垃圾热解转底炉内水蒸汽升温后蒸发渗滤液的系统和方法与流程

本发明涉及废弃物资源化处理领域，尤其涉及垃圾热解转底炉内水蒸汽升温后蒸发渗滤液的系统和方法。

背景技术：

随着我国经济的高速发展，城市化进程速度不断加快，人民生活水平不断提高，固体废弃物，特别是城市生活垃圾的产量也在不断增加，对环境造成了严重的污染。在可持续发展理念的影响下，固体废弃物无害化、减量化和资源化处理技术的开发应用及产业化，将会面临一个广阔的前景。因此，固体废弃物处理技术研究已成为继废水、废气处理研究之后的又一研究热点。其中，固体废弃物资源化处理是指采用管理和工艺措施从固体废弃物中回收物质和能源，可加速物质和能量的循环，创造一定的经济价值。

垃圾热解法是指在无氧或缺氧的条件下，利用垃圾中有机物的热不稳定性，对其进行加热蒸馏，使有机物发生裂解，经冷凝后形成各种新的气体、液体和固体，再从中提取燃料油、可燃气等。

现有技术中涉及到一种辐射管隔绝烟气加热的转底炉，转底炉为环形结构，炉体由转动炉底和固定炉墙、炉顶组成，炉底由炉底机械带动旋转，被加热的散状物料铺放在炉底上，物料随炉底转动，并且相对于炉底处于静止状态，从装料口转到出料口的过程完成加热和化学反应。炉膛内设有若干辐射管加热装置，以辐射方式对炉内的物料进行加热。

采用上述转底炉对垃圾进行热解处理时，垃圾在炉内随炉底转动，逐渐加热升温完成干燥、热解过程。据此，可将转底炉分为进料区、干燥区、热解区、出料区。在干燥区内，垃圾中水分被蒸发，形成水蒸汽，同时由于辐射管温度较高，会有少量垃圾发生热解，形成可燃热解气。一般情况下，干燥形成的水蒸汽及垃圾热解形成的热解气会一起被送往气液分离系统进行气液分离，水蒸汽被冷凝成液态水。在此过程中，干燥区生成的水蒸汽没有被有效利用，而该水蒸汽量大，约为垃圾质量的30％～50％，造成极大的浪费。

技术实现要素：

本发明旨在实现对垃圾热解转底炉内产生水蒸汽的有效利用，利用间接加热炉将水蒸汽升温后，对渗滤液进行蒸发浓缩处理。本发明可控制转底炉生成的水蒸汽中可燃气的含量，避免水蒸汽中热量的浪费，经济效益高，有利于实现工业化应用。

为实现上述目的，本发明提出了一种垃圾热解转底炉内水蒸汽升温后蒸发渗滤液的系统，所述系统包括转底炉、风机、加热炉、渗滤液蒸发浓缩装置；

所述转底炉包括环形炉墙、环形炉顶、可转动的环形炉底，所述可转动的环形炉底用于放置垃圾；所述转底炉炉膛上部设置有辐射管；

所述转底炉依次具有进料区、干燥区、热解区和出料区；所述进料区与所述干燥区之间设有挡板；所述干燥区与所述热解区之间设有挡板；

所述干燥区具有出气口；

所述风机具有风机进气口和风机出气口；所述风机进气口连接所述干燥区的出气口；

所述加热炉具有进气口和出气口，该进气口连接所述风机出气口；

所述渗滤液蒸发浓缩装置具有进气口，该进气口连接所述加热炉的出气口；

所述渗滤液蒸发浓缩装置具有渗滤液浓缩液出口，该渗滤液浓缩液出口连接所述转底炉的进料区。

进一步的，所述转底炉、渗滤液蒸发浓缩装置、风机的各个区域上设有多个进气口或出气口；所述风机为两个或两个以上。

进一步的，所述加热炉为间接加热炉；所述辐射管为间接加热辐射管。

进一步的，所述干燥区中设有垃圾翻转装置和多台压力检测仪表。

进一步的，所述干燥区的出气口处设有温度检测仪表和可燃气成分检测仪表。

本发明还提出了一种利用上述系统来蒸发渗滤液的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤A，将所述转底炉内水蒸汽由所述风机经由所述干燥区的出气口抽出至所述加热炉的进气口，在所述加热炉中进行加热升温，得到升温后水蒸汽；

步骤B，将所述升温后水蒸汽运送至所述渗滤液蒸发浓缩装置，靠所述升温后水蒸汽的温度对渗滤液进行蒸发，得到渗滤液浓缩液。

进一步的，在步骤A之前还包括步骤：将垃圾运送至所述转底炉，放置在所述可转动的环形炉底上，在所述辐射管的作用下生成所述水蒸汽。

上述蒸发渗滤液的方法中，将所述干燥区的压力设定为比所述进料区的压力高5～20Pa；

将所述干燥区的压力设定为比所述热解区的压力高5～20Pa。

上述蒸发渗滤液的方法中，将所述干燥区的出气口处所述水蒸汽温度控制为120～400℃，并将其中可燃气的含量控制为占总水蒸汽的≤1wt％。

上述蒸发渗滤液的方法中，将所述升温后水蒸汽的温度控制为450～900℃。

本发明中，垃圾热解转底炉采用间接加热辐射管为垃圾处理提供热量，通过控制辐射管的温度以及转底炉各区域的压力，并对垃圾进行翻转，可有效避免在干燥区内垃圾热解生成可燃气，从而保证转底炉内产生的水蒸汽的高纯度。

垃圾处理过程产生的水蒸汽经间接加热炉加热升温后，可利用本身的温度对渗滤液进行蒸发浓缩，实现了垃圾的资源化处理。

附图说明

图1为本发明实施例中垃圾热解转底炉内水蒸汽升温后蒸发渗滤液的系统结构示意图。

图2为本发明实施例中转底炉的结构示意图。

图3为本发明实施例中垃圾热解转底炉内水蒸汽升温后蒸发渗滤液的方法流程示意图。

附图中的附图标记如下：

Ⅰ、转底炉；Ⅱ、风机；Ⅲ、间接加热炉；Ⅳ、渗滤液蒸发浓缩装置；

1、进料区；2、干燥区；3、热解区；4、出料区；

5、出气口；6、出气口；7、出气口。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

如图1所示，为本发明垃圾热解转底炉内水蒸汽升温后蒸发渗滤液的系统结构示意图。图中包括转底炉Ⅰ、风机Ⅱ、间接加热炉Ⅲ、渗滤液蒸发浓缩装置Ⅳ。

如图2所示，为上述转底炉Ⅰ的结构示意图，该转底炉依次具有进料区1、干燥区2、热解区3、出料区4。

见图2，上述干燥区2具有出气口5，上述热解区3具有出气口6和出气口7。

上述风机Ⅱ包括风机1和风机2，且都具有进气口和出气口，其中风机1的进气口与干燥区2的出气口5连接。

间接加热炉Ⅲ具有进气口和出气口，该间接加热炉Ⅲ的进气口连接风机1的出气口。

渗滤液蒸发浓缩装置Ⅳ具有进气口，该进气口与间接加热炉Ⅲ的出气口连接。

渗滤液蒸发浓缩装置Ⅳ具有渗滤液浓缩液出口，该渗滤液浓缩液出口与转底炉Ⅰ的进料区1连接。

转底炉Ⅰ的炉体包括环形炉墙、环形炉顶、可转动的环形炉底。其中，在垃圾处理过程中，将垃圾放置在可转动的环形炉底上。

转底炉Ⅰ的炉膛的上部空间设置有辐射管。本发明实施例中，采用的是间接加热辐射管。

干燥区2中设置有垃圾翻转装置，出气口5处设置有温度检测仪表和可燃气成分检测仪表。

干燥区2的出气口5与风机1的进气口连接，进料区1、热解区3、出料区4的一个或多个出气口与风机2的进气口连接。

干燥区2与进料区1的分界处a设置有挡板a、干燥区2与热解区3的分界处b设置有挡板b。挡板a和挡板b与可转动的环形炉底上的垃圾之间的垂直距离均＜100㎜。

在干燥区1中，在分界处a和分界处b还设置有多台压力检测仪表，用于检测分界处a和分界处b的压力。

如图3所示，为本发明实施例中垃圾热解转底炉内水蒸汽升温后蒸发渗滤液的方法流程示意图，包括如下步骤：

A、垃圾预处理：将垃圾原料首先运送到滚筒式烘干机中，利用水蒸汽对其中的垃圾原料进行干燥，降低垃圾原料的含水率。

B、垃圾热解产生水蒸汽：将经步骤A处理的垃圾原料通过进料区1依次运送至干燥区2、热解区3中，放置在可转动的环形炉底上进行热解处理，产生水蒸汽和热解炭。其中，热解炭通过转底炉Ⅰ的出料区4被运送至出料装置中储存。

本发明实施例所指的垃圾热解处理包括两个过程：干燥过程和热解过程。其中，上述水蒸汽是干燥过程的产物，热解炭是热解过程的产物。

垃圾翻转装置可对炉底上的垃圾进行翻转，保证垃圾受热均匀，避免局部过热造成垃圾热解生成大量可燃气，从而有效控制水蒸汽中可燃气成分的含量。

本发明实施例中热解处理垃圾的过程由间接加热辐射管提供热量，使得转底炉Ⅰ内的热解气氛和燃烧加热气氛充分隔绝，从而有效保证水蒸汽的高纯度。

挡板a可防止进料区1中的气体流入干燥区2中，挡板b可防止热解区3中产生的可燃气流入干燥区2中，从而保证干燥区2中的绝氧气氛。

压力检测仪表用于检测分界处a的压力差P1以及分界处b的压力差P2。当P1＜5Pa时，通过调节风机1，维持干燥区2的压力比进料区1的压力高5～20Pa；当P2＜5Pa时，通过调节风机1和风机2，降低热解区3的压力，维持干燥区2的压力比热解区3的压力高5～

20Pa。

温度检测仪表用于检测出气口5处水蒸汽的温度，通过控制辐射管的加热能力来保证水蒸汽的温度维持在120～400℃之间。

可燃气成分检测仪表用于检测出气口5处可燃气的含量，当检测到水蒸汽中可燃气的含量＞1wt％(wt％为质量百分比)时，风机1停止工作。同时，使干燥区2内的气体都通过风机2经由出气口5以外的其它出气口抽出转底炉Ⅰ。从而，保证干燥区2中产生的水蒸汽的高纯度。

C、水蒸汽升温：干燥区2中产生的水蒸汽通过风机1，经由出气口5抽出至间接加热炉Ⅲ的进气口处，进入间接加热炉Ⅲ中。水蒸汽在间接加热炉Ⅲ中被加热升温，水蒸汽的温度可升至450～900℃。

D、蒸发渗滤液：升温后的水蒸汽通过间接加热炉Ⅲ的出气口经由渗滤液蒸发浓缩装置Ⅳ的进气口运送至渗滤液蒸发浓缩装置Ⅳ中，利用水蒸汽升温后的温度对渗滤液进行蒸发浓缩。该步骤得到的渗滤液浓缩液运回至转底炉Ⅰ内进行热解处理，蒸发得到的气体经净化后外排。

实施例1

采用含水率为45wt％的垃圾作为该实施例中的垃圾原料，处理量为100t/d(吨/天)。

将含水率为45wt％的垃圾原料首先运送至滚筒式烘干机，向滚筒式烘干机中输送300～400℃的水蒸汽，将垃圾的含水率降低至30wt％，水蒸汽的消耗量为20t/d。

将含水率为30wt％的垃圾运送至转底炉内进行热解处理，维持干燥区的压力比进料区、热解区压力分别高5Pa，干燥区出气口处水蒸汽温度为300～400℃。将转底炉内产生的水蒸汽运送至间接加热炉中，升温至900℃。将升温后水蒸汽运送至渗滤液蒸发浓缩装置对渗滤液进行蒸发浓缩，得到的渗滤液浓缩液再运回至转底炉内。

实施例2

本实施例中的步骤同实施例1，维持干燥区的压力比进料区、热解区压力分别高10Pa，干燥区出气口处水蒸汽温度为180～300℃，升温后水蒸汽温度为800℃，其他各条件同实施例1。

实施例3

本实施例中的步骤同实施例1，维持干燥区的压力比进料区、热解区压力分别高20Pa，干燥区出气口处水蒸汽温度为120～180℃，升温后水蒸汽温度为450℃，其他各条件同实施例1。

变形例

基于本发明的具体实施方式和实施例还可拓展出许多变形例，例如：

转底炉的炉体中炉墙、炉顶、可转动炉底可为除环形之外的其他可构成转底炉的形状，炉底可采用任意的转动方式。

辐射管可设置在转底炉的其它位置上，但不影响其加热功能，或转底炉内可采用其它类型的加热方式。

转底炉内各分区的连接顺序可为其他不影响转底炉工作的顺序，或分区的数量可减少或增加，各区域中可设置任意数量的进气口或出气口。

温度检测仪表、可燃气成分检测仪表、挡板、压力检测仪表、风机的数量不加以限制。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，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以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。