低溫干餾結(jié)合高溫裂變處理城市生活垃圾的新技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種生活垃圾處理裝置，特別涉及一種杜絕二噁英產(chǎn)生的生活垃圾處理裝置和方法。本發(fā)明的目的在于提供一套全新的處理裝置，先行對垃圾自動分類，一方面將不可熱解的無機物去除，另一方面將可能含有二噁英組成成分的塑料等普通有機物分離，使其進(jìn)入干餾氣化爐，在無氧、低溫（≤250°C）的條件下被分解、氣化，產(chǎn)生的氣體將燃燒溫度控制在≤250°C的情況下低溫發(fā)電，其余潔凈有機物進(jìn)入高溫裂變循環(huán)供氧倉處理。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的基本技術(shù)方案是：創(chuàng)造一種新型生活垃圾處理裝置，其結(jié)構(gòu)特點是：包括垃圾自動分選機、皮帶輸送機、干餾爐、低溫發(fā)電機組、高溫裂變循環(huán)供氧倉、高溫發(fā)電機組、自動化控制系統(tǒng)。
【專利說明】低溫干餾結(jié)合高溫裂變處理城市生活垃圾的新技術(shù)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及城市生活垃圾處理裝置，特別涉及一種杜絕二噁英產(chǎn)生的生活垃圾處理裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前城市生活垃圾的無害化、減量化、資源化處理已成了國家和民眾關(guān)注的焦點。而生活垃圾處理減量化最主要的方式是焚燒，但由于我國生活垃圾呈混裝狀，生活垃圾內(nèi)成份復(fù)雜，焚燒后產(chǎn)生的煙氣如不加有效的控制，會造成嚴(yán)重的二次污染。目前煙氣中危害最大的是二噁英。二噁英(Dioxin)全稱是:多氯二苯并二噁英polychlorinateddibenzo-p-dioxin (簡稱 PCDDs)和多氯二苯并呋喃 polychlorinateddibenzofuran(簡稱P⑶Fs),是一種毒性極強的特殊有機化合物(毒性比舭霜高數(shù)千倍)。二噁英是環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的代表，它們能干擾機體的內(nèi)分泌，產(chǎn)生廣泛的健康影響；二噁英有明顯的免疫毒性，可引起動物胸腺萎縮、細(xì)胞免疫與體液免疫功能降低等；二噁英還能引起皮膚損害，在暴露的實驗動物和人群可觀察到皮膚過渡角化、色素沉著以及氯痤瘡等的發(fā)生；二噁英2，3，7，8-T⑶D對動物有極強的致癌性。
[0003]二噁英類有兩個特性，其一是分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在705°C以下時，二噁英類分子結(jié)構(gòu)相當(dāng)穩(wěn)定，高于此溫度即開始分解；其二是易合成性，當(dāng)煙氣中含有氯苯、氯酚等化合物且溫度在300-500°C時極易合成二噁英類。
[0004]目前生活垃圾焚燒二噁英產(chǎn)生主要源自三個環(huán)節(jié):焚燒前、焚燒中、焚燒后。
[0005]焚燒前:生活垃圾中本身含有微量的二噁英，由于二噁英具有熱穩(wěn)定性，盡管大部在高溫燃燒時得以分解，在燃燒條件不充分時，不能充分分解，仍會有一部分在燃燒以后排放出來,隨煙氣進(jìn)入大氣。
[0006]焚燒中:在燃燒過程中由含氯前體物生成二噁英，前體物包括聚氯乙烯、氯代苯、五氯苯酚等，在燃燒中前體物分子通過重排、自由基縮合、脫氯或其他分子反應(yīng)等過程會生成二噁英，會因燃燒不充分、溫度低、時間短而不能完全分解，從而隨煙氣進(jìn)入大氣。
[0007]焚燒后:在煙氣處理、排放中再合成，已分解的二噁英類及在燃燒過程產(chǎn)生的一些與二噁英類結(jié)構(gòu)相似的環(huán)狀前驅(qū)物(氯代芳香烴)，在煙氣緩慢冷卻到300°C -50(TC時，會在固體飛灰表面發(fā)生異相催化反應(yīng)合成二噁英類中間產(chǎn)物或二噁英類，或者在飛灰表面與不揮發(fā)金屬及其鹽類發(fā)生多種反應(yīng)，生成表面活性氯化物，再經(jīng)過多種復(fù)雜的有機反應(yīng)最后再次生成吸附在飛灰顆粒表面上的二噁英。
[0008]中國專利文獻(xiàn)CN201184597Y公開了一種可實現(xiàn)二惡英及粉塵零排放的垃圾焚燒處理裝置，該裝置包括垃圾儲倉、垃圾焚燒爐、余熱鍋爐，余熱鍋爐煙氣出口通過引風(fēng)機、煙氣分配箱、電動閥門、底板進(jìn)氣孔直接對垃圾儲倉內(nèi)的垃圾進(jìn)行加熱，使其發(fā)酵、脫水:煙氣在對垃圾進(jìn)行加熱的同時，垃圾又對煙氣起到過濾作用；在垃圾儲倉的頂部設(shè)有儲倉煙氣內(nèi)循環(huán)出口與儲倉排氣管，儲倉煙氣內(nèi)循環(huán)出口與二次風(fēng)系統(tǒng)相連；儲倉排氣管通過秸桿灰、石灰粉噴入口與除塵器相連通，在除塵器的上方設(shè)有凈化氣出口 ；該實用新型不用對城市垃圾進(jìn)行預(yù)處理，整個處理過程，周而復(fù)始在系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)。該文獻(xiàn)還描述了城市垃圾在焚燒爐內(nèi)焚燒產(chǎn)生的煙氣，經(jīng)過余熱鍋爐吸熱后排出的煙氣，在引風(fēng)機的牽引下通過煙氣管道直接送入設(shè)置在垃圾儲倉下方的煙氣分配箱內(nèi)，煙氣分配箱上設(shè)有若干個電動閥門并分別與垃圾儲倉底板下方的煙氣隔斷相連通，電動閥門通過導(dǎo)線與自動控制單元電連，自動控制單元通過電源開關(guān)與電源電連，電動閥門按著人為設(shè)定好的程序在自動控制單元的控制下有節(jié)奏的開合，將煙氣按著一定的規(guī)律通過儲倉底板上的底板進(jìn)氣孔吹入垃圾儲倉內(nèi)的不同區(qū)域?qū)M(jìn)行均勻加熱；垃圾燃燒產(chǎn)生的煙氣在對垃圾進(jìn)行加熱的同時，垃圾又對煙氣起到過濾作用，煙氣內(nèi)含有的二噁英、粉塵、重金屬等有害物質(zhì)被垃圾過濾掉。 [0009]由此可以看出該垃圾焚燒爐焚燒產(chǎn)生的煙氣僅僅只經(jīng)過余熱鍋爐吸熱后未經(jīng)其它任何處理就又被輸送回垃圾儲倉對垃圾儲倉內(nèi)的垃圾進(jìn)行加熱。首先垃圾本身不具有過濾功能，起不到過濾二噁英的作用，如不及時處理，這樣周而復(fù)始在系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)只會使系統(tǒng)內(nèi)部的二噁英含量越來越高，形成惡性循環(huán)；其次被過濾掉的煙氣中的粉塵和重金屬時間長了不僅會堵塞底板進(jìn)氣孔，而且煙氣中的粉塵和重金屬還會隨著垃圾再次被送入焚燒爐，這樣只會促成二噁英的生成，產(chǎn)生更大量的二噁英。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一套全新的處理裝置，先行對垃圾自動分類，一方面將不可熱解的無機物去除，另一方面將可能含有二噁英組成成分的塑料等普通有機物分離，使其進(jìn)入干餾氣化爐，在無氧、低溫(< 250° C)的條件下被分解、氣化，產(chǎn)生的氣體將燃燒溫度控制在< 250° C的情況下低溫發(fā)電，其余潔凈有機物進(jìn)入高溫裂變循環(huán)供氧倉處理。
[0011]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的基本技術(shù)方案是:創(chuàng)造一種新型生活垃圾處理裝置，其結(jié)構(gòu)特點是:包括垃圾自動分選機、皮帶輸送機、干餾爐、低溫發(fā)電機組、循環(huán)供氧高溫裂變倉、自動化控制系統(tǒng)。
[0012]上述垃圾自動分選機由破碎、提升、磁選、五級風(fēng)選等工序構(gòu)成，由于各種成分比重不同，使其分別進(jìn)入各自的儲存?zhèn)}內(nèi)。例如:比重最輕的塑料有機物送到最高層料斗；匕匕重中等的天然有機物送到中間層料斗；無機物如金屬和石塊等降落到最下層。
[0013]上述皮帶輸送機將分選好的各種物質(zhì)分別輸送到相應(yīng)位置。
[0014]上述干餾爐在密閉、無氧的狀況下，以≤250° C的溫度將各種普通有機物轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w，該過程確保無二噁英產(chǎn)生。
[0015]上述低溫發(fā)電機組采用了低沸點的工質(zhì)，在80° C溫度條件下發(fā)電，我們通過控制可燃?xì)怏w與氧氣的流速，將可燃?xì)怏w燃燒溫度設(shè)定在< 250° C，避免可燃?xì)怏w中的氯、笨等物質(zhì)在400— 700° C時會生成二噁英。
[0016]上述循環(huán)供氧高溫裂變倉將經(jīng)過分選，基本沒有二噁英成分的潔凈有機物輸入其內(nèi)，并將反應(yīng)溫度嚴(yán)格控制在1100° C —1600° C之間，該過程也確保無二噁英產(chǎn)生。通過循環(huán)供氧，使得在不同的高度和不同的角度都有強烈的熱風(fēng)吹向垃圾，使其垃圾均勻受熱，迅速裂變。
[0017]上述自動化控制系統(tǒng)對前述全部過程和所有技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，并按既定程序，調(diào)整其工作狀態(tài)，保證系統(tǒng)正常運行。
[0018]本發(fā)明的技術(shù)方案的優(yōu)點在于:整個垃圾處理過程中完全沒有二噁英產(chǎn)生；整個過程中能源利用率高；整體垃圾處理工程造價和運行費用低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的總工藝流程圖；
圖2為本發(fā)明的垃圾自動分選機示意圖；
圖3為本發(fā)明的干餾系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為低溫發(fā)電機組示意圖；
附圖標(biāo)記:
1、低品位熱源，2、高效無機元熱管蒸汽發(fā)生器，3、螺桿膨脹動力機，4、交流發(fā)電機組，
5、工質(zhì)冷凝器，6、冷卻水塔，7、蒸汽壓力調(diào)節(jié)器，8、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，9、工質(zhì)泵，10、工質(zhì)液位控制器，11、冷卻水栗。
[0020]圖5為循環(huán)供氧高溫裂變倉結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對【具體實施方式】加以說明:
一、垃圾分選:
如圖2所示，生活垃圾經(jīng)過破碎后，破碎到長、寬、高都小于80_，將破碎的垃圾用皮帶運輸機提升至適當(dāng)?shù)母叨?，先采用磁選除去垃圾中的磁性金屬(主要是鐵物質(zhì))，然后通過5級風(fēng)選，將垃圾按照不同的比重分離開，使其分別進(jìn)入各自的儲存?zhèn)}內(nèi)。
[0022]二、垃圾干餾熱解氣化:
如圖3所示，通過皮帶輸送機將分選好的生活垃圾中的比重較輕的物質(zhì)，如塑料、泡沫等合成有機物質(zhì)輸送到核磁干餾熱解氣化爐內(nèi)，在150-250° C的溫度下進(jìn)行干餾操作。垃圾中能產(chǎn)生二噁英的有機物在缺氧狀況下被干餾，干餾過程中生成的烷烴、一氧化碳等可燃?xì)怏w通過除塵洗滌后進(jìn)入可燃?xì)怏w儲存罐，再進(jìn)入低溫發(fā)電機組；干餾過程中生成的焦油從干餾塔中排出被收集利用；干餾過程中生成的碳化物和殘渣排出后與無機垃圾一起制磚。
[0023]三、低溫發(fā)電單元
如圖4所示，干餾中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w進(jìn)入低溫發(fā)電機組，燃燒溫度達(dá)到80° C以上時，工質(zhì)氣化膨脹的力量就足以帶動螺桿運轉(zhuǎn)、發(fā)電。
[0024]四、高溫裂變單元
如圖5所示，垃圾分離后的儲料倉中的天然有機物質(zhì)用皮帶運輸機輸送進(jìn)入高溫裂變倉，在持續(xù)通入新鮮空氣的情況下進(jìn)行高溫裂變。高溫裂變倉的溫度域定為1100° C-1600° C之間，也就是說只有當(dāng)倉內(nèi)溫度達(dá)到1100° C時，才將垃圾投入倉內(nèi)，同時通過循環(huán)供氧，保證垃圾中的有機物迅速氧化、裂變、放熱，溫度進(jìn)一步升高，直至升至1600° C，再通過添加垃圾，減少供氧量，控制溫度的增長。高溫裂變倉
通過國家權(quán)威檢測部門的檢測表明，本發(fā)明技術(shù)方案所排放的廢氣中二惡英的含量低于歐盟排放標(biāo)準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種城市生活垃圾處理的方法:其特征在于采用低溫干餾和高溫裂變結(jié)合處理。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其具體工藝如下: 1)、由破碎、提升、磁選、五級風(fēng)選等工序構(gòu)成的自動分選機，由于各種成分比重不同，使其分別進(jìn)入各自的儲存?zhèn)}內(nèi)； 2)、在密閉、無氧的狀況下，以<250° C的溫度將普通有機物轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w的干餾爐，確保無二噁英產(chǎn)生； 3)、采用低溫工質(zhì)，在80°C溫度條件下發(fā)電的低溫發(fā)電機組，我們將可燃?xì)怏w燃燒溫度設(shè)定在< 250° C，該過程又確保無二噁英產(chǎn)生； 4)、將反應(yīng)溫度嚴(yán)格控制在1100°C —1600° C之間的循環(huán)供氧高溫裂變倉，該過程也確保無二噁英產(chǎn)生。
3.一種新型生活垃圾處理裝置，其結(jié)構(gòu)特點是:包括垃圾自動分選機、皮帶輸送機、干餾爐、低溫發(fā)電機組、循環(huán)供氧高溫裂變倉、自動化控制系統(tǒng)。
【文檔編號】F23G5/027GK103486594SQ201310416967
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】吳慶元, 劉剛, 張斌 申請人:吳慶元