一种处理生活垃圾的系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及处理生活垃圾的系统，系统包括相连的预处理系统、旋转床热解炉、脱酸?余热回收系统、惰性气体预热系统。预处理系统包括垃圾原料进口和垃圾原料出口；旋转床热解炉包括进料口、热解气出口、热解炭出口和燃料入口；脱酸?余热回收系统包括热解气管道；惰性气体预热系统包括惰性气体管道；脱酸?余热回收系统和惰性气体预热系统还包括：第一换向阀、并列设置的第一脱酸?蓄热装置和第二脱酸?蓄热装置以及第二换向阀。利用本实用新型的系统对生活垃圾进行处理时，将热解气中酸性气体脱除的同时，通过换向阀的换向又能对惰性气体预热以使热解气余热得到回收利用。本实用新型既能节能减排、又能降低生产成本。
【专利说明】
-种处理生活垃圾的系统
技术领域
[0001] 本实用新型主要设及一种处理垃圾的系统，尤其设及一种处理生活垃圾的系统。
【背景技术】
[0002] 生活垃圾热解技术W其资源化利用率高、环境污染小的优点越来越被人们所青 睐。热解主要产物有W下几种：1.热解油，一部分热解油通过精制可作为燃料油使用；2 .热 解炭，大部分W炭黑形式存在，可作为固体燃料使用也可渗烧水泥等;3.热解气，包括一些 低分子碳氨化合物如氨气、甲烧、一氧化碳等，可作为燃料气使用，是热解产生经济价值的 主要产品。但由于固体废弃物中存在含氯、含硫等物质，导致热解气中酸性气体含量很高 (0.3%-0.5%)〇
[0003] 酸性气体如HCl、S化、也S等，对设备腐蚀严重，对热解装置、输气管路W及热解气的 后续利用影响严重，大大限制了热解气的用途，所W需要脱除酸性气体。
[0004] 另外热解气含有高利用价值的余热，对余热进行回收利用可实现节能减排、降低 生产成本等目的。
[0005] 现如今，一般的垃圾热解系统难W同时实现脱除热解气中的酸性气体和余热回收 利用。通常生活垃圾经热解后产生的热解气溫度较高巧00-600°C)，为了分离热解油和热解 气，采用激冷方式直接将其降溫至8(TC左右，热解气余热没有得到有效利用。
[0006] 其它关于脱除酸性气体的现有技术，大都是关于焦炉煤气、粗煤气、油田伴生气等 的净化，没有设及生活垃圾热解气，同时也没有能实现同时达到既能余热回收又能有效脱 除酸性气体的目的。
[0007] 所W，针对上述问题，有必要提供一种生活垃圾处理系统，使得在将酸性气体脱除 的同时，又能有效地对热解气余热进行回收，W达到节能减排、提高能源利用效率、简化工 艺流程、降低生产成本的目的。 【实用新型内容】
[000引针对上述问题，本实用新型旨在提供一种处理生活垃圾的系统，该系统在将酸性 气体脱除的同时，又能对热解气余热回收利用。
[0009] 本实用新型提供的处理生活垃圾的系统包括:预处理系统、旋转床热解炉、脱酸- 余热回收系统、惰性气体预热系统，其中，
[0010] 所述预处理系统包括垃圾原料进口和垃圾原料出口；
[0011] 所述旋转床热解炉包括进料口、热解气出口、热解炭出口和燃料入口；
[0012] 所述脱酸-余热回收系统包括热解气管道；
[0013] 所述惰性气体预热系统包括惰性气体管道；
[0014] 所述旋转床热解炉的进料口与所述预处理系统的垃圾原料出口相连通;所述旋转 床热解炉的热解气出口与所述脱酸-余热回收系统的热解气管道进口相连通；
[0015] 所述脱酸-余热回收系统和所述惰性气体预热系统还包括共用部分:第一换向阀、 第一脱酸-蓄热装置、第二脱酸-蓄热装置和第二换向阀;所述第一脱酸-蓄热装置和所述第 二脱酸-蓄热装置并列设置，所述第一换向阀分别连接所述第一脱酸-蓄热装置和所述第二 脱酸-蓄热装置;所述第二换向阀分别连接所述第一脱酸-蓄热装置和所述第二脱酸-蓄热 装置。所述惰性气体预热系统的惰性气体管道出口与所述第二换向阀连接;所述脱酸-余热 回收系统的热解气管道出口与所述第一换向阀连接。
[0016] 上述的系统中，所述脱酸-余热回收系统还包括热解气储罐，其进气口通过管道与 所述第二换向阀连接。
[0017] 进一步地，所述热解气储罐还包括第一出气口和第二出气口，所述第一出气口与 所述旋转床热解炉的燃料入口相连，所述热解气储罐的第二出气口与发电装置相连。
[0018] 上述的系统中，所述惰性气体预热系统还包括惰性气体储罐和干燥系统，所述惰 性气体储罐与所述惰性气体管道的入口相连;所述干燥系统通过管道与所述第一换向阀连 接。
[0019] 进一步地，所述预处理系统包括依次连通的破袋装置、滚筛装置、分选装置和破碎 装置。
[0020] 所述系统还包括储炭槽，所述储炭槽的入口与所述旋转床热解炉的热解炭出口相 连。
[0021] 上述的系统中，所述旋转床热解炉包括炉墙、炉顶和炉底围成的炉体和福射管燃 烧器;所述炉底为可转动的环形炉底;所述福射管燃烧器布置于所述炉墙。
[0022] 根据本实用新型的上述技术方案，在将热解气中酸性气体脱除的同时，又能对热 解气余热进行回收，达到了节能减排、提高能源利用效率、简化工艺流程、降低生产成本的 目的。
【附图说明】
[0023] 图1是本实用新型实施例的处理生活垃圾的系统结构简图及流程图。
【具体实施方式】
[0024] W下结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】进行更加详细的说明，W 便能够更好地理解本实用新型的方案W及各个方面的优点。然而，W下描述的具体实施方 式和实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。
[0025] 如图1所示，本实施例的处理生活垃圾的系统主要包括预处理系统、旋转床热解 炉、脱酸-余热回收系统、惰性气体预热系统。
[0026] 预处理系统包括依序连通的破袋装置、滚筛装置、分选装置和破碎装置。
[0027] 旋转床热解炉主要是无热载体蓄热式旋转床。旋转床热解炉包括进料口、热解气 出口、热解炭出口和燃料入口。旋转床热解炉的进料口与预处理系统的垃圾原料出口相连 通。
[0028] 脱酸-余热回收系统包括热解气管道。该热解气管道输出从热解炉热解产生的热 解气，旋转床热解炉的热解气出口与所述脱酸-余热回收系统的热解气管道进口相连通。
[0029] 惰性气体预热系统包括惰性气体管道，用于向所述惰性气体预热系统提供惰性气 体，如化、Ar等。
[0030]而脱酸-余热回收系统和惰性气体预热系统还包括共用部分:第一换向阀、第一脱 酸-蓄热装置、第二脱酸-蓄热装置和第二换向阀；所述第一脱酸-蓄热装置和所述第二脱 酸-蓄热装置并列设置，所述第一换向阀分别连接所述第一脱酸-蓄热装置和所述第二脱 酸-蓄热装置;所述第二换向阀分别连接所述第一脱酸-蓄热装置和所述第二脱酸-蓄热装 置。所述惰性气体预热系统的惰性气体管道出口与所述第二换向阀连接;所述脱酸-余热回 收系统的热解气管道出口与所述第一换向阀连接。所述脱酸-余热回收系统还可包括热解 气储罐，其进气口通过管道与所述第二换向阀连接。
[0031 ]所述热解气储罐还可包括第一出气口和第二出气口，所述第一出气口与所述旋转 床热解炉的燃料入口相连，所述热解气储罐的第二出气口与发电装置或其它装置如蒸汽锅 炉或合成甲烧装置、甲醇装置、合成油装置相连或直接用于外售。
[0032] 所述惰性气体预热系统还可包括惰性气体储罐和干燥系统，所述惰性气体储罐与 所述惰性气体管道的入口相连;所述干燥系统通过管道与所述第一换向阀连接。
[0033] 本实用新型实施例的处理生活垃圾的系统还可包括储炭槽，储炭槽的入口与旋转 床热解炉的热解炭出口相连。
[0034] 本实用新型技术方案的主要工艺流程是:生活垃圾经预处理后进入旋转床进行热 解，生成高溫热解气和热解炭。热解炭经炭收集装置进入储炭槽。热解气经脱酸-余热回收 系统完成脱酸和余热回收，然后进入热解气储罐，经过蓄热的蓄热体为惰性气体进行预热。
[0035] 在热解气余热回收时，可W通过使用热交换体如蓄热体与热解气先进行热交换， 把热解气的热量传递到热交换体后，再由热交换体把存储的热量传导出去，W利用余热。但 在热交换过程中，如果对空气等可助燃气体蓄热，会带来安全隐患，因而，其余热利用不易 于实现。本实用新型的技术方案考虑对较稳定的惰性气体进行加热，W寻求有效的余热利 用技术方案。
[0036] 而研究发现，热解气通过蓄热体蓄热再把热量传递到惰性气体，然后将其应用到 热解污水、原生垃圾、垃圾渗滤液等干燥浓缩工艺中，可实现节能减排、降低生产成本等目 的。因而本实用新型的技术方案中设计了惰性气体预热系统。预热后的惰性气体可经干燥 系统干燥后进行具体应用。
[0037] 本系统通过换向阀巧妙地把脱酸-余热回收系统和惰性气体预热系统结合了起 来，使整个系统结构紧凑，操作方便。换向阀的周期换向使得能够及时连续地在余热回收的 同时把热量传导出去W便余热进一步加 W利用。
[0038] 换向阀可切换流通方向，使之在热解气体和惰性气体之间切换。此实施例所用换 向阀为四通换向阀。当热解产生的热解气通过第一换向阀连通第一脱酸-蓄热装置内的第 一脱酸-蓄热复合体进行脱酸换热后，再经第二换向阀输入到热解气储罐。热解气储罐的进 气口通过管道与第二换向阀连接。
[0039] 经设定的一定时间后，第一换向阀和第二换向阀均换向，之前连通第一脱酸-蓄热 装置的通道内开始流通惰性气体。由惰性气体储罐输出惰性气体，惰性气体储罐与惰性气 体管道的入口相连。惰性气体进入第二换向阀后，被输入蓄热后的第一脱酸-蓄热复合体， 被加热后经第一换向阀输出到干燥系统，进行干燥后进一步被利用。同时热解产生的热解 气经第一换向阀的其它通道流经第二脱酸-蓄热装置的第二脱酸-蓄热复合体，换热后经第 二换向阀的其它通道被输入到热解气储罐。经过一定时间后换向阀又再次换向，使得第一 脱酸-蓄热装置内再次开始流通热解气，第二脱酸-蓄热装置内再次流通惰性气体，周而复 始。
[0040] 干燥系统通过管道与第一换向阀连接。利用之后的惰性气体经降溫后再进入惰性 气体储罐，实现惰性气体循环利用。
[0041] 其中脱酸-余热回收系统中的脱酸-蓄热复合体包括重量百分比为10wt%-20wt% 的活性组分、40wt % -60wt %的蓄热体、5wt %-1 Owt %的发泡剂、5wt % -1 Owt %的粘结剂、 3wt%-8wt%的助挤剂；其中活性组分包括碱性氧化物，蓄热体包括Si化，发泡剂可包括尿 素，粘结剂可包括簇甲基纤维素钢。
[0042] 本实用新型的实施方法包括W下步骤：
[0043] A、生活垃圾经预处理：主要目的是得到具有一定粒径的原料，所W预处理工艺包 括破袋、滚筛、分选和破碎，将其中的大块无机物、金属等物体分出并破碎至旋转床入料要 求（<20mm)。
[0044] B、生活垃圾进行热解:经过预处理的原料其含水率约为20%-60%，将其均匀给入 旋转床热解炉，铺料厚度50-250mm，在炉内经过阶段升溫，完成干燥、热解和活化的反应，旋 转一周的时间为化。
[0045] C、脱酸-余热回收:炉内产生的高溫热解气经管道进入脱酸-蓄热复合体进行蓄热 和脱酸。处理后的热解气经管路进入热解气储罐，其中一部分通过压力设备和管道与福射 管燃烧器相连，作为福射管燃烧器的补充燃料，另一部分可作为发电装置燃料。
[0046] D、惰性气体的预热:将惰性气体通入所述蓄热后的脱酸-蓄热复合体进行预热。经 预热后的惰性气体干燥后可对生活垃圾原料、渗滤液和热解污水等进行蒸发浓缩。
[0047] 预处理系统根据处理工艺要求，其连接顺序为破袋-滚筛-分选-破碎四个工序，每 个工序的装置均具有一个进料口和一个出料口。
[0048] 无热载体蓄热式旋转床设置的加热装置为燃气福射管，其通过燃烧为旋转床供 热。
[0049] 本实施例所述脱酸预热的工作原理为:换向阀按照周期为1分钟进行工作，每半分 钟换向一次。约60(TC左右的热解气经管道进入第一脱酸-蓄热复合体，完成换热和脱酸，溫 度降至350°C，酸性气体浓度降至0.05%，处理后的热解气进入热解气储罐。惰性气体储罐 中的惰性气体由管道流经第一蓄热-脱酸体，预热至210°C左右后被送入干燥工艺，降溫后 的惰性气体再进入惰性气体储罐，实现惰性气体循环利用。
[0050] 本实用新型实施例的技术方案在同一时间内完成了脱酸、蓄热、预热，提高了能量 利用效率、节能减排效果明显、工艺流程短、运行成本低，减少了酸性气体对设备的腐蚀，且 易于实现工业化和规模化。
[0051] 下面结合具体实施例来说明本实用新型的技术方案。
[0052] 下述实施例中所取工艺条件数值均为示例性的，其可取数值范围如前述说明书中 所示。
[0化3] 第一实施例
[0054]采用某市生活垃圾为原料，成分组成如表1，其中wt%表示按照重量百分比。下同。 [0化日]表1生活垃圾成分组成(wt%)
[0化61
[0057]进厂的垃圾经过简单分选去除大块无机物和金属物，然后进行破碎，破碎得到的 垃圾热解原料粒径< 20mm。
[005引破碎的垃圾被均匀给入旋转床热解炉，布料厚度100mm，在炉内垃圾随炉底的转动 经过干燥、热解、活化完成反应，其中干燥区溫度350°C，热解区溫度800°C，活化区溫度900 °C，反应时间为1小时。
[0化9]热解气经管路进入脱酸-蓄热复合体系，热解气溫度降至350°C左右，热值为 4600kcal/Nm3，酸性气体含量低于0.Ol%，脱酸效率高于97% ;氮气被预热到210°C左右，满 足干燥工艺要求。热解产品如表2所示。经过换热、脱酸后，一部分热解气作为旋转床福射管 燃烧器的补充燃料，一部分存储在储罐中，W作后续燃烧发电使用。
[0060] 表2产品产率(wt%干基）
[0061]
[0062] 第二实施例
[0063] 采用某市生活垃圾为原料，其中氯含量约0.3%，垃圾的组成成分及工业分析、热 值见表3、4:
[0064] 表3生活垃圾成分组成(wt%)
[00 化]
[C
[C
[0068] 其中Mad代表空气干燥基水分;Ad代表干燥基灰分;Vad代表空气干燥基挥发分;FCad 代表固定碳。
[0069] 经预处理后的生活垃圾均匀给入旋转床热解炉，布料厚度100mm，在炉内生活垃圾 随炉底的转动经过干燥、热解、活化完成反应，其中干燥区溫度350°C，热解区溫度800°C，活 化区溫度900°C，反应时间为1小时。
[0070] 旋转床热解炉为生产热解气的主体设备，它包括炉墙、炉顶和炉底围成的炉体，福 射管燃烧器、W及布料、出料等辅助机构。其炉底为可转动的环形炉底，福射管燃烧器布置 于环形炉墙，通过燃烧热解气W热福射的方式提供垃圾热解所需热量，福射管内的烟气与 旋转床内的气氛隔绝。将热解炉分为=个区域，分别是干燥区、热解区和活化区，物料由干 燥区前端给入，在干燥区的炉顶处设置气体出口，用于收集高溫油气，为了使循环的高溫油 气均匀分布，炉底的料板选用穿孔板。
[0071] 高溫热解气经管路进入脱酸-蓄热复合体系，热解气溫度降至35(TC左右，热值为 4600kcal/Nm3，酸性气体含量低于0.Ol%，脱酸效率高于96% ;氮气被预热到210°C左右，满 足干燥工艺要求。
[0072] 热解产品如表2所示。经过换热、脱酸后，一部分热解气作为旋转床福射管燃烧器 的补充燃料，一部分存储在储罐中，W备后续燃烧发电使用。
[0073] 得到的产品产量见表5，其中热解气的热值为4300kcal/Nm3。
[0074] 表5产品产率(wt%干基）
[0075]
[0076] 由W上实施例可见，本实用新型的技术方案在将热解气中酸性气体脱除的同时， 又能对热解气余热进行回收，达到了节能减排、提高能源利用效率、简化工艺流程、降低生 产成本的目的。
[0077] 最后应说明的是:显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例， 而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 W做出其它不同形式的变化或变动。运里无需也无法对所有的实施方式予W穷举。而由此 所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
【主权项】
1. 一种处理生活垃圾的系统，其特征在于，所述系统包括预处理系统、旋转床热解炉、 脱酸-余热回收系统、惰性气体预热系统，其中， 所述预处理系统包括垃圾原料进口和垃圾原料出口； 所述旋转床热解炉包括进料口、热解气出口、热解炭出口和燃料入口； 所述脱酸-余热回收系统包括热解气管道； 所述惰性气体预热系统包括惰性气体管道； 所述旋转床热解炉的进料口与所述预处理系统的垃圾原料出口相连通;所述旋转床热 解炉的热解气出口与所述脱酸-余热回收系统的热解气管道进口相连通； 所述脱酸-余热回收系统和所述惰性气体预热系统还包括共用部分:第一换向阀、第一 脱酸-蓄热装置、第二脱酸-蓄热装置和第二换向阀;所述第一脱酸-蓄热装置和所述第二脱 酸-蓄热装置并列设置;所述第一换向阀分别连接所述第一脱酸-蓄热装置和所述第二脱 酸-蓄热装置;所述第二换向阀分别连接所述第一脱酸-蓄热装置和所述第二脱酸-蓄热装 置;所述惰性气体预热系统的惰性气体管道出口与所述第二换向阀连接;所述脱酸-余热回 收系统的热解气管道出口与所述第一换向阀连接。2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脱酸-余热回收系统还包括热解气储 罐，其进气口通过管道与所述第二换向阀连接。3. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述热解气储罐还包括第一出气口和第二 出气口，所述第一出气口与所述旋转床热解炉的燃料入口相连，所述热解气储罐的第二出 气口与发电装置相连。4. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述惰性气体预热系统还包括惰性气体储 罐和干燥系统，所述惰性气体储罐与所述惰性气体管道的入口相连;所述干燥系统通过管 道与所述第一换向阀连接。5. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预处理系统包括依次连通的破袋装 置、滚筛装置、分选装置和破碎装置。6. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括储炭槽，所述储炭槽的入 口与所述旋转床热解炉的热解炭出口相连。7. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述旋转床热解炉包括由炉墙、炉顶和炉 底围成的炉体和辐射管燃烧器;所述炉底为可转动的环形炉底;所述辐射管燃烧器布置于 所述炉墙。
【文档编号】F23G5/027GK205640924SQ201620318589
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】任浩华, 肖磊, 张安强, 贾懿曼, 刘璐, 蔡先明, 吴道洪
【申请人】北京神雾环境能源科技集团股份有限公司