壁设置有所述外壁烟气室；所述保温层包覆在所述外壁烟气室外侧；所述中心烟气室两端分别设有中心烟气进口和中心烟气出口，所述外壁烟气室两端分别设有壁面烟气进口和壁面烟气出口，所述中心烟气出口通过烟气管连接所述壁面烟气进口。

优选地，所述螺旋叶片与所述热解室内壁间距为2～5mm。

优选地，所述保温层的材料为浇注料或陶瓷纤维。

优选地，所述烟气管外壁也包覆有保温材料。

本发明实施例还提供了一种有机垃圾热解方法，使用上述新型有机垃圾热解装置，包括以下步骤：

1.去除垃圾中的无机物，将分选出的有机垃圾破碎为垃圾物料后送入所述热解室；

2.所述热解室中的垃圾物料在螺旋叶片搅拌下脱水，部分熔融，发生热解反应；

3.将外部的高温烟气送入所述中心烟气室内，与所述热解室中的物料进行第一次换热，将第一次换热后的高温烟气送入所述外壁烟气室内；

4.所述外壁烟气室内的高温烟气与所述热解室中的物料进行第二次换热，将第二次换热后的高温烟气排出；

5.将所述热解室内热解产生的高温油气和热解固体分别排出。

作为所述步骤1的优选，所述有机垃圾破碎的粒径范围小于50mm。

作为所述步骤2的优选，所述热解室内反应温度控制在500～800℃。

优选地，所述步骤3中的中心烟气室内高温烟气温度控制在700～900℃。

优选地，所述步骤4中的外壁烟气室内高温烟气温度控制在600～700℃。

本发明实施例的上述技术方案中，有机垃圾热解装置设置有中心烟气室和外壁烟气室，分别在热解室的内侧与外侧与热解室内的垃圾物料换热；通过热解室内设置的螺旋叶片对垃圾物料进行搅拌和输送，其有益效果如下：

通过设置的二烟气室在热解室的内侧与外侧同时加热垃圾物料，相比传统的外壁式传热热解技术，增大了垃圾物料热解的受热面积，使物料受热均匀，实现垃圾物料快速热解，减少二次裂解反应的发生，减少因受热面的结焦产生的热滞现象；通过螺旋叶片搅拌垃圾物料，使物料在热解室内受热更加均匀，挥发分更快析出，进一步提升热解速度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的新型有机垃圾热解装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的有机垃圾热解方法步骤流程图。

[主要元件符号说明]

1-热解室；11-进料口；12-出料口；13-热解气出口；14-螺旋叶片；15-旋转接头；16-电机驱动器；2-中心烟气室；21-中心烟气进口；22-中心烟气出口；23-烟气管；3-外壁烟气室；31-壁面烟气进口；32-壁面烟气出口；4-保温层。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有的问题，提供新型有机垃圾热解装置及有机垃圾热解方法，可使有机垃圾物料均匀受热，减少反应器内结焦，提高热解效率。

为了实现上述技术方案，本发明的实施例提供了一种新型有机垃圾热解装置，包括热解室1、中心烟气室2、外壁烟气室3和保温层4。

热解室1为圆柱筒，中心烟气室2为中空的圆柱体，其同心设置于热解室1内，并通过旋转接头与热解室1外部的电机驱动器16连接，中心烟气室2可在电机驱动器16带动下转动；中心烟气室2外壁固定连接有螺旋叶片14，螺旋叶片14可中心烟气室2在热解室1内旋转；环绕热解室1外壁设置有外壁烟气室3；保温层4包覆在外壁烟气室3外侧；中心烟气室2两端分别设有中心烟气进口21和中心烟气出口22，外壁烟气室3两端分别设有壁面烟气进口31和壁面烟气出口32，中心烟气出口22通过烟气管23连接壁面烟气进口31。

实施例1

一种新型有机垃圾热解装置，如图1所示，包括热解室1、进料口11、出料口12、热解气出口13、螺旋叶片14、旋转接头15、电机驱动器16、中心烟气室2、中心烟气进口21、中心烟气出口22、烟气管23、外壁烟气室3、壁面烟气进口31和壁面烟气出口32。

该新型有机垃圾热解装置整体外形为圆柱形，热解室1为圆柱筒，有机垃圾物料的热解在热解室1内进行；热解室1上一端顶部为进料口11，另一端底部为出料口12，顶部为热解气出口13。

中心烟气室2设置于热解室1内部，为与热解室1同心设置的中空圆柱，中心烟气室2两端分别开有中心烟气进口21和中心烟气出口22，在中心烟气进口21和中心烟气出口22处均设置有旋转接头15，因此中心烟气室2可在热解室1转动；中心烟气室2通过旋转接头15与外部的电机驱动器16转动轴连接，可在电机驱动器16驱动下转动；中心烟气室2外壁固定连接有螺旋叶片14，螺旋叶片14随中心烟气室2转动时可对热解室1内的有机垃圾物料进行搅动和输送，螺旋叶片14与热解室1内壁间距为2～5mm，本实施例中间距为3mm。

外壁烟气室3环绕设置于热解室1外，外壁烟气室3两端分别设置有壁面烟气进口31和壁面烟气出口32；外壁烟气室3外侧设置有保温层4，保温材料可选择浇注料、陶瓷纤维等。

中心烟气出口22通过烟气管23连接壁面烟气进口31，烟气管23外壁也可包覆保温材料，以减少热量损失；外部高温烟气由中心烟气进口21送入中心烟气室2，在热解室1内侧与垃圾物料换热；换热后的烟气自中心烟气出口22通过烟气管23送入外壁烟气室3中，在热解室1外侧与垃圾物料换热，最终换热后的烟气通过壁面烟气出口32从外壁烟气室3中排出。

为了更好地实现上述技术方案，本发明还提供了一种有机垃圾热解方法，使用上述新型有机垃圾热解装置，如图2所示，包括以下步骤：

S1.去除垃圾中的无机物，将分选出的有机垃圾破碎为垃圾物料后送入热解室；

S2.热解室中的垃圾物料在螺旋叶片搅拌下脱水，部分熔融，发生热解反应；

S3.将外部的高温烟气送入中心烟气室内，与热解室中的物料进行第一次换热，将第一次换热后的高温烟气送入外壁烟气室内；

S4.外壁烟气室内的高温烟气与热解室中的物料进行第二次换热，将第二次换热后的高温烟气排出；

S5.将热解室内热解产生的高温油气和热解固体分别排出。

实施例2

某有机垃圾热解处理过程：

某垃圾站的生活垃圾，具体组分如下：

处理过程如下：

1.经分选去除渣土、碎玻璃、金属等无机物后的有机垃圾经破碎后送入热解室内；

2.在热解室内，在螺旋叶片搅拌输送下，有机垃圾进行脱水，部分熔融并发生热解反应；

3.将外部的高温烟气送入中心烟气室内，与热解室中的物料进行第一次换热，将第一次换热后的高温烟气通过烟气管送入外壁烟气室内；

4.外壁烟气室内的高温烟气与热解室中的物料进行第二次换热，将第二次换热后的高温烟气由外壁烟气出口排出；

5.垃圾物料在热解室内热解产生的高温油气由热解气出口排出，热解固体有出料口排出。

其中：

步骤1中，所述垃圾主要包括餐厨余物、废塑料、废纸、废织物等，有机垃圾破碎后的粒径范围<50mm；

步骤2中，热解室内反应温度控制在500～800℃，本实施例中温度控制为800℃。

步骤3中，中心烟气室内高温烟气温度控制在700～900℃，本实施例中温度控制为900℃。

步骤4中，外壁烟气室内高温烟气温度控制在600～700℃，本实施例中温度控制为700℃。

最终，三相产物的产率如下表：

产物	热解炭	热解液	热解气
				产率(％)	8.5	47.3	44.2

上述新型有机垃圾热解装置及有机垃圾热解方法的实施例，用烟气在热解室内外侧同时加热，增加了受热面积使垃圾受热更加均匀，实现了快速热解，减少二次裂解反应的发生，从而减少受热面的结焦产生的热滞现象，其不仅适用于处理有机垃圾物料，还可适用于生物质、污泥、含油污泥等有机固体的热解，解决了常规垃圾热解装置面临的技术难点。

对于上述的本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识未作过多描述；各实施例采用递进的方式描述，各实施例中所涉及到的技术特征在彼此之间不构成冲突的前提下可以相互组合，各实施例之间相同相似部分互相参见即可。在本发明的描述中，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。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种新型有机垃圾热解装置，包括圆柱筒状的热解室(1)，其特征在于，还包括中心烟气室(2)、外壁烟气室(3)和保温层(4)，其中：

所述中心烟气室(2)为中空的圆柱体，其同心设置于所述热解室(1)内，并通过旋转接头与所述热解室(1)外部的电机驱动器(16)连接，所述中心烟气室(2)外壁固定连接有螺旋叶片(14)，所述螺旋叶片(14)在所述电机驱动器(16)驱动下随所述中心烟气室(2)在所述热解室(1)内旋转；环绕所述热解室(1)外壁设置有所述外壁烟气室(3)；所述保温层(4)包覆在所述外壁烟气室(3)外侧；

所述中心烟气室(2)两端分别设有中心烟气进口(21)和中心烟气出口(22)，所述外壁烟气室(3)两端分别设有壁面烟气进口(31)和壁面烟气出口(32)，所述中心烟气出口(22)通过烟气管(23)连接所述壁面烟气进口(31)。

2.根据权利要求1所述的新型有机垃圾热解装置，其特征在于，所述螺旋叶片(14)与所述热解室(1)内壁间距为2～5mm。

3.根据权利要求1所述的新型有机垃圾热解装置，其特征在于，所述保温层(4)的材料为浇注料或陶瓷纤维。

4.根据权利要求1所述的新型有机垃圾热解装置，其特征在于，所述烟气管(23)外壁包覆有保温材料。

5.一种使用权利要求1至4任一项所述的新型有机垃圾热解装置的有机垃圾热解方法，其特征在于，包括以下步骤：

①去除垃圾中的无机物，将分选出的有机垃圾破碎为垃圾物料后送入所述热解室；

②所述热解室中的垃圾物料在螺旋叶片搅拌下脱水，部分熔融，发生热解反应；

③将外部的高温烟气送入所述中心烟气室内，与所述热解室中的物料进行第一次换热，将第一次换热后的高温烟气送入所述外壁烟气室内；

④所述外壁烟气室内的高温烟气与所述热解室中的物料进行第二次换热，将第二次换热后的高温烟气排出；

⑤将所述热解室内热解产生的高温油气和热解固体分别排出。

6.根据权利要求5所述的有机垃圾热解方法，其特征在于，所述步骤①中，所述有机垃圾破碎的粒径范围小于50mm。

7.根据权利要求5所述的有机垃圾热解方法，其特征在于，所述步骤②中，所述热解室内反应温度控制在500～800℃。

8.根据权利要求5所述的有机垃圾热解方法，其特征在于，所述步骤③中，所述中心烟气室内高温烟气温度控制在700～900℃。

9.根据权利要求5所述的有机垃圾热解方法，其特征在于，所述步骤④中，所述外壁烟气室内高温烟气温度控制在600～700℃。