本发明涉及环保技术领域，具体而言，涉及一种一体化可燃固体废弃物干燥热解釜。
背景技术：
可燃固体废弃物主要包括生活垃圾和城市污水污泥。随着我国经济的快速发展和人口的迅速增长，城市生活垃圾的产量日益庞大，2013年，我国城市生活垃圾清运量已达1.72亿吨，但其无害化处理仍以卫生填埋为主，垃圾焚烧处理量仅占总量的26.9％。泛滥成灾的生活垃圾，不仅占用了大量宝贵的土地资源，其排放出的臭气和渗滤液还对大气、土壤及地下水资源造成了严重污染，极大地危害了人们的身体健康和当地的生态系统。另一方面，随着城市化进程的加快和水处理程度的加深，城市污水污泥的产量也急剧增加，截止2012年，我国污泥年排放量已突破3000万吨，预计到2020年，污泥产量将突破6000万吨。数量如此巨大的城市污水污泥如得不到妥善处置，近50％的COD(有机污染物)可能以另一种形式转移到环境中；此外，污泥中还含有Cd、Pb、As、Cu和Zn等对环境和人类健康有严重危害的重金属元素及大量病原微生物、寄生虫卵和毒性有机物。污泥导致的环境污染问题日益突出，已造成极大的安全隐患、环境压力和经济负担。
然而，从能源角度出发，可燃固体废弃物中日益提高的有机物含量和热值也使其极具能源回收价值，仅生活垃圾一项每年就有1.7亿吨左右的排放量，相当于2800万吨左右的标准煤，但其能源化利用率还不足30％。因此，可燃固体废弃物在某种程度上甚至可以看作是总量不断增长的资源，能源化利用潜力巨大。
热解法作为最具前景的可燃固体废弃物资源化技术之一，因其经济性好、二次污染小及能量回收率高等优点在世界范围内引起了广泛关注。然而生活垃圾和污泥中的高含水率对其热化学处理过程的影响较大，尤其对于污泥而言，污水处理流程中产生的污泥通常含有95％的水分，为减少体积、降低运输成本以及便于后续处理，一般会先采用真空过滤法、压滤法或离心法对污泥进行机械脱水，然而处理后的湿污泥含水率仍高达70-80％，这部分水分只能通过高能耗的热干燥方式去除，正是该过程使得污泥处理成本居高不下。
但是另一方面，水分的参与有利于提高可燃固体废弃物热化学处理所得气体产率，优化气体产物组成，促进富氢燃气生成。
技术实现要素：
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种一体化可燃固体废弃物干燥热解釜，该一体化可燃固体废弃物干燥热解釜耦合了干燥和热解功能，充分利用热解所得高温挥发性产物和高温烟气对湿物料进行干燥，热源利用率高，从而降低了高含水率可燃固体废弃物的处理能耗和成本，满足了能量回收的工艺要求。
为实现上述目的，根据本发明的实施例提出一种一体化可燃固体废弃物干燥热解釜，所述一体化可燃固体废弃物干燥热解釜包括釜体，所述釜体包括：外釜体；内釜体，所述内釜体的至少一部分设在所述外釜体内且与所述外釜体之间限定出夹层，所述内釜体内具有热解腔室和与所述热解腔室连通的干燥腔室，所述内釜体上设有分别将所述干燥腔室与外界连通的进料口和挥发产物出口以及将所述热解腔室与外界连通的出料口，所述外釜体上设有分别将所述夹层与外界连通的热解气入口、助燃剂入口和烟气出口。
根据本发明实施例的一体化可燃固体废弃物干燥热解釜集干燥和热解功能于一体，充分利用热解所得高温挥发性产物和高温烟气对湿物料进行干燥，从而降低了高含水率可燃固体废弃物的处理能耗，热源利用率高，降低了高含水率可燃固体废弃物的处理成本，满足了能量回收的工艺要求。
另外，根据本发明实施例的一体化可燃固体废弃物干燥热解釜还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述干燥腔室位于所述热解腔室上方，所述进料口和所述挥发产物出口设在所述内釜体的顶部且所述出料口设在所述内釜体的底部，所述烟气出口设在所述外釜体的上部且所述热解气入口和所述助燃剂入口设在所述外釜体的下部。
根据本发明的一个实施例，所述进料口处设有螺旋进料机。
根据本发明的一个实施例，所述干燥腔室内设有沿上下方向间隔且平行设置的多个传送机构，多个所述传送机构在水平方向上依次交错设置且相邻两个传送机构的传送方向相反；所述热解腔室内设有搅拌装置。
根据本发明的一个实施例，所述一体化可燃固体废弃物干燥热解釜还包括控制器，所述控制器分别与所述螺旋进料机和多个所述传送机构通讯。
根据本发明的一个实施例，每个所述传送机构包括：电机；链轮，所述链轮与所述电机传动连接；链条，所述链条与所述链轮啮合；传送带，所述传送带与所述链条传动配合。
根据本发明的一个实施例，所述助燃剂入口处安装有助燃剂开关阀。
根据本发明的一个实施例，所述内釜体上设有将所述干燥腔室与外界连通的安全阀接口且所述安全阀接口处安装有安全阀。
根据本发明的一个实施例，所述一体化可燃固体废弃物干燥热解釜还包括：冷凝装置，所述冷凝装置设在所述釜体外且与所述挥发产物出口连通；净化装置，所述净化装置设在所述釜体外且分别与所述冷凝装置和所述热解气入口连通。
根据本发明的一个实施例，所述一体化可燃固体废弃物干燥热解釜还包括支座，所述釜体安装在所述支座上。
附图说明
图1是根据本发明实施例的一体化可燃固体废弃物干燥热解釜的结构示意图。
附图标记：
一体化可燃固体废弃物干燥热解釜1、
釜体10、
外釜体100、夹层110、热解气入口120、助燃剂入口130、烟气出口140、
内釜体200、热解腔室210、干燥腔室220、进料口230、挥发产物出口240、出料口250、安全阀接口260、
传送机构310、搅拌装置320、
冷凝装置20、
净化装置30、
支座40。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述根据本发明实施例的一体化可燃固体废弃物干燥热解釜1。
如图1所示，根据本发明实施例的一体化可燃固体废弃物干燥热解釜1包括釜体10，釜体10包括外釜体100和内釜体200。
内釜体200的至少一部分设在外釜体100内，内釜体200的所述至少一部分的外壁面与外釜体100的内壁面之间限定出夹层110，内釜体200内具有热解腔室210和与热解腔室210连通的干燥腔室220。例如图1所示，内釜体200的底部伸出外釜体100，夹层110包围干燥腔室220和大部分的热解腔室210。内釜体200上设有分别将干燥腔室220与外界连通的进料口230和挥发产物出口240以及将热解腔室210与外界连通的出料口250。外釜体100上设有分别将夹层110与外界连通的热解气入口120、助燃剂入口130和烟气出口140。
下面参考附图描述根据本发明实施例的一体化可燃固体废弃物干燥热解釜1的工作过程。
通过助燃剂入口130向夹层110内喷入煤粉或重油等燃料，这些燃料在夹层110内的与热解腔室210位置对应的部分进行燃烧，产生的高温烟气从烟气出口140排出。当温度达到设定值后，将高含水率的可燃固体废弃物送入进料口230，可燃固体废弃物首先进入干燥腔室220，利用夹层110内燃烧产生的热量干燥可燃固体废弃物，控制可燃固体废弃物的含水率，达到理想含水率的可燃固体废弃物随后落入热解腔室210进行热解，生成的挥发性产物穿流干燥腔室220，从挥发产物出口240排出并经过处理再通过热解气入口120输送至夹层110以燃烧供热，在此过程中，挥发性产物在穿流干燥腔室220时，其携带的高温可以对从进料口230进入干燥腔室220的可燃固体废弃物进行干燥。反应完毕的残渣从出料口250排出。
根据本发明实施例的一体化可燃固体废弃物干燥热解釜1，其釜体10包括外釜体100和内釜体200，内釜体200内的空间设置成热解腔室210和干燥腔室220，且外釜体100与内釜体200之间限定出夹层110，这样可以将对可燃固体废弃物的干燥和热解集成在一体，利用可燃固体废弃物热解出来的高温挥发性产物和外加热燃料的烟气余热对原料进行干燥，通过调控可燃固体废弃物中的含水率，实现其在釜体10中的自气化，降低了高含水率可燃固体废弃物的处理能耗。达到提高热解气产率和热值的目的。
并且，可燃固体废弃物热解后的挥发性产物在与湿物料进行热交换的过程中，一方面延长了挥发性产物的停留时间，促进了大分子有机物的二次裂解，另一方面部分大分子有机物可能凝结在湿物料的表面，并随之落入热解腔室210，反应更为完全，从而进一步提高热解气的产量和品质。
此外，夹层110的设计，可以利用高温烟气对干燥腔室220进行加热和保温，提高了湿物料的干燥效率，缩短了处理时间，而冷却后的热解气经处理后重新输入夹层110，可用于提供可燃固体废弃物热解所需热量，达到自供能的目的，整个设备对余热进行充分回收利用，热源利用率高，大大降低了高含水率可燃固体废弃物的处理成本，满足了能量回收的工艺要求。
下面参考附图描述根据本发明具体实施例的一体化可燃固体废弃物干燥热解釜1。
如图1所示，根据本发明实施例的一体化可燃固体废弃物干燥热解釜1包括釜体10，釜体10包括外釜体100和内釜体200。
在本发明的一些具体实施例中，如图1所示，一体化可燃固体废弃物干燥热解釜1还包括支座40，釜体10安装在支座40上，例如，内釜体200的底部从外釜体100伸出的部分安装在支座40上，从而实现釜体10的安装固定。
可选地，如图1所示，外釜体100和内釜体200可以采用310S型钢板制成，其中，外釜体100和内釜体200在热解腔室210和干燥腔室220的连通处分别形成缩口。
在本发明的一些具体示例中，进料口230处设有用于向釜体10内输送原料的螺旋进料机(图中未示出)，助燃剂入口130处安装有用于开关助燃剂入口130的助燃剂开关阀(图中未示出)。在一体化可燃固体废弃物干燥热解釜1启动阶段时，助燃剂开关阀打开用于将煤、重油或燃气等作为辅助燃料从助燃剂入口130输入夹层110，当反应稳定并切换使用生成的热解气作为燃料后助燃剂开关阀可关闭，仅利用产生的热解气供燃烧。此外，当热解气热量不够时，可重新打开助燃剂开关阀，使用辅助燃料进行补充加热。
有利地，如图1所示，为了提高一体化可燃固体废弃物干燥热解釜1的安全性，内釜体200上设有将干燥腔室220与外界连通的安全阀接口260。且安全阀接口260处安装有安全阀(图中未示出)。
在本发明的一些具体示例中，如图1所示，干燥腔室220位于热解腔室210上方，进料口230和挥发产物出口240设在内釜体200的顶部且出料口250设在内釜体200的底部，烟气出口140设在外釜体100的上部且热解气入口120和助燃剂入口130设在外釜体100的下部。湿物料从进料口230由上至下进入干燥腔室220，被上行的高温挥发性产物干燥后，落入热解腔室210。热解区设有搅拌装置，夹层110内产生的高温烟气上行经过干燥腔室220对应的夹层110部分，为干燥区提供热量。由此可以方便进料、出料、挥发性产物与高温烟气与湿料的热交换以及热解气的排出和输入。
在本发明的一些具体实施例中，如图1所示，干燥腔室220内设有沿上下方向间隔且平行设置的多个传送机构310，多个传送机构310在水平方向上依次交错设置，且相邻两个传送机构310的传送方向相反。具体地，可燃固体废弃物从进料口230进入干燥腔室220内后，落到最上方的传送机构310上，在最上方传送机构310的传送下平移后落入下方的传送机构310，依次在多个传送机构310的传送下，进入热解腔室210，增加了可燃固体废弃物在干燥腔室220内的停留时间，从而对其进行充分干燥。
本领域的技术人员可理解地是，相邻两个传送机构310的传送方向相反，为了使可燃固体废弃物由上至下层层下落。由上至下，对于多个传送机构310的同一端，相邻两个传送机构310中的一个相对伸出而另一个相对收回，以保证上方传送机构310上的可燃固体废弃物能够落到下方传送机构310上。
具体而言，每个传送机构310包括电机、链轮和传送带。所述链轮与所述电机传动连接。所述链条与所述链轮啮合。所述传送带与所述链条传动配合。湿物料置于传送带上，高温挥发性产物穿流其中，与其错流流动进行烘干处理，湿物料中的水分被蒸发，随同挥发性产物一起排出釜体10。
进一步地，如图1所示，热解腔室210内设有搅拌装置320，具体可以包括电机和叶片，电机安装在热解腔室210顶端附近的支撑座上，电机的下端设有叶片。由此可以保证热解腔室210内的物料受热均匀，有利于反应的顺利进行。
在本发明的一些具体实施中，一体化可燃固体废弃物干燥热解釜1还包括控制器，所述控制器分别与所述螺旋进料机和多个传送机构310通讯。当温度达到设定值后，采用螺旋进料机将高含水率的可燃固体废弃物送入进料口230，落在传送机构310上，控制器通过调整传送机构310的传送速度和螺旋进料机的给料速度控制原料的含水率，达到理想含水率的原料随后落入热解腔室210，在搅拌装置320的作用下均匀受热，生成的挥发性产物穿流过传送机构310。其中，釜体10中的温度可以通过控制物料给料速度、传送机构310的传送速度以及输入的热能进行调节。
可选地，如图1所示，一体化可燃固体废弃物干燥热解釜1还包括冷凝装置20和净化装置30。冷凝装置20设在釜体10外且与挥发产物出口240连通。净化装置30设在釜体10外且分别与冷凝装置20和热解气入口120连通。从挥发产物出口240排出的热解气依次进入冷凝装置20和净化装置30，经冷凝装置20和净化装置30处理后得到的可燃气再经热解气入口120进入夹层110燃烧供热。
根据本发明实施例的一体化可燃固体废弃物干燥热解釜1，将可燃固体废弃物中的有机质转化为能量，实现了处理过程的能量自供给；通过热解一定含水率的可燃固体废弃物，实现了可燃固体废弃物的自气化，提高了热解气的产量和品质；可燃固体废弃物的自气化不需要采用锅炉提供水蒸气作气化剂，大大节约了投资和经营费用；热解系统的二次污染小，一体化设计结构合理，处理效率高，占地面积小，安装便捷；可通过控制湿物料的给料速度和干燥过程的传送速度调节物料含水率；可采用多个釜体10并行处理，实现大规模、高效率地处理高含水率可燃固体废弃物。
在本发明的描述中，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”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发明和简化描述，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发明的限制。
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。在本发明的描述中，“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。
在本发明中，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发明中的具体含义。
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发明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须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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，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进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。