一种生活垃圾或有机废弃物减量化和能源化的设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种生活垃圾或有机废弃物减量化和能源化的设备，主要包括依次连接的进料输送机或间歇式加料仓，立式密闭的热处理设备，排灰渣机，螺旋脱焦油器，气相产物的收集利用装置，以及烃油收集装置；本发明具有热效率高、气相产物和液相产物中的不含焦油、不含二噁英、燃气中的氮气、酸性气体、焦油和灰分等杂质含量低，燃气热值高、原料中的有机高分子烃类转化成了高价值液态烃油(汽油柴油的组分)等优点；本发明操作方便、工艺流程短、设备结构简单、设备造价低、原料的资源化利用率高，能够实现生活垃圾或有机废弃物处理的规模化、连续化、资源化和减量化、本发明具有节能、环保和高效益等诸多方面的优点，具有好的创造性、新颖性和工业实用性。
【专利说明】一种生活垃圾或有机废弃物减量化和能源化的设备
一、【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生活垃圾或有机废弃物减量化和能源化的设备，具体地，属于生活垃圾或有机废弃物与高温烟气直接接触传热和间接接触传热的二种传热，在无氧条件下进行多段加热干馏生活垃圾或有机废弃物使其减量化和能源化的设备，属于环保及石化设备领域；
二、【背景技术】
[0002]随着社会的发展和人们生活水平提高，生活垃圾产量逐年增加；生活垃圾中的有机物易变质腐烂会影响人们生存的环境；填埋法存在大量占用耕地、污染地下水源的弱点；高温堆肥法的养分比较少，还要额外添加氮或磷或钾肥后才能达到商品肥料的国家标准，植物不易吸收，肥效低，市场销售不看好；焚烧法分为气化焚烧法和直接焚烧法，均存在尾气含有二噁英的缺陷；气化焚烧法是将生活垃圾中的有机废弃物在500-900°C还原区和裂解区高温分解成了商业价值低的含有氮气的低热值(5000KJ/Nm3左右)的燃气(CO、CH4,C2-C5, N2, H2, CO2);目前，世界上最先进的燃气发电的热利用率最多是33%，剩余的热量从燃气发电机排出的高温烟气中损失掉了，而直接焚烧法是将生活垃圾中的有机废弃物全部焚烧至烬，生成CO2和H2O ;产生的高温烟气作为蒸汽锅炉的热源产生水蒸汽，而水蒸气驱动的汽轮发电机的热利用转化率只有22%左右，大量的能量被损耗，不能回收利用，导致垃圾的资源化利用率低；因此，科学有效地将生活垃圾进行无害化减量化，特别是在生活垃圾热处理(干馏或焚烧)减量化过程中，将生活垃圾中的高分子有机物转化成商品能源或燃料(燃气或燃油)，以提高处 理生活垃圾的经济效益或盈利，是加速生活垃圾减量化处理走向市场化的关键问题；生活垃圾减量化处理中的亏本或负利，是遏制各国大力处理生活垃圾的主要原因；
[0003]实践经验已经证明，低位发热值(即，L.Η.V)大于3344KJ/Kg(或800大卡/Kg)的垃圾在焚烧炉中能得到充分自燃，不用喷油助燃；当垃圾中的碳水化合物和水分量高或热值达不到800大卡/kg热值时，就必须向焚烧炉内喷射燃油以补充热量使垃圾烧烬，加大了垃圾的处理成本；资料报导，在日本、欧美等发达国家和我国的某些大城市，城市垃圾的热值都能达到9000KJ/KG以上；特别地，生活垃圾中含有大量可以转化成高价值燃料油的废塑料和废橡胶；传统的焚烧法焚烧处理生活垃圾时，产生大量的高温烟气，烟气热量难以储蓄和综合利用，蒸汽余热发电存在热利用率低、成本高并网难等弱点；本发明人在USP6，133，491，USP6, 270，630B1和ZL98117823.5中，公开了用生活垃圾和/或有机废弃物制取烃类的方法和设备，公开了利用钢制反应设备将同一原料采用低、高两种不同温度的第一级和第二级热裂解和催化裂解的处理方法；然而，要使生活垃圾中的各种有机物质彻底分解，必须达到800-1100°C的高温环境，但单一的钢质旋转反应釜长期处于高温环境下易变形，不能旋转，裂解反应无法进行到底，导致裂解反应的残渣中还剩有一定量的有机高分子物质不能完全地彻底分解，不能实施生活垃圾的彻底的减量化和无害化；本发明人在ZL200710130127.5中，公开了一种连续化处理生活垃圾的方法，将不含水的固体垃圾输送到密闭的热解设备中，在无氧条件下间接地给钢制设备加热发生原料的热裂解；然而，间接加热的热效率低、耗能高、热解时间长，垃圾处理的成本高；
[0004]公知地，单一的生活垃圾焚烧炉通常是卧式或立式，如马丁焚烧炉、沸腾焚烧炉、往复式炉排焚烧炉，各类立式或卧式焚烧炉、流化床焚烧炉....等等，炉体庞大，散热面积大，燃烧时间长，热的综合利用率低，且投资大，利润回报率低、不适合经济不发达国家以及中小城镇采用，推广应用价值低；特别地，随着焚烧炉排的传动，生活垃圾从干燥区(低中温区)移向燃烧区(高温区)的过程中，必须要经过500-700°C温度区域，在此温度区域，生活垃圾中所含的食盐或含氯塑料(PVC)等含氯物质与C和H元素和空气中的氧气O2非常容易结合成有害的二恶因(PCDFs)，造成了对环境的严重污染和危害，这是无法避免的客观实事。
[0005]在ZL201120082883.7中公开了《一种有效遏制二噁英的垃圾干馏热解气化装置》，该装置属于生活垃圾干馏的常规的“气化——焚烧”干馏气化炉，这种常规的干馏气化炉处理生活垃圾的优点是原料与加热源(高温无氧烟气)直接接触发生传热，热效率高、节能，打破了传统釜式或管式干馏设备在高温下易变形、热传速度慢的缺陷；但存在如下主要弱点:
[0006]其一，这种常规的“气化一焚烧”干馏气化炉(包括干燥区和干馏区)内都是层层叠叠的原料(如生活垃圾)，导致进入焚烧炉或气化区(还原区和氧化燃烧区)的空气流通受阻，焚烧炉内的空气不充足，致使焚烧或氧化燃烧反应缓慢；焚烧产生的气相产物向上经过裂解区和干燥区流动时阻力大，导致热裂解或干馏速度慢，生活垃圾热处理效益低，即气化炉的单位热处理面积的生活垃圾减量化或干馏产量小，遏制了生活垃圾处理的规模化，加大了单位生活垃圾处理的投资成本和处理的成本费用；
[0007]其二，“气化一焚烧”干馏气化炉的干燥区和干馏热裂解区的热量主要来自气化区(还原区和氧化燃烧区)中生活垃圾焚烧产生的高温；生活垃圾在干馏区内的下部和气化区等二个区域进行生活垃圾的焚烧或减容，并产生850-1300°C的高温；由于空气(或氧气)在气化区和干馏区内的下部区域形成踹流或涡流的燃烧，使生活垃圾中含有的有机物(如秸杆、稻壳、废塑料(PVC)、废橡胶.....等)被焚烧掉，分解成不凝结的商业价值低的小分子燃气(如CH4、H2、CO、N2, CO2, C2~C5……等等)和水；特别地，因空气(或氧气)的踹流或涡流进入与气化区比邻的干馏热分解区的局部，使生活垃圾中含有的食盐或含氯塑料等含氯物质的发生高温燃烧氧化反应，将不可避免地产生相当量的二噁英(PCDFs)；
[0008]其三，如果利用这种“气化——焚烧”干馏气化炉作为生活垃圾或有机废弃物的干馏热解设备，则生活垃圾或有机废弃物中含有的大量的可以资源化的能产生高价值商品的有机烃类物质(如塑料或橡胶)在高温850-1100°C的还原区和燃烧区被烧掉，只有小部分转化成含有大量40-50% (V%)氮气的低热值的可燃气体，不能更好的实施生活垃圾的资源化利用；
三、
【发明内容】
[0009]本发明的目的就是要弥补现有技术的缺陷，提供一种生活垃圾或有机废弃物减量化和能源化的设备，主要包括将生活垃圾或有机废弃物与高温烟气热源进行直接接触加热和间接接触加热的干燥或/和干馏、焚烧，以及气相产物的收集和利用的设备；具体地，包括依次连接的进料输送机或间歇式加料仓，立式密闭的热处理设备，排灰渣机，螺旋脱焦油器，气相产物的收集利用装置，以及烃油收集装置；
[0010]附图的简要说明，图1是本发明的设备流程图；
[0011]在附图1中，1-立式密闭的热处理设备，2-立式热处理设备的壳体，3-进料输送机，4-料斗，5-连接法兰，6-加料仓的卸料阀门，7-空气换热器的气相产物进口，8-螺旋脱焦油器，9-空气加热的换热器，10-温度计，11-常规市售的能够控制物料向下移动的活动炉蓖，12-常规市售的能够控制物料向下移动的活动炉蓖，13-温度计，14-温度计，15-焚烧炉的炉排，16-燃气喷嘴，17-烟气流量调节阀，18-焚烧炉下部的排渣机，19-焚烧炉灰的出口，20-炉灰的出口，21-焚烧炉的空气进口，22-焚烧炉的燃油喷嘴，23-焚烧炉的燃烧室，24-高温烟气换热管，25-干馏区；26_干燥区，27-柴油储罐，28-烟气出口，29-汽油储罐，30-水封罐，31-气相产物出口阀门，32-干馏气相产物出口或螺旋脱焦油器的气相物进口，33-网状旋转锥，34-水蒸气或惰性气体进口，35-压力表，36-间歇式加料仓，37-加料阀门，38-排气阀门，39-脱焦后的气相产物出口，40-脱焦气体排出阀门，41-鼓风机，42-阀门，43-阀门，44-水封罐，45-储气柜，46-引风机，47-气相产物冷凝后的液体储罐或“液——气”分离器，48-油泵，49-阀门，50-冷凝器，51-阀门，52-加热换热器；53-分馏塔，54-汽油冷凝器，55-柴油汽提塔，56- “油——气”分离器，57-催化固定床，58-柴油冷凝器，59-高温烟气换热管，60-烟气流量调节阀，61-烟气流量调节阀，62-高温烟气换热管；
[0012]所述的进料输送机(3)，属于常规的螺旋进料机、液压往复式进料机，以及其它常规的固体进料机；通过法兰(5)，将进料输送机(3)的出料口与立式密闭热处理设备(I)壳体(2)的上部侧面的进料口联通；[0013]所述的间歇式加料仓(36)，包括:构成加料仓的圆筒形壳体或矩形的壳体、壳体的上部或顶部配置加料口阀门(37)、壳体的底部配置卸料口阀门(6)、壳体配置水蒸汽或惰性气体的进口阀门(34)和排气口阀门(38)，壳体配置压力表(35);间歇式加料仓(36)配置在立式热处理设备(I)的上方，间歇式加料仓(36)的卸料口阀门(6)的出料口与立式热处理设备(I)的顶部加料口相通；
[0014]所述的立式密闭的热处理设备(1)，包括:长圆筒形或长方体的壳体(2)，温度计(10、13、14)，能够调节物料向下移动的活动炉蓖(11、12)，高温烟气换热排气管(24、59、62)，气相产物的排出口(6)，干燥区(26)，干馏区或热裂解区(25)，焚烧区的燃烧室(23)，焚烧炉排(15)，燃气喷嘴(16)、燃油喷嘴(22)、焚烧的空气进口(21)等；具体地，长圆筒形或长方体的壳体(2)，壳体(2)的顶部是封头或平顶形状，壳体(2)顶部气相产物出口与螺旋脱焦油器(8)的进气口(32)联通；壳体(2)的上部侧面的气相产物出口经阀门(31)与空气换热器(9)的进气口(7)相通；壳体(2)的上部侧面的原料进口与进料输送机(3)的出料口用法兰(5)连接相通；壳体(2)顶部的原料进口与间歇式加料仓(36)的卸料阀(6)相接相通；壳体(2)的原料进口的下部是原料的干燥区(26)，壳体(2)的干燥区(26)的侧面配置温度计(10)，壳体(2)干燥区(26)的底面配置常规市售的活动式炉蓖(11);壳体干燥区(26)内配置一根或多根与下部焚烧区的燃烧室(23)相通的立式高温烟气换热管(24)，所述的高温烟气管(24)的上部烟气出口(28)伸向壳体(2)的外面；所述的干燥区(26)的下部是壳体(2)中的干馏或热裂解区(25)，壳体干馏或热裂解区(25)的侧面配置温度计(13)，壳体干馏或热裂解区(25)的底面配置常规市售的活动式炉蓖(12)，壳体的干馏区(25)内配置一根或多根与下部焚烧区的燃烧室(23)相通的立式高温烟气换热管(24、59、62);所述的立式高温烟气换热管(59、60)的上部烟气出口与高温烟气换热管(24)的中上部相通；壳体干馏或热裂解区(25)的活动炉蓖(15)下部是立式密闭的热处理设备壳体(2)的焚烧氧化区的燃烧室(23)，燃烧室(23)的下部是焚烧干馏残渣的炉排(15)，炉排(15)的侧面或底部是焚烧所需的空气进口(21)、燃气喷嘴(16)和燃油喷嘴(22);炉排(15)下部的炉灰出口(19)与排灰渣机(18)的进料口联通；
[0015]所述的立式高温烟气换热管(24、59、62)由钢管和钢管内的烟气阀门等二部分组成，所述的阀门属于常规的圆板式烟气挡风板，如果挡风板的圆形板面处于水平时，烟气在管内不流通；如果挡风板的圆形板面处于垂直时，烟气在管内全部通过，无阻挡；如果挡风板的圆形板面成45°度时，烟气在管内部分通过，挡风板的圆形板面可以从0°至90°范围内自由调节，控制高温烟气在高温烟气换热管(24、59、62)内的流通量；
[0016]所述的螺旋脱焦油器(8)，包括:调速电机，网状旋转锥(33)、气相产物进口(32)，脱焦后的净化气体出口(39)，属于公知的“气——固”二相分离器商品；螺旋脱焦油器(8)配置在所述的立式热处理设备(I)的顶部或上部，螺旋脱焦油器(8)的进气口(32)与立式热处理设备(I)的气相产物出口相通；螺旋脱焦油器(8)的排气口(39)与阀门(40)的进气口联通，阀门(40)的排气口与气相产物的收集利用装置的空气换热器(9)的气相产物进口⑵联通；
[0017]所述的排渣机(18)，属于常规技术制造的螺旋输送机、刮板式输送机、间歇式料仓排灰渣器，也可以采用其它的常规灰渣输送机；炉灰从排灰口(20)排出；
[0018]所述的气相产物的收集利用装置，包括:鼓风机(41)、空气加热的换热器(9)、冷凝器(50)、气一液二相分离器(47)、水封罐(44)、储气柜(45)、引风机(46)等；具体地，螺旋脱焦油器(8)的气体出口(39)经阀门(40)与空气换热器(9)的气相产物进口(7)联通，立式密闭的热处理设备(I)上部气相出口经阀门(31)与空气换热器(9)的气相产物进口(7)联通；空气换热器(9)的气体产物出口与冷凝器(50)的气体物料进口联通，冷凝器
(50)的气体物料出口与气一液分离器(47)的上部一端联通，气一液分离器(47)的上部另一端与水封罐(44)的液下插入管相联通，水封罐(44)的顶部气体出口与储气柜(45)的进气管联联通；储气柜(45)的上部排气管与阀门(42)的进气口联通，阀门(42)的出气口与引风机(46)的进气口联通；储气柜(45)的上部排气管经过阀门(43)联通立式密闭的热处理设备(I)下部焚烧区的燃气喷嘴(16);其中，气-液分离器(47)的下部燃油出口联通油泵(48)的进料口，油泵(48)的出料口经阀门(49)与立式密闭的热处理设备(I)下部焚烧区的燃油喷嘴(22)相连通；鼓风机(41)的排气口联通空气换热器(9)的室温空气的进口，空气换热器(9)的热的空气出口联通立式密闭的热处理设备(I)下部焚烧区的空气进口(21)；
[0019]所述的烃油(或汽油柴油)收集装置，进一步包括烃油的加热、固——气二相催化反应等装置，均属于本领域中常规使用的催化裂解生产汽油柴油装置，包括:加热换热器
(52)、固-气二相的催化固定床(57)、柴油汽提塔(55)、汽油储罐(29)、柴油储罐(27)、分馏塔(53)、汽油冷凝器(54)、柴油冷凝器(58)、油泵(48)、油水分离器(56)、水封罐(30)等；具体地，气-液分离器(47)下部联通油泵(48)的进料口，油泵(48)的出料口经过阀门
(51)与管式加热炉(52)的进料口联通，管式加热炉(52)的出料口与催化固定床(57)的进料口联通，催化固定床(57)的出料口与分馏塔(53)中部联通，分馏塔(53)顶部与冷凝器(54)进料口联通，冷凝器(54)出料口与油——气分离器(56)联通，柴油汽提塔(55)分别与分馏塔(53)和柴油冷凝器(58)联通；柴油冷凝器(58)出料口与柴油储罐(27)联通，油一气分离器(56)下部的汽油出口管联通汽油储罐(29)，油一气分离器(56)上部的不凝结气体出口管与水封罐(30)的液下插管相通，水封罐(30)的上部不凝结气体的出口与储气柜(45)的气体进口联通；
[0020]下面结合附图，对本发明的设备做进一步的说明
[0021]根据本发明，将经过常规的预处理(包括磁选除去金属)、破碎、脱水或/和干燥至水分为50% (wt%)以下，尺寸不大于30厘米的生活垃圾或有机废弃物原料加入到进料输送机(3)的料斗(4)中，连续化地输送到密闭的立式热处理设备(I)内的干燥区(26)中；或利用储料仓(36)的间歇加料的方式，将所述的生活垃圾或有机废弃物定期地加入到密闭的立式热处理设备(I)内的干燥区(26)中；用鼓风机(41)将室温空气输入到空气换热器(9)内进行加热变成热空气，再将热空气通过立式热处理设备(I)内下部焚烧区的空气进口(21)输入到焚烧区中，同时地，不断地将干馏区(25)的炉蓖(12)上面的干馏残渣向下引入到焚烧区的炉排(15)上进行焚烧，或将干馏或裂解反应产生的不凝结可燃性气体返回到焚烧区的燃气喷嘴(16)中进行燃烧，或将干馏或裂解反应后收集的液态燃油产物返回到焚烧区的燃油喷嘴(22)中进行燃烧，燃烧产生无氧的850-1200°C高温烟气；将高温烟气通过干馏区(25)下面的炉蓖(12)引入干馏区(25)中，使高温烟气直接与物料接触，给干馏或裂解反应提供热量或给物料加热，进行干馏或热解反应；同时地，将高温烟气引入到配置在干馏区(25)内的一根或多根立式高温烟气换热管(24、59、62)中，给高温烟气换热管(24、59、62)外壁的物料进行间接加热，进行干馏或热解反应，不断地将高温烟气换热管(24、59、62)换热后的低温烟气从换热管(24)的排气口(28)引到立式热处理设备(I)外面；特别地，通过调节高温烟气换热管(24、59、62)内的阀门(60、17、61)，控制换热管(24、
59,62)内高温烟气的流通量或干馏所需的温度；在立式热处理设备(I)中，如果用原料制取燃油时，物料温度控制在250-450°C，如果用原料制取燃气(CH4、C2-C5、H2、C0、N2)时，物料温度控制在250-800°C ；
`[0022]原料从进料直至干馏残渣焚烧后的灰烬排出立式密闭热处理设备(I)的全过程时间为0.2-4小时，操作压力为负压、常压或稍高于常压；在立式热处理设备(I)上部干燥区(26)内的原料受热后水分不断地向上蒸发和干燥，并发生轻度的裂解反应；下部干馏或热裂解区(25)内的物料受热后发生干馏或热分解，干馏或热分解产生大量的气相产物和固体残渣；干馏或热裂解的气相产物、干燥区(26)的气相产物，以及来自焚烧区燃烧室
[23]的烟气等混合在一起形成混合气体，该混合气体不断地从立式热处理设备(I)的上部排气口进入到螺旋脱焦油器(8)进气口(32)，用螺旋脱焦油器(8)脱除气相产物中的焦油，将脱除焦油后的净化气相产物从螺旋脱焦油器(8)的排气口(39)输入到所述的气相产物的收集利用装置中；焚烧产生的无机炉渣经过排渣机(18)经过排灰口(20)排出，炉渣可用作建材原料，如制砖；
[0023]在干馏或热裂解过中，固体物料的体积不断地缩小，直至干馏或热解变成残炭，干馏或热裂解区的空隙不断地变大，导致立式热处理设备(I)上部干燥区(26)的物料受重力作用往下移动，干燥区(26)底面的可控制卸料量的活动式炉蓖(11)支撑着干燥区(26)的原料不随意地往下落入到干馏或热裂解区(25)，炉蓖(11)可以有效地控制干燥区(26)中的物料下落的速度或流量，以便于调节干燥区(26)原料的含水率；干馏区(25)底面的可控制卸料量的活动式炉蓖(12)支撑着干馏区(25)的物料不随意地往下落入到焚烧区的燃烧室(23)中，炉蓖(12)可以有效地控制干馏区(25)中的物料下落的速度或流量，以便于调节干馏区(25)物料的干馏程度或热解的彻底性；
[0024]不断地将立式热处理设备(I)排出的热的气相产物经过脱焦油器(8)处理后引入到空气加热换热器(9)中，不断地用鼓风机(41)将室温空气鼓入到空气加热换热器(9)中，使室温空气吸收热的气相产物的热量，使室温空气转变成热空气，并不断地将热空气输入到焚烧区的空气进口(22)用于干馏残渣的焚烧；将空气换热降温后的气相产物进一步地经过冷凝器(50)的降至室温，降温后的物料进入气-液分离器(47)中进行气一液二相
的分离；分离器(47)中的不凝结的可燃性气体经装有碱性溶液(如烧碱、石灰乳.......)
的水封罐(44)除去气相产物中C02、H2S, SO2, HCL.........等酸性物质，或液体封压后的
净化气体输送到储气柜(45)中缓存备用；将储气柜(45)的燃气经过阀门(43)输送到焚烧区的燃气喷嘴(16)中，使燃气在焚烧区中进行燃烧，产生高温烟气；用引风机(46)不断地将储气柜(45)内的燃气经过阀门(42)抽出，用作燃气发电机发电、供热、锅炉产汽等所需的热源进行综合利用，特别地，鼓风机(41)鼓入的空气流量与储气柜(45)经过引风机(46)向外抽出的燃气流量的物料平衡基本一致；
[0025]按公知的烃油加热、催化、分馏、冷凝、油水分离、净化和调配等方法，将气-液分离器(47)内的液相燃油用泵(48)经过阀门(51)输入到管式加热炉(52)中加热或升温至325-450°C，并经过催化固定床(57)进行催化裂化或催化重整反应，使烃类气相物质转变成为汽油柴油组分；依汽油柴油馏程不同在分馏塔(53)中进行分离，即将催化反应后的气相物质经过分馏塔(53)分馏，汽油从塔(53)顶进入冷凝器(54)，经油一气分离器(56)进入汽油储罐(29);柴油从分馏`塔(53)中部进入汽提塔(55)，在过热蒸汽作用后，柴油进入冷凝器(58)，最后进入柴油储罐(27);采用公知的技术对上述收集的汽油柴油进行净化和调配处理，最后得到合格的汽油柴油产品；将未凝结的燃气从水封罐(30)顶部引入到储气柜(45)中缓存或将储气柜(45)中的燃气经过阀门(43)引入到焚烧区中进行燃烧，用燃烧产生产的高温(850-1200°C )烟道气给立式密闭热处理设备(I)内的干燥和干馏供热；
[0026]上述过程，属于生活垃圾或有机废弃物不断地从立式密闭的热处理设备上部(或顶部)加入到立式密闭的热处理设备内，并依次的经过干燥或/和干馏，焚烧等的过程；同时地，气相产物不断地从立式热处理设备上部(或顶部)的气相物出口排出，干馏的残渣不断地落入到立式热处理设备底部的焚烧区进行焚烧至烬，焚烧产生的高温烟气不断地引入到立式热处理设备内，并与原料直接和间接接触发生传热进行干燥和干馏的一种生活垃圾或有机废弃物减量化和能源化的设备；
[0027]所述的生活垃圾或有机废弃物原料，进一步包含一种或多种下列物质:医疗垃圾、餐厨垃圾、污泥；废塑料、废橡胶、废轮胎、秸杆、稻壳、废纸、棉、布、纱、木、叶、茎、壳、枝、草、木屑、油籽、油果、粪便等；
[0028]本发明优选的将立式热处理设备排出的裂解气相产物先经过脱除焦油后再进行气体的收集或利用；即，裂解产生的气相产物先进行螺旋除焦器的网状旋转锥的转动和离心力的分离，除去气相物质中的大量高沸点的焦油和胶质，不让焦油等高沸点的重质有机物离开立式热裂解设备，促使焦油等重质有机物在立式热处理设备内进行强制性的往下流入到裂解区进行热裂解或分解，提高燃油或燃气的商品产率，特别地，防止气相产物中的焦油等重质有机物堵塞管道、冷凝器和其它设备，有利于生产的正常运行；
[0029]在加料前,所述的生活垃圾或有机废弃物原料经过粉碎或不粉碎,要求原料的尺寸不大于30厘米；在加料过程中应尽量避免热处理设备中产生的气相产物不外泄；所述的加料是指:可以采用下列任何一种方式进行加料:
[0030](I)连续化加料:采用常规的螺旋进料器或往复式推进器，进行连续化的加料；
[0031](2)间歇式加料:采用加料仓,利用加料仓顶部阀门的加料和底部阀门的卸料的上下阀门交替打开或关闭的切换，进行间歇式加料；特别地，打开加料阀门之前，先用水蒸气或惰性气体驱赶加料仓内的气体返回至热处理设备中；或将加料仓内的气体驱赶至焚烧氧化区中焚烧或进行冷凝、气液分离，并将不凝结气体输入到储气柜中缓存备用；
[0032]本发明所述的干燥区和干馏区没有明显的区分；一般地说，立式密闭热处理设备的上部是干燥区，干燥区的下部是干馏区；如果原料(如废橡胶)不含水，原料加料到干燥区后，不需要干燥，将干燥区的原料(如废橡胶)直接升温到干馏所需的温度进行干馏或热分解；如果原料(如生活垃圾)含水，则需要先干燥，待原料中的水分受热挥发完毕后，物料的温度才能升到干馏的高温，才能发生干馏或热分解；通过操控配置在干馏区或/和干燥区内部高温烟气换热钢管内部的阀门或调控进入烟气换热管中的高温烟气的流通量，能有效地调节物料的干燥或/和干馏时的温度；
[0033]特别地，在干馏区或/和干燥区内部配置与焚烧炉燃烧室相联通的一根或多根尺寸长短不相同的高温烟气换 热钢管，加速了焚烧炉所需空气的进入或高温烟气排出的气体流通程度，能够快速地将焚烧炉产生的高温烟气的热量输送到干馏区和干燥区不同高度层面的物料中，发生间接传热，进行多层面的多段的干燥或干馏，极大地增加了物料的加热面积；本发明克服了传统的生活垃圾“气化——焚烧”干馏气化炉(或水煤气炉)中层层叠叠的物料压在炉蓖上面，空气进入气化区(还原区和焚烧氧化区)和高温烟气排出气化区(还原区和焚烧氧化区)进入干馏区时气体流通受阻，高温烟气不能进入到干馏区的中部和上部，物料的干馏热分解主要发生在焚烧炉燃烧室与干馏区二者相邻的狭窄高温区域，导致物料干馏的换热面积小、单位重量物料的干馏处理量降低，生活垃圾或有机废弃物原料不能规模化处理的缺陷；这，是本发明方法的主要特征之一；
[0034]所述的按公知的方法收集和利用热裂解反应产生的气相产物，是指将气相产物依次进行脱除焦油或/和冷凝、气液分离、得到的液态产物和燃气；进一步对液态产物进行加热、固-气二相催化反应、分馏、冷凝、油水分离、精制、调配等过程，制取汽油柴油产品；将燃气引入到焚烧氧化区中燃烧，燃烧产生高温烟气，用高温烟气给热裂解反应供热；或将燃气用于发电、供热、锅炉产汽等；
[0035]立式热处理设备内原料的干燥和干馏所需的热量由焚烧干馏后的残渣产生的无氧高温烟气与原料直接接触和间接接触传热供应；高温烟气与原料直接接触提高了热传递的效率和传热速度，加速了原料的干燥和热裂解；焚烧所需的燃料或热源可以由燃油、燃气、煤、或/和裂解反应残渣的焚烧来提供，所说的燃油和燃气可以是从热裂解反应产生的气体产物中获得的。
[0036]所述的干馏或热裂解残渣在焚烧炉排(或炉蓖)上经过850-130(TC高温下焚烧至烬，也使其它物质彻底无害化；裂解和焚烧操作的压力可为负压、常压或稍高于常压。
[0037]干馏或裂解反应残渣直接落入下方的同一立式密封热处理设备的焚烧氧化区的炉排或炉蓖上进行焚烧，产生的无氧高温烟气直接向上进入同一立式热处理设备的干馏区，取消了传统的干馏设备与焚烧炉采用烟气管道连接造成高温热损失的缺陷，
[0038]经过焚烧后的灰渣排出立式热处理设备，冷却后经分筛，将未被灰化的固体物质如固体无机物和金属与灰分分开，分别做进一步的处理；无机物可以作为建材原料，如制砖;
[0039]本发明中，焚烧氧化区所需燃烧空气的输送方法是:可以单独采用引风机负压吸入空气到燃烧区，或单独采用鼓风机正压鼓入空气到燃烧区，也可以同时采用鼓风机和引风机将空气输入到燃烧区；
[0040]本发明的焚烧氧化区中进行的燃烧氧化反应，属于不含氯元素(CL)不含氢(H)元素的无机残炭燃料的焚烧，焚烧的干馏残渣中不含氯和氢等元素，没有形成二恶因(多氯二苯并-对-二恶英，或P⑶Fs)生成的条件，不会发生如下反应:
[0041]
【权利要求】
1.一种生活垃圾或有机废弃物减量化和能源化的设备，包括依次连接的进料输送机或/和间歇式加料仓，立式密闭的热处理设备，排灰渣机，螺旋脱焦油器，气相产物的收集利用装置，以及烃油收集装置。
2.根据权利要求1的设备，其特征在于:所述的进料输送机(3)属于常规的螺旋进料机、液压往复式进料机，以及其它常规的固体进料机；通过法兰(5)，将进料输送机(3)的出料口与立式密闭热处理设备(1)壳体(2)的上部侧面的进料口联通；所述的间歇式加料仓(36)包括:构成加料仓的圆筒形壳体或矩形的壳体、壳体的上部或顶部配置加料口阀门(37)、壳体的底部配置卸料口阀门(6)、壳体配置水蒸汽或惰性气体的进口阀门(34)和排气口阀门(38)，壳体配置压力表(35);间歇式加料仓(36)配置在立式热处理设备(1)的上方，间歇式加料仓(36)的卸料口阀门(6)的出料口与立式热处理设备(1)的顶部加料口相通。
3.根据权利要求1的设备，其特征在于:所述的立式密闭的热处理设备(1)包括:长圆筒形或长方体的壳体(2)，温度计(10、13、14)，能够调节物料向下移动的活动炉蓖(11、12)，高温烟气换热排气管(24、59、62)，气相产物的排出口 (6)，干燥区(26)，干馏区或热裂解区(25)，焚烧区的燃烧室(23)，焚烧炉排(15)，燃气喷嘴(16)、燃油喷嘴(22)、焚烧的空气进口(21);具体地，长圆筒形或长方体的壳体(2)，壳体(2)的顶部是封头或平顶形状，壳体(2)顶部气相产物出口与螺旋脱焦油器(8)的进气口(32)联通；壳体(2)的上部侧面的气相产物出口经阀门(31)与空气换热器(9)的进气口(7)相通；壳体(2)的上部侧面的原料进口与进料输送机(3)的出料口用法兰(5)连接相通；壳体(2)顶部的原料进口与间歇式加料仓(36)的卸料阀(6)相接相通；壳体(2)的原料进口的下部是原料的干燥区(26)，壳体(2)的干燥区(26)的侧面配置温度计(10)，壳体(2)干燥区(26)的底面配置常规市售的活动式炉蓖(11);壳体干燥区(26)内配置一根或多根与下部焚烧区的燃烧室(23)相通的立式高温烟气换热管(24)所述的高温烟气换热管(24)的上部烟气出口(28)伸向壳体(2)的外面；所述的干燥区(26)的下部是壳体(2)中的干馏或热裂解区(25)，壳体干馏或热裂解区(25)的侧面配置温度计(13)，壳体干馏或热裂解区(25)的底面配置常规市售的活动式炉蓖(12)，壳体的干馏区(25)内配置一根或多根与下部焚烧区的燃烧室(23)相通的立式高温烟气换热管(24、59、62);所述的立式高温烟气换热管(59、62)的顶部烟气出口与高温烟气换热管(24)的中上部联通；壳体干馏或热裂解区(25)的活动炉蓖(15)下部是立式密闭的热处理设备壳体(2)的焚烧氧化区的燃烧室(23)，燃烧室(23)的下部是焚烧干馏残渣的炉排(15)，炉排(15)的侧面或底部是焚烧所需的空气进口(21)、燃气喷嘴(16)和燃油喷嘴(22);炉排(15)下部的炉灰出口(19)与排灰渣机(18)的进料口联通；所述的立式高温烟气换热管(24、59、60)由钢管和钢管内的烟气阀门等二部分组成，所述的阀门属于常规的圆板式烟气挡风板，如果挡风板的圆形板面处于水平时，烟气在管内不流通；如果挡风板的圆形板面处于垂直时，烟气在管内全部通过，无阻挡；如果挡风板的圆形板面成45°度时，烟气在管内部分通过，挡风板的圆形板面可以从0°至90°范围内自由调节，控制高温烟气在高温烟气换热管(24、59、62)内的流通量。
4.根据权利要求1的设备，其特征在于:所述的螺旋脱焦油器(8)，包括:调速电机，网状旋转锥(33)、气相产物进口(32)，脱焦后的净化气体出口(39)，属于公知的“气——固”二相分离器商品；螺旋脱焦油器(8)配置在所述的立式热处理设备(1)的顶部或上部，螺旋脱焦油器(8)的进气口(32)与立式热处理设备(I)的气相产物出口相通；螺旋脱焦油器(8)的排气口(39)与阀门(40)的进气口联通，阀门(40)的排气口与气相产物的收集利用装置的空气换热器(9)的气相产物进口(7)联通；所述的排渣机(18)，属于常规技术制造的螺旋输送机、刮板式输送机、间歇式料仓排灰渣器，也可以采用其它的常规灰渣输送机；炉灰从排灰口(20)排出。
5.根据权利要求1的设备，其特征在于:所述的气相产物的收集利用装置，包括:鼓风机(41)、空气加热的换热器(9)、冷凝器(50)、气一液二相分离器(47)、水封罐(44)、储气柜(45)、引风机(46)等；具体地，螺旋脱焦油器(8)的气体出口(39)经阀门(40)与空气换热器(9)的气相产物进口(7)联通，立式密闭的热处理设备(I)上部气相出口经阀门(31)与空气换热器(9)的气相产物进口(7)联通；空气换热器(9)的气体产物出口与冷凝器(50)的气体物料进口联通，冷凝器(50)的气体物料出口与气——液分离器(47)的上部一端联通，气——液分离器(47)的上部另一端与水封罐(44)的液下插入管相联通，水封罐(44)的顶部气体出口与储气柜(45)的进气管联联通；储气柜(45)的上部排气管与阀门(42)的进气口联通，阀门(42)的出气口与引风机(46)的进气口联通；储气柜(45)的上部排气管经过阀门(43)联通立式密闭的热处理设备(I)下部焚烧区的燃气喷嘴(16);其中，气-液分离器(47)的下部燃油出口联通油泵(48)的进料口，油泵(48)的出料口经阀门(49)与立式密闭的热处理设备(I)下部焚烧区的燃油喷嘴(22)相连通；鼓风机(41)的排气口联通空气换热器(9)的室温空气的进口，空气换热器(9)的热的空气出口联通立式密闭的热处理设备(I)下部焚烧区的空气进口(21);所述的烃油(或汽油柴油)收集装置，进一步包括烃油的加热、固——气二相催化反应等装置，均属于本领域中常规使用的催化裂解生产汽油柴油装置，包括:加热换热器(52)、固-气二相的催化固定床(57)、柴油汽提塔 (55)、汽油储罐(29)、柴油储罐(27)、分馏塔(53)、汽油冷凝器(54)、柴油冷凝器(58)、油泵(48)、油水分离器(56)、水封罐(30)等；具体地，气-液分离器(47)下部联通油泵(48)的进料口，油泵(48)的出料口经过阀门(51)与管式加热炉(52)的进料口联通，管式加热炉(52)的出料口与催化固定床(57)的进料口联通，催化固定床(57)的出料口与分馏塔(53)中部联通，分馏塔(53)顶部与冷凝器(54)进料口联通，冷凝器(54)出料口与油——气分离器(56)联通，柴油汽提塔(55)分别与分馏塔(53)和柴油冷凝器(58)联通；柴油冷凝器(58)出料口与柴油储罐(27)联通，油——气分离器(56)下部的汽油出口管联通汽油储罐(29)，油——气分离器(56)上部的不凝结气体出口管与水封罐(30)的液下插管相通，水封罐(30)的上部不凝结气体的出口与储气柜(45)的气体进口联通。
6.根据权利要求1的设备，其特征在于:所述的生活垃圾或有机废弃物，进一步包含一种或多种下列物质:医疗垃圾、餐厨垃圾、污泥；废塑料、废橡胶、废轮胎、秸杆、稻壳、废纸、棉、布、纱、木、B十、莖、壳、枝、草、木屑、油籽、油果、粪便等。
【文档编号】C10G55/06GK103666505SQ201210352194
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月21日 优先权日:2012年9月21日
【发明者】周鼎力, 邢力 申请人:周鼎力, 邢力