CN111534311A - 双室有机固体废弃物热解装置与热解方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了双室有机固体废弃物热解装置及热解方法。所述装置包括料斗、进料系统、热解系统、固体收集系统、余热利用系统、燃烧系统和尾气处理系统。其中，热解系统主要包括反应室、缓冲室、搅拌桨、旋转内筒及其他辅助结构。有机固废原料进入反应室后，由搅拌桨翻动保证均匀受热；待原料减量后，将热解剩余物送入缓冲室中继续热解，直到热解完全后将焦炭和残渣排出，反应室开始进料进行下一轮热解；热解气被用于燃烧提供能量，实现半自热式热解过程；燃烧产生的热烟气向热解供热及预热冷空气后，由尾气处理系统净化排空。所述装置具有物料适用性广、反应受热均匀、系统热量及空间利用率高、排放清洁等优点。

Description

双室有机固体废弃物热解装置与热解方法

技术领域

本发明属于有机固废无害化处理技术领域，特别涉及一种双室有机固体废弃物热解装置。本发明还提供了一种使用所述双室有机固体废弃物热解装置的有机固体废弃物热解方法。

背景技术

有机固体废弃物指的是在生产、生活或其他活动中产生的丧失原有利用价值或虽未丧失利用价值但被抛弃的固体有机物，主要包括生活垃圾、污泥、农林废弃物等等。随着我国社会经济的快速发展，在工业、农业、生活等各个领域产生的有机固体废弃物越来越多，有机固废的处理已经开始成为关系到我国生态文明建设的关键问题。

有机固废的常规处理方法包括填埋、焚烧、发酵、堆肥等，当前仍然以填埋作为主要的处理手段。虽然填埋方式操作简单、适应性广，但是所需处理时间很长，同时需要占用大量土地，并会产生废水、废气污染土壤和水源；堆肥和发酵能够利用微生物将有机固废中的有机质分解，但是对生活垃圾以及工业废弃物中的氯、重金属等有毒物质难以处理；高温焚烧虽然能够快速减重减量并获得可利用的热能，但是在燃烧过程中极易释放出二噁英等剧毒物质，易造成二次污染。

近年来，有机固废的热解处理技术正引起越来越多的关注。采用热解技术来处理有机固体废弃物，具有原料适应广、处理周期短、转化率高并能通过绝氧环境遏制二噁英等有毒有害物质的生成等优点，在无害化处理的同时还可以联产特定产物，是一种高效的有机固体废弃物处理方式。目前针对煤、生物质等原料的热解技术已较为成熟，但对于一般的有机固废，例如生活垃圾、污泥等有机固废含水量大，会随天气、来源等变化而波动，需要热解装置具备较大的热量供应，现有热解装置大多难以适应；同时，有机固废的成分极为复杂且波动大，需要热解装置能够迅速调整工况；有机固废中又往往含有大量氯、重金属等污染元素，需要热解装置能够进行处理或固定，避免二次污染；此外，有机固废大多导热性差，需要热解装置具有非常好的传热性能，以保证有机固废能够充分热解，同时缩短反应时间、降低能耗。

在目前主流的热解反应器中，固定床反应器虽然具有处理量大，针对不同种类的有机固废适应性强的优点，但其传热不均匀，难以灵活调控热解条件；流化床反应器虽然传热效果好，反应条件调控灵活，但是对有机固废的成分及尺寸要求严格，适应性差；旋转式反应器虽然混合效果好，但是无法避免内层结渣，难以反应完全，同时功耗较大；搅拌式反应器虽然能够利用搅拌桨混合物料，达到均匀热解，但是也具有间歇运行带来的能量利用率低以及热解后期物料体积锐减带来的空间利用率低等问题。因此，开发可以克服以上缺点的新的有机固废热解处理装置及相应的处理工艺，是目前研制有机固废热解反应器的重点。

发明内容

本发明要解决的现有有机固废热解处理装置和工艺存在的传热不均、物料适应性差、反应不完全、能量及空间利用率低等诸多技术问题，提供了双室有机固体废弃物热解装置与热解方法，具有物料适用性广、反应调控方便、反应受热均匀、热量利用率高、空间利用合理、排放清洁等优点。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种双室有机固体废弃物热解装置，包括料斗、进料系统、热解系统、固体收集系统、余热利用系统、燃烧系统和尾气处理系统，所述热解系统包括密闭壳体、反应室、缓冲室和烟道，所述烟道设置于所述密闭壳体与所述反应室和所述缓冲室之间的空间内，其中：

所述反应室为一中空的卧式圆筒或球体，其上部开有进料口和热解气管，其下部开有连通所述缓冲室的出口，其两侧的轴线上布置有旋转轴；所述旋转轴伸出所述密闭壳体并与驱动装置相连，其与所述密闭壳体连接处由所述密封环密封，所述搅拌桨设置于所述反应室内，其两端连接在所述旋转轴上，随所述旋转轴转动而旋转搅动；所述缓冲室为一中空卧式圆筒，其上部入口连通所述反应室，其下部开有出料口，其内部设置有一可沿内壁转动的旋转内筒，所述旋转内筒侧壁具有缺口，通过转动所述旋转内筒调整所述缺口位置可控制所述所述缓冲室的入口和所述出料口分别开闭；所述烟道下部开有烟气入口，上部开有烟气出口；所述料斗的出口连接所述进料系统入口输送有机固体废弃物；所述进料系统的出口连接所述进料口输送物料；所述出料口连通所述固体收集系统排出固体反应产物；所述热解气管连通所述燃烧系统输送热解气；所述燃烧系统具有辅助燃料入口，其出口连接所述烟气入口将燃烧产生的热烟气送入所述烟道；所述烟气出口连通所述余热利用系统的烟气入口输送次热烟气，所述余热利用系统的烟气出口连通所述尾气处理系统排出冷烟气；所述余热利用系统设置有空气入口和空气出口，所述空气入口供冷空气输入，所述空气出口连通所述燃烧系统输送热空气参与燃烧。

作为搅拌桨的优选，所述搅拌桨包括1~4块作为叶片的弧形钢板，所述叶片以所述旋转轴为中心放射状分布，两端分别与所述旋转轴两端固连；所述叶片厚度为5~20mm，宽度为100~400mm，其上设有加强筋，相邻所述叶片之间的夹角为10~30°；沿所述叶片每隔200~500mm固定一横向的扇环形隔板作为分隔齿，所述分隔齿与所述叶片等宽，其厚度为5~15mm，其外弧对应的圆心角比内弧对应的圆心角大10~20°；所述叶片与所述分隔齿的外轮廓与所述反应室内壁的间隙不超过10mm。

优选地，所述反应室为圆筒时，直径为1000~3000mm，径高比为1/3~1/2；所述反应室为球体时，其直径为2000~4000mm。

优选地，所述缓冲室的圆筒直径为600~1600mm，径高比为1/4~1/2；所述旋转内筒的壁厚为5~20mm，其外壁与所述缓冲室内壁的间隙不超过5mm。

作为密封环的优选，所述密封环具有两层密封结构，第一层为耐高温填料密封，第二层为所述第一层密封外部设置的迷宫密封，所述迷宫密封的腔体中充有氮气，建立微正压。

作为进料系统的优选，所述进料系统内部设置有阶梯状滑块组成的送料器，通过往返移动滑块推送物料。

作为余热利用系统的优选，所述余热利用系统为管式换热器或回转式换热器。

本发明实施例还提供了使用上述双室有机固体废弃物热解装置的有机固体废弃物热解方法，包括以下步骤：

S1. 转动旋转内筒封闭缓冲室入口，断开反应室与缓冲室的连通状态；

S2. 将辅助燃料和热空气送入燃烧系统内，将燃烧产生的热烟气送入烟道对反应室和缓冲室进行预热；

S3. 将料斗中加入有机固体废弃物原料，通过进料系统将原料送入预热后的反应室内；

S4. 驱动搅拌桨旋转翻动反应室内的有机固体废弃物原料，反应室内原料发生热解反应，产生热解气，将反应室内热解气送入燃烧系统参与燃烧，根据热解气生成量调节燃烧器辅助燃料和热空气的流量以维持反应室内的热解温度；

S5. 本轮反应室内的热解反应结束后，转动旋转内筒打开缓冲室入口，通过搅拌桨旋转将反应室内的热解剩余物推入缓冲室，转动旋转内筒关闭缓冲室入口，本轮热解的热解剩余物在缓冲室中继续热解；再次打开进料系统进行进料，在反应室中开始下一轮的热解；

S6. 热解剩余物在缓冲室内完全热解后，转动旋转内筒打开缓冲室的出料口，将热解反应剩余的焦炭和残渣排入固体收集系统中；

S7. 将燃烧系统内的热烟气输入烟道通过换热加热反应室和缓冲室；

S8. 将烟道中换热后剩余的次热烟气输入余热利用系统中用以加热冷空气，将换热后的冷烟气送入尾气处理系统净化处理后排空，将加热后获得的热空气输入燃烧系统中用于燃烧供氧。

作为步骤S4的优选，所述搅拌桨的转速为0.5~20r/min；所述热解反应的温度为300~800°C。

作为步骤S8的优选，所述余热利用系统中加热后的热空气温度为100~200°C。

本发明实施例技术方案中所述的双室有机固体废弃物热解装置，其核心是带有搅拌桨的双室热解系统；有机固废原料进入反应室后，不断由搅拌桨翻动，待原料大量减重减量达到一定的体积后，利用搅拌桨将剩余物推入缓冲室中继续热解，与此同时反应室中继续进料，进行下一轮热解；待缓冲室中的剩余物热解完全后，利用旋转内筒旋转，将焦炭和残渣排出；产生的热解气经由燃气管直接送往燃烧器燃烧，提供热解所需的热量；燃烧后产生的高温烟气，在用于热解供热和空气预热后，通过尾气处理系统净化排空。其有益效果主要包括：

1. 有机固废的种类适用性广：可以适用于各种有机固废，包括生活垃圾、污泥、农林废弃物等，无需进行分选、破碎；同时利用料斗中的推料器，可以防止某些物料的易架桥问题。

2. 反应条件调控方便：可通过调节热解时间、热解温度、搅拌桨的转速以及送入缓冲室所需剩余物的体积量，灵活改变热解装置的工作状态，以适应受天气变化、来源不同等因素影响下原料组分的变化。

3. 受热均匀且易扩大处理量：容易通过增大反应室的体积来提高处理量，并利用搅拌桨强化搅拌，不断拨动原料，使得热解过程稳定可控，防止由于受热不均而带来的热解不充分和结渣。

4. 出料方便：利用扇环形分隔齿不断对原料进行分隔和搅动，防止热解过程中形成大块残渣，堵塞反应室出口，同时可利用搅拌桨将热解剩余物自行推入缓冲室中以及利用旋转内筒旋转自行将焦炭和残渣排出缓冲室，无需人工干预。

5. 热量及空间利用率高：充分利用前一轮热解气燃烧产生的余热进行空气预热，避免了间歇运行中加热段和冷却段的能量损失，提高热量的利用率；利用余热回收系统回收烟气的余热，进一步提高能量的利用效率；在有机固废热解末期，将大量减重减量后体积较小的剩余物送入容积小的缓冲室中热解，而容积大的反应室用于新一轮的热解过程，能够进一步提高热量以及空间的利用率；此外，某些有机固废原料中含有大量的水分，干燥后会形成大量水蒸气，既可以与热解残留的半焦发生水煤气反应，又可以与热解生成的焦油发生重整反应，提高热解可燃气的产率。

6. 半自热式热解：将有机固废热解产生的热解气用于燃烧，为热解提供热量，实现半自热式热解过程。

7. 排放清洁：热解过程为无氧过程，可以产生H₂、CO等还原性组分，并且温度较低、停留时间足够长，能从源头有效抑制二噁英等有害物质的生成；利用成熟的烟气净化技术可以脱除烟气中的NO_x、粉尘等污染物；而重金属类物质则大部分会存在于固体焦炭中。

8. 密封性能好：采用耐高温密封填料与氮气保护的迷宫式密封作为密封环，可防止旋转轴与密闭壳体的间隙漏气，具有优异的密封性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的双室有机固体废弃物热解装置的系统示意图；

图2为图1所示双室有机固体废弃物热解装置中热解系统的结构示意图，其中图2a为正视图，图2b为右视图；

图3为本发明实施例提供的有机固体废弃物的热解方法的步骤流程图。

［主要元件符号说明］

1-料斗；

2-进料系统；

3-热解系统；

31-密闭壳体；32-反应室；321-进料口；322-热解气管；323-旋转轴；324-密封环；325-搅拌桨；326-分隔齿；33-缓冲室；331-旋转内筒；332-出料口；34-烟道；341-烟气入口；342-烟气出口；

4-固体收集系统；

5-余热利用系统；

6-燃烧系统；

7-尾气处理系统。

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，提供双室有机固体废弃物热解装置与热解方法，具有有机固废物料种类适用性广、热解反应条件调控方便、物料受热均匀且易扩大处理量、出料方便、系统热量及空间利用率高、可实现半自动式热解过程、排放清洁等优点。

为了实现上述技术方案，如图1和图2所示，本发明的实施例提供了一种双室有机固体废弃物热解装置，图1为该双室有机固体废弃物热解装置的系统示意图，图2a和图2b为图1所示热解系统的结构示意图。

该双室有机固体废弃物热解装置包括料斗1、进料系统2、热解系统3、固体收集系统4、余热利用系统5、燃烧系统6和尾气处理系统7，热解系统3包括密闭壳体31、反应室32、缓冲室33和烟道34，烟道34设置于密闭壳体31与反应室32和缓冲室33之间的空间内，其中：

本实施例中的料斗1内部设置有推料器，可以防止某些物料的易架桥问题，其上方通过可开闭的料斗盖密封；余热利用系统5选用管式换热器；热解系统3中的密闭壳体31外部包裹设置保温材料，反应室32选用中空球体结构；燃烧器布置于燃烧系统6内部，配有热空气进口阀和辅助燃料进口阀，用于控制热空气和辅助燃料的供应量。料斗1的出口连接进料系统2入口输送有机固体废弃物，进料系统2内部设置阶梯状滑块组成的送料器，通过往返移动滑块推送物料；进料系统2的出口连接进料口321输送物料；出料口332连通固体收集系统4排出固体反应产物；热解气管322连通燃烧系统6输送热解气；燃烧系统6具有辅助燃料入口，其出口连接烟气入口341将燃烧产生的热烟气送入烟道34；烟气出口342连通余热利用系统5的烟气入口输送次热烟气，余热利用系统5的烟气出口连通尾气处理系统7排出冷烟气；余热利用系统5设置有空气入口和空气出口，空气入口供冷空气输入，空气出口连通燃烧系统6输送热空气参与燃烧。

根据图2a和图2b所示的热解系统3具体实施方式，其中：

反应室32的主体为球体结构，其直径为2000mm；进料口321位于球体反应室32的上方，设有防止烟气倒流的单向门，由液压装置驱动；球形反应室32的轴线上布置旋转轴323，旋转轴323伸出密闭壳体31，由轴承支承并与驱动装置相连，由密封环324密封旋转轴323与密闭壳体31的接触位置；搅拌桨325由二块弧形钢板作为叶片，叶片以旋转轴323为中心放射状分布，两端分别与旋转轴323两端固连；叶片厚度为8mm，宽度为250mm，其上设有加强筋，相邻叶片之间的夹角为20°；沿叶片每隔300mm固定一横向的扇环形隔板作为分隔齿326，分隔齿326与叶片等宽，其厚度为5mm，其外弧对应的圆心角比内弧对应的圆心角大10°；叶片与分隔齿326的外轮廓与反应室32内壁的间隙为5mm。缓冲室33为卧式圆筒形结构，直径为800mm，宽度为1600mm；缓冲室33内旋转内筒331的外径为790mm，壁厚为10mm，保证外壁与缓冲室33内壁的间隙不超过5mm。

作为更佳的实施方式：

密封环324具有两层密封结构，第一层为耐高温填料密封，第二层为第一层密封外部设置的迷宫密封，迷宫密封的腔体中充有氮气，建立微正压。

烟道34内各处可设置导流片，导流片可采用多层钢板结构，通过在不同位置设置缺口，由蝶阀控制烟气走向。

为了更好地实现上述技术方案，本发明还提供了一种如图3所示的有机固体废弃物热解方法，采用上述实施例的双室有机固体废弃物热解装置，包括以下步骤：

S1. 转动旋转内筒封闭缓冲室入口，断开反应室与缓冲室的连通状态；

S2. 将辅助燃料和热空气送入燃烧系统内，将燃烧产生的热烟气送入烟道对反应室和缓冲室进行预热；

S3. 将料斗中加入有机固体废弃物原料，通过进料系统将原料送入预热后的反应室内；

S4. 驱动搅拌桨旋转翻动反应室内的有机固体废弃物原料，反应室内原料发生热解反应，产生热解气，将反应室内热解气送入燃烧系统参与燃烧，根据热解气生成量调节燃烧器辅助燃料和热空气的流量以维持反应室内的热解温度；

S5. 本轮反应室内的热解反应结束后，转动旋转内筒打开缓冲室入口，通过搅拌桨旋转将反应室内的热解剩余物推入缓冲室，转动旋转内筒关闭缓冲室入口，本轮热解的热解剩余物在缓冲室中继续热解；再次打开进料系统进行进料，在反应室中开始下一轮的热解；

S6. 热解剩余物在缓冲室内完全热解后，转动旋转内筒打开缓冲室的出料口，将热解反应剩余的焦炭和残渣排入固体收集系统中；

S7. 将燃烧系统内的热烟气输入烟道通过换热加热反应室和缓冲室；

S8. 将烟道中换热后剩余的次热烟气输入余热利用系统中用以加热冷空气，将换热后的冷烟气送入尾气处理系统净化处理后排空，将加热后获得的热空气输入燃烧系统中用于燃烧供氧。

作为更佳的实施方式：

步骤S4中，搅拌桨的转速为0.5~20r/min，热解反应的温度为300~800°C。

步骤S8中，余热利用系统输出的热空气温度为100~200°C。

具体的操作步骤如下：

开始工作后，首先转动旋转内筒，使其封闭缓冲室的入口；打开热空气进口阀和辅助燃料进口阀；调节燃烧系统的空气和辅助燃料的流量，并利用点火器点火，产生高温烟气后，预热反应室以及缓冲室；打开料斗盖，往料斗中加入有机固废原料；待产生足够温度的烟气后，打开进料系统的送料器，将有机固废原料不断由进料口推入反应室内；同时打开驱动电机，令搅拌桨绕旋转轴旋转，均匀翻动反应室中的有机固废原料；有机固废原料在反应室中均匀受热升温，并开始发生热解，产生热解气；热解气通过反应室上方的热解燃气管进入燃烧器，与辅助燃料一块燃烧，提供热解所需热量；随着热解反应的进行，根据实际热解气生成量的变化，相应地调节辅助燃料和热空气的流量，以维持热解温度；达到指定的进料量后停止进料，关闭进料系统；待反应室中的有机固体废弃物大量减重减量，达到指定体积后，转动旋转内筒打开缓冲室的入口，在搅拌桨的推动下，将热解剩余物送入缓冲室中，随后转动旋转内筒关闭缓冲室的入口；与此同时，再次打开进料系统进行进料，并在反应室中开始下一轮的热解过程；而本轮的热解剩余物在缓冲室中继续热解，待完全热解后，转动旋转内筒打开缓冲室的出口，将剩余的焦炭和残渣经由出料口排入固体收集系统中，完成本轮热解过程；热解气和辅助燃料燃烧产生的热烟气，从烟气入口进入烟道；在加热反应室和缓冲室后，次热烟气通过烟道经由烟气出口进入余热利用系统；在余热利用系统中与冷空气换热后，冷烟气被送入尾气处理系统，进行净化处理后排空；通过余热利用系统获得的热空气，被送入燃烧系统中用于燃烧供氧。

以下通过具体实施例详细说明使用双室有机固体废弃物热解装置进行热解的工艺流程，各实施例中采用结构基本相同的装置。

实施例1：

首先转动旋转内筒331，使其封闭缓冲室33的入口；打开热空气进口阀和辅助燃料进口阀；调节燃烧系统6的空气和辅助燃料的流量，并利用点火器点火，产生高温烟气后，预热反应室32以及缓冲室33；往料斗1中加入有机固体废弃物原料，待产生足够温度的烟气后，打开进料系统2的送料器，将生活垃圾不断由进料口321推入反应室32内，每次进料2t；同时打开驱动电机，令搅拌桨325绕旋转轴323旋转，均匀翻动反应室32中的原料，转速维持在10r/min；达到指定的进料量后停止进料，关闭进料系统2；原料在反应室32中均匀受热升温并发生热解，热解温度为450°C；原料不断热解产生热解气，通过反应室32上方的热解气管322进入燃烧器6，与辅助燃料一块燃烧，提供热解所需热量；待反应室32中的有机固体废弃物达到反应室32容积的20%后，转动旋转内筒331打开缓冲室33的入口，在搅拌桨325的推动下，将热解剩余物送入缓冲室33中；随后通过转动旋转内筒331，关闭缓冲室33的入口；与此同时，再次打开进料系统2进行进料，并开始下一轮的热解过程；而本轮的热解剩余物在缓冲室33中继续热解，待完全热解后，转动旋转内筒331打开缓冲室33的出口，将剩余的焦炭和残渣经由出料口332排入固体收集系统4中，完成本轮热解过程。整个装置实现了生活垃圾的半自热式热解，有效遏制二噁英等有害物质的产生与排放，减重率达到86.2w%，实现了高效的无害化处理。

实施例2：

首先转动旋转内筒331，使其封闭缓冲室33的入口；打开热空气进口阀和辅助燃料进口阀；调节燃烧系统6的空气和辅助燃料的流量，并利用点火器点火，产生高温烟气后，预热反应室32以及缓冲室33；往料斗1中加入有机固体废弃物原料，待产生足够温度的烟气后，打开进料系统2的送料器，将污泥不断由进料口321推入反应室32内，每次进料4t；同时打开驱动电机，令搅拌桨325绕旋转轴323旋转，均匀翻动反应室32中的原料，转速维持在15r/min；达到指定的进料量后停止进料，关闭进料系统2；原料在反应室32中均匀受热升温并发生热解，热解温度为400°C；原料不断热解产生热解气，通过反应室32上方的热解气管322进入燃烧器6，与辅助燃料一块燃烧，提供热解所需热量；待反应室32中的有机固体废弃物达到反应室32容积的30%后，转动旋转内筒331打开缓冲室33的入口，在搅拌桨325的推动下，将热解剩余物送入缓冲室33中；随后通过转动旋转内筒331，关闭缓冲室33的入口；与此同时，再次打开进料系统2进行进料，并开始下一轮的热解过程；而本轮的热解剩余物在缓冲室33中继续热解，待完全热解后，转动旋转内筒331打开缓冲室33的出口，将剩余的焦炭和残渣经由出料口332排入固体收集系统4中，完成本轮热解过程。整个装置实现了污泥的半自热式热解，有效遏制二噁英等有害物质的产生与排放，减重率达到73.4w%，实现了高效的无害化处理。

实施例3：

首先转动旋转内筒331，使其封闭缓冲室33的入口；打开热空气进口阀和辅助燃料进口阀；调节燃烧系统6的空气和辅助燃料的流量，并利用点火器点火，产生高温烟气后，预热反应室32以及缓冲室33；往料斗1中加入有机固体废弃物原料，待产生足够温度的烟气后，打开进料系统2的送料器，将废塑料不断由进料口321推入反应室32内，每次进料3t；同时打开驱动电机，令搅拌桨325绕旋转轴323旋转，均匀翻动反应室32中的原料，转速维持在10r/min；达到指定的进料量后停止进料，关闭进料系统2；原料在反应室32中均匀受热升温并发生热解，热解温度为430°C；原料不断热解产生热解气，通过反应室32上方的热解气管322进入燃烧器6，与辅助燃料一块燃烧，提供热解所需热量；待反应室32中的有机固体废弃物达到反应室32容积的20%后，转动旋转内筒331打开缓冲室33的入口，在搅拌桨325的推动下，将热解剩余物送入缓冲室33中；随后通过转动旋转内筒331，关闭缓冲室33的入口；与此同时，再次打开进料系统2进行进料，并开始下一轮的热解过程；而本轮的热解剩余物在缓冲室33中继续热解，待完全热解后，转动旋转内筒331打开缓冲室33的出口，将剩余的焦炭和残渣经由出料口332排入固体收集系统4中，完成本轮热解过程。整个装置实现了废塑料的半自热式热解，有效遏制二噁英等有害物质的产生与排放，减重率达到94.4w%，实现了高效的无害化处理。

实施例4：

首先转动旋转内筒331，使其封闭缓冲室33的入口；打开热空气进口阀和辅助燃料进口阀；调节燃烧系统6的空气和辅助燃料的流量，并利用点火器点火，产生高温烟气后，预热反应室32以及缓冲室33；往料斗1中加入有机固体废弃物原料，待产生足够温度的烟气后，打开进料系统2的送料器，将废橡胶不断由进料口321推入反应室32内，每次进料3t；同时打开驱动电机，令搅拌桨325绕旋转轴323旋转，均匀翻动反应室32中的原料，转速维持在6r/min；达到指定的进料量后停止进料，关闭进料系统2；原料在反应室32中均匀受热升温并发生热解，热解温度为450°C；原料不断热解产生热解气，通过反应室32上方的热解气管322进入燃烧器6，与辅助燃料一块燃烧，提供热解所需热量；待反应室32中的有机固体废弃物达到反应室32容积的20%后，转动旋转内筒331打开缓冲室33的入口，在搅拌桨325的推动下，将热解剩余物送入缓冲室33中；随后通过转动旋转内筒331，关闭缓冲室33的入口；与此同时，再次打开进料系统2进行进料，并开始下一轮的热解过程；而本轮的热解剩余物在缓冲室33中继续热解，待完全热解后，转动旋转内筒331打开缓冲室33的出口，将剩余的焦炭和残渣经由出料口332排入固体收集系统4中，完成本轮热解过程。整个装置实现了废橡胶的半自热式热解，有效遏制二噁英等有害物质的产生与排放，减重率达到81.3w%，实现了高效的无害化处理。

在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“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，不应理解为对本发明的限制；除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“连通”等应做广义理解，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。

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。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 (10)

1.一种双室有机固体废弃物热解装置，包括料斗（1）、进料系统（2）、热解系统（3）、固体收集系统（4）、余热利用系统（5）、燃烧系统（6）和尾气处理系统（7），其特征在于，所述热解系统（3）包括密闭壳体（31）、反应室（32）、缓冲室（33）和烟道（34），所述烟道（34）设置于所述密闭壳体（31）与所述反应室（32）和所述缓冲室（33）之间的空间内，其中：

所述反应室（32）为一中空的卧式圆筒或球体，其上部开有进料口（321）和热解气管（322），其下部开有连通所述缓冲室（33）的出口，其两侧的轴线上布置有旋转轴（323）；所述旋转轴（323）伸出所述密闭壳体（31）并与驱动装置相连，其与所述密闭壳体（31）连接处由所述密封环（324）密封，所述搅拌桨（325）设置于所述反应室（32）内，其两端连接在所述旋转轴（323）上，随所述旋转轴（323）转动而旋转搅动；所述缓冲室（33）为一中空卧式圆筒，其上部入口连通所述反应室（32），其下部开有出料口（332），其内部设置有一可沿内壁转动的旋转内筒（331），所述旋转内筒（331）侧壁具有缺口，通过转动所述旋转内筒（331）调整所述缺口位置可控制所述缓冲室（33）的入口和所述出料口（332）分别开闭；所述烟道（34）下部开有烟气入口（341），上部开有烟气出口（342）；

所述料斗（1）的出口连接所述进料系统（2）入口输送有机固体废弃物；所述进料系统（2）的出口连接所述进料口（321）输送物料；所述出料口（332）连通所述固体收集系统（4）排出固体反应产物；所述热解气管（322）连通所述燃烧系统（6）输送热解气；所述燃烧系统（6）具有辅助燃料入口，其出口连接所述烟气入口（341）将燃烧产生的热烟气送入所述烟道（34）；所述烟气出口（342）连通所述余热利用系统（5）的烟气入口输送次热烟气，所述余热利用系统（5）的烟气出口连通所述尾气处理系统（7）排出冷烟气；所述余热利用系统（5）设置有空气入口和空气出口，所述空气入口供冷空气输入，所述空气出口连通所述燃烧系统（6）输送热空气参与燃烧。

2.根据权利要求1所述的热解装置，其特征在于，所述搅拌桨（325）包括1~4块作为叶片的弧形钢板，所述叶片以所述旋转轴（323）为中心放射状分布，两端分别与所述旋转轴（323）两端固连；所述叶片厚度为5~20mm，宽度为100~400mm，其上设有加强筋，相邻所述叶片之间的夹角为10~30°；沿所述叶片每隔200~500mm固定一横向的扇环形隔板作为分隔齿（326），所述分隔齿（326）与所述叶片等宽，其厚度为5~15mm，其外弧对应的圆心角比内弧对应的圆心角大10~20°；所述叶片与所述分隔齿（326）的外轮廓与所述反应室（32）内壁的间隙不超过10mm。

3.根据权利要求1所述的热解装置，其特征在于，所述反应室（32）为圆筒时，直径为1000~3000mm，径高比为1/3~1/2；所述反应室（32）为球体时，其直径为2000~4000mm。

4.根据权利要求1所述的热解装置，其特征在于，所述缓冲室（33）的圆筒直径为600~1600mm，径高比为1/4~1/2；所述旋转内筒（331）的壁厚为5~20mm，其外壁与所述缓冲室（33）内壁的间隙不超过5mm。

5.根据权利要求1所述的热解装置，其特征在于，所述密封环（324）具有两层密封结构，第一层为耐高温填料密封，第二层为所述第一层密封外部设置的迷宫密封，所述迷宫密封的腔体中充有氮气，建立微正压。

6.根据权利要求1所述的热解装置，其特征在于，所述进料系统（2）内部设置有阶梯状滑块组成的送料器，通过往返移动滑块推送物料。

7.根据权利要求1所述的热解装置，其特征在于，所述余热利用系统（5）为管式换热器或回转式换热器。

8.一种基于权利要求1至7任一项所述的双室有机固体废弃物热解装置的有机固体废弃物热解方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1. 转动旋转内筒封闭缓冲室入口，断开反应室与缓冲室的连通状态；

S2. 将辅助燃料和热空气送入燃烧系统内，将燃烧产生的热烟气送入烟道对反应室和缓冲室进行预热；

S3. 将料斗中加入有机固体废弃物原料，通过进料系统将原料送入预热后的反应室内；

S4. 驱动搅拌桨旋转翻动反应室内的有机固体废弃物原料，反应室内原料发生热解反应，产生热解气，将反应室内热解气送入燃烧系统参与燃烧，根据热解气生成量调节燃烧器辅助燃料和热空气的流量以维持反应室内的热解温度；

S5. 本轮反应室内的热解反应结束后，转动旋转内筒打开缓冲室入口，通过搅拌桨旋转将反应室内的热解剩余物推入缓冲室，转动旋转内筒关闭缓冲室入口，本轮热解的热解剩余物在缓冲室中继续热解；再次打开进料系统进行进料，在反应室中开始下一轮的热解；

S6. 热解剩余物在缓冲室内完全热解后，转动旋转内筒打开缓冲室的出料口，将热解反应剩余的焦炭和残渣排入固体收集系统中；

S7. 将燃烧系统内的热烟气输入烟道通过换热加热反应室和缓冲室；

S8. 将烟道中换热后剩余的次热烟气输入余热利用系统中用以加热冷空气，将换热后的冷烟气送入尾气处理系统净化处理后排空，将加热后获得的热空气输入燃烧系统中用于燃烧供氧。

9.根据权利要求8所述的热解方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述搅拌桨的转速为0.5~20r/min，所述热解反应的温度为300~800°C。

10.根据权利要求8所述的热解方法，其特征在于，所述步骤S8中，所述余热利用系统输出的热空气温度为100~200°C。

Images