本发明涉及废弃物无害化处理技术领域，尤其是涉及一种生活垃圾处理方法。
背景技术：
随着我国人口的不断增加和城乡化的快速发展，生活垃圾处理已成为困扰我国广大城乡地方政府坚持走可持续发展道路的一大难题。现有技术对于城乡生活垃圾有三种较常用的处理方式，即卫生填埋、堆肥和焚烧发电。当前，我国部分经济发达地区正积极发展生活垃圾焚烧。但是，生活垃圾焚烧带来的二次污染与潜在危害不容忽视。生活垃圾焚烧在消灭病原体和分解有机物质的过程中可形成部分毒害有机污染物，其中以二噁英类物质最受关注。通过分析发现,城乡生活垃圾中含有大量的有机氯化物(如聚氯乙烯塑料、氯苯等)和无机氯化物(如氯化钠、氯化镁等)。
2001年5月22日，世界各国政府参加的国际公约大会在瑞典召开，经投票有91个国家（包括我国）赞成,签署了《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》。该公约列明：垃圾焚烧工业具有相对较高地形成和向环境中排放四种持久性有机污染物（pops），它们是多氯二苯并对二噁英(pcdd)、多氯二苯并呋喃(pcdf)、六氯代苯（hcb）和多氯联苯（pcb）。上述这四种持久性有机污染物（pops）同为在涉及有机物质和氯的热处理过程中无意形成和排放的化学品，均系燃烧或化学反应不完全所致。多氯二苯并对二噁英(pcdd)、多氯二苯并呋喃(pcdf)和多氯联苯（pcb）是一类结构和化学性质相关的多卤代芳香烃，六氯代苯（hcb）是一种氯代芳烃。世界卫生组织（who）在统计二噁英类毒性的相关标准中，将12种共平面多氯联苯（co-pcbs）异构体的毒性也作为二噁英类毒性的一部分，结果以总二噁英（totaldioxins）计。总二噁英包括多氯二苯并对二噁英(pcdd)、多氯二苯并呋喃(pcdf)和共平面多氯联苯（co-pcbs）三部分。
在我国签署《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》之前的2000年12月，第五届国际政府间协商委员会会议（thefifthintergovernmentalnegotiatingcommitteemeeting）达成的全球性协议文件中，焚烧被列为二噁英类的主要工业来源，大会达成一致性共识：从长远考虑，废弃物焚烧应被其它方式取代。
背景技术以及本发明中所称的“无氧”是指热裂解反应所涉过程和/或装置中的含氧量接近于“0”。
持久性有机污染物多氯二苯并对二噁英和多氯二苯并呋喃(pcdd/pcdf)都是由氧原子键合含氯苯环，有机物如果在无氧的环境下热裂解，切断了二噁英及呋喃的再合成途径，因此热裂解排放的二噁英及呋喃的浓度极低，是一种替代废弃物焚烧的好方法。热裂解技术来源于生物质热裂解。城乡生活垃圾大部分是纤维制品废弃物、果蔬废弃物、鱼肉废弃物、餐余杂碎等生物质，其中还有少量的废塑料、废橡胶、碎玻璃、废金属制品、尘土。既然生活垃圾中的大部分是生物质，所以可以将生物质热裂解技术用于生活垃圾的处理。生活垃圾大部分是生物质且又不完全是生物质，所以要成功的将热裂解技术应用于生活垃圾的处理必须考虑其它物质对热裂解过程的影响。生物质是地球上最广泛存在的物质，它包括所有动物、植物和微生物以及由这些有生命物质派生、排泄和代谢的许多有机质。生物质热裂解（又称热解或裂解），通常是指在无氧环境下，生物质被加热升温引起分子分解产生焦炭、可冷凝液体和气体产物的过程，是生物质能的一种重要利用形式。正是由于生物质热裂解是在无氧环境下进行的，对生活垃圾不予焚烧，所以避免了二噁英的产生。
控制热裂解条件（反应温度、加热时间）可以得到不同热裂解产物。生物质热裂解根据反应温度和加热时间的不同，可分为慢速、常规、快速热裂解。慢速热裂解工艺具有几千年的历史，是一种以生成木炭为目的的炭化过程，低温和长期的慢速热裂解可以得到30%的焦炭产量；低于600℃的中等温度的常规热裂解可制成相同比例的气体、液体和固体产物；快速热裂解时间大致小于5s，快速热裂解的对象应当是粉末级，如果被快速加热到较高的反应温度，气体的产率可达80%以上。
热裂解产物中可凝性挥发分被快速冷却成可流动的液体，称之为生物油或焦油。生物质焦油，其成分非常复杂，可以分析出的成分有200多种，主要的有20多种，大部分是苯的衍生物及多环芳烃（pah），其中含量大于5%的有7种，分别是苯、萘、甲苯、二甲苯、苯乙烯、酚和茚。焦油在低温时（<200℃）时凝结成液体，随着温度的升高呈气态，在高温下能分解成小分子永久性气体（再降温时不凝结成液体）。因此，可燃气中焦油的含量随温度的升高而减少。焦油占可燃气总量的5%～15%，在低温下难以与可燃气一道被燃烧利用，由于焦油在低温下凝结成液体，容易和水、炭粒等结合在一起，堵塞输气管道，堵塞热裂解装置的阀门难以完全燃烧，并在燃烧时产生炭黑等颗粒，对燃气利用设备如内燃机、燃气轮机等损害相当严重；且焦油及其燃烧后产生的气味对人体是有害的。生物质焦油是一种具有危害性和资源性的物质。
为了从生物质热裂解中得到大部分是可燃气体产物，有二条技术路径，一条是收集热裂解产生的生物质焦油再用气化的方法生产可燃性气体，另一条路径就是快速高温热裂解。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种克服现有技术缺陷的、切断二噁英及呋喃的再合成途径，减少甚至杜绝六氯代苯（hcb）和多氯联苯（pcb）对人体的毒害，能对生活垃圾进行充分热裂解并且不产生持久性有机污染物(pops)，并在生活垃圾的处理过程中生成民用可燃气的生活垃圾处理方法。本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种生活垃圾处理方法，它包括如下步骤：a、前置处理，b、干燥，c、压缩输送，d、第一次热裂解，e、第二次热裂解。本发明所要解决的技术问题还可进一步通过如下技术方案加以解决：前置处理为对生活垃圾进行粉碎，粉碎后的生活垃圾直径为10～100mm；干燥为将生活垃圾置入干燥炉内予以干燥，干燥温度为100～200℃；压缩输送为在压缩输送装置中进行，压缩输送装置为螺旋输送机；第一次热裂解为在回转窑内进行，温度为450～800℃，时间为10～30分钟；第二次热裂解为在反应釜内进行，温度为850～1300℃，时间为2～20秒。本发明的分拣是指剔除生活垃圾中的油漆罐、电池、灯管、电子零部件、废弃药品等有害物体，粉碎是指对分拣后的生活垃圾进行粉碎。本发明粉碎后的生活垃圾的直径为10～100mm，直径过小易形成浆糊状，不便于后续的输送，直径较大的生活垃圾不便于热量在生活垃圾内部传递。经粉碎机粉碎后的生活垃圾进入干燥炉内予以干燥，干燥温度为100～200℃，这是为了避免干燥温度落在大部分塑料的熔融温度范围并且不希望生活垃圾在干燥阶段就开始裂解，将干燥后的生活垃圾置入螺旋输送机内予以压缩以使热裂解的全过程无氧，切断二噁英及呋喃的再合成途径，对生活垃圾进行第一次热裂解，将干燥后的生活垃圾通过压缩输送装置（螺旋输送机）输送至回转窑（第一次热裂解装置）内，从而保证了干燥炉和回转窑之间的气氛互不干扰，并达到后续的热裂解都处于无氧状态。固态生活垃圾在第一次热裂解中生成的产物是可燃气、气态焦油、水蒸气和少量的固态炭渣，少量的固态炭渣按现有技术排出回转窑（第一次热裂解装置），气态焦油和可燃气则裹挟着细颗粒状的炭、灰和水蒸气一起进入反应釜（第二次热裂解装置）进行第二次热裂解。第二次热裂解主要进行的是对气态焦油气化和对持久性有机污染物（pops）的分解。本发明中的粉碎机、干燥炉、螺旋输送机、回转窑和反应釜均为现有技术。本发明热裂解后生成的终极产物气体可提取作民用燃气使用，多余的可用于发电。本发明由于采用上述技术方案，切断了二噁英及呋喃的再合成途径，消除了《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》中提出的有机物质和氯的热处理过程中由于燃烧或化学反应不完全所致形成的四种持久性有机污染物（pops）对社会公众的危害，且热裂解后生成的终极产物气体可作燃料使用，有效地利用了废弃资源，维护了生态平衡，提高了我国广大城乡地区的卫生状况，营造了绿色居住环境，实现了我国政府一贯倡导的走可持续发展道路的国策。本发明经申请人试用可将总二噁英控制在0.05ng/nm3以下。
本发明的发明机理如下：本发明第一次热裂解是将生活垃圾生成由可燃气、气态焦油和水蒸气组成的混合气体以及少量的固体炭渣。
householdwaste→tar+char+gas
第二次热裂解主要进行的是气态焦油的分解反应和与水蒸气发生的气化反应，第二次热裂解反应的最终产物是可燃性生物气（h2、co、co2、ch4、cxhy...）。
tar→cnhmok+gases(h2+h2o+co+co2+ch4+cxhy......)+soot
tar+h2o→c+h2+co+cnhm
烃类的水蒸气裂解反应，
cnhm+h2o→co+h2
同时还伴随，
水煤气变换反应：h2o+co←→h2o+co2
碳气化反应：c+h2o←→co+h2
甲烷裂解反应：ch4→c+h2
甲烷水蒸气重整：ch4+h2o←→co+3h2
甲烷二氧化碳重整：ch4+co2←→co+h2
一氧化碳歧化：2co←→co2+c
本发明认为：持久性有机污染物多氯二苯并对二噁英和多氯二苯并呋喃(pcdd/pcdf)都是由氧原子键合含氯苯环，有机物如果在无氧的环境下热裂解就切断了二噁英及呋喃的再合成途径。如果生活垃圾中含有持久性有机污染物（pops）热裂解温度在800℃以下,基本不能分解、破坏pcdd/fs和co-pcbs大分子,主要去除机理是挥发作用而不是大分子被热裂解。因此，800℃可以保证裂解后的固态产物基本去除持久性有机污染物（pops），挥发到气态产物的持久性有机污染物（pops）必须在更高的温度（>1000℃）去分解。
“氧”是pcdd/fs和co-pcbs合成的重要影响因素。热裂解后固相产物在有氧(空气)气氛下冷却并且在800℃～400℃过程中,pcdd/fs和co-pcbs大量合成,这时固相产物中总二噁英teq浓度(pg-teq/g)是原来的一百多倍。
因此，热裂解反应的全程无氧是极其重要的。本发明采用对生活垃圾进行压缩的方法来减少热裂解反应过程中的氧含量并使氧含量接近零，即生活垃圾经过压缩去除夹带的气体然后置入热裂解反应装置内。本发明采用现有技术的回转窑作为（第一）热裂解反应装置，生活垃圾在回转窑内呈松散状态滚动向前运动，进入回转窑内的生活垃圾体积占回转窑体积的20%，螺旋输送机对生活垃圾的压缩率为50%，压缩后的生活垃圾残余气体量为10%，那么经螺旋输送机压缩生活垃圾带入干燥炉内的残余气体只占回转窑体积的1%。若干燥采用含氧量为21%的热空气加热，这时生活垃圾压缩50%后进入热裂解装置后其在热裂解中的含氧量只有0.2%。（若干燥采用氧含量为5%的回转窑烟道尾气加热，这时生活垃圾压缩50%后进入热裂解装置后其在热裂解中的含氧量只有0.05%。）本发明经两次热裂解后的最终产物是可燃气。
具体实施方式
实施例1：本实施例中的粉碎机、干燥炉、螺旋输送机、回转窑和反应釜均为现有技术。采用粉碎机将生活垃圾予以粉碎，粉碎后置入干燥炉内予以干燥，干燥后的生活垃圾置入螺旋输送机内予以压缩并输送到回转窑进行第一次热裂解，粉碎后的生活垃圾的直径为100mm，干燥温度为200℃，第一次热裂解温度为450℃，第一次热裂解时间为20分钟，第二次热裂解的温度为850℃，第二次热裂解的时间为20秒。在第一次热裂解过程中生成由可燃气、气态焦油、水蒸气组成的混合气体以及少量的固态炭渣，由可燃气、气态焦油和水蒸气组成的混合气体进入反应釜（第二次热裂解装置）进行第二次热裂解。
实施例2：本实施例粉碎后的生活垃圾的直径为10mm，干燥温度为100℃，第一次热裂解温度为400℃，第一次热裂解时间为30分钟，第二次热裂解的温度为950℃，第二次热裂解的时间为16秒，其它实施方式同实施例1。
实施例3：本实施例粉碎后的生活垃圾的直径为30mm，干燥温度为150℃，第一次热裂解温度为700℃，第一次热裂解时间为20分钟，第二次热裂解的温度为1100℃，第二次热裂解的时间为12秒，其它实施方式同实施例1。
实施例4：本实施例粉碎后的生活垃圾的直径为40mm，干燥温度为135℃，第一次热裂解温度为650℃，第一次热裂解时间为15分钟，第二次热裂解的温度为850℃，第二次热裂解的时间为20秒，其它实施方式同实施例1。
实施例5：本实施例粉碎后的生活垃圾的直径为50mm，干燥温度为180℃，第一次热裂解温度为800℃，第一次热裂解时间为30分钟，第二次热裂解的温度为1300℃，第二次热裂解的时间为2秒，其它实施方式同实施例1。
上述实施例是对本发明所作出的进一步详细说明，不应认为上述实施例已穷尽了本发明的全部实施例。对于本发明所属技术领域的技术人员而言，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演、替换、互换，都应当视为属于本发明权利要求的保护范围。