CN113074372A - 一种生活垃圾热解气化综合处理方法及工艺 - Google Patents

Abstract

本申请公开的生活垃圾热解气化综合处理方法及工艺，该方法包括以下步骤：对垃圾进行预处理，回收金属以及垃圾渗滤液；在垃圾中均匀混入离子捕捉剂进行干燥；收集预处理以及干燥处理中产生的臭气；加入离子捕捉剂并进行热解气化，得到可燃气体、液态油以及固体燃料；对可燃气体以及液态油进行二次燃烧，结合垃圾渗滤液进行燃烧温度调控，生成高温烟气；将臭气与烟气混合制备高温空气，进行燃烧空气循环供给；对高温烟气进行急冷处理，同时制备出水蒸汽；对水蒸汽进行回收再利用处理。相较于现有技术而言，其能够有效处理垃圾渗滤液和臭气，减小有害气体对大气的二次污染，保证垃圾热解的效率以及可燃气的浓度，提升垃圾热解中热能的综合利用率。

Description

一种生活垃圾热解气化综合处理方法及工艺

技术领域

本申请涉及生活垃圾处理技术领域，更具体地说，尤其涉及一种生活垃圾热解气化综合处理方法及工艺。

背景技术

随着人民生活水平的不断提高，生活垃圾的产量越来越大，“垃圾围城”现象严重，生活垃圾的处理成为迫在眉睫的需求。然而，生活垃圾成分复杂，且含水率较高，处理难度大，如果处理不当，可能造成严重的二次污染。为了实现生活垃圾的减量化、资源化和无害化处理的目的，我国发展了三种常用的生活垃圾处理方式：卫生填埋、焚烧和堆肥。

随着技术的进步，垃圾热解作为一种新型生活垃圾处理方法走进人们的视野。垃圾热解是利用有机物的热不稳定性，在绝氧或缺氧的条件下使有机物受热分解的过程。热解不仅可以得到清洁可燃气，还能够将部分无机物和重金属固定在固态灰渣中，为后期的填埋或其他处理提供便利；而且热解过程是在绝氧或缺氧条件下进行的，产生的氮氧化物、硫化物、二噁英和呋喃较少，便于控制其对大气的二次污染。但是，目前的热解气化方法对垃圾的处理中存在诸多问题：第一、由于生活垃圾含水率高、成分复杂，影响热解效率以及可燃气的浓度，需要增加成本投资对可燃气进行提纯；第二、现有的热解方法并没有对垃圾堆放产生的渗滤液以及臭气进行处理；第三、处理过程中对二噁英、呋喃和酸性气体采用单一的形成后处理，增大了大气二次污染的风险。

因此，如何提供一种生活垃圾热解气化综合处理方法及工艺，其能够有效处理垃圾渗滤液和臭气，减小有害气体对大气的二次污染，保证垃圾热解的效率以及可燃气的浓度，提升垃圾热解中热能的综合利用率，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种生活垃圾热解气化综合处理方法及工艺，其能够有效处理垃圾渗滤液和臭气，减小有害气体对大气的二次污染，保证垃圾热解的效率以及可燃气的浓度，提升垃圾热解中热能的综合利用率。

本申请提供的第一中技术方案如下：

本申请提供一种生活垃圾热解气化综合处理方法，包括以下步骤：S1预处理：对垃圾进行磁选以及筛分处理，回收金属以及垃圾渗滤液；S2干燥处理：在预处理后的垃圾中均匀混入离子捕捉剂，对其进行干燥；S3臭气收集：收集预处理以及干燥处理中产生的臭气；S4热解处理：对干燥后的垃圾加入离子捕捉剂并进行热解气化，得到可燃气体、液态油以及固体燃料；S5氧化处理：对可燃气体以及液态油进行二次燃烧，结合垃圾渗滤液进行燃烧温度调控，生成高温烟气；S6换热处理：将臭气与高温烟气混合制备高温空气，进行燃烧空气循环供给；S7急冷处理：对高温烟气进行急冷处理，同时制备出水蒸汽；S8热能利用：对水蒸汽进行回收再利用处理。

进一步地，在发明一种优选方式中，所述离子捕捉剂包括：氯离子捕捉剂以及酸根离子捕捉剂。

进一步地，在发明一种优选方式中，在所述S4热解处理中，包括：S401固体燃料燃烧供热并产生灰渣，将灰渣制造环保砖或者填埋。

进一步地，在发明一种优选方式中，在所述S5氧化处理中，包括：S501设置沸石吸附体-蜂窝体，将可燃气体与沸石吸附体-蜂窝体充分接触燃烧，达到设定的燃烧调控温度。

进一步地，在发明一种优选方式中，所述燃烧调控温度为850℃~1100℃；所述燃烧温度调控规则为：

当所述燃烧调控温度超过1100℃时，喷入回收的垃圾渗滤液进行降温处理，使所述燃烧调控温度控制在850℃~1100℃之间。

进一步地，在发明一种优选方式中，在所述S5氧化处理中，还包括：S502设置S形通道，使可燃气体进行氧化处理的时间达到2秒以上；S503设置氯离子以及酸根离子捕捉材料，对二次燃烧高温烟气中的氯离子以及酸根离子进行捕捉。

进一步地，在发明一种优选方式中，在所述S6换热处理中，所述燃烧空气循环供给包括：高温空气供给热解处理中固体燃料的燃烧；高温空气供给氧化处理中可燃气体以及液态油的二次燃烧。

进一步地，在发明一种优选方式中，在所述S8热能利用中，所述回收再利用处理包括：S801将水蒸汽通入发电机机组进行蒸汽发电处理；S802将水蒸汽通入供暖系统进行蒸汽供暖处理。

进一步地，在发明一种优选方式中，所述生活垃圾热解气化综合处理方法还包括：S9尾气处理：对急冷处理后的高温烟气进行除尘以及脱酸处理，达标后排放。

本申请提供的第二种技术方案如下：

本申请提供一种生活垃圾热解气化综合处理工艺，该工艺包括上述的生活垃圾热解气化综合处理方法。

本发明提供的一种生活垃圾热解气化综合处理方法及工艺，与现有技术相比，该方法包括以下步骤：S1预处理：对垃圾进行磁选以及筛分处理，回收金属以及垃圾渗滤液；S2干燥处理：在预处理后的垃圾中均匀混入离子捕捉剂，对其进行干燥；S3臭气收集：收集预处理以及干燥处理中产生的臭气；S4热解处理：对干燥后的垃圾加入离子捕捉剂并进行热解气化，得到可燃气体、液态油以及固体燃料；S5氧化处理：对可燃气体以及液态油进行二次燃烧，结合垃圾渗滤液进行燃烧温度调控，生成高温烟气；S6换热处理：将臭气与高温烟气混合制备高温空气，进行燃烧空气循环供给；S7急冷处理：对高温烟气进行急冷处理，同时制备出水蒸汽；S8热能利用：对水蒸汽进行回收再利用处理。其中，是将生活垃圾经过磁选、筛分处理以及干燥处理后进行热解气化，生成的可燃气体进行氧化处理，使其进行二次燃烧；收集垃圾臭气与燃烧后的高温烟气混合进行换热处理，生成高温空气循环供给热解处理以及氧化处理，高温烟气经过急冷处理制备水蒸汽，随后回收再利用水蒸汽；其次，在筛分处理时回收垃圾渗滤液，将其与氧化处理结合，用以控制二次燃烧的温度调控；在干燥处理以及氧化处理中加入离子捕捉剂，降低二噁英、呋喃和酸性气体的生成几率。本发明涉及的技术方案，相较于现有技术而言，能够有效处理垃圾渗滤液和臭气，减小有害气体对大气的二次污染，保证垃圾热解的效率以及可燃气的浓度，提升垃圾热解中热能的综合利用率。

本发明提供的一种生活垃圾热解气化综合处理方法及工艺，有益效果为：

1.不需要对原生垃圾进行较为复杂的分选，只需要将易分离的铁制品分选出来，不要要对生活垃圾进行破碎处理，节约处理时间以及成本。

2.采用氯离子和酸根离子捕捉剂和捕捉吸附材料，从源头上控制二噁英、呋喃和酸性气体的形成，减少其合成的几率。

3.采用沸石吸附体-蜂窝体，保证热解气充分燃烧，并将生成的二噁英和呋喃等完全分解。

4.热解处理以及氧化处理的氧气供应采用料坑收集的臭气，利用垃圾渗滤液对氧化处理的温度进行控制，大大减少了污染物的排放，很大程度上避免了对环境造成的二次污染。

5.热解过程产生的热能，首先用于垃圾的干燥处理，保证热解效率和热解气的浓度，多余的热能利用余热锅炉生成水蒸汽，可以回收再利用，具有很高的可行性和经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本发明实施例中生活垃圾热解气化综合处理方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例中生活垃圾热解气化综合处理工艺的工艺流程图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

请如图1至图2所示，本申请实施例提供的生活垃圾热解气化综合处理方法及工艺，与现有技术相比，该方法包括以下步骤：S1预处理：对垃圾进行磁选以及筛分处理，回收金属以及垃圾渗滤液；S2干燥处理：在预处理后的垃圾中均匀混入离子捕捉剂，对其进行干燥；S3臭气收集：收集预处理以及干燥处理中产生的臭气；S4热解处理：对干燥后的垃圾加入离子捕捉剂并进行热解气化，得到可燃气体、液态油以及固体燃料；S5氧化处理：对可燃气体以及液态油进行二次燃烧，结合垃圾渗滤液进行燃烧温度调控，生成高温烟气；S6换热处理：将臭气与高温烟气混合制备高温空气，进行燃烧空气循环供给；S7急冷处理：对高温烟气进行急冷处理，同时制备出水蒸汽；S8热能利用：对水蒸汽进行回收再利用处理。

本发明提供一种生活垃圾热解气化综合处理方法，该方法具体包括以下步骤：S1预处理：对垃圾进行磁选以及筛分处理，回收金属以及垃圾渗滤液；S2干燥处理：在预处理后的垃圾中均匀混入离子捕捉剂，对其进行干燥；S3臭气收集：收集预处理以及干燥处理中产生的臭气；S4热解处理：对干燥后的垃圾加入离子捕捉剂并进行热解气化，得到可燃气体、液态油以及固体燃料；S5氧化处理：对可燃气体以及液态油进行二次燃烧，结合垃圾渗滤液进行燃烧温度调控，生成高温烟气；S6换热处理：将臭气与高温烟气混合制备高温空气，进行燃烧空气循环供给；S7急冷处理：对高温烟气进行急冷处理，同时制备出水蒸汽；S8热能利用：对水蒸汽进行回收再利用处理。其中，是将生活垃圾经过磁选、筛分处理以及干燥处理后进行热解气化，生成的可燃气体进行氧化处理，使其进行二次燃烧；收集垃圾臭气与燃烧后的高温烟气混合进行换热处理，生成高温空气循环供给热解处理以及氧化处理，高温烟气经过急冷处理制备水蒸汽，随后回收再利用水蒸汽；其次，在筛分处理时回收垃圾渗滤液，将其与氧化处理结合，用以控制二次燃烧的温度调控；在干燥处理以及氧化处理中加入离子捕捉剂，降低二噁英、呋喃和酸性气体的生成几率。本发明涉及的技术方案，相较于现有技术而言，能够有效处理垃圾渗滤液和臭气，减小有害气体对大气的二次污染，保证垃圾热解的效率以及可燃气的浓度，提升垃圾热解中热能的综合利用率。

具体地，在本发明的实施例中，所述离子捕捉剂包括：氯离子捕捉剂以及酸根离子捕捉剂。

其中，二噁英、呋喃及酸性气体形成所必需的是氯离子和酸根离子，利用所述氯离子捕捉剂以及酸根离子捕捉剂，捕捉其必须的离子，降低二噁英、呋喃和酸性气体的生成几率。

具体地，在本发明的实施例中，在所述S4热解处理中，还包括：固体燃料燃烧供热并产生灰渣，将灰渣制造环保砖或者填埋。

具体地，在本发明的实施例中，在所述S5氧化处理中，包括：S501设置沸石吸附体-蜂窝体，将可燃气体与沸石吸附体-蜂窝体充分接触燃烧，达到设定的燃烧调控温度。

具体地，在本发明的实施例中，在所述S5氧化处理中，还包括：S502设置S形通道，使可燃气体进行氧化处理的时间达到2秒以上；S503设置氯离子以及酸根离子捕捉材料，对二次燃烧高温烟气中的氯离子以及酸根离子进行捕捉。

具体地，在本发明的实施例中，所述燃烧调控温度为850℃~1100℃；所述燃烧温度调控规则为：

当所述燃烧调控温度超过1100℃时，喷入回收的垃圾渗滤液进行降温处理，使所述燃烧调控温度控制在850℃~1100℃之间。

其中，在氧化处理设置S形通道并设置沸石吸附体-蜂窝体，保证了烟气在850℃至1100℃环境下充分燃烧并停留2S以上，能够使产生的二噁英、呋喃进行完全分解，极大的降低了烟气中二噁英、呋喃及酸性气体的浓度；并且，在氧化处理中温度的控制利用了原垃圾产生的垃圾渗滤液，用垃圾渗滤液进行温度调控，极大提高垃圾渗滤液的利用率。

具体地，在本发明的实施例中，在所述S6换热处理中，所述燃烧空气循环供给包括：高温空气供给热解处理中固体燃料的燃烧；高温空气供给氧化处理中可燃气体以及液态油的二次燃烧。

具体地，在本发明的实施例中，所述高温烟气的温度为300℃~500℃。

其中，所述燃烧空气循环为：臭气收集—换热处理—高温空气供给；利用垃圾臭气，经过所述换热处理，为所述氧化处理中固体燃料的燃烧以及可燃气体、液态油的二次燃烧提供燃烧氧气。

具体地，在本发明的实施例中，在S7急冷处理中，将所述高温烟气急冷的温度范围为150℃~180℃。

具体地，在本发明的实施例中，在所述S8热能利用中，所述回收再利用处理包括：S801将水蒸汽通入发电机机组进行蒸汽发电处理；S802将水蒸汽通入供暖系统进行蒸汽供暖处理。

具体地，在本发明的实施例中，所述生活垃圾热解气化综合处理方法还包括：S9尾气处理：对急冷处理后的高温烟气进行除尘以及脱酸处理，达标后排放。

具体地，在本发明的实施例中，在所述S9尾气处理中，用脱酸塔对高温烟气进行除尘以及脱酸处理。

本发明提供一种生活垃圾热解气化综合处理工艺，该工艺具体包括上述生活垃圾热解气化综合处理方法。

具体地，在本发明的实施例中，所述生活垃圾热解气化综合处理工艺包括：预处理单元、干燥处理单元、臭气收集单元、热解处理单元、氧化处理单元、换热处理单元、急冷处理单元、热能利用单元以及尾气处理单元。

其中，在所述预处理单元、所述干燥处理单元、所述臭气收集单元、所述热解处理单元、所述氧化处理单元、所述换热处理单元、所述急冷处理单元、所述热能利用单元以及所述尾气处理单元中，一一对应上述生活垃圾热解气化综合处理方法。

本发明所提供的一种生活垃圾热解气化综合处理工艺，能够对原生垃圾、垃圾渗滤液和臭气三大污染物进行同时处理；对于二噁英、呋喃和酸性气体的处理进程，首先在干燥处理单元、氧化处理单元中采用氯离子捕捉剂以及酸根离子捕捉剂捕捉气体形成必需离子，降低二噁英、呋喃和酸性气体的生成几率；其次，在热解处理单元中采用酸根离子捕捉吸附材料和沸石吸附体-蜂窝体保证已生成的二噁英和呋喃等完全分解；并且，在热解后期，也就是尾气处理中，使用脱酸塔进行全过程控制，大大降低了其生成几率和排放浓度；充分利用热能对垃圾进行干燥以及利用收集的臭气制备热解处理过程中所需的氧气，在保证热解效率的基础上，将多余的热能制备水蒸汽，利用水蒸汽可进行蒸汽发电处理以及蒸汽供暖处理，大大提高了热能的综合利用率。

由上所述，本发明实施例涉及的生活垃圾热解气化综合处理方法及工艺，利用所述预处理，将生活垃圾经过磁选、筛分处理以及干燥处理后进行热解气化，生成的可燃气体进行氧化处理，使其进行二次燃烧；收集垃圾臭气与燃烧后的高温烟气混合进行换热处理，生成高温空气循环供给热解处理以及氧化处理，有效的处理并回收利用了垃圾臭气；高温烟气经过急冷处理制备水蒸汽，随后回收再利用水蒸汽，利用水蒸汽可进行蒸汽发电处理以及蒸汽供暖处理，大大提高了热能的综合利用率；其次，在筛分处理时回收垃圾渗滤液，将其与氧化处理结合，用以控制二次燃烧的温度调控；在干燥处理以及氧化处理中加入离子捕捉剂，降低二噁英、呋喃和酸性气体的生成几率，结合所述酸根离子捕捉吸附材料、所述沸石吸附体-蜂窝体以及所述脱酸塔，对二噁英、呋喃和酸性气体进行全程控制，减小二次污染。本发明涉及的技术方案，相较于现有技术而言，能够有效处理垃圾渗滤液和臭气，减小有害气体对大气的二次污染，保证垃圾热解的效率以及可燃气的浓度，提升垃圾热解中热能的综合利用率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种生活垃圾热解气化综合处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1预处理：对垃圾进行磁选以及筛分处理，回收金属以及垃圾渗滤液；

S2干燥处理：在预处理后的垃圾中均匀混入离子捕捉剂，对其进行干燥；

S3臭气收集：收集预处理以及干燥处理中产生的臭气；

S4热解处理：对干燥后的垃圾加入离子捕捉剂并进行热解气化，得到可燃气体、液态油以及固体燃料；

S5氧化处理：对可燃气体以及液态油进行二次燃烧，结合垃圾渗滤液进行燃烧温度调控，生成高温烟气；

S6换热处理：将臭气与烟气混合制备高温空气，进行燃烧空气循环供给；

S7急冷处理：对高温烟气进行急冷处理，同时制备出水蒸汽；

S8热能利用：对水蒸汽进行回收再利用处理。

2.根据权利要求1所述的生活垃圾热解气化综合处理方法，其特征在于，所述离子捕捉剂包括：氯离子捕捉剂以及酸根离子捕捉剂。

3.根据权利要去2所述的生活垃圾热解气化综合处理方法，其特征在于，在所述S4热解处理中，还包括：固体燃料燃烧供热并产生灰渣，将灰渣制造环保砖或者填埋。

4.根据权利要求1所述的生活垃圾热解气化综合处理方法，其特征在于，在所述S5氧化处理中，包括：S501设置沸石吸附体-蜂窝体，将可燃气体与沸石吸附体-蜂窝体充分接触燃烧，达到设定的燃烧调控温度。

5.根据权利要求4所述的生活垃圾热解气化综合处理方法，其特征在于，所述燃烧调控温度为850℃~1100℃；所述燃烧温度调控规则为：

当所述燃烧调控温度超过1100℃时，喷入回收的垃圾渗滤液进行降温处理，使所述燃烧调控温度控制在850℃~1100℃之间。

6.根据权利要求5所述的生活垃圾热解气化综合处理方法，其特征在于，在所述S5氧化处理中，还包括：S502设置S形通道，使可燃气体进行氧化处理的时间达到2秒以上；S503设置氯离子以及酸根离子捕捉材料，对二次燃烧高温烟气中的氯离子以及酸根离子进行捕捉。

7.根据权利要求1所述的生活垃圾热解气化综合处理方法，其特征在于，在所述S6换热处理中，所述燃烧空气循环供给包括：高温空气供给热解处理中固体燃料的燃烧；高温空气供给氧化处理中可燃气体以及液态油的二次燃烧。

8.根据权利要求1所述的生活垃圾热解气化综合处理方法，其特征在于，在所述S8热能利用中，所述回收再利用处理包括：S801将水蒸汽通入发电机机组进行蒸汽发电处理；S802将水蒸汽通入供暖系统进行蒸汽供暖处理。

9.根据权利要求1所述的生活垃圾热解气化综合处理方法，其特征在于，所述生活垃圾热解气化综合处理方法还包括：S9尾气处理：对急冷处理后的高温烟气进行除尘以及脱酸处理，达标后排放。

10.一种生活垃圾热解气化综合处理工艺，其特征在于，该工艺包括权利要求1至9所述的生活垃圾热解气化综合处理方法。

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