专利名称：用于固体废物处理的磁化空气热解方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种废弃物处理的方法及装置，尤其涉及一种用于固体废物热解处理的方法及装置。
背景技术：
随着经济和生产力水平的提高，人们日常生活以及各行各业的生产中所产生的废弃物也越来越多，而且很多有机废弃物又是一种难以降解的环境污染源；同时随着生活水平的发展，人们对环境的要求也越来越高，建设一个绿色的地球正是目前世界发展的趋势，这其中废弃物尤其是有机废弃物的处理正是人们关注的一个大问题。
传统的垃圾处理方式主要有填埋、焚烧等。填埋会占用大量宝贵的土地资源，同时污染环境(大气、地下水等)，因而这种简单处理方式已基本不再采用。与填埋处理相比，垃圾焚烧是一种较好的处理方式。通过焚烧，不仅体积大大减小，还可利用焚烧产生的热量发电、供热，达到能量再利用的目的。所以焚烧技术已经成为当前国内外普遍采用的一种垃圾处理技术。但垃圾直接焚烧还存在很多问题，例如(1)二次污染问题；垃圾成份中有机物焚烧产生的酸性气体(HCl，HF，NOx等)、剧毒的含氯高分子化合物(统称二恶英类物质)以及含Hg、Pb的飞灰都会对环境造成污染。(2)焚烧设备损坏问题；垃圾中含氯化合物在炉内形成HCl等腐蚀性气体，在300℃以上即会严重腐蚀炉内金属部件。(3)垃圾成份复杂，各种不同成份有不同的密度、形状、化学性质、着火及燃烧特性，它们在焚烧炉内呈现不同的燃烧性状，因而难以控制燃烧过程。为了克服垃圾焚烧技术的上述缺点，作为垃圾焚烧替代技术的垃圾热解技术得到了开发和应用。
按热解过程控制条件的不同热解可分为高温分解和气化热解两类高温分解是指固体有机废物在完全隔绝氧气的条件下加热分解的过程，是一种严格意义上的热解过程。气化热解则是指供给一定量的空气(氧气)、水蒸气，进入热解炉，使有机废物中的可燃物(包括废物中的可燃物品及热解产生的可燃气体)部分燃烧，并以燃烧产生的热量使有机废物分解，整个热解过程可自动连续进行，而无需外界热源供应。目前虽然垃圾热解处理装置已经得到应用，但是如何来提高热解效率、减少燃烧产物从而契合日益重视的世界发展的环保主题却是该项技术发展的关键。
发明内容
本发明要解决的技术问题是要提供一种能够在较低温度下需要更少量的空气而能有效地热解处理有机固体废物的新颖的方法及装置，从而大大减少燃烧尘埃和燃烧气体。
对于本发明的用于固体废物处理的磁化空气热解方法，上述技术问题是以下步骤加以解决的a.引燃，把引燃物放入处理容器，然后引燃；b.加料，把固体废物加入可闭合的处理容器中；c.热解，由空气通道向处理容器内强制通入经磁化的空气，维持固体废物的热解反应，固体废物中的可燃物以及部分热解产生的可燃产物在还原性气氛中，进行部分燃烧，放出热量，利用此热量使固体废物中的有机物完全热解气化，由烟道排放热解气化产物；
d.排渣，将残留的非燃物(金属、玻璃、陶瓷等)残渣排出。
作为磁化空气热解方法进一步优化的方案通入处理容器的空气可以采用在空气通道周围设置强磁场的磁体的方法磁化。磁体可以是一对或者一对以上，并且利用每对磁体间同极相对设置来强化对空气的磁化。固体废物在热解的过程中，可以同时向处理容器内提供水蒸气。还可以利用设置在排放热解气化产物的烟道上的脱臭筒来吸附热解产生的气化物及烟尘。
对于本发明的用于固体废物处理的磁化空气热解装置，上述技术问题是这样加以解决的该装置包括炉体、处理室、排放室、炉箅、电器控制箱、投料门和排渣门，在排放室的炉壁上还设置有进风口与进风管道相连，处理室的上部设置有排气口与烟道相连；进风管道上设置有磁化器，磁化器内设置有强磁场的磁体，进风管道的另一端与风机的出风口相连，在风机与进风口之间设置有进风量调节阀门，在风机的出风口与烟道之间设置有通风管道，通风管道上设置有通风量调节阀门。
而作为磁化空气热解装置进一步优化的方案，磁化器内的磁体设置在空气通道周围，磁体可以是一对或者一对以上，并且每对磁体间同极相对设置。在处理室内可以设置有水蒸气发生器，并连接设置有供水装置。在烟道通道上还可以设置有带铂金吸附剂的脱臭筒。
在上述用于固体废物处理的磁化空气热解方法和装置中，由于采用了提供磁化空气来维持热解反应，所需要的空气量更少、热解更完全、烟尘也更少。因为我们知道，氧气虽然是具有偶数电子的分子，但仍有稳定的固有磁矩，是一种顺磁性物质。当外磁场为零时，由于热温度的作用，使分子磁矩无规则地取向。在外磁场作用下，分子磁矩将随外磁场取向，分子极性趋于与外磁场平行并使磁场增强。因而经磁化器磁化了的空气中的氧气的活化能大大提高。这样，进入炉体的空气的量可以少到如不经磁化就无法维持部分燃烧的程度，而经磁化后却可以维持稳定的部分燃烧。磁化空气降低了热解所需能量，提高了热解效率；同时减少燃烧垃圾所使用的空气量，就可以减少因燃烧而产生的燃烧气体，从而减少燃烧尘埃。而且，经过特殊处理的、进入处理室的磁化空气还使被处理的固体废物间接受到磁化，在磁能的作用下，被处理的固体废物中有机组份中的分子间内聚力减小，热解所需能量随之降低，因而提高了热解的效果。另外，由于引入的空气量很小而空气中的氧气的活化能却较大，因而处理室内在正常稳定的热解过程中保特较低的热解温度，约600℃左右。我们知道，焚烧热解的热化学反应中，二恶英产生的浓度与反应温度有关，其函数关系如图2所示(图中横坐标表示燃烧温度，纵坐标表示二恶英浓度)，由图可见，反应温度在700℃～850℃之间时，二恶英产生的浓度最大。因而本装置由于采用磁化空气使气化热解在600℃左右的较低温下进行，从而基本上消除了二恶英的产生。
在空气通道周围至少设置一对磁体，并且每对磁体间同极相对设置，是为了利用同性的两磁极所产生的磁力线的相互排斥力，使两磁极的主磁力线沿着空气通道内空气流动的准平衡方向进行延伸。这样的状态比强制异性磁极处于相向位置时两磁极间主磁力线延空气通道正交方向延伸的状态，可使空气通道内的空气更长时间置身于磁场内，从而使空气中的氧分子更有利于被活化。
向处理容器(处理室)内提供水蒸气是为了使固体废物中的碳和热解产生的CO2与水蒸气发生水煤气反应，提高固体废物中H2的比例，提高气体产物的热值，从而提高热解效率。
采用上述方案的热解方法和装置产生的飞灰已经很少，而在烟道上设置了脱臭筒后，能吸附大量热解产生的气化物及烟尘，特别是带铂金吸附剂的脱臭筒吸附效果更为显著。从而使从烟道排出的气体中灰尘和热解气化物极其有限，因而无需特别添置除尘装置，也足以满足最严格的灰尘排放的有关法规。在日益重视环保的当今社会，本发明无疑有着显著的经济效益和社会效益。
图1是本发明用于固体废物处理的磁化空气热解装置的结构示意图；图2是二恶英产生浓度和温度关系图(横坐标表示燃烧温度，纵坐标表示二恶英浓度)。
图中 1.炉体 2.处理室3.排放室4.炉箅 5.电器控制箱6.投料门7.排渣门 8.进风口9.进风管道10.排气口11.烟道 12.磁化器13.风机 14.进风量调节阀门 15.通风管道16.通风量调节阀门17.水蒸气发生器 18.脱臭筒19.最大值20.平均值具体实施方式
以下结合附图及典型实施例对本发明作进一步说明。
图1示出了用于固体废物处理的磁化空气热解装置，作为本发明的一种实施方式这种磁化空气热解装置可以做成中小型设备，处理物容量在0.5吨到10吨之间，可用于企业、宾馆、居民小区、医院、学校等的垃圾自行处理。垃圾热解产物不作再生利用，所以在其排气烟道上一般设置有脱臭筒来吸附热解产生的气化物及烟尘。作为一种环保节能装置，该装置可将固体废物的体积经3-4小时缩至1/100；6-8小时缩至1/300；30小时可缩至1/3000-1/5000。可随时投料。该装置包括炉体1、处理室2、排放室3、炉箅4、电器控制箱5、投料门6和排渣门7，在排放室3的炉壁上还设置有炉体进风口8与进风管道9相连，所述的处理室2的上部设置有排气口10与烟道11相连；进风管道9上设置有磁化器12，磁化器12内的空气通道周围设置有至少一对有强磁场的磁铁，并且每对磁铁间同极相对设置。进风管道9的另一端与风机13的出风口相连，在风机13与炉体进风口之间设置有进风量调节阀门14，在所述的风机13的出风口与烟道11之间设置有通风管道15，通风管道15上设置有通风量调节阀门16。在所述的处理室2内还设置有水蒸气发生器17，并连接设置有供水装置。在所述的烟道11通道上还设置有带铂金吸附剂的脱臭筒18。
作为本发明的另一种实施方式该磁化空气热解装置也可以做成大型设备，其处理物容量在数十吨以上，代替垃圾焚烧炉用于城市级垃圾处理。随着人类社会的发展，城市垃圾的成份中，无机物成份变少，有机物成份增多，因而热解技术用于固体废物的资源化处理，并制造再生燃料，无疑成为一种很有前途的固体废物处理方法。大型磁化空气热解装置的采用不再是简单地处理消除垃圾，同时也着眼于城市垃圾中能源和其它资源的再生利用，达到环保、节能、资源再生循环应用的综合效果。因此这种设备基本结构与上述的中小型设备相同，只是在烟道11上不设置磁化器12而是直接连接可燃气体回收装置，回收利用热解产生的能源；并配设垃圾预处理设备、玻璃与金属处理系统等配套设施。
权利要求
1.一种用于固体废物处理的磁化空气热解方法，包括以下步骤如下a.引燃，把引燃物放入处理容器，然后引燃；b.加料，把固体废物加入可闭合的处理容器中；c.热解，由空气通道向处理容器内强制通入经磁化的空气，维持固体废物的热解反应，固体废物中的可燃物以及部分热解产生的可燃产物在还原性气氛中，进行部份燃烧，放出热量，利用此热量使固体废物中的有机物完全热解气化，由烟道(11)排放热解气化产物；d.排渣，将残留的非燃物残渣排出。
2.根据权利要求1所述的用于固体废物处理的磁化空气热解方法，其特征在于所述的通入处理容器的空气采用在空气通道周围设置强磁场的磁体的方法磁化。
3.根据权利要求2所述的用于固体废物处理的磁化空气热解方法，其特征在于所述的磁体至少有一对，并且利用每对磁体间同极相对设置来强化对空气的磁化。
4.根据权利要求1、2或3所述的用于固体废物处理的磁化空气热解方法，其特征在于所述的固体废物在热解的过程中，同时向处理容器内提供水蒸气。
5.根据权利要求4所述的用于固体废物处理的磁化空气热解方法，其特征在于在所述的排放热解气化产物的烟道(11)上设置脱臭筒(18)来吸附热解产生的气化物及烟尘。
6.一种用于固体废物处理的磁化空气热解装置，包括炉体(1)、处理室(2)、排放室(3)、炉箅(4)、电器控制箱(5)、投料门(6)和排渣门(7)，其特征在于在所述的排放室(3)的炉壁上还设置有进风口(8)与进风管道(9)相连，所述的处理室(2)的上部设置有排气口(10)与烟道(11)相连；进风管道(9)上设置有磁化器(12)，磁化器(12)内设置有强磁场的磁体，进风管道(9)的另一端与风机(13)的出风口相连，在风机(13)与进风口(8)之间设置有进风量调节阀门(14)，在风机(13)的出风口与烟道(11)之间设置有通风管道(15)，通风管道(15)上设置有通风量调节阀门(16)。
7.根据权利要求6所述的用于固体废物处理的磁化空气热解装置，其特征在于所述的磁化器(12)内的磁体设置在空气通道周围，磁体至少有一对，并且每对磁体间同极相对设置。
8.根据权利要求6或7所述的用于固体废物处理的磁化空气热解装置，其特征在于在所述的处理室(2)内还设置有水蒸气发生器(17)，并连接设置有供水装置。
9.根据权利要求8所述的用于固体废物处理的磁化空气热解装置，其特征在于在所述的烟道(11)通道上还设置有带铂金吸附剂的脱臭筒(18)。
全文摘要
本发明涉及一种固体废物热解处理的方法及装置，该方法包括以下步骤a.引燃可燃物，b.加入固体废物，c.强制通入少量经磁化的空气维持稳定的热解反应，d.排出非燃物残渣。该装置包括炉体、处理室、排放室等，排放室设置有进风口与进风管道相连，处理室设置有排气口与烟道相连；进风管道上设置有磁化器，磁化器内设置有强磁场的磁体，进风管道的另一端与风机的出风口相连，风机的出风口与烟道之间设置有通风管道。本发明的热解方法和装置工作时只要通入少量经磁化的空气来维持固体废物的持续热解，同时处理物被间接磁化，提高了热解效率，热解气化能在600℃的左右实现，基本避免了二英的产生。该过程无需任何能源是一种环保节能的新技术。
文档编号B09B3/00GK101062505SQ20061002616
公开日2007年10月31日 申请日期2006年4月28日 优先权日2006年4月28日
发明者陈炳炎, 田村智 申请人:陈炳炎, 田村智