一种固废RDF处理方法与流程

本发明涉及固体废弃物处理技术领域，具体涉及一种固废RDF处理方法。

背景技术：

随着人口增长及经济的发展，生活垃圾及工业垃圾量逐年增加。垃圾中所含塑料、织物、皮革、树脂、合成橡胶等物质都无法通过生物方法降解。填埋不仅占用大量土地而且存在污染隐患。焚烧处置投资大，建设周期长，还会产生大量的飞灰和二噁英，严重危及周边环境和居民身体健康。况且，垃圾焚烧在大城市才有规模效应，垃圾处理量小的县、乡不适合采用焚烧方法处理固体废弃物。将垃圾经分选、干化得到RDF是一种废弃物资源化利用的方法,然而，垃圾分类不彻底导致RDF不能作为标准燃料产品进入生产系统，使RDF的利用受到限制。

利用RDF中有机物的热不稳定性，在密闭环境中间接加热，使RDF中有机物分解成热解气和碳，冷凝收集热解气得到燃油，可以实现RDF的能源化转化。由于热解气冷凝后的不凝气还有足够的热值满足RDF热解过程所需能源，降低了RDF能源化转化的成本，且不凝气燃烧产生的热量和烟气高温段的保留时间能够满足消除二噁英的条件，热解过程烟气排放完全达标，所以热解技术是公认的RDF环保、高效的能源化转化方法，近年来成为固废处置业关注的焦点。

我国现有技术是：将生活垃圾RDF分选出来后，经过高温(一般高于500℃)热解气化，热解气体直接作为燃气使用，用于生产蒸汽或发电。热解产生的气体作为能源产品难以运输加工，且往往热值不高，需要利用发电系统或是用气系统来实现能源化转化，热解产生的炉渣需要制砖系统配合才能实现资源化利用，整套系统投资大，能量利用率较低，经济性较差，建设适应性低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种固废RDF处理方法，以解决或至少减轻背景技术中所存在的至少一处的问题。

在本发明的固废RDF处理过程中加入了催化剂，催化剂不仅可以显著降低热解温度，而且可以缩短反应时间，提高生产效率及油品收率。

本发明提供了一种热解油气的快速、高效分馏收集技术，同时提供了一种解决冷凝器的积灰与结焦问题的技术。热解油气靠热解炉内外温度差产生微正压排出炉外，动力小，流速慢，在油品冷凝收集过程中，焦油和半焦等沸点高、粘度大的组分容易析出并与热解油气中夹杂的细微碳粉颗粒形成结焦粘附于冷凝器和管道壁上堵塞管道，不但妨碍系统正常运行，还造成了安全隐患。本发明的冷凝收油系统有效利用热解的热量，将热解油气直接分馏成渣油、重油与轻油，不仅有利于产品的加工利用和提值，而且有效解决了热解气化中焦油堵塞管路的问题。

本发明还提供了一种热解油气和热解炉尾气的精细化净化技术。固体废弃物处置过程的二次污染问题一直是公众高度关注的焦点，也是制约固体废弃物处置业发展的瓶颈，如何通过技术改进有效控制并降低固废RDF处置过程污染物的排放，是业内技术攻关的重点。

本发明还提供了一种热解过程的能源综合利用技术。固体废弃物是一种低值物料，一般来讲，低值物料处置是需要花费高成本才能实现环保处置，对于热解来讲，能耗是处置过程最大份额的成本，提高热解过程的能量利用率，是降低热解成本最有效的方法，有助于热解技术的推广与应用。本发明不仅利用热解不凝气燃烧为热解炉供热，还对热解尾气的余热进行回收利用，实现了热解过程的能源综合利用。

本发明采用的技术方案是：一种固废RDF处理方法，利用热解炉对固废RDF进行热解，生成热解固体混合物及热解油气；将所述热解油气通入分馏系统，利用分馏系统将所述热解油气分馏为渣油、重油与轻油；热解炉产生的尾气经过尾气处理系统净化处理后排放，余热被回收送回热解炉。

优选地，所述固废RDF在热解炉中热解时，加入了催化剂，所述催化剂至少包含氧化镍、氧化钴、氧化钙及氧化镁中的一种。

优选地，所述催化剂占所述固废RDF质量的(1-5)‰。

优选地，所述固废RDF经过热解后产生的热解固体混合物经过筛分处理，分选出热解碳及渣料。

优选地，所述分馏系统还包含不凝气净化输送系统，所述不凝气净化输送系统包含一个或多个装有碱性水的水封罐，不凝气经过装有碱性水的水封罐净化吸收后，再次进入热解炉燃烧系统，燃烧产生的热风为热解炉加热。

优选地，所述热解炉排出的尾气经过回收余热后，再经过布袋除尘去除颗粒物。

优选地，所述尾气经过布袋除尘去除颗粒物后，进入碱液喷淋塔去除酸性气体。

优选地，所述尾气经过碱液喷淋塔后，进入酸液喷淋塔去除碱性物质。

优选地，所述尾气经过酸液喷淋塔后，进入酯喷淋塔去除有机物。

优选地，所述尾气经过酯喷淋塔后，经过活性炭填料塔净化处理后排放。

本发明的有益效果在于：

本发明的固废RDF处理方法将固废RDF热解产生的热解油分类处理，生产出了高热值燃油，实现了固废RDF的资源化。另外，对热解炉产生的尾气中的余热进行回收利用，提高了能源利用率；尾气经过多重净化后排出，不会造成空气污染。

附图说明

图1是本发明一实施例的固废RDF处理方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1所示，一种固废RDF处理方法，利用热解炉对固废RDF进行热解，生成热解固体混合物及热解油气；将所述热解油气通入分馏系统，利用分馏系统将所述热解油气分馏为渣油、重油与轻油；热解炉产生的尾气经过尾气处理系统净化处理后排放，余热被回收送回热解炉。

在本实施例中，固废RDF在热解炉中热解时，加入了催化剂，所述催化剂至少包含氧化镍、氧化钴、氧化钙及氧化镁中的一种。催化剂可以有效降低固废RDF热解反应温度，加快热解速度，提高生产效率和油品收率，热解完成后经过筛分还可以回收利用。

在本实施例中，催化剂占所述固废RDF质量的(1-5)‰。

固废RDF经过热解后产生的热解固体混合物经过筛分处理，分选出热解碳及渣料。其中，渣料包含剩余催化剂，所述剩余催化剂再次返回热解炉重新利用。

在本实施例中，利用催化剂加速热解的原理如下：

RDF催化热解机理：RDF(化学式：～R—(R)_n—R·H₂O～)

RDF干化失水阶段原理：

RDF热解引发形成自由基反应：

RDF分子链断裂反应：

RDF分子链终止反应：

R_m·+R_n·——→R_m—R_n

R_m·+RO_n·——→R_m-(OR)_n

RO_m·+RO_n·——→(RO)_m-(OR)_n

将制备好的催化剂与RDF混合后，输送进热解炉。在连续热解炉中，热解过程主要经历了干化段(105℃以下)、升温段(105-180℃)、热解断链段(180-350℃)和碳化段(350-400℃)，期间产生的热解碳则通过冷却排渣系统排出。热解油气则进入分馏系统。

分馏系统紧接热解炉，由一组或多组可控制温度的冷凝装置及收集罐组成，其中包括了渣油收集系统，重油收集系统和轻油收集系统。渣油收集系统能够先收集350℃以上的沥青质、焦油和渣油，避免快速冷凝器积灰和结焦堵塞管道；重油收集系统控制温度收集200-350℃之间的重油；轻油收集系统控制温度收集200℃以下的轻油。油品主要成分为4-12个碳的脂肪烃和芳香烃,热值高达9000-10000Kcal/Kg。

本发明的分馏系统有效利用了热解的热量，将热解油气直接分馏成渣油、重油与轻油，从而有利于产品的加工利用和提值；避免了在油品冷凝收集过程中，焦油和半焦等沸点高、粘度大的组分容易析出并与热解油气中夹杂的细微碳粉颗粒形成结焦粘附于冷凝器和管道壁上堵塞管道，有效解决了热解气化中焦油堵塞管路的问题。

在本实施例中，分馏系统还包含不凝气净化输送系统，该系统包含一个或多个装有碱性水的水封罐，不凝气经过装有碱性水的水封罐净化吸收后，再次进入热解炉燃烧系统，燃烧产生的热风为热解炉加热。水封罐一方面吸收了不凝气中的酸性气体，延长了炉膛及燃烧器的使用寿命，另一方面还可以去除热解带出的极小固体颗粒物，防止燃烧器堵塞，此外同时还可以防止气体燃烧时回火。

在本实施例中，热解炉排出的尾气经过回收余热后，经过布袋除尘去除颗粒物，之后进入碱液喷淋塔去除酸性气体，随后进入酸液喷淋塔去除碱性物质，再进入酯喷淋塔去除有机物，最后经过活性炭填料塔净化处理后排放。

本发明过程产生的热解碳热值高、固定碳含量高，可作为成型燃料、炭黑及活性炭生产的原料。本发明产生的燃油热值高达9000-10000Kcal/Kg，相当于汽柴油，是能量密度很高的燃料产品，便于运输、加工和销售，作为原料油还可以加工成汽油、柴油和溶剂油，也可以从中提取化工原料，具有很高的经济效益。

热解不凝气体通过热解炉的供热装置燃烧，产生的热量作为热解系统自供热热源,无须外部添加燃料供热。

不凝气经过初步净化、高温燃烧后形成的尾气经过布袋除尘、碱喷、酸喷、酯喷、活性炭吸附的精细化处理方式，最大限度的阻止了二次污染的可能，使得各项污染物的排放均低于国家排放标准，此工艺方案具有适用范围广、资源化程度高，产物经济价值高，尾气无害化处理的优势。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。