一种小型生活垃圾催化热解处理系统的制作方法

本发明涉及一种小型生活垃圾催化热解处理系统。

背景技术：

近年来，随着偏远的中小城镇、自然保护区等运输距离远、运输风险大的区域活垃圾就近处理需求日益增加，我国生活垃圾热解气化技术取得了一定的发展，正逐步替代原来的卫生填埋、堆肥、焚烧垃圾发电等技术。但从我国生活垃圾热解气化处理工程运行实际来看，仍然存在这样或那样的问题，具体如下：生活垃圾热解气化处理单台设备处理规模小，可燃气产率相对较低，且部分垃圾热解气化处理设施因未筛分垃圾中无机成分导致后续热解气化反应温度偏低（低于850℃），进而加大了生活垃圾热解气化烟气中焦油含量及处理难度；部分采用干法处理生活垃圾热解气化烟气的工程因焦油未得到有效处理，严重堵塞烟气管道与设施，影响了烟气处理设施的正常运行，大大提高了烟气排放的环境风险。

随着生活垃圾分类制的深入实施，生活垃圾中的废纸、废塑料等有机成分将会被回收利用，分类后生活垃圾中有机成分将大大减少，预计到2020年底，生活垃圾资源化回收利用率达到35%以上。这样以来，分选后用于热解气化处理的生活垃圾热值变得更低，使得生活垃圾热解炉温度将低，致使生活垃圾热解过程可燃气体产生量及其质量均下降，从而使得生活垃圾热解气化反应系统进入恶性循环，最终可导致该热解气化设施因生活垃圾热值底无法正常运行，甚至停运。

技术实现要素：

本发明旨在针对生活垃圾分类方案的深入实施带来的生活垃圾热值降低问题和现有生活垃圾热解气化可燃气产率低、热解气化反应温度低、烟气焦油产量大且难处理等问题导致大部分生活垃圾热解气化处理设施不能稳定运行的现象，提供一种小型生活垃圾催化热解处理系统。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

所述小型生活垃圾催化热解处理系统包括热解炉（1）、二燃室（3）、烟气急冷除酸装置（4）、石灰粉添加装置（5）、密闭生活垃圾筛分与烟气焦油拦截装置（6）、高压静电脱酸除尘除湿装置（9）和烟囱（10）；所述热解炉（1）的烟气管道（2）与二燃室（3）的烟气进口连通，二燃室（3）的烟气出口与烟气急冷除酸装置（4）的烟气进口连通，烟气急冷除酸装置（4）的烟气出口与文丘里式活性炭与石灰粉添加装置（5）的烟气进口连通，文丘里式活性炭与石灰粉添加装置（5）的烟气出口与密闭生活垃圾筛分与烟气焦油拦截装置（6）的烟气进口连通，密闭生活垃圾筛分与烟气焦油拦截装置（6）的烟气出口与高压静电脱酸除尘除湿装置（9）的烟气进口连通，高压静电脱酸除尘除湿装置（9）的烟气出口与烟囱（10）连通；所述密闭生活垃圾筛分与烟气焦油拦截装置（6）上远离烟气进口的一端设有生活垃圾进料口（15）、靠近烟气进口的一端设有生活垃圾出料口（13），所述生活垃圾出料口（13）与热解炉（1）的进料口（14）连通。

优选地，所述密闭生活垃圾筛分与烟气焦油拦截装置（6）内腔设有管道式分段无轴螺旋生活垃圾筛分输送装置（7）；所述管道式分段无轴螺旋生活垃圾筛分输送装置（7）靠近生活垃圾进料口（15）的管道上设有筛孔，所述设有筛孔的管道外侧套设筛下物灭菌密闭套管（8），所述筛下物灭菌密闭套管（8）底部设有筛下物灭菌密闭套管出口（16）。

优选地，所述管道式分段无轴螺旋生活垃圾筛分输送装置（7）的截面均为圆形；所述筛下物灭菌密闭套管（8）的截面均为u形。

优选地，所述小型生活垃圾催化热解处理系统还包括碱液池（11），所述烟气急冷除酸装置（4）上部设有喷雾口（12），所述碱液池（11）与喷雾口（12）连通。

优选地，所述文丘里式活性炭与石灰粉添加装置（5）是在文丘里的颈管处设置进料口、在扩散管处设置环状碱液喷淋孔。

优选地，所述热解炉（1）的烟气管道（2）设于热解炉（1）的中下部。

下面结合设计和工作原理对本发明作进一步说明：

本发明所述的小型生活垃圾催化热解处理系统中设置了密闭生活垃圾筛分与烟气焦油拦截装置，所述密闭生活垃圾筛分与烟气焦油拦截装置内设管道式分段无轴螺旋生活垃圾筛分输送装置，垃圾进料段设置筛孔、出料段不设施筛孔，实现对烟气中焦油、活性炭和石灰粉进行有效拦截，提高生活垃圾热值和后续热解气化的可燃气体的产生率；在无轴螺旋的筛孔段外套设密闭套管，并在垃圾进料端内壁设置筛下物消毒收集斗，以便对生活垃圾筛下物进行高温灭菌处理并定去排出；也就是说，生活垃圾由进料斗出口进入管壁上设置有筛孔的无轴螺旋输送机前段，生活垃圾中的无机颗粒经筛孔掉入筛下物灭菌密闭套管内，剩余生活垃圾经管壁未设置筛孔的螺旋输送机后段进入热解炉；所述筛下物灭菌密闭套管内完成功能对筛下物高温消毒后由筛下物灭菌密闭套管出口刮出；烟气则从烟气入口进入管道式分段无轴螺旋生活垃圾筛分输送装置内，高温烟气与生活垃圾在管道式分段无轴螺旋生活垃圾筛分输送装置内相向运动，烟气与生活垃圾逆向接触后再由烟气出口进入高压静电脱酸除尘除湿装置。

生活垃圾在密闭式生活垃圾筛分与烟气焦油拦截装置内输送过程中，垃圾中粒径小的成分（主要为无机物）通过无轴滚动筛有孔段调入密闭套管内，高温尾气（温度约为300℃）与筛下物直接接触，可将筛下物加热至200℃左右能有效完成对生活垃圾筛下物的高温灭菌消毒，并通过进料端筛下物收集斗将灭菌后的筛下物排出。不能通过无轴滚动筛筛孔的成分（主要是有机物）则随着滚动筛螺旋往前推进，经与热烟气直接逆向接触（生活垃圾停留时间保持在20分钟），可将生活垃圾加热至250℃左右，基本完成生活垃圾在该装置内干燥。热烟气中的焦油、活性炭、石灰粉等被生活垃圾进行有效拦截，其中焦油和活性炭提高了生活垃圾的热值，同时也大大降低了后续烟气中焦油和二噁英的含量，有效解决了焦油对管道与烟气处理设施的堵塞问题，提高了系统运行的稳定性；另外，被拦截的石灰粉与生活垃圾一同进入后续热解气化工序，经cao的碳酸化反应（吸收反应过程中的co2），催化h2等可燃气体的产生，增加了可燃气体的热值和热解气化反应温度。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）有效拦截焦油，提高了系统运行的稳定性。利用生活垃圾的孔隙率大的特性，构建了以生活垃圾为介质的烟气拦截净化系统，在密闭装置中实现对焦油的高效拦截，减少进入后续烟气系统中的焦油，降低了管道与烟气处理设施因堵塞而导致的故障率，保障了生活垃圾热解系统的稳定性运行。

（2）高效催化，提高热解气化反应温度。利用cao的碳酸化反应，对热解气化反应过程中产生的co2进行有效吸收，在一定程度上提升生活垃圾热解气化的h2的产量与质量，提高可燃气体燃烧产生的热量，进而提升热解气化反应的温度（＞850℃），促进二噁英、焦油等污染物的有效分解。

（3）集成密闭筛分消毒，垃圾处理效率与环境效益显著。采用密闭组合装置对圾中小粒径的成分地进行有效分离，减少了生活垃圾量，提升了参与热解气化反应生活垃圾的相对热值，高了生活垃圾处理效率；另外，利用高温烟气直接对筛下物在密闭环境中彻底消毒，避免了恶臭气体对环境的影响，环境效益显著。

总之，本发明所述小型生活垃圾催化热解处理系统利用生活垃圾孔隙率大、cao的碳酸化反应催化生活垃圾热解气化等特性，通过密闭生活垃圾筛分与烟气焦油拦截装置，实现生活垃圾的筛分、干燥与烟气焦油拦截的有效组合，有效解决烟气中焦油对后续处理系统堵塞问题，提高系统运行稳定性，同时提高了生活垃圾的热值和后续生活垃圾热解反应温度与产氢效率，有效降低了烟气中焦油、二噁英等污染物质含量，环境效益显著。

附图说明

图1为本发明小型生活垃圾催化热解处理系统的结构示意图；

图2为本发明密闭生活垃圾筛分与烟气焦油拦截装置的截面图。

图中：1、热解炉，2、热解炉烟气管道，3、二燃室，4烟气急冷除酸装置，5、文丘里式活性炭与石灰粉添加装置，6、密闭生活垃圾筛分与烟气焦油拦截装置，7、管道式分段无轴螺旋生活垃圾筛分输送装置，8、筛下物灭菌密闭套管，9、高压静电脱酸除尘除湿装置，10、烟囱，11、碱液池，12、喷雾口，13、生活垃圾出料口，14、进料口，15、生活垃圾进料口，16、筛下物灭菌密闭套管出口。

具体实施方式

参见图1和图2，所述小型生活垃圾催化热解处理系统包括热解炉1、二燃室3、烟气急冷除酸装置4、石灰粉添加装置5、密闭生活垃圾筛分与烟气焦油拦截装置6、高压静电脱酸除尘除湿装置9和烟囱10；所述热解炉1的烟气管道2与二燃室3的烟气进口连通，二燃室3的烟气出口与烟气急冷除酸装置4的烟气进口连通，烟气急冷除酸装置4的烟气出口与文丘里式活性炭与石灰粉添加装置5的烟气进口连通，文丘里式活性炭与石灰粉添加装置5的烟气出口与密闭生活垃圾筛分与烟气焦油拦截装置6的烟气进口连通，密闭生活垃圾筛分与烟气焦油拦截装置6的烟气出口与高压静电脱酸除尘除湿装置9的烟气进口连通，高压静电脱酸除尘除湿装置9的烟气出口与烟囱10连通；所述密闭生活垃圾筛分与烟气焦油拦截装置6上远离烟气进口的一端设有生活垃圾进料口15、靠近烟气进口的一端设有生活垃圾出料口13，所述生活垃圾出料口13与热解炉1的进料口14连通。

其中，所述密闭生活垃圾筛分与烟气焦油拦截装置6内腔设有管道式分段无轴螺旋生活垃圾筛分输送装置7；所述管道式分段无轴螺旋生活垃圾筛分输送装置7靠近生活垃圾进料口15的管道上设有筛孔，所述设有筛孔的管道外侧套设筛下物灭菌密闭套管8，所述筛下物灭菌密闭套管8底部设有筛下物灭菌密闭套管出口16。所述管道式分段无轴螺旋生活垃圾筛分输送装置7的截面均为圆形；所述筛下物灭菌密闭套管8的截面均为u形。所述小型生活垃圾催化热解处理系统还包括碱液池11，所述烟气急冷除酸装置4上部设有喷雾口12，所述碱液池11与喷雾口12连通。所述文丘里式活性炭与石灰粉添加装置5是在文丘里的颈管处设置进料口、在扩散管处设置环状碱液喷淋孔。所述热解炉1的烟气管道2设于热解炉1的中下部。

所述小型生活垃圾催化热解处理系统充分利用生活垃圾孔隙率大、cao的碳酸化反应催化生活垃圾热解气化等特性，使得系统处理效率提高约25%，解决了焦油堵塞烟气管道和处理设施的问题。