一種垃圾熱解和裂解系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明創(chuàng)造屬于垃圾熱解技術(shù)領(lǐng)域，主要是一種垃圾熱解和裂解系統(tǒng)，用于制取清潔可燃?xì)?。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)一種垃圾熱解和裂解系統(tǒng)，該反應(yīng)系統(tǒng)可進(jìn)行熱解和裂解兩種作業(yè)，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類(lèi)，該反應(yīng)器可產(chǎn)生大量的裂解氣，從而避免了生產(chǎn)熱解油難以利用的問(wèn)題，真正的實(shí)現(xiàn)了垃圾無(wú)害化處理和二噁英零排放，變廢為寶，滿足和解決了我國(guó)垃圾綜合處理的技術(shù)需求。
【專利說(shuō)明】
一種垃圾熱解和裂解系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明創(chuàng)造屬于垃圾熱解技術(shù)領(lǐng)域，主要是一種垃圾熱解和裂解系統(tǒng)，用于制取 清潔可燃?xì)狻?br>【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的加速，城市生活垃圾已經(jīng)成為制約綠色城市快速發(fā)展的一 個(gè)重要因素。目前，世界各國(guó)城市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。而我國(guó)相關(guān)的垃圾分類(lèi)、垃圾綜合利用技術(shù)滯后，目前垃圾的主要處理方式 為衛(wèi)生填埋為主，焚燒、堆肥等方式為輔。并且，隨著科技進(jìn)步和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，"焚燒法" 和"填埋法"給環(huán)境帶來(lái)的破壞作用及威脅人類(lèi)的身體健康已越來(lái)越被人們認(rèn)識(shí)到。目前， 垃圾熱解處理技術(shù)主要有耦合流化床熱解工藝、臥式垃圾連續(xù)焚燒工藝等等。垃圾熱解處 理技術(shù)是指將垃圾在的無(wú)氧或缺氧的狀態(tài)下加熱，使之分解。在熱解過(guò)程中，其中間產(chǎn)物趨 向于兩極化變化:一種是從大分子裂解為小分子的裂解過(guò)程、另一種是小分子聚合為大分 子的縮聚過(guò)程。在低溫干燥階段，垃圾中所含的外水和毛細(xì)結(jié)構(gòu)吸附的水分首先被加熱蒸 發(fā)，其次物質(zhì)中的結(jié)構(gòu)水受熱分解。隨著水分的蒸發(fā)和熱解干餾溫度的升高，垃圾熱解進(jìn)入 干餾階段。干餾階段主要發(fā)生內(nèi)部水和C02的析出、脫氧、脫硫等反應(yīng)。由于我國(guó)垃圾分類(lèi)措 施不完善，致使垃圾本身成分異常復(fù)雜，常含有廚余物、塑料、廢舊電池、電路板等等。同時(shí) 發(fā)現(xiàn)垃圾熱解產(chǎn)生的焦油成分亦異常復(fù)雜，成分分析發(fā)現(xiàn)焦油中含有上百種中物質(zhì)，包括 各種有機(jī)酸、酚類(lèi)、酮類(lèi)、醛類(lèi)、PAHs等，其中氯元素和重金屬元素普遍偏高，含水量大約 20%，熱值約13~18MJ/Kg，同時(shí)因硫化物含量高而導(dǎo)致惡臭，綜合利用難度大。諸多因素致使 我國(guó)垃圾熱解、垃圾綜合利用技術(shù)很難取得重大突破。因此，如何設(shè)計(jì)一種高效生產(chǎn)清潔可 燃?xì)獬蔀楸绢I(lǐng)域亟需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)一種垃圾熱解和裂解系統(tǒng)，該反應(yīng)系統(tǒng) 可進(jìn)行熱解和裂解兩種作業(yè)，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂解，將大分子 的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類(lèi)，該反應(yīng)器可產(chǎn)生大量的裂解氣，從而避免了生產(chǎn)熱 解油難以利用的問(wèn)題，真正的實(shí)現(xiàn)了垃圾無(wú)害化處理和二噁英零排放，變廢為寶，滿足和解 決了我國(guó)垃圾綜合處理的技術(shù)需求。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為： 本發(fā)明提供了一種垃圾熱解和裂解系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該系統(tǒng)包括:料斗;進(jìn) 料器，所述進(jìn)料器與所述料斗連接;熱解和裂解反應(yīng)器，包括:進(jìn)料口、熱解室、裂解室和裂 解氣出口，所述進(jìn)料口設(shè)置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設(shè)置在所述裂解室的 側(cè)壁上；以及:蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述反應(yīng)器的高度方向多層布置在所述 熱解室和所述裂解室內(nèi)部，每層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管;隔熱磚墻， 所述隔熱磚墻設(shè)置在所述反應(yīng)器橫向?qū)挾鹊?/3處，豎直地貫穿于所述反應(yīng)器內(nèi)，將所述反 應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室;連通構(gòu)件，所述連通構(gòu)件設(shè)置在所述隔 熱磚墻的下部，用于將所述熱解室產(chǎn)生的油氣，通過(guò)所述連通構(gòu)件，通入到所述裂解室;噴 淋塔，所述噴淋塔與所述裂解氣出口連接;干燥器，所述干燥器與所述噴淋塔連接;燃?xì)夤蓿?所述燃?xì)夤夼c所述干燥器連接。
[0005] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)單，操作方便，該反應(yīng)系統(tǒng)可進(jìn)行熱 解和裂解兩種作業(yè)，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂解，將大分子的焦油分 子裂解為小分子的氣態(tài)烴類(lèi)，產(chǎn)生大量的裂解氣，從而避免了生產(chǎn)熱解油難以利用的問(wèn)題， 真正的實(shí)現(xiàn)了垃圾無(wú)害化處理和二噁英零排放，變廢為寶，滿足和解決了我國(guó)垃圾綜合處 理的技術(shù)需求。同時(shí)，該反應(yīng)器采用了蓄熱式輻射管加熱技術(shù)無(wú)需氣、固熱載體加熱，提高 了反應(yīng)器的熱效率的同時(shí)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)工藝。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述連通構(gòu)件為設(shè)置在所述隔熱磚墻上的包括多個(gè)孔的孔 帶;或者所述連通構(gòu)件為所述隔熱磚墻縱向長(zhǎng)度上，位于下部位置的開(kāi)口。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述隔熱磚墻的厚度為5-15cm，所述孔帶的高度為3-15cm， 所述孔的直徑為l-3cm，所述開(kāi)口的高度為3-15cm〇
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括燃?xì)庖L(fēng)機(jī)，其中，所述燃?xì)庖L(fēng)機(jī)一 端與所述噴淋塔的出口連接，另一端與所述燃?xì)夤捱M(jìn)口連接。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述系統(tǒng)還包括壓縮脫水器，所述壓縮脫水器與所述料斗 相連;氣化爐，所述氣化爐分別與所述蓄熱式輻射管的燃?xì)馊肟诤桶虢馆斔脱b置連接。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述系統(tǒng)還包括廢熱鍋爐，所述廢熱鍋爐與所述蓄熱式輻 射管的煙氣出口相連接。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述料斗通過(guò)所述進(jìn)料器與所述進(jìn)料口相連。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述系統(tǒng)還包括半焦出口，所述半焦出口設(shè)置在所述熱解 室的下部，所述半焦出口與所述半焦輸送裝置連接。
[0013] 在本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種利用前面所述的系統(tǒng)進(jìn)行垃圾熱解和 裂解的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括以下步驟： a. 將垃圾顆粒通過(guò)進(jìn)料口加入到反應(yīng)器中，在所述反應(yīng)器的熱解室中完成熱解過(guò)程； b. 熱解產(chǎn)生的油氣，通過(guò)所述反應(yīng)器隔熱磚墻上設(shè)置的連通構(gòu)件，進(jìn)入到所述反應(yīng)器 的裂解室； c. 所述熱解產(chǎn)生的油氣在所述裂解室內(nèi)完成熱裂解過(guò)程，產(chǎn)生裂解氣； d. 所述裂解氣通過(guò)裂解氣出口進(jìn)入到噴淋塔中，對(duì)所述裂解氣進(jìn)行凈化處理； e. 經(jīng)凈化的凈裂解氣進(jìn)入干燥器中，對(duì)凈裂解氣進(jìn)行干燥處理； f. 干燥后的裂解氣經(jīng)燃?xì)庖L(fēng)機(jī)進(jìn)入燃?xì)夤拗?，進(jìn)行儲(chǔ)存。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述步驟a中，所述垃圾顆粒從所述反應(yīng)器上部的所述進(jìn)料 口加入到所述反應(yīng)器中，并被所述反應(yīng)器內(nèi)的蓄熱式輻射管打散，熱解半焦從所述反應(yīng)器 底部的半焦出口排出；所述步驟a中，所述垃圾顆粒被所述反應(yīng)器熱解室中的所述蓄熱式輻 射管加熱到500-600°C，所述步驟b中，所述熱解油氣被所述反應(yīng)器裂解室中的所述蓄熱式 輻射管加熱到650-900°C ;優(yōu)選的，所述垃圾顆粒的粒度為10mm以下。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于： 1)采取蓄熱式輻射管下行床工藝加熱1〇_以下的垃圾，溫度分布均勻，加熱效果好，反 應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便； 2) 反應(yīng)器分為熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的油氣，可在裂解室進(jìn)行深度裂解，大分子 的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類(lèi)； 3) 該反應(yīng)系統(tǒng)可產(chǎn)生大量的裂解氣產(chǎn)品，避免了熱解油難以利用的問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)了 垃圾的無(wú)害化處理，變廢為寶； 4) 垃圾低溫?zé)峤猓瑢?shí)現(xiàn)了二噁英零排放； 5 )-個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本發(fā)明垃圾熱解和裂解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0017] 圖2為本發(fā)明垃圾熱解和裂解系統(tǒng)的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖。
[0018] 圖3為本發(fā)明反應(yīng)器中的隔熱磚墻的正視圖。
[0019] 其中，1.壓縮脫水器;2.料斗；3.進(jìn)料器;4.蓄熱式下行床反應(yīng)器;410.裂解氣出 口；411.煙氣出口；420.進(jìn)料口；421.空氣入口；422.燃?xì)馊肟冢?30.半焦出口；440.裂解室； 450.熱解室;460.連通構(gòu)件;470.隔熱磚墻;480.蓄熱式輻射管；5.噴淋塔;6.干燥器;7.燃 氣引風(fēng)機(jī);8.燃?xì)夤?9.氣化爐；10.螺旋輸送機(jī);11.廢熱鍋爐。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本 發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。下面描述的實(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。實(shí)施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技 術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種垃圾熱解和裂解系統(tǒng)，圖1為垃圾熱解 和裂解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，該系統(tǒng)包括料斗2、進(jìn)料器3,所述料斗2和所述進(jìn)料器3連 接;熱解和裂解反應(yīng)器4，所述熱解和裂解反應(yīng)器4包括:進(jìn)料口 420、熱解室450、裂解室440、 裂解氣出口 410、蓄熱式輻射管480、隔熱磚墻470、連通構(gòu)件460，其中，所述進(jìn)料口設(shè)置在所 述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設(shè)置在所述裂解室的側(cè)壁上，所述隔熱磚墻豎直地貫 穿于所述反應(yīng)器內(nèi)，將所述反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室，所述連通 構(gòu)件設(shè)置在所述隔熱磚墻上，將熱解室和裂解室連通，優(yōu)選的，所述連通構(gòu)件設(shè)置在所述隔 熱磚墻的下部，用于將所述熱解室產(chǎn)生的油氣，通過(guò)所述連通構(gòu)件，通入到所述裂解室;噴 淋塔5，所述噴淋塔與所述裂解氣出口連接;干燥器6，所述干燥器與所述噴淋塔連接;燃?xì)?罐8，所述燃?xì)夤夼c所述干燥器連接。
[0022] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)單，操作方便，該反應(yīng)系統(tǒng)可進(jìn)行熱 解和裂解兩種作業(yè)，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂解，將大分子的焦油分 子裂解為小分子的氣態(tài)烴類(lèi)，產(chǎn)生大量的裂解氣，從而避免了生產(chǎn)熱解油難以利用的問(wèn)題， 真正的實(shí)現(xiàn)了垃圾無(wú)害化處理和二噁英零排放，變廢為寶，滿足和解決了我國(guó)垃圾綜合處 理的技術(shù)需求。同時(shí)，該反應(yīng)器采用了蓄熱式輻射管加熱技術(shù)無(wú)需氣、固熱載體加熱，提高 了反應(yīng)器的熱效率的同時(shí)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)工藝。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，適用于該垃圾熱解和裂解系統(tǒng)的垃圾的具體粒徑不受 特別限制，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，垃圾可以為塊狀也可以為小顆粒，在本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí) 施例中，該反應(yīng)器采用的垃圾顆粒的粒度為l〇mm以下，由此，可以充分利用小顆粒垃圾，資 源利用率高，且能夠解決大量堆積污染環(huán)境的問(wèn)題。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，適用于該系統(tǒng)的所述反應(yīng)器4的爐型不受特別限制，可 以是蓄熱式下行床熱解和裂解反應(yīng)器4也可以是其它類(lèi)型，如非蓄熱式或非移動(dòng)式等，只要 能通過(guò)隔熱磚墻一體化的分割為熱解室和裂解室即可。在本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例中，該 反應(yīng)器4采用蓄熱式下行床反應(yīng)器4。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，圖2為該垃圾熱解和裂解系統(tǒng)的熱解和裂解反應(yīng)器結(jié) 構(gòu)圖，如圖2所示，所述隔熱磚墻設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)，優(yōu)選的，位于反應(yīng)器橫向?qū)挾鹊?/3處，隔 熱磚墻的厚度為5-15cm。隔熱磚墻豎直地貫穿于反應(yīng)器內(nèi)，將反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成熱 解室和裂解室，該結(jié)構(gòu)使得在一個(gè)爐體內(nèi)設(shè)置了熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以 進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類(lèi)，產(chǎn)生大量的裂 解氣，從而避免了生產(chǎn)熱解油含塵的問(wèn)題。并且，一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié) 省建造成本和占地面積。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，所述連通構(gòu)件460的具體種類(lèi)不受特別限制，只要可以 將熱解室和裂解室連通，從而將熱解室產(chǎn)生的油氣通入到裂解室即可。在本發(fā)明的一些實(shí) 施例中，圖3為從反應(yīng)器的左向右看時(shí)，隔熱磚墻的正視圖，如圖3所示，連通構(gòu)件可以為設(shè) 置在隔熱磚墻上的包括多個(gè)孔的孔帶，優(yōu)選情況下，所述孔帶的高度為3-15cm，所述孔的直 徑為l-3cm。連通構(gòu)件也可以為隔熱磚墻縱向長(zhǎng)度上，位于下部位置的開(kāi)口，優(yōu)選情況下，所 述開(kāi)口的高度為3_15cm〇
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，如圖1所示，所述進(jìn)料口設(shè)置在熱解室上部的頂壁上， 料斗通過(guò)進(jìn)料器與所述進(jìn)料口相連。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖1所示，該系統(tǒng)可以進(jìn)一步 包括:壓縮脫水器1、料斗和進(jìn)料器，所述壓縮脫水器的出口與所述料斗的入口連接，所述料 斗的出口與所述進(jìn)料器的入口連接，所述進(jìn)料器的出口與所述進(jìn)料口連接。根據(jù)本發(fā)明的 實(shí)施例，壓縮脫水器的具體種類(lèi)不受特別限制，只要可以將篩選后的有機(jī)垃圾有效地進(jìn)行 脫水處理即可。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，進(jìn)料器的具體種類(lèi)不受特別限制，只要可以將料斗中 的垃圾顆粒有效地輸送至反應(yīng)器中即可。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，進(jìn)料器可以為星形送 料機(jī)或螺旋送料機(jī)，優(yōu)選情況下，進(jìn)料器可以為螺旋送料機(jī)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)熱加料的自 動(dòng)化輸送，輸送量可控，且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，如圖1所示，所述反應(yīng)器進(jìn)一步還包括半焦出口 430，所 述半焦出口設(shè)置在所述熱解室的下部，所述半焦出口與所述半焦輸送裝置10連接。由此，可 以利用半焦輸送裝置將反應(yīng)器中獲得的半焦進(jìn)行輸送。半焦輸送裝置的具體種類(lèi)不受特別 限制，包括但不限于星形或螺旋輸送機(jī)10。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)半焦的自動(dòng)化輸送，且輸送量 可控，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參照?qǐng)D2,所述反應(yīng)器內(nèi)部布置有多層沿所述反應(yīng)器的高度 方向布置在所述熱解室和所述裂解室內(nèi)部的蓄熱式輻射管，每層蓄熱式輻射管可以包括多 個(gè)彼此平行且沿水平方向間隔分布的蓄熱式輻射管。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述熱解室和 裂解室內(nèi)分別分布了至少一根所述蓄熱式輻射管，優(yōu)選的，所述至少一根蓄熱式輻射管均 勻分布。蓄熱式輻射管能夠有效用于對(duì)熱解料和裂解室內(nèi)的油氣進(jìn)行加熱，使其進(jìn)行熱解 和裂解反應(yīng)，具體地，可以向蓄熱式輻射管內(nèi)通入可燃?xì)夂涂諝?，使可燃?xì)馊紵龑?shí)現(xiàn)對(duì)熱解 料和裂解室內(nèi)的油氣的加熱功能。該反應(yīng)器采用蓄熱式輻射管加熱技術(shù)，無(wú)需氣、固熱載體 加熱，熱解氣不會(huì)被稀釋，熱值高，且反應(yīng)器內(nèi)溫度分布均勻，表面溫差小，排煙溫度低，熱 效率高，提高了反應(yīng)器的熱效率的同時(shí)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)工藝，反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在所述反應(yīng)器的熱解室中，熱解料自上而下運(yùn)動(dòng)，所述反應(yīng) 器中設(shè)置的蓄熱式輻射管可以將熱解料打散使其均勻分布。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，蓄熱式 輻射管的形狀不受特別限制，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以為圓柱形，由此有利于熱解料 的打散，實(shí)現(xiàn)混合熱解料在熱解室中的均勻分散。輻射管的水平間距為200-500mm，垂直間 距為200-700mm，輻射管層數(shù)為10-25層，反應(yīng)器寬度為2-6m，反應(yīng)器高度為3-20m。另外，蓄 熱式輻射管可以為均勻布置的單向蓄熱式輻射管，管壁溫度利用燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥控制在500~ 700°C范圍，物料在反應(yīng)器中自上而下停留1-50分鐘，并加熱到500~600°C，完成熱解過(guò)程。 同時(shí)，蓄熱式輻射管可以采取定期換向的燃燒方式，使得單根蓄熱式輻射管的表面溫差只 有30攝氏度左右，沒(méi)有局部高溫區(qū)，由此，有利于提高熱效率。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，所述反應(yīng)器設(shè)有燃?xì)馊肟?422、空氣入口 421以及煙氣 出口411，其中，燃?xì)馊肟诤蜔煔獬隹诜謩e與蓄熱式輻射管連接，分別用于通入可燃?xì)夂团?出煙氣，空氣入口分別與氣源和蓄熱式輻射管連接，用于將氣源產(chǎn)生的空氣通入蓄熱式輻 射管中。由此，可以通過(guò)燃?xì)馊肟趯峤馐抑蝎@得半焦輸送至氣化爐中，對(duì)半焦進(jìn)行氣化處 理，以獲得可燃?xì)夂突以?，得到的可燃?xì)饪梢酝ㄟ^(guò)燃?xì)馊肟谶M(jìn)入到蓄熱式輻射管中，同時(shí)， 可以通過(guò)空氣入口來(lái)使用風(fēng)機(jī)向蓄熱式輻射管中通入空氣，使可燃?xì)馊紵龑?duì)熱解室中的熱 解料進(jìn)行加熱。另外，通過(guò)煙氣出口將蓄熱式輻射管中的煙氣輸送到廢舊鍋爐中，回收煙 氣，使煙氣不會(huì)排放到空氣中。由此，可以對(duì)半焦進(jìn)行充分的利用，不造成浪費(fèi)，經(jīng)濟(jì)性好， 并且，對(duì)煙氣進(jìn)行回收，不造成環(huán)境污染，綠色環(huán)保。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖1所示，該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括:噴淋塔，所述噴淋塔設(shè) 置在所述裂解室的裂解氣出口和所述干燥器之間。所述噴淋塔的入口與所述裂解室的裂解 氣出口連接，所述噴淋塔的出口與所述干燥器的入口連接。噴淋塔的具體種類(lèi)不受特別限 制，只要能夠洗滌凈化裂解氣即可。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖1所示，該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括:干燥器，所述干燥器設(shè) 置在所述噴淋塔和所述燃?xì)夤拗g。所述干燥器的入口與所述噴淋塔的出口連接，所述噴 淋塔的出口與所述燃?xì)夤薜娜肟谶B接。干燥器的具體種類(lèi)不受特別限制，只要能夠干燥裂 解氣即可。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖1所示，該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括:燃?xì)庖L(fēng)機(jī)7,其中，所 述燃?xì)庖L(fēng)機(jī)布置在所述干燥器和所述燃?xì)夤拗g。所述燃?xì)庖L(fēng)機(jī)入口與所述干燥器的 出口連接，所述燃?xì)庖L(fēng)機(jī)出口與所述燃?xì)夤捱M(jìn)口連接。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖1所示，該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括:燃?xì)夤?，所述燃?xì)夤拊O(shè) 置在所述燃?xì)庖L(fēng)機(jī)的一端。所述燃?xì)夤薜娜肟谂c所述燃?xì)庖L(fēng)機(jī)的出口連接。燃?xì)夤薜?具體種類(lèi)不受特別限制，只要能夠儲(chǔ)存裂解氣即可。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖1所示，該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括:氣化爐9,所述氣化爐 設(shè)置在所述蓄熱式輻射管的燃?xì)馊肟诤桶虢馆斔脱b置之間。所述氣化爐入口與所述半焦輸 送裝置的出口連接，所述氣化爐出口與所述蓄熱式輻射管的燃?xì)馊肟谶B接。氣化爐的具體 種類(lèi)不受特別限制，只要能夠?qū)虢惯M(jìn)行氣化處理，以獲得可燃?xì)夂突以纯桑⑶?，氣?后得到的灰渣排出，得到的可燃?xì)饪梢酝ㄟ^(guò)蓄熱式輻射管的燃?xì)馊肟谶M(jìn)入到蓄熱式輻射管 中，通過(guò)可燃?xì)馊紵龑?duì)熱解室中的熱解料進(jìn)行加熱。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)半焦進(jìn)行充分的利 用，不造成浪費(fèi)，經(jīng)濟(jì)性好。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖1所示，該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括:廢熱鍋爐11，所述廢熱 鍋爐設(shè)置在所述蓄熱式輻射管的煙氣出口一端。所述廢熱鍋爐的入口與所述蓄熱式輻射管 的煙氣出口相連接。廢舊鍋爐的具體種類(lèi)不受特別限制，只要能夠回收煙氣即可。由此，對(duì) 煙氣進(jìn)行回收，不造成環(huán)境污染，綠色環(huán)保。
[0038] 在本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種利用前面所述的系統(tǒng)進(jìn)行垃圾熱解和 裂解的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括以下步驟： a.將垃圾顆粒通過(guò)進(jìn)料口加入到反應(yīng)器中，在所述反應(yīng)器的熱解室中完成熱解過(guò)程。 其中，所述垃圾經(jīng)過(guò)壓縮脫水器脫水處理后，經(jīng)過(guò)料斗進(jìn)入進(jìn)料器，再?gòu)姆磻?yīng)器上部的進(jìn)料 口加入到蓄熱式下行床反應(yīng)器中，并被所述反應(yīng)器內(nèi)的蓄熱式輻射管打散，熱解半焦從反 應(yīng)器底部的半焦出口排出，并經(jīng)半焦輸送裝置(優(yōu)選為螺旋輸送機(jī))排出。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，適用于該垃圾熱解和裂解系統(tǒng)的垃圾的具體粒徑不受 特別限制，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，垃圾可以為塊狀也可以為小顆粒，在本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí) 施例中，該反應(yīng)器采用的垃圾顆粒的粒度為l〇mm以下，由此，可以充分利用小顆粒垃圾，資 源利用率高，且能夠解決大量堆積污染環(huán)境的問(wèn)題。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在熱解室中，垃圾顆粒自上而下運(yùn)動(dòng)，熱解室中設(shè)置的15蓄 熱式輻射管可以將垃圾顆粒打散使其均勻分布，垃圾顆粒在反應(yīng)器中自上而下停留1-50分 鐘，垃圾顆粒被反應(yīng)器熱解室中的蓄熱式輻射管加熱到500~600°C。具體的，可以通過(guò)燃?xì)?閥控制蓄熱式輻射管管壁的溫度在500~700°C范圍，并加熱到500~600°C，完成熱解過(guò)程。
[0041] b.熱解產(chǎn)生的油氣，通過(guò)所述反應(yīng)器隔熱磚墻上設(shè)置的連通構(gòu)件，進(jìn)入到所述反 應(yīng)器的裂解室。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，隔熱磚墻設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)，優(yōu)選的，位于反應(yīng)器橫向?qū)挾鹊?2/3處，隔熱磚墻的厚度為5-15cm，隔熱磚墻豎直地貫穿于反應(yīng)器內(nèi)，將反應(yīng)器的內(nèi)部空間 分隔成熱解室和裂解室，該結(jié)構(gòu)使得在一個(gè)爐體內(nèi)設(shè)置了熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的 油氣，可以進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂解，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類(lèi)。由 此，一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié)省建造成本和占地面積。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施 例，連通構(gòu)件可以為設(shè)置在隔熱磚墻上的包括至少一個(gè)孔的孔帶，也可以為隔熱磚墻縱向 長(zhǎng)度上，位于下部位置的開(kāi)口。具體的，熱解產(chǎn)生的油氣，通過(guò)反應(yīng)器隔熱磚墻下部的孔帶 或者開(kāi)口，進(jìn)入到裂解室。
[0043] c.所述熱解產(chǎn)生的油氣在所述裂解室內(nèi)完成熱裂解過(guò)程，產(chǎn)生裂解氣。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述裂解室內(nèi)分布了至少一根蓄熱式輻射管，優(yōu)選的，所述 至少一根蓄熱式輻射管均勻分布。蓄熱式輻射管能夠有效用于對(duì)裂解室內(nèi)的油氣進(jìn)行加 熱，使其進(jìn)行裂解反應(yīng)。在本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例中，熱解油氣被反應(yīng)器裂解室中的蓄熱 式輻射管加熱到650-900°C，具體地，可以通過(guò)燃?xì)忾y控制蓄熱式輻射管管壁的溫度為650 ~900°C，垃圾顆粒在反應(yīng)器中迅速被加熱至650-900°C，完成熱裂解過(guò)程，由此，大分子的 焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類(lèi)，產(chǎn)生大量的裂解氣，避免了生產(chǎn)熱解油難以利用的問(wèn) 題，真正實(shí)現(xiàn)了垃圾的的無(wú)害化處理和二噁英零排放，變廢為寶。由此，真正實(shí)現(xiàn)了垃圾的 清潔高效利用。
[0045] d.所述裂解氣通過(guò)裂解氣出口進(jìn)入到噴淋塔中，對(duì)所述裂解氣進(jìn)行凈化處理。
[0046] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，與裂解氣出口連接的是噴淋塔，所述的噴淋塔是用于將裂 解氣出口排出的裂解氣進(jìn)行洗滌凈化處理。具體的，裂解氣通過(guò)裂解氣出口進(jìn)入噴淋塔，進(jìn) 行洗滌凈化處理，得到凈化后的凈裂解氣，從而避免了生產(chǎn)熱解油含塵的問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)了 垃圾的清潔高效利用。
[0047] e.經(jīng)凈化的凈裂解氣進(jìn)入干燥器中，對(duì)所述凈裂解氣進(jìn)行干燥處理。
[0048] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，與噴淋塔相連的還有干燥器，所述干燥器是用于干燥凈化 后的凈裂解氣，凈化后的凈裂解氣進(jìn)入干燥器進(jìn)行干燥處理，得到干燥的裂解氣。
[0049] f.干燥后的裂解氣經(jīng)燃?xì)庖L(fēng)機(jī)進(jìn)入燃?xì)夤拗?，進(jìn)行儲(chǔ)存。
[0050] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，與干燥器相連的還有燃?xì)夤蓿鋈細(xì)夤奘怯糜趦?chǔ)存裂解 氣的，干燥后的裂解氣經(jīng)燃?xì)庖L(fēng)機(jī)送入燃?xì)夤?，進(jìn)行儲(chǔ)存。
[0051] 實(shí)施例一： (1)經(jīng)過(guò)剔除不易熱解或者不能熱解的物質(zhì)后破碎至粒度< l〇mm的垃圾，進(jìn)入壓縮脫 水器1中，壓縮脫水后的垃圾送入料斗2中經(jīng)進(jìn)料器3進(jìn)入蓄熱式下行床反應(yīng)器4,下行床反 應(yīng)器4被隔熱磚墻分為熱解室和裂解室。
[0052] (2)熱解室中均勻布置了單向蓄熱式輻射管，管壁溫度利用燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥控制在500 ~700°C范圍，垃圾在反應(yīng)器中自上而下停留1-50分鐘，并加熱到500~600°C，完成熱解過(guò) 程。
[0053] (3)熱解產(chǎn)生的油氣，通過(guò)反應(yīng)器下部隔熱磚墻的開(kāi)口，進(jìn)入到裂解室，裂解室中 均勻布置了單向蓄熱式輻射管，管壁溫度利用燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥控制在650~900°C范圍，熱解油 氣在裂解室內(nèi)被加熱到650-900°C，完成熱裂解過(guò)程，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣 態(tài)烴類(lèi)，產(chǎn)生大量的裂解氣，避免了熱解油難以利用的問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)了垃圾的的無(wú)害化處 理和二噁英零排放，變廢為寶。
[0054] (4)裂解氣通過(guò)反應(yīng)器出口，進(jìn)入噴淋塔5中洗滌凈化，洗滌后的凈裂解氣進(jìn)入干 燥器6中進(jìn)行干燥處理，干燥后的裂解氣經(jīng)燃?xì)怙L(fēng)機(jī)7送入燃?xì)夤?,可用于生產(chǎn)人造天然氣 等廣品。
[0055] (5)垃圾熱解產(chǎn)生的半焦，通過(guò)螺旋輸送機(jī)10送入氣化爐9,氣化氣可供給輻射管 燃燒，氣化后的灰渣排出。
[0056] (6)蓄熱式輻射管燃燒產(chǎn)生的煙氣，進(jìn)入廢熱鍋爐11回收熱量，產(chǎn)生高品質(zhì)蒸汽。
[0057]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，溫度分布均勻，加熱 效果好。反應(yīng)器分為熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂解， 將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類(lèi)，產(chǎn)生大量的裂解氣，從而避免了生產(chǎn)熱解 油含塵的問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)了垃圾的的無(wú)害化處理和二噁英零排放，變廢為寶。并且，該系統(tǒng) 中將一個(gè)爐體內(nèi)設(shè)置了熱解室和裂解室，使得一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，節(jié)省 建造成本和占地面積。同時(shí)，該反應(yīng)器采用了蓄熱式輻射管加熱技術(shù)無(wú)需氣、固熱載體加 熱，提高了反應(yīng)器的熱效率的同時(shí)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)工藝。
[0058]利用垃圾熱解和裂解系統(tǒng)對(duì)垃圾進(jìn)行處理，原料的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
[0059] 表1:垃圾基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0060] 某城市生活垃圾含水量為51%。
[0061]利用該反應(yīng)系統(tǒng)處理垃圾，得到的氣體產(chǎn)品產(chǎn)率為40%，熱解焦油幾乎全部裂解為 氣態(tài)產(chǎn)物，產(chǎn)氣率高。
[0062] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)"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)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第 一"、"第二"的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。
[0063] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)"安裝"、"相連"、"連接"、"固定"等 術(shù)語(yǔ)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，或成一體;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(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi) 部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情 況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0064] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)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觸，或第一和第二特征通過(guò)中間媒介間接接觸。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，或僅僅表示 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，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0065] 在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)"一個(gè)實(shí)施例"、"一些實(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(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不 必針對(duì)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)可以在任一 個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié) 合和組合。
[0066] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例 性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述 實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型，同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請(qǐng)的思 想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種垃圾熱解和裂解系統(tǒng)，其特征在于，包括： 料斗； 進(jìn)料器，所述進(jìn)料器與所述料斗連接； 熱解和裂解反應(yīng)器，包括:進(jìn)料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口，所述進(jìn)料口設(shè)置在所 述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設(shè)置在所述裂解室的側(cè)壁上；以及： 蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述反應(yīng)器的高度方向多層布置在所述熱解室和 所述裂解室內(nèi)部，每層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管； 隔熱磚墻，所述隔熱磚墻設(shè)置在所述反應(yīng)器橫向?qū)挾鹊?/3處，豎直地貫穿于所述反應(yīng) 器內(nèi)，將所述反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室； 連通構(gòu)件，所述連通構(gòu)件設(shè)置在所述隔熱磚墻的下部，用于將所述熱解室產(chǎn)生的油氣， 通過(guò)所述連通構(gòu)件，通入到所述裂解室； 噴淋塔，所述噴淋塔與所述裂解氣出口連接； 干燥器，所述干燥器與所述噴淋塔連接； 燃?xì)夤?，所述燃?xì)夤夼c所述干燥器連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述連通構(gòu)件為設(shè)置在所述隔熱磚墻上的 包括多個(gè)孔的孔帶;或者所述連通構(gòu)件為所述隔熱磚墻縱向長(zhǎng)度上，位于下部位置的開(kāi)口。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述隔熱磚墻的厚度為5-15cm，所述孔帶 的高度為3-15cm，所述孔的直徑為l-3cm，所述開(kāi)口的高度為3-15cm〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括燃?xì)庖L(fēng)機(jī)，其中， 所述燃?xì)庖L(fēng)機(jī)一端與所述噴淋塔的出口連接，另一端與所述燃?xì)夤捱M(jìn)口連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括壓縮脫水器，所述壓縮 脫水器與所述料斗相連;氣化爐，所述氣化爐分別與所述蓄熱式輻射管的燃?xì)馊肟诤桶虢?輸送裝置連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括廢熱鍋爐，所述廢熱鍋 爐與所述蓄熱式輻射管的煙氣出口相連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述料斗通過(guò)所述進(jìn)料器與所 述進(jìn)料口相連。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括半焦出口，所述半焦出 口設(shè)置在所述熱解室的下部，所述半焦出口與所述半焦輸送裝置連接。9. 一種利用權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)進(jìn)行垃圾熱解和裂解的方法，其特征在 于，包括以下步驟： a. 將垃圾顆粒通過(guò)進(jìn)料口加入到反應(yīng)器中，在所述反應(yīng)器的熱解室中完成熱解過(guò)程； b. 熱解產(chǎn)生的油氣，通過(guò)所述反應(yīng)器隔熱磚墻上設(shè)置的連通構(gòu)件，進(jìn)入到所述反應(yīng)器 的裂解室； c. 所述熱解產(chǎn)生的油氣在所述裂解室內(nèi)完成熱裂解過(guò)程，產(chǎn)生裂解氣； d. 所述裂解氣通過(guò)裂解氣出口進(jìn)入到噴淋塔中，對(duì)所述裂解氣進(jìn)行凈化處理； e. 經(jīng)凈化的凈裂解氣進(jìn)入干燥器中，對(duì)凈裂解氣進(jìn)行干燥處理； f. 干燥后的裂解氣經(jīng)燃?xì)庖L(fēng)機(jī)進(jìn)入燃?xì)夤拗?，進(jìn)行儲(chǔ)存。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟a中，所述垃圾顆粒從所述反應(yīng) 器上部的所述進(jìn)料口加入到所述反應(yīng)器中，并被所述反應(yīng)器內(nèi)的蓄熱式輻射管打散，熱解 半焦從所述反應(yīng)器底部的半焦出口排出；所述步驟a中，所述垃圾顆粒被所述反應(yīng)器熱解室 中的所述蓄熱式輻射管加熱到500-600°C，所述步驟b中，所述熱解油氣被所述反應(yīng)器裂解 室中的所述蓄熱式輻射管加熱到650-900°C;優(yōu)選的，所述垃圾顆粒的粒度為10mm以下。
【文檔編號(hào)】C10B53/00GK105838395SQ201610332319
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月19日
【發(fā)明人】耿層層, 陳水渺, 肖磊, 薛遜, 吳道洪
【申請(qǐng)人】北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司