垃圾處理系統(tǒng)及其處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種垃圾處理系統(tǒng)及其處理方法。垃圾處理系統(tǒng)包括：預(yù)處理設(shè)備、熱解裝置、凈化裝置和儲(chǔ)氣罐，預(yù)處理設(shè)備對(duì)垃圾進(jìn)行預(yù)處理以形成熱解原料。熱解裝置與預(yù)處理設(shè)備相連以接收熱解原料并將熱解原料分解成熱解氣和垃圾碳。凈化裝置與熱解裝置相連以接收熱解氣并對(duì)熱解氣進(jìn)行冷卻凈化。儲(chǔ)氣罐與凈化裝置相連以接收經(jīng)過凈化的熱解氣，且儲(chǔ)氣罐與熱解裝置相連以向熱解裝置提供氣源。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的垃圾處理系統(tǒng)，通過將垃圾分解成熱解氣和垃圾碳，且通過采用垃圾的熱解氣作為燃料氣，不僅可提高熱解產(chǎn)物的利用率，且避免熱解油處理及其操作帶來的問題，同時(shí)降低了垃圾處理系統(tǒng)的運(yùn)行成本，能耗低，資源化水平高。
【專利說明】垃圾處理系統(tǒng)及其處理方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及垃圾處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種垃圾處理系統(tǒng)及其處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生活垃圾處理方式主要包括衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥、熱解以及垃圾綜合處理等方法，目前我國垃圾處理還是以衛(wèi)生填埋為主，輔以垃圾焚燒、堆肥等方式。
[0003]其中，垃圾熱解技術(shù)是指將垃圾在無氧或缺氧狀態(tài)下加熱，使之分解，在熱解過程中其中間產(chǎn)物存在著兩種變化趨勢(shì):一種是從大分子變成小分子的裂解過程。一種是小分子聚合成較大分子的縮聚過程。隨著熱解溫度變化，垃圾依次經(jīng)歷干燥(常溫升到200°C)、干餾(250°C~500°C)和氣體生成階段(500°C~1200°C)。在干燥階段，垃圾中的外部水分和毛細(xì)結(jié)構(gòu)吸附的水分首先被加熱蒸發(fā)，將物質(zhì)中的結(jié)構(gòu)水除去，水分析出結(jié)束且物料達(dá)到一定溫度后便進(jìn)入干餾階段。干餾階段主要發(fā)生內(nèi)部水和二氧化碳的析出、脫氧、脫硫等。當(dāng)溫度再升高時(shí)，前面生成的化合物受高溫作用發(fā)生二次裂解反應(yīng)，生成二次裂解產(chǎn)物。二次裂解反應(yīng)過程主要有:①裂解②脫氫③縮聚④氫化反應(yīng)⑤橋鍵反應(yīng)⑥熱量使碳和水發(fā)生的反應(yīng)。其產(chǎn)物氣如氫氣、甲烷、一氧化碳等可燃性氣體便來源于大分子中烷基側(cè)鏈(-CH3、-C2H5、-C3H7)、含氧官能團(tuán)(-0H、-0-CH3)及C-C鍵等的斷裂和縮合。
[0004]熱解產(chǎn)物主要有以下幾種:①可燃性氣體，包括一些低分子碳?xì)浠衔锶鐨錃狻⒓淄?、一氧化碳等，可以作為低熱值燃料氣使用熱解油，理論上一部分熱解油通過精制可作為燃料油使用垃圾炭:垃圾炭大部分以炭黑形式存在，可進(jìn)一步處理作為能量應(yīng)用，這種混合物包括純碳、玻璃、土砂、金屬等。
[0005]但是，由于垃 圾本身成分非常復(fù)雜，含有廚余物、塑料、廢棄電池、電路板等物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)垃圾熱解油為黑褐色粘稠蠟狀物質(zhì)，常溫下即有部分凝結(jié)成塊，經(jīng)過進(jìn)一步分析可知熱解油中有多達(dá)幾百種物質(zhì)，包括有機(jī)酸、酚類、醛類、酮類等，其中氯含量普遍偏高，重金屬含量也較高。如此粘性大，成分復(fù)雜，熱值低的油品，很難進(jìn)行進(jìn)一步的分離提純及利用。同時(shí)這些熱解油隨高溫氣體從反應(yīng)器流出，極易在管道中冷凝甚至結(jié)焦，從而堵塞管道，影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。如果要將生活垃圾熱解技術(shù)進(jìn)行真正的工業(yè)化放大就必須解決垃圾熱解油的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。
[0007]為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種可避免熱解油處理及其操作帶來的問題的垃圾處理系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種垃圾處理方法。
[0009]根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的垃圾處理系統(tǒng)，包括:預(yù)處理設(shè)備，所述預(yù)處理設(shè)備對(duì)垃圾進(jìn)行預(yù)處理以形成熱解原料；熱解裝置，所述熱解裝置接收所述熱解原料并將所述熱解原料分解成熱解氣和垃圾碳，且所述熱解裝置包括:旋轉(zhuǎn)床熱解爐，所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐內(nèi)設(shè)有反應(yīng)腔室和設(shè)在所述反應(yīng)腔室底部的可旋轉(zhuǎn)的、用于盛放熱解原料的盛放盤，所述反應(yīng)腔室設(shè)有出料口和唯一出氣口，所述出氣口位于所述反應(yīng)腔室的的頂部且靠近所述出料口設(shè)置；第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?，所述第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵魃烊氲剿龇磻?yīng)腔室內(nèi)且位于所述盛放盤的上方以對(duì)盛放在所述盛放盤上的熱解原料進(jìn)行加熱；第二蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?，所述第二蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵魃烊氲剿龇磻?yīng)腔室內(nèi)且位于所述盛放盤的下方以對(duì)盛放在所述盛放盤上的熱解原料進(jìn)行加熱；凈化裝置，所述凈化裝置與所述熱解裝置相連以接收所述熱解氣并對(duì)所述熱解氣進(jìn)行冷卻凈化；儲(chǔ)氣罐，所述儲(chǔ)氣罐與所述凈化裝置相連以接收經(jīng)過凈化的所述熱解氣，且所述儲(chǔ)氣罐與所述熱解裝置相連以向所述熱解裝置提供氣源。
[0010]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的垃圾處理系統(tǒng)，通過將垃圾在熱解裝置內(nèi)進(jìn)行熱解，以將垃圾分解成熱解氣和垃圾碳，避免熱解油處理及其操作帶來的問題，且通過采用垃圾的熱解氣作為燃料氣，提高熱解產(chǎn)物的利用率，同時(shí)降低垃圾處理系統(tǒng)的運(yùn)行成本，能耗低，資源化水平高。
[0011]同時(shí)通過將唯一一個(gè)出氣口設(shè)在反應(yīng)腔室的頂部且靠近出料口設(shè)置，可保證熱解的氣態(tài)產(chǎn)物在反應(yīng)腔室內(nèi)有充分的停留時(shí)間，使氣態(tài)產(chǎn)物充分進(jìn)行二次裂解，以將其中的可凝液體裂解成更小分子的不可凝氣體即熱解氣，提高了產(chǎn)物的利用率，避免熱解油處理及其對(duì)操作帶來的問題。又由于通過將第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵骱偷诙顭崾饺細(xì)廨椛涔苋紵鞣謩e布置于盛放盤的上下兩側(cè)空間，不僅可形成對(duì)熱解原料的雙面加熱，以提高熱效率，增加了垃圾的處理量，同時(shí)增大了反應(yīng)腔室的空間，增加氣態(tài)產(chǎn)物在反應(yīng)腔室內(nèi)的停留時(shí)間，進(jìn)一步促進(jìn)二次裂解，且由于采用第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵骱偷诙顭崾饺細(xì)廨椛涔苋紵?，煙氣與反應(yīng)腔室內(nèi)的空氣隔離，加上熱解裝置的密封設(shè)計(jì)，保證了熱解在無氧的條件下進(jìn)行，提高熱解氣的熱值，同時(shí)避免焚燒帶來的二噁英污染問題。
[0012]另外，根據(jù)本發(fā)明的垃圾處理系統(tǒng)還具有如下附加技術(shù)特征:
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述熱解裝置還包括:給料結(jié)構(gòu)，所述給料結(jié)構(gòu)設(shè)在旋轉(zhuǎn)床熱解爐的前側(cè)以向所述反應(yīng)腔室內(nèi)輸送所述熱解原料；出料結(jié)構(gòu)，所述出料結(jié)構(gòu)設(shè)在所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐的后側(cè)以接收從所述反應(yīng)腔室排放出的所述垃圾碳。從而可提高熱解裝置的自動(dòng)化程度。
[0014]具體地，所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐內(nèi)的熱解原料在第一預(yù)定時(shí)間內(nèi)隨著所述反應(yīng)腔室內(nèi)的溫度的升高依次經(jīng)過預(yù)熱段、第一反應(yīng)段和第二反應(yīng)段。
[0015]具體地，所述預(yù)熱段的溫度范圍為200-350°C，所述第一反應(yīng)段的溫度范圍為350-5000C，所述第二反應(yīng)段的溫度范圍為500-850°C。
[0016]可選地，所述第一預(yù)定時(shí)間為0.5_3h。
[0017]具體地，所述熱解原料在所述盛放盤上的厚度為100-500mm。
[0018]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述預(yù)處理設(shè)備包括破碎單元和垃圾成型單元，所述垃圾成型單元與所述破碎單元相連，所述破碎單元將自然脫水后的垃圾破碎成顆粒狀垃圾，所述垃圾成型單元將所述顆粒狀垃圾壓縮成型為所述熱解原料。從而通過對(duì)垃圾進(jìn)行破碎、成型等預(yù)處理，將分散的垃圾成型為棒狀、餅狀或粒狀的熱解原料，增大了垃圾的堆密度，便于熱解原料的進(jìn)料及均勻平鋪在盛放盤上，提高了垃圾的處理能力。
[0019]具體地，所述顆粒狀垃圾的顆粒大小為10mm-80mm。[0020]具體地，所述熱解原料的顆粒大小為10-100mm。
[0021]根據(jù)本發(fā)明第二方面實(shí)施例的垃圾處理方法，包括如下步驟:S1:對(duì)垃圾進(jìn)行預(yù)處理以形成熱解原料；S2:將所述熱解原料送入到熱解裝置中進(jìn)行熱解以分解成熱解氣和垃圾碳；S3:回收步驟S2中生成的所述熱解氣；S4:凈化所述熱解氣，且將凈化后的熱解氣通入到步驟S2中的所述熱解裝置中以作為所述熱解裝置的氣源。
[0022]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的垃圾處理方法，通過將垃圾在熱解裝置中進(jìn)行熱解以分解成熱解氣和垃圾碳，且該熱解氣經(jīng)過凈化后通入到熱解裝置內(nèi)以作為熱解裝置的氣源，從而不僅提高熱解產(chǎn)物的利用率，且避免了熱解油處理及其對(duì)操作帶來的問題。
[0023]具體地，步驟SI的所述預(yù)處理過程包括如下步驟:S11:將所述垃圾倒入到垃圾坑內(nèi)且將所述垃圾在所述垃圾坑內(nèi)停留第二預(yù)定時(shí)間以對(duì)所述垃圾進(jìn)行脫水；S12:將脫水后的所述垃圾破碎成顆粒狀垃圾；S13:將步驟S12中的所述顆粒狀垃圾壓縮成型成所述熱解原料。從而通過對(duì)垃圾進(jìn)行破碎、成型等預(yù)處理，將分散的垃圾成型為棒狀、餅狀或粒狀的熱解原料，增大了垃圾的堆密度，便于熱解原料的進(jìn)料及均勻鋪料，提高了垃圾的處理能力。
[0024]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0026]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的垃圾處理系統(tǒng)的示意圖；
[0027]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的垃圾處理系統(tǒng)中的熱解裝置的示意圖；
[0028]圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的垃圾處理方法的流程圖。
[0029]附圖標(biāo)記:
[0030]垃圾處理系統(tǒng)100、預(yù)處理設(shè)備1、破碎單元10、垃圾成型單元11、熱解裝置2、旋轉(zhuǎn)床熱解爐20、反應(yīng)腔室201、盛放盤202、第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?1、第二蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?2、凈化裝置3、儲(chǔ)氣罐4、給料結(jié)構(gòu)5、出料結(jié)構(gòu)6、壓力設(shè)備7、補(bǔ)氣設(shè)備8
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0032]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0033]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0034]下面參考圖1和圖2描述根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的一種垃圾處理系統(tǒng)100，該垃圾處理系統(tǒng)100可用于處理垃圾，尤其是有機(jī)質(zhì)垃圾。
[0035]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的垃圾處理系統(tǒng)100，如圖1所示，包括:預(yù)處理設(shè)備1、熱解裝置2、凈化裝置3和儲(chǔ)氣罐4，其中，預(yù)處理設(shè)備I對(duì)垃圾進(jìn)行預(yù)處理以形成熱解原料。
[0036]熱解裝置2接收熱解原料并將熱解原料分解成熱解氣和垃圾碳，熱解裝置2包括:旋轉(zhuǎn)床熱解爐20、第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?1和第二蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?2。旋轉(zhuǎn)床熱解爐20內(nèi)設(shè)有反應(yīng)腔室201和設(shè)在反應(yīng)腔室201底部的可旋轉(zhuǎn)的、用于盛放熱解原料的盛放盤202，反應(yīng)腔室201設(shè)有用于排出垃圾碳的出料口和排出熱解氣的出氣口，出氣口位于反應(yīng)腔室的頂部且靠近出料口設(shè)置。第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?1伸入到反應(yīng)腔室201內(nèi)且位于盛放盤202的上方以對(duì)盛放在盛放盤202上的熱解原料進(jìn)行加熱，第二蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?2伸入到反應(yīng)腔室201內(nèi)且位于盛放盤202的下方以對(duì)盛放在盛放盤202上的熱解原料進(jìn)行加熱。此時(shí)，值得說明的是，反應(yīng)腔室201應(yīng)處于密封的狀態(tài)。具體地，熱解原料在盛放盤202上的厚度為100-500mm。
[0037]其中，第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?1和第二蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?2分別包括輻射管和設(shè)在輻射管內(nèi)的蓄熱式燃燒器，第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?1和第二蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?2的輻射管內(nèi)的煙氣與反應(yīng)腔室201內(nèi)的空氣隔離，第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?1和第二蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?2分別通過蓄熱式燃燒器對(duì)輻射管內(nèi)燃?xì)?空氣)進(jìn)行預(yù)熱，并使得燃?xì)庠谳椛涔軆?nèi)進(jìn)行高效燃燒，以熱輻射的方式提供熱解原料熱解所需要的熱量。換言之，通過第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?1和第二蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?2提供的熱量使得反應(yīng)腔室201內(nèi)的溫度逐漸升高，以對(duì)熱解原料進(jìn)行熱解。第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?1和第二蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?2的熱效率可達(dá)到85%以上，且可穩(wěn)定燃燒低熱值的燃?xì)?。值得說明的是，第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?1和第二蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?2的工作原理已為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，這里就不詳細(xì)描述。
[0038]凈化裝置3與熱解裝置2相連以接收熱解氣并對(duì)熱解氣進(jìn)行冷卻凈化。儲(chǔ)氣罐4與凈化裝置3相連以接收經(jīng)過凈化的熱解氣，且儲(chǔ)氣罐4與熱解裝置2相連以向熱解裝置2提供氣源。其中，值得理解的是，熱解原理和裂解反應(yīng)原理等已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，這里就不詳細(xì)描述。
[0039]具體而言，垃圾處理系統(tǒng)100對(duì)垃圾進(jìn)行處理時(shí)，首先預(yù)處理設(shè)備I對(duì)垃圾進(jìn)行預(yù)處理以形成熱解原料，然后熱解原料輸送到熱解裝置2內(nèi)進(jìn)行熱解，此時(shí)在向盛放盤202上輸送熱解原料時(shí)，由于盛放盤202可旋轉(zhuǎn)，熱解原料可均勻的平鋪在盛放盤202上，第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?1和第二蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?2提供的熱量使得反應(yīng)腔室201內(nèi)的溫度逐漸升高，熱解原料在反應(yīng)腔室201內(nèi)熱解生成有氣態(tài)產(chǎn)物和垃圾碳，氣態(tài)產(chǎn)物由平鋪于盛放盤202的熱解原料的表面逐漸上升至反應(yīng)腔室201的上部空間，在氣態(tài)產(chǎn)物上升的過程中，氣態(tài)產(chǎn)物通過溫度高于反應(yīng)腔室201溫度的第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?1，氣態(tài)產(chǎn)物的溫度再次升高，使得氣態(tài)產(chǎn)物二次裂解為更小分子的熱解氣，最后熱解氣從反應(yīng)腔室201的頂部的出氣口排出。
[0040]從熱解裝置2排出的熱解氣排入到凈化裝置3內(nèi)進(jìn)行冷卻凈化后儲(chǔ)存在儲(chǔ)氣罐4內(nèi)，儲(chǔ)氣罐4內(nèi)的熱解氣可通入到熱解裝置2內(nèi)以作為熱解裝置2的氣源。在將熱解裝置2排出的熱解氣收集到凈化裝置3內(nèi)時(shí)，同時(shí)對(duì)從熱解裝置2排出的垃圾碳進(jìn)行熄焦冷卻后收集。換言之，垃圾處理系統(tǒng)100在啟動(dòng)時(shí)需要外部燃?xì)庾鳛闊峤庋b置2的氣源外，在垃圾處理系統(tǒng)100運(yùn)行的過程中，采用垃圾熱解生成的熱解氣作為熱解裝置2的氣源。其中，凈化裝置3可為任何結(jié)構(gòu)，只要可對(duì)熱解氣進(jìn)行冷卻凈化如除焦、脫硫、脫銷等即可。
[0041]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的垃圾處理系統(tǒng)100，通過將垃圾在熱解裝置2內(nèi)進(jìn)行熱解，以將垃圾分解成熱解氣和垃圾碳，且通過采用垃圾的熱解氣作為燃料氣，不僅可提高熱解產(chǎn)物的利用率，且避免熱解油處理及其操作帶來的問題，同時(shí)降低了垃圾處理系統(tǒng)100的運(yùn)行成本，能耗低，資源化水平高。
[0042]同時(shí)通過將一個(gè)出氣口設(shè)在反應(yīng)腔室201的頂部且靠近出料口設(shè)置，可保證熱解的氣態(tài)產(chǎn)物經(jīng)過第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?1，從而可保證熱解的氣態(tài)產(chǎn)物在反應(yīng)腔室201內(nèi)有充分的停留時(shí)間，使氣態(tài)產(chǎn)物充分進(jìn)行二次裂解，以將其中的可凝液體裂解成更小分子的不可凝氣體即熱解氣，提高了產(chǎn)物的利用率，避免熱解油處理及其對(duì)操作帶來的問題。又由于通過將第一蓄熱式燃?xì)飧Ｉ涔苋紵?1和第二蓄熱式燃?xì)飧Ｉ涔苋紵?2分別布置于盛放盤202的上下兩側(cè)空間，不僅可形成對(duì)熱解原料的雙面加熱，以提高熱效率，增加了垃圾的處理量，同時(shí)增大了反應(yīng)腔室201的空間，增加氣態(tài)產(chǎn)物在反應(yīng)腔室201內(nèi)的停留時(shí)間，進(jìn)一步促進(jìn)二次裂解，且由于采用第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?1和第二蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?2，煙氣與反應(yīng)腔室201內(nèi)的空氣隔離，加上熱解裝置2的密封設(shè)計(jì)，保證了熱解在無氧的條件下進(jìn)行，提高熱解氣的熱值，同時(shí)避免焚燒帶來的二噁英污染問題。
[0043]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可通過增加旋轉(zhuǎn)床熱解爐20內(nèi)的反應(yīng)腔室201的空間，進(jìn)一步增加氣態(tài)產(chǎn)物在反應(yīng)腔室201內(nèi)的停留時(shí)間，進(jìn)一步促進(jìn)二次裂解，且通過擴(kuò)大反應(yīng)腔室201的空間例如通過擴(kuò)大盛放盤202的直徑，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，最高能實(shí)現(xiàn)100萬t/年的垃圾處理規(guī)模。
[0044]在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)床熱解爐20內(nèi)的熱解原料在第一預(yù)定時(shí)間內(nèi)隨著反應(yīng)腔室201內(nèi)的溫度的升高依次經(jīng)過預(yù)熱段、第一反應(yīng)段和第二反應(yīng)段。換言之，在第一預(yù)定時(shí)間內(nèi)，隨著第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?1和第二蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?2提供的熱量，反應(yīng)腔室內(nèi)的溫度可分為三個(gè)區(qū)段，即盛放盤上的熱解原料依次經(jīng)過預(yù)熱段、第一反應(yīng)段和第二反應(yīng)段，其中預(yù)熱段的溫度范圍為200-350°C，第一反應(yīng)段的溫度范圍為350-5000C，第二反應(yīng)段的溫度范圍為500-850°C，此時(shí)通過將反應(yīng)溫度劃分為三個(gè)區(qū)段，可通過控制不同區(qū)段的溫度和熱解原料的停留時(shí)間控制熱解原料的干燥、干餾和二次裂解反應(yīng)過程，最終熱解原料分解為熱解氣和垃圾碳，達(dá)到能源利用率的最大化?？蛇x地，該第一預(yù)定時(shí)間為0.5-3h。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，熱解裝置2還包括:給料結(jié)構(gòu)5和出料結(jié)構(gòu)6，其中，給料結(jié)構(gòu)5設(shè)在旋轉(zhuǎn)床熱解爐20的前側(cè)以向反應(yīng)腔室201內(nèi)輸送熱解原料。出料結(jié)構(gòu)6設(shè)在旋轉(zhuǎn)床熱解爐20的后側(cè)以接收反應(yīng)腔室201排放出的垃圾碳。從而可提高熱解裝置2的自動(dòng)化程度。其中，給料結(jié)構(gòu)5與旋轉(zhuǎn)床熱解爐20之間采用兩級(jí)鎖斗閥結(jié)構(gòu)，從而可保證反應(yīng)腔室201內(nèi)的密封性，有效防止空氣及熱解氣的泄露。進(jìn)一步地，出氣口鄰近出料結(jié)構(gòu)6設(shè)置。從而可進(jìn)一步使得氣態(tài)產(chǎn)物在反應(yīng)腔室201內(nèi)充分停留，進(jìn)一步保證二次裂解反應(yīng)的充分進(jìn)行。
[0046]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，如圖1所示，預(yù)處理設(shè)備I包括破碎單元10和垃圾成型單元11，垃圾成型單元11與破碎單元10相連，破碎單元10將自然脫水后的垃圾破碎成顆粒狀垃圾，垃圾成型單元11將顆粒狀垃圾壓縮成型為熱解原料。具體地,顆粒狀垃圾的顆粒大小為10mm-80mm,熱解原料的顆粒大小為10-100mm。其中，垃圾是在垃圾坑內(nèi)停留1-7天以進(jìn)行自然脫水的。從而通過對(duì)垃圾進(jìn)行破碎、成型等預(yù)處理，將分散的垃圾成型為棒狀、餅狀或粒狀的熱解原料，增大了垃圾的堆密度，便于熱解原料的進(jìn)料及均勻平鋪在盛放盤202上，提高了垃圾的處理能力。
[0047]如圖1所示，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，垃圾處理系統(tǒng)100還包括壓力設(shè)備7，壓力設(shè)備7分別與儲(chǔ)氣罐4和熱解裝置2相連。從而可調(diào)節(jié)和穩(wěn)定垃圾處理系統(tǒng)100的壓力(燃?xì)庀到y(tǒng))，并且可控制儲(chǔ)氣罐4的燃?xì)饬髁?，保護(hù)儲(chǔ)氣罐4以免出口壓力過高或過低。進(jìn)一步地，垃圾處理系統(tǒng)100還包括盛有燃?xì)獾难a(bǔ)氣裝置8，補(bǔ)氣裝置8與熱解裝置2相連，從而可在熱解氣不夠或不穩(wěn)定時(shí)提供補(bǔ)燃燃?xì)?，保證垃圾處理系統(tǒng)100可穩(wěn)定、連續(xù)的工作。
[0048]下面參考圖1-圖3描述根據(jù)本發(fā)明第二方面實(shí)施例的一種垃圾處理方法。
[0049]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的垃圾處理方法，如圖3所示，包括如下步驟:
[0050]S1:對(duì)垃圾進(jìn)行預(yù)處理以形成熱解原料。
[0051]S2:將熱解原料送入到熱解裝置2中進(jìn)行熱解以分解成熱解氣和垃圾碳。
[0052]S3:回收步驟S2中生成的熱解氣。
[0053]S4:凈化熱解氣，且將凈化后的熱解氣通入到步驟S2中的熱解裝置2中以作為熱解裝置2的氣源。
[0054]具體而言，首先對(duì)垃圾進(jìn)行預(yù)處理以形成熱解原料，然后將熱解原料送入到熱解裝置2中進(jìn)行熱解以分解成熱解氣和垃圾碳，回收從熱解裝置2排出的熱解氣并對(duì)該熱解氣進(jìn)行凈化處理，將經(jīng)過凈化處理后的熱解氣通入到熱解裝置2中以作為熱解裝置2的氣源，換言之，該垃圾處理方法，除了在最初工作時(shí)，需要向熱解裝置2內(nèi)供入外部燃?xì)?，其余的運(yùn)行過程中，采用垃圾熱解生成的熱解氣作為熱解裝置2的氣源。
[0055]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的垃圾處理方法，通過將垃圾在熱解裝置2中進(jìn)行熱解以分解成熱解氣和垃圾碳，且該熱解氣經(jīng)過凈化后通入到熱解裝置2內(nèi)以作為熱解裝置2的氣源，從而不僅提高熱解產(chǎn)物的利用率，且避免了熱解油處理及其對(duì)操作帶來的問題。
[0056]進(jìn)一步地，步驟SI的預(yù)處理過程包括如下步驟:
[0057]Sll:將垃圾倒入到垃圾坑內(nèi)且將垃圾在垃圾坑內(nèi)停留第二預(yù)定時(shí)間以對(duì)垃圾進(jìn)行脫水。具體地，該第二預(yù)定時(shí)間為1-7天。
[0058]S12:將脫水后的垃圾破碎成顆粒狀垃圾。
[0059]S13:將步驟S12中的顆粒狀垃圾壓縮成型成熱解原料。
[0060]具體而言，先將垃圾倒入垃圾坑內(nèi)，垃圾在垃圾坑內(nèi)停留第二預(yù)定時(shí)間，以保證垃圾的自然脫水，然后將脫水后的垃圾破碎成顆粒狀垃圾，最后將顆粒狀垃圾壓縮成型成熱解原料。從而通過對(duì)垃圾進(jìn)行破碎、成型等預(yù)處理，將分散的垃圾成型為棒狀、餅狀或粒狀的熱解原料，增大了垃圾的堆密度，便于熱解原料的進(jìn)料及均勻鋪料，提高了垃圾的處理能力。
[0061]下面參考圖1-圖3描述根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的垃圾處理系統(tǒng)100的垃圾處理方法。
[0062]首先，專用垃圾汽車經(jīng)地磅稱量后經(jīng)卸料平臺(tái)將垃圾倒入垃圾坑內(nèi)，垃圾在垃圾坑內(nèi)停留1-7以保證垃圾的充分脫水和混合，垃圾經(jīng)滲濾后垃圾的含水率低于30%，分離出的污水經(jīng)污水處理后達(dá)標(biāo)排放。
[0063]然后，將垃圾坑內(nèi)的垃圾通過抓斗輸送至帶式輸送機(jī)上，帶式輸送機(jī)將垃圾輸送到破碎單元10,經(jīng)過2-3級(jí)破碎裝置,將垃圾破碎成粒徑為10mm-80mm的顆粒狀垃圾。接著，將顆粒狀垃圾經(jīng)過垃圾成型單元11壓縮成型成棒狀、餅狀或粒狀且顆粒大小為IOmm-1OOmm的熱解原料。
[0064]將成型的熱解原料通過皮帶輸送至給料結(jié)構(gòu)5,給料結(jié)構(gòu)5將垃圾輸送至旋轉(zhuǎn)床熱解爐20，盛放盤202在反應(yīng)腔室201底部旋轉(zhuǎn)，從而使得熱解原料均勻地平鋪在盛放盤202上。第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?1和第二蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?2分別以熱輻射的方式提供反應(yīng)腔室201內(nèi)熱解原料熱解所需要的熱量，在加熱的過程中，熱解原料在反應(yīng)腔室201內(nèi)熱解生成有氣態(tài)產(chǎn)物和垃圾碳，氣態(tài)產(chǎn)物由平鋪于盛放盤202的熱解原料的表面逐漸上升至反應(yīng)腔室201的上部空間，在氣態(tài)產(chǎn)物上升的過程中，氣態(tài)產(chǎn)物通過溫度高于反應(yīng)腔室201溫度的第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?1，氣態(tài)產(chǎn)物的溫度再次升高，使得氣態(tài)產(chǎn)物二次裂解為更小分子的熱解氣，最后熱解氣從反應(yīng)腔室201的頂部的出氣口排出。熱解氣經(jīng)過冷卻凈化(除焦、脫硫、脫銷)后儲(chǔ)存在儲(chǔ)氣罐4中，儲(chǔ)氣罐4中的熱解氣可全部或部分作為熱解裝置2的燃料，其中儲(chǔ)氣罐4中的剩余部分的熱解氣還可作為燃料氣出售。垃圾碳經(jīng)出料結(jié)構(gòu)6排出且可對(duì)垃圾碳進(jìn)行熄焦冷卻后收集。
[0065]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0066]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種垃圾處理系統(tǒng)，其特征在于，包括: 預(yù)處理設(shè)備，所述預(yù)處理設(shè)備對(duì)垃圾進(jìn)行預(yù)處理以形成熱解原料； 熱解裝置，所述熱解裝置接收所述熱解原料并將所述熱解原料分解成熱解氣和垃圾碳，且所述熱解裝置包括: 旋轉(zhuǎn)床熱解爐，所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐內(nèi)設(shè)有反應(yīng)腔室和設(shè)在所述反應(yīng)腔室底部的可旋轉(zhuǎn)的、用于盛放熱解原料的盛放盤，所述反應(yīng)腔室設(shè)有出料口和唯一出氣口，所述唯一出氣口位于所述反應(yīng)腔室的的頂部且靠近所述出料口設(shè)置； 第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?，所述第一蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵魃烊氲剿龇磻?yīng)腔室內(nèi)且位于所述盛放盤的上方以對(duì)盛放在所述盛放盤上的熱解原料進(jìn)行加熱； 第二蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵?，所述第二蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵魃烊氲剿龇磻?yīng)腔室內(nèi)且位于所述盛放盤的下方以對(duì)盛放在所述盛放盤上的熱解原料進(jìn)行加熱； 凈化裝置，所述凈化裝置與所述熱解裝置相連以接收所述熱解氣并對(duì)所述熱解氣進(jìn)行冷卻凈化； 儲(chǔ)氣罐，所述儲(chǔ)氣罐與所述凈化裝置相連以接收經(jīng)過凈化的所述熱解氣，且所述儲(chǔ)氣罐與所述熱解裝置相連以向所述熱解裝置提供氣源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 給料結(jié)構(gòu)，所述給料結(jié)構(gòu)設(shè)在旋轉(zhuǎn)床熱解爐的前側(cè)以向所述反應(yīng)腔室內(nèi)輸送所述熱解原料； 出料結(jié)構(gòu)，所述出料結(jié)構(gòu)設(shè)在所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐的后側(cè)以接收從所述反應(yīng)腔室排放出的所述垃圾碳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾處理系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐內(nèi)的熱解原料在第一預(yù)定時(shí)間內(nèi)隨著所述反應(yīng)腔室內(nèi)的溫度的升高依次經(jīng)過預(yù)熱段、第一反應(yīng)段和第二反應(yīng)段。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垃圾處理系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)熱段的溫度范圍為200-350°C，所述第一反應(yīng)段的溫度范圍為350-500°C，所述第二反應(yīng)段的溫度范圍為500-850
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垃圾處理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一預(yù)定時(shí)間為0.5-3h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾處理系統(tǒng)，其特征在于，所述熱解原料在所述盛放盤上的厚度為100-500mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾處理系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)處理設(shè)備包括破碎單元和垃圾成型單元，所述垃圾成型單元與所述破碎單元相連，所述破碎單元將自然脫水后的垃圾破碎成顆粒狀垃圾，所述垃圾成型單元將所述顆粒狀垃圾壓縮成型為所述熱解原料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的垃圾處理系統(tǒng)，其特征在于，所述顆粒狀垃圾的顆粒大小為10mm-80mm
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的垃圾處理系統(tǒng)，其特征在于，所述熱解原料的顆粒大小為10-100mm。
10.一種垃圾處理方法，其特征在于，包括如下步驟: S1:對(duì)垃圾進(jìn)行預(yù)處理以形成熱解原料； S2:將所述熱解原料送入到熱解裝置中進(jìn)行熱解以分解成熱解氣和垃圾碳；53:回收步驟S2中生成的所述熱解氣； 54:凈化所述熱解氣，且將凈化后的熱解氣通入到步驟S2中的所述熱解裝置中以作為所述熱解裝置的氣源。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的垃圾處理方法，其特征在于，步驟SI的所述預(yù)處理過程包括如下步驟: 511:將所述垃圾倒入到垃圾坑內(nèi)且將所述垃圾在所述垃圾坑內(nèi)停留第二預(yù)定時(shí)間以對(duì)所述垃圾進(jìn)行脫水； 512:將脫水后的所述垃圾破碎成顆粒狀垃圾； 513:將步驟S12中的所述顆 粒狀垃圾壓縮成型成所述熱解原料。
【文檔編號(hào)】F23G5/027GK103672907SQ201310421699
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】吳道洪, 賈懿曼, 肖磊 申請(qǐng)人:北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司