CN205628880U - 处理有机垃圾的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种处理有机垃圾的系统，包括：催化热解反应器、一级换热器和二级换热器，其中，催化热解反应器上的热解炭出口与一级换热器上的热解炭入口相连，催化热解反应器内辐射管的烟气出口与一级换热器上的烟气入口相连，催化热解反应器上的热解油气出口与二级换热器上的热解油气入口相连，二级换热器上的一级换热烟气入口与一级换热器上的一级换热烟气出口相连。该系统可以实现有机垃圾的高效定向热解，并且可以将热解产生的油气资源迅速导出，热解油品质高，热解油中轻质组分含量高，另外反应器采用辐射管且沿反应器的高度方向多层布置，增加了颗粒间和颗粒辐射管间传热，传热效率高。

Description

处理有机垃圾的系统

技术领域

本实用新型属于化工技术领域，具体而言，本实用新型涉及一种处理有机垃圾的系统。

背景技术

随着经济高速发展，城市化进程的不断加快，人民生活水平的不断提高，与之俱来的生活垃圾问题也日趋严重。根据相关报道，我国日产垃圾量约为400万吨，其中七成以上是有机垃圾。垃圾处理问题将会成为我国即将面对的最重要的问题以及亟待解决的问题之一。

目前，生活有机垃圾的处理方式主要以焚烧、堆肥、填埋、回收利用等。其中，垃圾焚烧会产生剧毒物二恶英，同时二恶英去除成本极高，焚烧法不仅造成一定的环境和健康问题，还造成一定的经济损失；垃圾堆肥主要适用于餐厨垃圾，由于我国垃圾未进行分类，同时垃圾堆肥处理时间较长，只能缓解垃圾问题；垃圾填埋会改变土壤性质，产生地热，进而导致土壤无法生长植物；我国的垃圾分类处于初步阶段，大部分地区未实行垃圾分类。

有机垃圾含有大量的油气资源，将之提取出来可以产生巨大的经济效益同时解决垃圾污染问题。将生活有机垃圾进行热解是有机垃圾资源化、无害化、减量化最有效的方式，同时还无二恶英产生。

目前，市面上的垃圾热解处理装置普遍存在处理量较低、能耗高的问题。因此，目前现有的有机垃圾处理技术有待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型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，本实用新型的一个目的在于提出一种处理有机垃圾的系统，该系统可以实现有机垃圾的高效热解，并且可以将热解产生的油气资源迅速导出，热解油品质高，热解油中轻质组分含量高，另外反应器采用辐射管且沿反应器的高度方向多层布置，增加了颗粒间和颗粒辐射管间传热，传热效率高。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种处理有机垃圾的系统，根据本实用新型的实施例，该系统包括：

催化热解反应器、一级换热器和二级换热器，

其中，所述催化热解反应器包括：

有机垃圾入口、蒸汽入口、热解油气出口、热解炭出口；

所述有机垃圾入口位于所述反应器的顶部中心位置；

所述热解油气出口位于所述反应器的侧壁上；

所述蒸汽入口位于在所述热解油气出口上，且所述蒸汽入口与所述热解油气出口连通；

所述热解炭出口位于所述反应器的底部；

催化剂输送管，所述催化剂输送管由所述反应器的侧壁伸入至所述反应器内部，所述催化剂输送管的出口端设置有风帽，所述催化剂输送管的出口端位于所述有机垃圾入口的正下方，并且所述风帽与所述有机垃圾入口相对；

辐射管，所述辐射管在所述反应器的内部沿所述反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的辐射管；

集气管，所述集气管设置在所述反应器内且与所述热解油气出口相连通；

油气导出管道，所述油气导出管道连通至所述集气管，并且所述油气导出管道的管壁上设置有通孔；

搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴和连接在所述搅拌轴上的多个搅拌杆，所述搅拌轴由所述热解炭出口伸入到所述反应器的内部并被设置成可在所述反应器内旋转；

所述一级换热器具有烟气入口、热解炭入口、换热后热解炭出口和一级换热烟气出口，所述烟气入口与所述辐射管上的烟气出口相连，所述热解炭入口与所述热解炭出口相连；

所述二级换热器具有热解油气入口、一级换热烟气入口、一级换热油气出口和二级换热烟气出口，所述热解油气入口与所述热解油气出口相连，所述一级换热烟气入口与所述一级换热烟气出口相连。

由此，根据本实用新型实施例的处理有机垃圾的系统采用布料气与催化剂结合的方式，无需催化剂与有机垃圾的混合工序即可实现有机垃圾的高效热解，其次通过在每根辐射管下端均设置两个油气快速导出管，减少了热解油在炉膛的停留时间，降低二次反应的发生，并采用蒸汽吹气和转动除焦装置，避免了辐射管上端结焦现象和油气堵塞，进而提高了热解效率和热解油产率，采用该系统生产的热解油中轻质焦油含量在60％以上，另外，该系统中无复杂机械，反应器内部各点温度灵活可调，具有工艺流程简单等特点，便于大规模工业化生产。

另外，根据本实用新型上述实施例的处理有机垃圾的系统还可以具有如下附加的技术特征：

任选的，所述油气导出管道沿所述反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的油气导出管道。由此，可以进一步提高反应器中的油气导出效率。

任选的，所述油气导出管道与所述辐射管平行布置，且所述辐射管各自的左右两侧对称设置有两根油气导出管道。由此，可以进一步提高反应器中的油气导出效率。

任选的，所述油气导出管道与邻近的所述辐射管的管壁之间距离为所述油气导出管道管径d的1/2-3倍。

任选的，所述油气导出管道的管壁上设置有多个通孔。由此，可以进一步提高反应器中的油气导出效率。

任选的，所述通孔在所述油气导出管道的长度方向上均匀分布。

任选的，所述辐射管的两侧管壁上分别设置有挡板，所述挡板位于所述油气导出管道的上方，且覆盖所述油气导出管道的全部竖向投影。由此，不仅可以有效防止油气快速导出管道的堵塞，而且可以将下落的物料打散，从而提高物料热解效率。

任选的，所述挡板从所述辐射管的管壁的竖直切面的相切线为起点，呈一定角度向下延伸至所述油气导出管道的竖直切面。

任选的，所述角度为40-90度，不含90度。

任选的，同一层所述油气导出管道连通至同一根所述集气管。

任选的，每层辐射管的上方均有一根或多根搅拌杆，且搅拌杆与辐射管的垂直距离为20～300mm。由此，能够强化传热效果。热解焦油例如，搅拌杆可以介于辐射管层与油气导出管道层之间。

任选的，所述搅拌杆垂直于所述搅拌轴，并且沿所述搅拌轴的长度方向间隔分布。

任选的，所述搅拌杆在所述搅拌轴的同一横截面上的相邻投影呈一定角度。

任选的，所述催化剂输送管的出口端位于所述有机垃圾入口下方，所述风帽与所述有机垃圾入口的距离为200～500mm。由此便于打散有机垃圾，提高催化剂与有机垃圾的反应效率。

任选的，所述风帽为伞形风帽，且风帽上具有多个通孔。由此便于形成不同方向的风，助于有机垃圾的打散。

任选的，所述处理有机垃圾的系统进一步包括：一级回转窑干燥器，所述一级回转窑干燥器具有有机垃圾进口、二级换热烟气入口和一级干燥有机垃圾出口，所述二级换热烟气入口与所述二级换热烟气出口相连；二级回转窑干燥器，所述二级回转窑干燥器具有一级换热油气入口、一级干燥有机垃圾入口、二级干燥有机垃圾出口和二级换热油气出口，所述一级换热油气入口与所述一级换热油气出口相连，所述一级干燥有机垃圾入口与所述一级干燥有机垃圾出口相连；料仓，所述料仓具有进料口和出料口，所述进料口与所述二级干燥有机垃圾出口相连；进料螺旋，所述进料螺旋具有第一螺旋进料口和第一螺旋出料口，所述第一螺旋进料口与所述出料口相连，所述第一螺旋出料口与所述有机垃圾入口相连；出料螺旋，所述出料螺旋具有第二螺旋进料口和第二螺旋出料口，所述第二螺旋进料口与所述热解炭出口相连，所述第二螺旋出料口与所述热解炭入口相连。由此，通过将催化热解产生的烟气、热解油气和热解炭的余热用于对有机垃圾进行干燥处理，不仅可以显著提高能耗的利用率，而且可以显著提高有机垃圾的热解效率。

任选的，所述处理有机垃圾的系统进一步包括：净化装置，所述净化装置具有油气入口、热解油出口和净化气出口，所述油气入口与所述二级换热油气出口相连，所述净化气出口与所述辐射管上的燃料入口相连；蒸汽发生器，所述蒸汽发生器具有净化气入口和蒸汽出口，所述净化气入口与所述净化气出口相连，所述蒸汽出口与所述蒸汽入口相连。由此，通过将催化热解产生的热解油气进行换热后再分离得到热解油和净化气，并将该净化气分别作为辐射管和蒸汽发生器的燃料使用，可以显著降低燃料成本。

任选的，所述处理有机垃圾的系统进一步包括：熄焦装置，所述熄焦装置具有换热后热解炭入口和冷却热解炭出口，所述换热后热解炭入口与所述换热后热解炭出口相连。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的处理有机垃圾的系统结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的处理有机垃圾的系统上的油气导出管道和辐射管主视图；

图3是根据本实用新型一个实施例的处理有机垃圾的系统上的搅拌装置的俯视图；

图4是根据本实用新型再一个实施例的处理有机垃圾的系统结构示意图；

图5是根据本实用新型又一个实施例的处理有机垃圾的系统结构示意图；

图6是根据本实用新型一个实施例的处理有机垃圾的系统处理有机垃圾的方法流程示意图；

图7是根据本实用新型再一个实施例的处理有机垃圾的系统处理有机垃圾的方法流程示意图；

图8是根据本实用新型又一个实施例的处理有机垃圾的系统处理有机垃圾的方法流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“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。

在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种处理有机垃圾的系统。下面参考图1对本实用新型实施例的下处理垃圾的系统进行详细描述。根据本实用新型的实施例，该系统包括：催化热解反应器100、一级换热器200和二级换热器300。

根据本实用新型的实施例，催化热解反应器100包括有机垃圾入口101、蒸汽入口102、热解油气出口103、热解炭出口104、催化剂输送管11、辐射管12、集气管13、油气导出管道14和搅拌装置15。

根据本实用新型的实施例，有机垃圾入口101位于反应器100的顶部中心位置，且适于将有机垃圾供给至催化热解反应器中。

根据本实用新型的实施例，有机垃圾的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的具体实施例，有机垃圾的粒径可以为0.1mm～10mm。由此，可以显著提高有机垃圾的热解效率。

根据本实用新型的实施例，热解油气出口103位于反应器100的侧壁上，且适于将热解过程产生的热解油气导出反应器，根据本实用新型的具体实施例，热解油气出口103可以为多个，并且多个热解油气出口103均分布在反应器的侧壁上。

根据本实用新型的实施例，蒸汽入口102位于在热解油气出口103上，且蒸汽入口102与热解油气出口103连通，且适于向油气导出管道14中供给蒸汽，从而可以有效避免油气导出管道的堵塞，根据本实用新型的具体实施例，蒸汽入口102可以为多个，并且一个热解油气出口上可以对应设置有一个蒸汽入口。

根据本实用新型的实施例，热解炭出口104设置在反应器100的底部，且适于将热解生成的热解炭排出反应器。

根据本实用新型的实施例，催化剂输送管11由反应器的侧壁伸入至反应器内部，催化剂输送管的出口端设置有风帽16，催化剂输送管的出口端位于有机垃圾入口101的正下方，使得风帽16与反应器的有机垃圾入口101相对。由此，通过该催化剂输送管向反应器内添加催化剂有利于实现催化剂与物料的均匀混合。具体的，催化剂可以为选自CaO、MgO、Na₂CO₃和K₂CO₃中的至少一种。

根据本实用新型的具体实施例，催化剂输送管11的出口端的风帽16位于有机垃圾入口101的正下方，且风帽16的孔是朝上的。由此可以将下落的有机垃圾打散，从而使得有机垃圾均匀热解，此外，发明人还发现催化剂采用喷入的方式不仅与有机垃圾混合均匀还能有效打散物料，使其均匀下落。优选地，风帽16与有机垃圾入口101的距离为200～500mm。由此可以更进一步地提高热解效率，进而提高热解油产率。

根据本实用新型的具体实施例，风帽16可以为伞形风帽，且风帽16上具有多个通孔。由此可以形成不同方向的风，助于有机垃圾的打散，有利于提高热解油产率。

根据本实用新型的实施例，辐射管12在反应器的内部沿着反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的辐射管，根据本实用新型的具体实施例，在水平方向上彼此平行的辐射管均匀分布，优选地，沿反应器的高度方向布置的辐射管彼此平行并且错开布置。根据本实用新型的具体示例，辐射管的管径可以为100～300mm。根据本实用新型的实施例，相邻辐射管外壁间的水平距离为200～500mm，相邻辐射管外壁间的竖直距离为200～700mm。需要解释的是，相邻辐射管外壁间的水平距离可以理解为在同层上辐射管外壁间的距离，而相邻辐射管外壁间的竖直距离可以理解为相邻上下两层间的相邻辐射管外壁间的距离。

根据本实用新型的实施例，多层辐射管的层数可以为10-25层。发明人发现，该种结构布置可以使得反应器内温度场分布均匀，从而可以显著提高有机垃圾的热解效率。

根据本实用新型的实施例，辐射管可以为单向蓄热式燃气蓄热式辐射管，即通过蓄热式辐射管管体将燃烧燃气产生的热量以辐射的方式进行供热。根据本实用新型的具体实施例，蓄热式辐射管上可以设置有燃气调节阀(未示出)。由此，可以通过调整燃气调节阀调节通入蓄热式辐射管的燃气的流量来等实现对热解过程的精确控温，从而可以显著提高有机垃圾的热解效率，进而提高热解油的收率。

具体的，辐射管沿水平方向从反应器侧壁的一侧伸入到反应器中且贯穿反应器，即射管沿水平方向从反应器侧壁的一侧伸入反应器中且穿出反应器的另一侧壁，并且辐射管的两端均伸出反应器侧壁，其中，辐射管上的燃料入口位于辐射管上伸出反应器的一端，辐射管上的烟气出口位于辐射管上伸出反应器的另一端，或者辐射管上的燃料入口和烟气出口位于辐射管上的同一端。通过调整通入辐射管的燃气的流量等实现对热解过程的精确控温，并且辐射管采用定期换向的燃烧方式，使得单个辐射管的温度场相差不大于30℃，从而保证反应器内温度场的均匀性，例如通过调整通入辐射管的燃气的流量使得反应器内上段区域的辐射管的调节温度范围为500～800℃，保证有机垃圾的充分热解，通过调整通入辐射管的燃气的流量使得反应器内下段区域的辐射管的调节温度范围为450～650℃，从而进一步加热一部分没有完全热解的有机垃圾。

根据本实用新型的具体实施例，集气管13设置在反应器100内且与热解油气出口103相连通。由此，采用集气管可以显著提高热解油气的导出效率，从而提高热解油气收率。

根据本实用新型的实施例，油气导出管道14的管壁上设置有通孔，根据本实用新型的具体实施例，油气导出管道14沿反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的油气导出管道。

根据本实用新型的具体实施例，油气导出管道14与辐射管12平行布置，且辐射管12的左右两侧对称设置有两根油气导出管道14。发明人发现，通过在每根辐射管两侧安装油气导出管道，热解产生的油气通过油气导出管道被迅速导出，从而有效地抑制了油气的二次裂解，进而提高热解油的收率，经济效益好。根据本实用新型的具体示例，油气导出管道的管径可以为30～80mm。

根据本实用新型的具体实施例，如图2所示，油气导出管道14与邻近的辐射管12的管壁之间距离为油气导出管道管径d的1/2-3倍。由此可以立刻导出产生的热解油，避免热解油裂解，提高热解油产率。

根据本实用新型的具体实施例，油气导出管道14的管壁上设置有多个通孔，优选地，多个通孔在油气导出管道14的长度方向上均匀分布。由此可以便于热解油气的快速导出。

根据本实用新型的实施例，搅拌装置15包括搅拌轴17和连接在搅拌轴17上的多个搅拌杆18，从而搅拌轴17在驱动电机的驱动下带动搅拌杆18旋转，根据本实用新型的具体实施例，搅拌轴17可旋转地从热解炭出口104伸入到反应器内部。实用新型发现，通过在反应器内设置搅拌装置，搅拌杆在来回转动的过程中，可以有效避免辐射管表面的结焦，进而避免因辐射管结焦而降低传热效率，从而能够增强传热效果。

根据本实用新型的具体实施例，每层辐射管的上方均有一根或多根搅拌杆，且搅拌杆与辐射管的垂直距离为20～300mm。由此可以避免辐射管的上结焦，保证设备正常运行。例如，搅拌杆可以介于辐射管层与油气导出管道层之间。

根据本实用新型的具体实施例，搅拌杆18垂直于搅拌轴17，并且沿搅拌轴17的长度方向间隔分布。

根据本实用新型的具体实施例，搅拌杆18在搅拌轴17的同一横截面上的相邻投影呈一定角度。例如，如图3所示，所述角度θ可以为0～90度(不含端值)，优选30～90度(不含90度)。由此，可以使得搅拌杆有效地松动反应器内部有机垃圾，从而能够快速导出热解油气。具体的，中心搅拌轴的长度可为1-18m，可拆卸搅拌杆垂直间距可以为0.4-1m，层数可以为11-26层。

根据本实用新型的具体实施例，同一层油气导出管道14可以通过同一根集气管13连通至同一个热解油气出口103，即同一层油气导出管道14和同一个热解油气出口103分别连接同一根集气管13。由此可以将油气汇集，简化工艺并提高热解油产率，同时可以便于油气导出。

根据本实用新型的具体实施例，相邻两层或更多层的油气导出管道14可以通过两根或更多根的集气管13连通至同一个热解油气出口103，即油气导出管道的层数与集气管的根数相同，同一层的油气导出管道通过一根集气管与同一个热解油气出口相连，并且多根集气管最终汇集至同一个热解油气出口，例如如图1所示，多层的油气导出管道14通过一根集气管13连通至同一个热解油气出口103。

根据本实用新型的实施例，反应器的底部可以呈倒锥形。由此，可以使得热解生成的热解炭顺利排出反应器。

根据本实用新型的具体实施例，如图2所示，辐射管12的两侧管壁上可以分别设置有挡板19，挡板19位于油气导出管道14的上方，且覆盖油气导出管道14的全部竖向投影。通过在辐射管12的两侧管壁上设置挡板19，可以防止物料下降过程中摩擦油气导出管道，进而延长油气导出管道的寿命；并且挡板19还能起到对物料的引流作用，防止物料卡在辐射管与油气导出管道之间，造成物料堵塞。

根据本实用新型的具体实施例，如图2所示，挡板19从辐射管12的管壁的竖直切面A(A1)的相切线为起点，呈一定角度α向下延伸至油气导出管道14的竖直切面B(B1)，角度α为40-90度，不含90度。由此使得挡板的最短长度是能够遮挡油气导出管道。

根据本实用新型的实施例，一级换热器200具有烟气入口201、热解炭入口202、换热后热解炭出口203和一级换热烟气出口204，烟气入口201与辐射管上的烟气出口(未示出)相连，热解炭入口202与热解炭出口104相连，且适于将催化热解反应器中产生的热解炭与辐射管中产生的烟气进行一级换热处理，从而可以得到换热后热解炭和一级换热烟气。由此，通过将催化热解反应器中产生的热解炭和辐射管产生的烟气进行换热，将热解炭的余热传递给烟气，然后将换热后的烟气作为后续过程的干燥介质，从而可以在实现对热解炭的冷却的同时实现热解炭显热的高效利用，进而降低能耗。

根据本实用新型的实施例，二级换热器300具有热解油气入口301、一级换热烟气入口302、一级换热油气出口303和二级换热烟气出口304，热解油气入口301与热解油气出口103相连，一级换热烟气入口302与一级换热烟气出口204相连，且适于将一级换热器得到的一级换热烟气与催化热解反应器产生的热解油气进行换热处理，从而可以得到一级换热油气和二级换热烟气。由此，通过将热解油气的余热传递给一级换热烟气，然后将所得二级换热烟气和一级换热油气分别作为后续过程的干燥介质，可以实现热解油气显热的高效利用，进而进一步降低能耗。

根据本实用新型实施例的处理有机垃圾的系统采用布料气与催化剂结合的方式，无需催化剂与有机垃圾的混合工序即可实现有机垃圾的高效热解，并且通过使用多组辐射管为热解过程提供热源，可以通过调整通入辐射管的燃气的流量来实现对热解过程的精确控温，并且辐射管通过蓄热式燃烧，保证了温度场的均匀性，从而可以显著提高有机垃圾的热解效率，进而提高热解油的收率，同时较传统的使用气体热载体或固体热载体作为热解热源的热解反应装置相比，本实用新型的催化热解反应器不需要设置预热单元和载体分离单元，从而可以极大简化热解反应工艺流程，进而显著降低装置的故障率且所得热解油中含尘率较低，并且排烟温度低，其次本实用新型通过在辐射管的底部布置油气导出管道，可以将热解产生的油气迅速导出，从而有效地抑制了油气的二次裂解，进而提高热解油的收率，并且热解气未被气体热载体稀释，热解气热值高，经济效益好，再次通过在反应器内设置搅拌装置配合辐射管，搅拌杆在来回转动的过程中，使得堆积的有机垃圾得以松动，增大了堆积有机垃圾间的空隙率，降低了热解油气透过有机垃圾层的压降，使得产生的热解油气能快速穿过有机垃圾层到达油气导出管，产生的热解油气能及时通过油气导出管导出，并且能够避免辐射管上端结焦，从而避免影响传热效率，另外通过将热解过程产生的热解炭和热解油气与辐射管产生的烟气进行换热，提高经济效益。

参考图4，根据本实用新型实施例的处理垃圾的系统进一步包括：一级回转窑干燥器400、二级回转窑干燥器500、料仓600、进料螺旋700和出料螺旋800。

根据本实用新型的实施例，一级回转窑干燥器400具有有机垃圾进口401、二级换热烟气入口402和一级干燥有机垃圾出口403，二级换热烟气入口402与二级换热烟气出口304相连，且适于在将有机垃圾和催化剂分别供给至催化热解反应器中进行催化热解之前，预先将采用二级换热烟气对有机垃圾进行一级干燥处理，从而可以得到一级干燥有机垃圾。由此，通过将系统内部热烟气的余热对有机垃圾进行干燥，可以在显著提高有机垃圾干燥效率的同时提高热解产物显热的利用率，进而降低系统能耗。

根据本实用新型的实施例，二级回转窑干燥器500具有一级换热油气入口501、一级干燥有机垃圾入口502、二级干燥有机垃圾出口503和二级换热油气出口504，一级换热油气入口501与一级换热油气出口204相连，一级干燥有机垃圾入口502与一级干燥有机垃圾出口403相连，且适于采用一级换热油气对一级干燥有机垃圾进行干燥处理，从而可以得到二级干燥有机垃圾和二级换热油气。由此，可以在进一步提高有机垃圾热解效率的同时降低系统能耗。

根据本实用新型的实施例，料仓600具有进料口601和出料口602，进料口601与二级干燥有机垃圾出口503相连，且适于存储二级回转窑干燥器得到的二级干燥有机垃圾。

根据本实用新型的实施例，进料螺旋700具有第一螺旋进料口701和第一螺旋出料口702，第一螺旋进料口701与出料口602相连，第一螺旋出料口702与有机垃圾入口101相连，且适于通过进料螺旋将存储在料仓中的二级干燥有机垃圾供给至催化热解反应器中进行热解处理。由此，可以显著提高有机垃圾的进料效率。

根据本实用新型的实施例，出料螺旋800具有第二螺旋进料口801和第二螺旋出料口802，第二螺旋进料口801与热解炭出口104相连，第二螺旋出料口802与热解炭入口202相连，且适于将催化热解反应器得到的热解炭通过出料螺旋供给至以及换热器中。由此，可以显著提高热解炭的出料效率。

参考图5，根据本实用新型实施例的处理垃圾的系统进一步包括：净化装置900、蒸汽发生器1000和熄焦装置1100。

根据本实用新型的实施例，净化装置900具有油气入口901、热解油出口902和净化气出口903，油气入口901与二级换热油气出口504相连，净化气出口903与辐射管上的燃料入口(未示出)相连，且适于对二级回转窑干燥器中得到的二级换热油气进行净化处理，从而可以得到热解油和净化气，并将所得净化气的一部分供给至辐射管作为燃料使用。由此，通过将系统内部产生的热解油气分离后产生的热解气进行净化，并将所得净化气作为辐射管的燃料使用，可以显著降低对外部补给燃料的依赖。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对净化装置的具体类型进行选择。

根据本实用新型的实施例，蒸汽发生器1000具有净化气入口1001和蒸汽出口1002，净化气入口1001与净化气出口903相连，蒸汽出口1002与蒸汽入口102相连，且适于将净化装置得到的净化气的另一部分进行燃烧对水进行加热，从而可以得到蒸汽，并将所得蒸汽经蒸汽入口供给至集气管中。由此，通过蒸汽发生器产生的蒸汽定期换向喷入集气管中，并进入油气导出管道，进而避免油气导出管道堵塞。根据本实用新型的具体实施例，蒸汽发生器交替吹扫油气导出管道的蒸汽温度为300～500℃，切换时间为30s-600s。由此，可以进一步地减少热解油在炉膛的停留时间，降低二次反应的发生，进而显著提高油气快速导出效率，提高油气产率。

根据本实用新型的实施例，熄焦装置1100具有换热后热解炭入口1101和冷却热解炭出口1102，换热后热解炭入口1101与换热后热解炭出口203相连，且适于将换热后热解炭进行熄焦处理，从而可以得到冷却热解炭。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对熄焦处理的条件进行选择。

如上所述，根据本实用新型实施例的处理有机垃圾的系统可以具有选自下列的优点至少之一：

根据本实用新型实施例的处理有机垃圾的系统温度灵活可控，适用于处理成分复杂的有机垃圾，适用范围广；

根据本实用新型实施例的处理有机垃圾的系统采用垃圾催化热解的方法，得到的热解气产量高、热值高；得到的热解油组成简单；

根据本实用新型实施例的处理有机垃圾的系统产物显热高效利用，降低能耗，有机垃圾干燥热均为系统内部供应；

根据本实用新型实施例的处理有机垃圾的系统采用催化剂喷入装置与布料气结合的方法，无需添加催化剂与物料的混合工序；

根据本实用新型实施例的处理有机垃圾的系统添加转动除焦装置，避免辐射管上端结焦现象；

根据本实用新型实施例的处理有机垃圾的系统采用蒸汽吹扫油气导出管，避免油气导出管堵塞。

为了方便理解，下面参考图6-8对采用本实用新型实施例的处理有机垃圾的系统处理有机垃圾的方法进行详细描述。根据本实用新型的具体实施例，该方法包括：

S100：将有机垃圾和催化剂分别供给至催化热解反应器中进行催化热解

根据本实用新型的实施例，将有机垃圾和催化剂分别供给至催化热解反应器中进行催化热解，从而可以得到热解油气和热解炭。

根据本实用新型的实施例，有机垃圾的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的具体实施例，有机垃圾的粒径可以为0.1mm～10mm。由此，可以显著提高有机垃圾的热解效率。具体的，催化剂可以为选自CaO、MgO、Na₂CO₃和K₂CO₃中的至少一种。

具体的，可以通过调整通入辐射管的燃气的流量等实现对热解过程的精确控温，并且辐射管采用定期换向的燃烧方式，使得单个辐射管的温度场相差不大于30℃，从而保证反应器内温度场的均匀性，例如通过调整通入辐射管的燃气的流量使得反应器内上段区域的辐射管的调节温度范围为500～800℃，保证有机垃圾的充分热解，通过调整通入辐射管的燃气的流量使得反应器内下段区域的辐射管的调节温度范围为450～650℃，从而进一步加热一部分没有完全热解的有机垃圾。

S200：将热解炭和辐射管产生的烟气供给至一级换热器中进行一级换热处理

根据本实用新型的实施例，将催化热解反应器中产生的热解炭和辐射管中燃烧产生的烟气供给至一级换热器中进行一级换热处理，从而可以得到换热后热解炭和一级换热烟气。由此，通过将催化热解反应器中产生的热解炭和辐射管产生的烟气进行换热，将热解炭的余热传递给烟气，然后将换热后的烟气作为后续过程的干燥介质，从而可以在实现对热解炭的冷却的同时实现热解炭显热的高效利用，进而降低能耗。

S300：将热解油气和一级换热烟气供给至二级换热器中进行二级换热处理

根据本实用新型的实施例，将催化热解反应器中产生的热解油气和一级换热器中得到的一级换热烟气供给至二级换热器中进行二级换热处理，从而可以得到一级换热油气和二级换热烟气。由此，通过将热解油气的余热传递给一级换热烟气，然后将所得二级换热烟气和一级换热油气分别作为后续过程的干燥介质，可以实现热解油气显热的高效利用，进而进一步降低能耗。

根据本实用新型实施例的处理有机垃圾的系统处理有机垃圾的方法采用布料气与催化剂结合的方式，无需催化剂与有机垃圾的混合工序即可实现有机垃圾的高效热解，并且通过使用多组辐射管为热解过程提供热源，可以通过调整通入辐射管的燃气的流量来实现对热解过程的精确控温，并且辐射管通过蓄热式燃烧，保证了温度场的均匀性，从而可以显著提高有机垃圾的热解效率，进而提高热解油的收率，同时较传统的使用气体热载体或固体热载体作为热解热源的热解反应装置相比，本实用新型的催化热解反应器不需要设置预热单元和载体分离单元，从而可以极大简化热解反应工艺流程，进而显著降低装置的故障率且所得热解油中含尘率较低，并且排烟温度低，其次本实用新型通过在辐射管的底部布置油气导出管道，可以将热解产生的油气迅速导出，从而有效地抑制了油气的二次裂解，进而提高热解油的收率，并且热解气未被气体热载体稀释，热解气热值高，经济效益好，再次通过在反应器内设置搅拌装置配合辐射管，搅拌杆在来回转动的过程中，使得堆积的有机垃圾得以松动，增大了堆积有机垃圾间的空隙率，降低了热解油气透过有机垃圾层的压降，使得产生的热解油气能快速穿过有机垃圾层到达油气导出管，产生的热解油气能及时通过油气导出管导出，并且能够避免辐射管上端结焦，从而避免影响传热效率，另外通过将热解过程产生的热解炭和热解油气与辐射管产生的烟气进行换热，提高经济效益。

参考图7，根据本实用新型实施例的处理有机垃圾的系统处理有机垃圾的方法进一步包括：

S400：在将有机垃圾和催化剂分别供给至催化热解反应器中进行催化热解之前，预先将二级换热烟气和有机垃圾供给至一级回转窑干燥器中对有机垃圾进行一级干燥处理

根据本实用新型的实施例，在将有机垃圾和催化剂分别供给至催化热解反应器中进行催化热解之前，预先将二级换热器得到的二级换热烟气和有机垃圾供给至一级回转窑干燥器中对有机垃圾进行一级干燥处理，从而可以得到一级干燥有机垃圾。由此，通过将系统内部热烟气的余热对有机垃圾进行干燥，可以在显著提高有机垃圾干燥效率的同时提高热解产物显热的利用率，进而降低系统能耗。

S500：将一级换热油气和一级干燥有机垃圾供给至二级回转窑干燥器中进行二级干燥处理

根据本实用新型的实施例，将二级换热器中得到的一级换热油气和一级回转窑干燥器中得到的一级干燥有机垃圾供给至二级回转窑干燥器中进行二级干燥处理，从而可以得到二级干燥垃圾和二级换热油气。由此，可以在进一步提高有机垃圾热解效率的同时降低系统能耗。

S600：将二级干燥有机垃圾供给至料仓中进行储存，并将二级干燥有机垃圾经进料螺旋供给至催化热解反应器中

根据本实用新型的实施例，将二级回转窑干燥器中得到的二级干燥有机垃圾供给至料仓中进行储存，并将二级干燥有机垃圾经进料螺旋供给至催化热解反应器中。由此，可以显著提高有机垃圾的进料效率。

参考图8，根据本实用新型实施例的处理有机垃圾的系统处理有机垃圾的方法进一步包括：

S700：将二级换热油气供给至净化装置中进行净化处理，并将净化气的一部分供给至辐射管作为燃料使用

根据本实用新型的实施例，将二级回转窑干燥器得到的二级换热油气供给至净化装置中进行净化处理，从而可以得到热解油和净化气，并将所得净化气的一部分供给至辐射管作为燃料使用。由此，通过将系统内部产生的热解油气分离后产生的热解气进行净化，并将所得净化气作为辐射管的燃料使用，可以显著降低对外部补给燃料的依赖。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对净化装置的具体类型进行选择。

S800：将净化气的另一部分供给至蒸汽发生器中燃烧产生蒸汽，并将蒸汽经蒸汽入口供给至集气管中

根据本实用新型的实施例，将净化装置所得净化气的另一部分供给至蒸汽发生器中燃烧产生蒸汽，并将所得蒸汽经蒸汽入口供给至集气管中。由此，通过蒸汽发生器产生的蒸汽定期换向喷入集气管中，并进入油气导出管道，进而避免油气导出管道堵塞。根据本实用新型的具体实施例，蒸汽发生器交替吹扫油气导出管道的蒸汽温度为300～500℃，切换时间为30s-600s。由此，可以进一步地减少热解油在炉膛的停留时间，降低二次反应的发生，进而显著提高油气快速导出效率，提高油气产率。

S900：将换热后热解炭供给至熄焦装置中进行熄焦处理

根据本实用新型的实施例，将一级换热器中得到的换热后热解炭供给至熄焦装置中进行熄焦处理，从而可以得到冷却热解炭。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对熄焦处理的条件进行选择。

需要说明的是，上述针对处理有机垃圾的系统所描述的特征和优点同样适用于该处理有机垃圾的方法，此处不再赘述。

下面参考具体实施例，对本实用新型进行描述，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实用新型。

实施例

采用图5所示的处理有机垃圾的系统对有机垃圾进行处理，首先将有机垃圾(粒径0.5-5mm，含水率45％)供给至到一级回转窑干燥器中进行一级干燥处理，得到一级干燥有机垃圾(含水率17％)，并将所得一级干燥有机垃圾供给至到二级回转窑干燥器中进行二级干燥处理，得到二级干燥有机垃圾(含水率8％)，并将所得二级干燥有机垃圾输送至料仓存储，并将存储在料仓中的二级干燥有机垃圾经进料螺旋输送至催化热解反应器中(热解温度600℃)，同时经催化剂输送管向反应器内喷入催化剂CaO(喷入量为有机垃圾质量的5％)，开始发生有机垃圾催化热解反应，反应得到的热解油气(550℃)由热解油气出口排出，热解炭(500℃)由热解炭出口排出并经出料螺旋供给至一级换热器中与辐射管中燃料燃烧产生的烟气(50℃)进行一级换热，得到换热后热解炭(300℃)和一级换热烟气(140℃)，然后将一级换热烟气与热解油气供给至二级换热器进行换热，得到二级换热烟气(200℃)和一级换热油气(350℃)，然后将二级换热烟气作为一级回转窑干燥器的干燥介质对有机垃圾进行干燥处理，将一级换热油气作为二级回转窑干燥器的干燥介质对一级干燥有机垃圾干燥处理，接着将换热后热解炭供给至熄焦装置中进行熄焦处理，然后将所得二级热解油气供给至净化装置中进行净化处理，得到净化气和热解油，并将净化气的一部分供给至辐射管作为燃料使用，净化气的另一部分供给至蒸汽发生器中进行燃烧产生蒸汽，并将所得蒸汽经蒸汽入口供给至集气管中。

表1垃圾催化热解产物分布

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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实用新型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实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种处理有机垃圾的系统，其特征在于，包括：催化热解反应器、一级换热器和二级换热器，

其中，所述催化热解反应器包括：

有机垃圾入口、蒸汽入口、热解油气出口、热解炭出口；

所述有机垃圾入口位于所述反应器的顶部中心位置；

所述热解油气出口位于所述反应器的侧壁上；

所述蒸汽入口位于在所述热解油气出口上，且所述蒸汽入口与所述热解油气出口连通；

所述热解炭出口位于所述反应器的底部；

催化剂输送管，所述催化剂输送管由所述反应器的侧壁伸入至所述反应器内部，所述催化剂输送管的出口端设置有风帽，所述催化剂输送管的出口端位于所述有机垃圾入口的正下方，并且所述风帽与所述有机垃圾入口相对；

辐射管，所述辐射管在所述反应器的内部沿所述反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的辐射管；

集气管，所述集气管设置在所述反应器内且与所述热解油气出口相连通；

油气导出管道，所述油气导出管道连通至所述集气管，并且所述油气导出管道的管壁上设置有通孔；

搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴和连接在所述搅拌轴上的多个搅拌杆，所述搅拌轴由所述热解炭出口伸入到所述反应器的内部并被设置成可在所述反应器内旋转；

所述一级换热器具有烟气入口、热解炭入口、换热后热解炭出口和一级换热烟气出口，所述烟气入口与所述辐射管上的烟气出口相连，所述热解炭入口与所述热解炭出口相连；

所述二级换热器具有热解油气入口、一级换热烟气入口、一级换热油气出口和二级换热烟气出口，所述热解油气入口与所述热解油气出口相连，所述一级换热烟气入口与所述一级换热烟气出口相连。

2.根据权利要求1所述的处理有机垃圾的系统，其特征在于，所述油气导出管道沿所述反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的油气导出管道，

任选的，所述油气导出管道与所述辐射管平行布置，且所述辐射管各自的左右两侧对称设置有两根油气导出管道，

任选的，所述油气导出管道与邻近的所述辐射管的管壁之间距离为所述油气导出管道管径d的1/2-3倍，

任选的，所述油气导出管道的管壁上设置有多个通孔。

3.根据权利要求2所述的处理有机垃圾的系统，其特征在于，所述通孔在所述油气导出管道的长度方向上均匀分布。

4.根据权利要求1-3任一项所述的处理有机垃圾的系统，其特征在于，所述辐射管的两侧管壁上分别设置有挡板，所述挡板位于所述油气导出管道的上方，且覆盖所述油气导出管道的全部竖向投影，

任选地，所述挡板从所述辐射管的管壁的竖直切面的相切线为起点，呈一定角度向下延伸至所述油气导出管道的竖直切面。

5.根据权利要求4所述的处理有机垃圾的系统，其特征在于，所述角度为40-90度，不含90度。

6.根据权利要求1所述的处理有机垃圾的系统，其特征在于，同一层所述油气导出管道连通至同一根所述集气管。

7.根据权利要求1所述的处理有机垃圾的系统，其特征在于，所述搅拌杆介于辐射管层与油气导出管道层之间，

任选的，所述风帽与所述有机垃圾入口的距离为200～500mm，

任选的，所述风帽为伞形风帽，且风帽上具有多个通孔。

8.根据权利要求1所述的处理有机垃圾的系统，其特征在于，进一步包括：

一级回转窑干燥器，所述一级回转窑干燥器具有有机垃圾进口、二级换热烟气入口和一级干燥有机垃圾出口，所述二级换热烟气入口与所述二级换热烟气出口相连；

二级回转窑干燥器，所述二级回转窑干燥器具有一级换热油气入口、一级干燥有机垃圾入口、二级干燥有机垃圾出口和二级换热油气出口，所述一级换热油气入口与所述一级换热油气出口相连，所述一级干燥有机垃圾入口与所述一级干燥有机垃圾出口相连；

料仓，所述料仓具有进料口和出料口，所述进料口与所述二级干燥有机垃圾出口相连；

进料螺旋，所述进料螺旋具有第一螺旋进料口和第一螺旋出料口，所述第一螺旋进料口与所述出料口相连，所述第一螺旋出料口与所述有机垃圾入口相连；

出料螺旋，所述出料螺旋具有第二螺旋进料口和第二螺旋出料口，所述第二螺旋进料口与所述热解炭出口相连，所述第二螺旋出料口与所述热解炭入口相连。

9.根据权利要求8所述的处理有机垃圾的系统，其特征在于，进一步包括：

净化装置，所述净化装置具有油气入口、热解油出口和净化气出口，所述油气入口与所述二级换热油气出口相连，所述净化气出口与所述辐射管上的燃料入口相连；

蒸汽发生器，所述蒸汽发生器具有净化气入口和蒸汽出口，所述净化气入口与所述净化气出口相连，所述蒸汽出口与所述蒸汽入口相连。

10.根据权利要求9所述的处理有机垃圾的系统，其特征在于，进一步包括：

熄焦装置，所述熄焦装置具有换热后热解炭入口和冷却热解炭出口，所述换热后热解炭入口与所述换热后热解炭出口相连。