一种利用垃圾热解转底炉内水蒸气干燥垃圾的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用垃圾热解转底炉内水蒸气干燥垃圾的系统和方法。本发明中的系统包括转底炉、风机、垃圾干燥装置，所述转底炉包括环形炉墙、环形炉顶、可转动的环形炉底，其中，将垃圾放置在可转动的环形炉底上，且转底炉炉膛上部设有辐射管间接加热装置。所述转底炉依次具有进料区、干燥区、热解区、出料区，干燥区设有垃圾翻转装置。本发明中的方法包括：将干燥区干燥垃圾产生的水蒸气通过风机运送至垃圾干燥装置；水蒸气对垃圾干燥装置中的垃圾进行干燥；干燥后垃圾运回转底炉再进行干燥热解处理。本发明能够有效利用转底炉内干燥垃圾产生的高纯度水蒸气，实现资源的回收利用。
【专利说明】
一种利用垃圾热解转底炉内水蒸气干燥垃圾的系统和方法
技术领域
[0001]本发明涉及固体废弃物资源化处理领域，尤其涉及一种利用垃圾热解转底炉内水蒸气干燥垃圾的系统和方法。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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，形成水蒸气，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，干燥形成的水蒸气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，水蒸气被冷凝成液态水。在此过程中，干燥区生成的水蒸气没有被有效利用，而该水蒸气量大，约为垃圾质量的30%?50%，造成极大的浪费。
【发明内容】
[0006]本发明旨在实现对垃圾热解转底炉内水蒸气的有效利用，进行垃圾干燥。本发明可控制转底炉生成的水蒸气中可燃气的含量，避免水蒸气中热量的浪费，经济效益高，有利于实现工业化应用。
[0007]为实现上述目的，本发明提出了一种利用垃圾热解转底炉内水蒸气干燥垃圾的系统，包括转底炉、风机、垃圾干燥装置；
[0008]所述转底炉包括环形炉墙、环形炉顶、可转动的环形炉底;所述垃圾放置在所述可转动的环形炉底上;所述转底炉炉膛上部设置有辐射管加热装置；
[0009]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；
[0010]所述干燥区具有出气口；
[0011]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P；
[0012]所述垃圾干燥装置具有进气口，该进气口连接所述风机的出气口；
[0013]所述垃圾干燥装置具有垃圾出口，该垃圾出口连接所述进料区。
[0014]进一步的，所述转底炉、垃圾干燥装置、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。
[0015]进一步的，所述垃圾干燥装置为滚筒式烘干机。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]本发明还提出了一种利用上述系统干燥垃圾的方法，包括:将所述转底炉内水蒸气由所述风机经由所述干燥区的出气口抽出至所述垃圾干燥装置，对所述垃圾干燥装置中的垃圾原料进行干燥，得到预干燥后垃圾。
[0019]进一步的，还包括步骤:首先将经预干燥处理的垃圾运送至所述转底炉，放置在所述可转动的环形炉底上，在干燥区进行干燥，得到所述水蒸气。
[0020]上述干燥垃圾的方法中，所述辐射管加热装置采用的是间接辐射加热的方式。
[0021]上述干燥垃圾的方法中，将所述干燥区的压力设定为比所述进料区的压力高5?20Pa;并将所述干燥区的压力设定为比所述热解区的压力高5?20Pa。
[0022]上述干燥垃圾的方法中，所述干燥区出气口处的所述水蒸气温度控制为120?400°c，并将其中可燃气的质量控制为占总水蒸气质量的<1%。
[0023]本发明中，转底炉采用的是辐射管间接加热的方式对垃圾进行干燥、热解处理，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气的高纯度，并有效利用该水蒸气中的热量，进行垃圾的干燥处理，实现了能源的有效回收利用。
【附图说明】
[0024]图1为本发明中利用垃圾热解转底炉内水蒸气干燥垃圾的系统结构示意图。
[0025]图2为本发明中转底炉的结构示意图。
[0026]图3为本发明中利用垃圾热解转底炉内水蒸气干燥垃圾的方法流程示意图。
[0027]附图中的附图标记如下:
[0028]1、转底炉；Π、风机;ΙΠ、垃圾干燥装置；
[0029]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】
[0030]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。
[0031]如图1所示，为本发明中利用垃圾热解转底炉内水蒸气干燥垃圾的系统结构示意图，图中包括转底炉1、风机π、垃圾干燥装置m。
[0032]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。
[0033]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。
[0034]上述风机Π包括风机I和风机2，且都具有进气口和出气口，其中风机I的进气口与干燥区2的出气口 5连接。
[0035]垃圾干燥装置m具有进气口，该进气口与风机I的出气口连接。
[0036]垃圾干燥装置m具有垃圾出口，该垃圾出口与转底炉I的进料区I连接。
[0037]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，垃圾放置在所述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加热装置。
[0038]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，该出气口 5与风机I的进气口连接，其他区的一个或多个出气口与风机2的进气口连接。
[0039]干燥区2与进料区I的分界处、干燥区2与热解区3的分界处都设置有挡板以及多台压力检测仪表，所述挡板与可转动的环形炉底上的物料之间的间隙为<100mm。
[0040]本发明采用的垃圾干燥装置m为滚筒式烘干机。
[0041]如图3所示，为本发明中利用垃圾热解转底炉内水蒸气干燥垃圾的方法流程示意图，包括如下步骤:
[0042]A、垃圾预处理:将垃圾原料首先运送到滚筒式烘干机中，利用水蒸气对其中的垃圾原料进行干燥，降低垃圾原料的含水率，得到经预干燥处理的垃圾。
[0043]B、垃圾干燥热解处理:首先将经预干燥处理的垃圾通过进料区I运送至干燥区2中，放置在可转动的环形炉底上进行干燥，产生水蒸气。垃圾翻转装置可对上述垃圾进行翻转，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，从而有效控制水蒸气中可燃气成分的含量。该处理过程由炉膛中设置的辐射管提供热量，采用的是辐射管间接辐射加热的方式，也可有效保证水蒸气的高纯度。
[0044]干燥区2与进料区I的分界处设置有挡板以及多台压力检测仪表。其中挡板的作用是防止进料区的气体流入干燥区。压力检测仪表用于检测分界处挡板附近的压力，当检测到的压力差为<5Pa时，通过调节风机I，维持干燥区2的压力比进料区I的压力高5?20Pa。
[0045]干燥区2与热解区3的分界处设置有挡板以及多台压力检测仪表。其中挡板的作用是防止热解区产生的可燃气流入干燥区。压力检测仪表用于检测分界处挡板附近的压力，当检测到的压力差为<5Pa时，通过调节风机I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。
[0046]温度检测仪表用于检测出气口5处水蒸气的温度，通过控制辐射管的加热能力来保证水蒸气的温度维持在120?400°C之间。可燃气成分检测仪表用于检测出气口 5处可燃气的质量含量，当检测到水蒸气中可燃气的质量含量> I %时，风机I停止工作，使干燥区2内产生的气体都通过风机2经由出气口 5以外的其它出气口抽出转底炉。
[0047]C、水蒸气回收利用:将干燥区2产生的高纯度水蒸气通过风机I经由出气口 5抽出至垃圾干燥装置m，对其中的垃圾原料进行干燥，得到预干燥后垃圾，然后再将预干燥后垃圾运回至转底炉I内继续进行步骤B所述的过程。
[0048]实施例1
[0049]采用含水率为45%的经预处理的垃圾作为该实施例中的垃圾原料，处理量为lOOt/d(吨/天)。
[0050]将含水率为45%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180?230 °C的水蒸气，对其中的垃圾进行预干燥处理，将含水率为45%的垃圾预干燥至含水率为30%，水蒸气的消耗量为20t/d。
[0051]将经预干燥处理的垃圾由进料区运送至干燥区内，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气温度为120?180°C。将水蒸气通过风机运送至滚筒式烘干机中进行垃圾干燥处理。
[0052]实施例2
[0053]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气温度为180?230°C，其他各条件同实施例1。
[0054]实施例3
[0055]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气温度为230?400°C，其他各条件同实施例1。
[0056]变形例
[0057]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:
[0058]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。
[0059]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。
[0060]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。
[0061]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。
[0062]垃圾干燥装置可为除滚筒式烘干机之外的其它适用于该转底炉工作的有干燥功能的装置。
[0063]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。
【主权项】
1.一种利用垃圾热解转底炉内水蒸气干燥垃圾的系统，包括转底炉、风机、垃圾干燥装置； 所述转底炉包括环形炉墙、环形炉顶、可转动的环形炉底;所述垃圾放置在所述可转动的环形炉底上;所述转底炉炉膛上部设置有辐射管加热装置； 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； 所述垃圾干燥装置具有进气口，该进气口连接所述风机的出气口； 所述垃圾干燥装置具有垃圾出口，该垃圾出口连接所述进料区。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述转底炉、垃圾干燥装置、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。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述垃圾干燥装置为滚筒式烘干机。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述干燥区中设有垃圾翻转装置和多台压力检测仪表。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，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。6.—种利用权利要求1至5之一所述的系统来干燥垃圾的方法，包括:将所述转底炉内水蒸气由所述风机经由所述干燥区的出气口抽出至所述垃圾干燥装置，对所述垃圾干燥装置中的垃圾原料进行干燥，得到预干燥后垃圾。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括步骤:首先将经预干燥处理的垃圾运送至所述转底炉，放置在所述可转动的环形炉底上，在干燥区进行干燥，得到所述水蒸Ho8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述辐射管加热装置采用的是间接辐射加热的方式。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述干燥区的压力设定为比所述进料区的压力高5?20Pa;并将所述干燥区的压力设定为比所述热解区的压力高5?20Pa。10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述干燥区出气口处的所述水蒸气温度控制为120?400°C，并将其中可燃气的质量控制为占总水蒸气质量的< I %。
【文档编号】F26B11/02GK105936832SQ201610514937
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】陶进峰, 吴道洪
【申请人】北京神雾环境能源科技集团股份有限公司