CN209722040U - 一种城市生活垃圾深度资源化利用的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种城市生活垃圾深度资源化利用的系统，包括垃圾分选系统和资源化利用系统；其中，所述的垃圾分类系统包括依次连接的垃圾粉碎系统、磁选系统，所述的磁选系统分别连接有金属回收系统、无机物回收系统和有机物回收系统，所述的有机物回收系统与所述的资源化利用系统连接。利用本实用新型的系统将城市生活垃圾进行分类，将各类物质有序的分类，进行充分的回收利用，将有机物进行裂解、纯化处理得到清洁柴油，从而减少了垃圾对大气、水体和土壤的污染问题。

Description

一种城市生活垃圾深度资源化利用的系统

技术领域

本实用新型属于环境治理和修复技术领域，具体涉及一种城市生活垃圾深度资源化利用的系统。

背景技术

能源和环境问题总是全球关注和迫切需要解决的问题，随着人类现代化进程人口迅速向城镇化集中，又因工业现代化高速发展，石油、煤炭、天然气等不可再生自然资源被大量消耗，环境的问题越来越突出，土地资源越来越紧缺。城镇生活垃圾治理和资源化利用，是世界性难题，目前尚没有既环保又能资源化利用又不占用可耕地的最佳处置方法。

城镇生活垃圾是各类物质的完全终极废弃物质，各类物质无序混合一起，不仅无法利用，而是对大气、水体和土壤的严重污染，极易滋生各种有毒害昆虫及病菌(毒)，给人类带来极大危害。如何对城镇生活垃圾进行合理有效的环保处理和资源化利用，一直是全世界要解决的问题。西方发达国家城镇化历史较长，生活垃圾的分类比较完善，因此城镇生活垃圾的环保处理及资源化利用比较成熟，而发展中国家，对生活垃圾几乎完全未分类，造成了日后处理的极大困难。目前对百万人口的城市主要采取“焚烧发电”处理方式，而对于绝大多数城镇由于投资等各种客观原因，仍然采用填埋处理的方式。随着我国城镇化的迅速发展，城镇化生活垃圾的“焚烧发电”处理面临投资大、选址难、基建周期长，性价比低，运营效益差、二次污染等困难，要改变日益严重的城镇生活垃圾处理越来越迫切。

我国的城镇生活垃圾主要以填埋和直接焚烧发电的处置模式，“填埋”占用了大量的可耕地，并留下长期的二次污染的隐患；造成资源的极大浪费；焚烧发电不可避免的产生“二噁英”，且投资昂贵，收回期长，资源利用率低。

鉴于以上原因，特提出本实用新型。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的以上问题，本实用新型提供了一种城市生活垃圾深度资源化利用的系统，本实用新型的系统首先将垃圾进行分类处理，处理后得到不同用途的物质，将有机物进行深度加工成清洁柴油，制备柴油的过程中不会出现二噁英等有毒气体及重金属的污染问题，通过该系统制备的油料的含硫低、热值高、闪点高的清洁车用柴油，无废水、无固废，将生活垃圾作为产业，提供再生替代能源，实现环保大产业化。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种城市生活垃圾深度资源化利用的系统，包括垃圾分选系统和资源化利用系统；

其中，所述的垃圾分类系统包括依次连接的垃圾粉碎系统、磁选系统，所述的磁选系统分别连接有金属回收系统、无机物回收系统和有机物回收系统，所述的有机物回收系统与所述的资源化利用系统连接；

所述的资源化利用系统包括裂解系统和油品纯化系统，所述的裂解系统包括有机化合物预处理结构，所述的有机化合物预处理结构与裂解炉连接，所述的裂解炉分别连接有废气处理装置、气固分离塔和储气罐，所述的气固分离塔依次连接有异构烷调整炉、催化塔A、热交换器、油气分离装置，所述的油气分离装置还与油品纯化系统连接；所述的油品纯化系统包括与油气分离装置依次连接的中间原料罐、蒸馏塔、催化塔B、列管式热交换器、油气分离罐、半成品罐、调质搅拌装置、沉淀罐A、调和搅拌装置、沉淀罐B、中和罐、脱色过滤装置和成品油罐。

进一步的，所述是无机物回收系统依次包括破碎机、滚筒筛、弹跳分选机、免烧砖成形机和可燃物制粒机。

进一步的，所述的废气处理装置包括除尘脱硫洗涤塔，所述的除尘脱硫洗涤塔依次连接有臭氧、紫外线及纳米级金属钛的光氧处理装置、抽风机和排烟装置。

进一步的，所述的气固分离塔下端连接有渣油罐A。

进一步的，所述的油气分离装置还连接有阻火器，所述的阻火器与所述的储气罐连接，所述的有机化合物预处理结构包括粉碎机和料斗仓。

进一步的，所述的裂解炉中进行无氧反应，反应温度为250-300℃，所述的催化塔A中进行的催化温度为325-375℃。

进一步的，所述的催化塔A中的催化剂为氧化锌、氢氧化铝、三氧化铁和活性白土组成，优选的，按照百分比，氧化锌为3％、氢氧化铝5％、三氧化铁2％和活性白土90％。

本实用新型的催化是根据高分子材料合成和分解的基本原理，采用一条定向和专向的分子裂解与分子重构的路线，在裂解的过程中，不仅包括大分子裂解过程，也包括了小分子重构的过程。在重构过程中，充分考虑了生产汽柴油组分的方向，以重构异构烷分子为主要目标，以热共振方式在工业化过程中，完成反应过程的反应器和反应工艺的生产和制造，采用专向和定向的形式形成柴油组分，与现有的工艺不同。

进一步的，所述的蒸馏塔还连接有渣油罐B，所述的渣油罐B与所述的裂解炉连接。

进一步的，所述的蒸馏塔还与列管式加热炉连接。

一种所述的城市生活垃圾深度资源化利用的方法，包括如下步骤：

(1)将城市生活垃圾首先放入垃圾分选系统，经过垃圾粉碎系统、磁选系统，将城市生活垃圾分为无机物、金属和有机物，分别进入到无机物回收系统、金属回收系统和有机物回收系统进行回收处理；

(2)有机回收系统与资源化利用系统连接，将有机化合物以1吨/小时均匀连续的置于有机化合物预处理结构中进行粉碎处理，然后经过料斗仓进入裂解炉中进行裂解反应，在250-300℃下进行可逆反应，裂解成高温油气；

(3)高温油气依次经过气固分离塔、异构烷调整炉、催化塔A、热交换器、油气分离装置分离出的液体油进入到中间原料罐中，分离出的不可凝气体通过阻火器进入到储气罐中；

(4)从中间原料罐输出的液体油依次进入到蒸馏塔、催化塔B、列管式热交换器、油气分离罐、半成品罐、调质搅拌装置、沉淀罐A、调和搅拌装置、沉淀罐B、中和罐、脱色过滤装置和成品油罐，得到清洁柴油。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)利用本实用新型的系统将城市生活垃圾进行分类，将各类物质有序的分类，进行充分的回收利用，将有机物进行裂解、纯化处理得到清洁柴油，从而减少了垃圾对大气、水体和土壤的污染问题；

(2)利用本实用新型的系统进行生活垃圾有机化合物的裂解不会出现二噁英等有毒气体及重金属的污染问题，裂解过程中不会产生氯的污染，一小部分氯存在液体油中，另一部分氯存在固态碳中，通过该系统制备的塑料油的闪点高，热值高、含硫低，可纯化为清洁车用柴油，无废水、无固废，避免了二次污染问题，将生活垃圾作为产业，提供再生替代清洁能源，实现环保大产业化，取得可观经济效益及社会效益；

(3)本实用新型的资源化利用系统可以解决城镇化发展过程中生活垃圾处理的瓶颈问题，保护了环境，也可以将过去填埋或堆积成山的生活垃圾重新资源了利用，生活垃圾全部利用，真正做到变废为宝，为社会创造新的价值，适应生态环境的发展。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型的城市生活垃圾深度资源化利用的系统结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种城市生活垃圾深度资源化利用的系统，包括垃圾分选系统和资源化利用系统；

其中，所述的垃圾分类系统包括依次连接的垃圾粉碎系统、磁选系统，所述的磁选系统分别连接有金属回收系统、无机物回收系统和有机物回收系统，所述的有机物回收系统与所述的资源化利用系统连接；

所述的资源化利用系统包括裂解系统和油品纯化系统，所述的裂解系统包括有机化合物预处理结构，所述的有机化合物预处理结构与裂解炉连接，所述的裂解炉分别连接有废气处理装置、气固分离塔和储气罐，所述的气固分离塔依次连接有异构烷调整炉、催化塔A、热交换器、油气分离装置，所述的油气分离装置还与油品纯化系统连接；所述的油品纯化系统包括与油气分离装置依次连接的中间原料罐、蒸馏塔、催化塔B、列管式热交换器、油气分离罐、半成品罐、调质搅拌装置、沉淀罐A、调和搅拌装置、沉淀罐B、中和罐、脱色过滤装置和成品油罐。

所述是无机物回收系统依次包括破碎机、滚筒筛、弹跳分选机、免烧砖成形机和可燃物制粒机。

回收的无机物可以用于免烧砖的制备和可燃物粒的制备；筛选出去金属直接出售，进行二次利用；有机物进行资源化利用，最终生成清洁柴油。

裂解炉中采用真空无氧的环境，这样使得高温裂解产生的氯一部分进入到燃烧废气中，经过废气处理装置将氯去除，另一部分氯存在与液体油中，经过碱性催化剂的裂解和吸附及中和处理掉。

裂解采用连续式生产方式，加热方式采用热风炉，连续运转20小时(10小时一班，两班制)，停顿4小时，待裂解炉自然冷却，冷却一小时炉温约下降50℃，4小时炉温下降到小于100℃，自动清除裂解炉中碳渣，然后进入第二个生产周期。

所述的裂解炉产生的废气经过废气处理装置处理，废气处理装置包括除尘脱硫洗涤塔，所述的除尘脱硫洗涤塔依次连接有臭氧、紫外线及纳米级金属钛的光氧处理装置、抽风机和排烟装置。裂解炉加热产生的燃烧废气经过除尘脱硫洗涤塔将、臭氧、紫外线及纳米级金属钛的光氧处理装置、抽风机和排烟装置，将其中的二硫化物、臭气、PM2.5、氮化物等污染物进行去除及净化，从而符合环保排放标准，进而排放到大气中。

本实施例的催化塔A中进行的反应温度为325-375℃。所述的催化塔A中的催化剂为氧化锌、氢氧化铝、三氧化铁和活性白土组成，优选的，按照百分比，氧化锌为3％、氢氧化铝5％、三氧化铁2％和活性白土90％。与传统的加氢法不同，将气态烷烃中的碳链缩短重组，使碳氢化合物重组为C₁₂H₂₆-C₂₀H₄₂柴油馏分，70％以上转化为柴油，采用本实用新型的催化剂的吸附率高，反应速度快，转化率高，成本低。

本实施例的热交换器采用水循环进行热交换，其中的水封闭循环利用，不会产生水资源的浪费和污染。

热交换器出口出来液体油和不可凝气，经过油气分离装置将液体油和不可凝气分开，液体油进入到油品纯化系统中进行纯化，不可凝气经过阻火器进入到储气罐中，用于裂解炉加热燃料，其中，液体油的主要成分为CH₃OH、CH₃COCH₃、C₂H₅COOH、CH₃CHO，不可凝气体成分为甲烷。

所述的油气分离装置还连接有阻火器，所述的阻火器与所述的储气罐连接。

经过油气分离装置将分离出的气体经过阻火器输入到储气罐中，用于裂解炉中的加热；分离出的液体油进入到中间原料罐，在油品纯化系统内进行提纯。

所述的蒸馏塔还与列管式加热炉连接，通过列管式加热炉对原料油进行加热，进入蒸馏塔进行蒸馏按馏分分类。蒸馏塔还连接有渣油罐B，蒸馏塔中反应剩余的渣油进入到渣油罐B中，然后运输到裂解炉中在进行重新的反应。

本实施例中处理的有机化合物来源于城市生活垃圾，内含废水及其他有机废物，故堆放处或破碎时要做好空气除臭及废水收集处理。空气纯化除臭安装大功率大容量臭氧紫外光及纳米金属钛的光氧处理器，空气净化率达到99.99％；废水收集后经过“工业污水处理一体机20T/h”处理后达标排放。

实施例2

本实施例的一种所述的城市生活垃圾深度资源化利用的方法，包括如下步骤：

(1)将城市生活垃圾首先放入垃圾分选系统，经过垃圾粉碎系统、磁选系统，将城市生活垃圾分为无机物、金属和有机物，分别进入到无机物回收系统、金属回收系统和有机物回收系统进行回收处理；

(2)有机回收系统与资源化利用系统连接，将有机化合物以1吨/小时均匀连续的置于有机化合物预处理结构中进行粉碎处理，然后经过料斗仓进入裂解炉中进行裂解反应，在250-300℃下进行可逆反应，裂解成高温油气；

(3)高温油气依次经过气固分离塔、异构烷调整炉、催化塔A、热交换器、油气分离装置分离出的液体油进入到中间原料罐中，分离出的不可凝气体通过阻火器进入到储气罐中；

其中，催化塔A中的催化剂按照质量比为氧化锌为30％、氢氧化铝50％和活性白土20％，催化塔A中进行的催化温度为325-375℃；

(4)从中间原料罐输出的液体油依次进入到蒸馏塔、催化塔B、列管式热交换器、油气分离罐、半成品罐、调质搅拌装置、沉淀罐A、调和搅拌装置、沉淀罐B、中和罐、脱色过滤装置和成品油罐，得到清洁柴油。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种城市生活垃圾深度资源化利用的系统，其特征在于，包括垃圾分选系统和资源化利用系统；

其中，所述的垃圾分类系统包括依次连接的垃圾粉碎系统、磁选系统，所述的磁选系统分别连接有金属回收系统、无机物回收系统和有机物回收系统，所述的有机物回收系统与所述的资源化利用系统连接；

所述是无机物回收系统依次包括破碎机、滚筒筛、弹跳分选机、免烧砖成形机和可燃物制粒机；

所述的资源化利用系统包括裂解系统和油品纯化系统，所述的裂解系统包括有机化合物预处理结构，所述的有机化合物预处理结构与裂解炉连接，所述的裂解炉分别连接有废气处理装置、气固分离塔和储气罐，所述的气固分离塔依次连接有异构烷调整炉、催化塔A、热交换器、油气分离装置，所述的油气分离装置还与油品纯化系统连接；所述的油品纯化系统包括与油气分离装置依次连接的中间原料罐、蒸馏塔、催化塔B、列管式热交换器、油气分离罐、半成品罐、调质搅拌装置、沉淀罐A、调和搅拌装置、沉淀罐B、中和罐、脱色过滤装置和成品油罐。

2.根据权利要求1所述的城市生活垃圾深度资源化利用的系统，其特征在于，所述的废气处理装置包括除尘脱硫洗涤塔，所述的除尘脱硫洗涤塔依次连接有臭氧、紫外线及纳米级金属钛的光氧处理装置、抽风机和排烟装置。

3.根据权利要求1所述的城市生活垃圾深度资源化利用的系统，其特征在于，所述的气固分离塔下端连接有渣油罐A。

4.根据权利要求1所述的城市生活垃圾深度资源化利用的系统，其特征在于，所述的油气分离装置还连接有阻火器，所述的阻火器与所述的储气罐连接，所述的有机化合物预处理结构包括粉碎机和料斗仓。

5.根据权利要求1所述的城市生活垃圾深度资源化利用的系统，其特征在于，所述的裂解炉中进行无氧反应，反应温度为250-300℃，所述的催化塔A中进行的催化温度为325-375℃。

6.根据权利要求1所述的城市生活垃圾深度资源化利用的系统，其特征在于，所述的蒸馏塔还连接有渣油罐B，所述的渣油罐B与所述的裂解炉连接。

7.根据权利要求1所述的城市生活垃圾深度资源化利用的系统，其特征在于，所述的蒸馏塔还与列管式加热炉连接。