[发明专利]一种无二噁英、无废气排放的垃圾干馏-气化炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种在隔绝空气状态下把垃圾干馏，分解出可燃气体(称之为“干馏燃气”)和碳化物残渣，再燃烧干馏残留下来的碳化物产生高温，用水蒸汽和空气作气化剂，处于高温状态下的碳化物把水蒸气和燃烧所产生的CO₂还原，生成气化煤气(CO和H₂)，收集干馏煤气和气化煤气进行利用的垃圾干馏-气化炉，技术领域属于环保和节能减排。

背景技术

过去垃圾处理有填埋、焚烧和综合利用三种。垃圾填埋占用土地、污染环境，后患无穷，不宜推广已达成共识；垃圾燃烧方式虽然已有140多年的历史，在技术上也已经成熟，但往往还需要添加助燃剂来帮助垃圾燃烧，而且投资大，运行成本高，最致命的问题是垃圾焚烧不可避免会产生二噁英，受到群众的强烈反对；垃圾综合利用处理成本高，堆肥没有市场，专家并不认可，成功案例也不多，所以也难以推广。因此，垃圾如何处理，成为政府头疼的问题，而与此同时，垃圾却越积越多，形成垃圾围城，酿成垃圾危机。

如何破解垃圾危机就成为大家所追求的目标。从二噁英的分子式看，二噁英是由一个或者两个氧原子结合两个被氯取代的苯环，所以它的产生必须具备两个必要的条件：即一是有氯的存在；二是发生氧化反应。显然，混合垃圾不能没有氯的存在，焚烧是氧化反应，正好满足产生二噁英的这两个条件，所以，垃圾焚烧就不可避免会产生二噁英。我们过去的发明专利：“一种高温干馏垃圾焚烧炉及其焚烧工艺”(发明专利号200510085232.2)利用干馏的方法处理生活垃圾，对于抑制二噁英和飞灰的产生有着显著的效果。

所谓干馏，就是固体的有机物在隔绝空气的状态下加热分解的化学反应过程，干馏的结果生成可燃气体、焦油和碳化物固体残渣，因为不是氧化反应，就不会产生二噁英；燃烧可燃气体或者碳化物固体残渣，因为没有氯的存在，也不会产生二噁英。这就是我们利用干馏技术处理垃圾，能够从根本上消除二噁英产生的理论根据。

因为高温干馏垃圾焚烧炉发明专利最后还是焚烧，所以还会有少量的二噁英产生，尽管二噁英排放符合当前的国家标准，但仍不够理想。

工业上有一种两段式煤气发生炉，其生产工艺就是将煤先干馏生成干馏煤气、焦油和半焦以后，再燃烧半焦生成气化煤气，正好符合垃圾干馏处理的工艺要求。所以我们在高温干馏垃圾焚烧炉发明专利的基础上，借鉴两段式煤气发生炉的工艺和经验，开发出完全没有二噁英、没有废气排放的垃圾干馏-气化处理炉。

显然，一般的两段式煤气发生炉以煤为原料生产燃气。煤和垃圾、半焦和干馏后残留的碳化物残渣的特性存在着巨大的差异：首先，煤气发生炉对煤块的大小有一定的要求，垃圾肯定不能满足这种要求；其次，半焦之间有间隙、可以透气，能够让气化煤气上升，同时加热煤块，使煤块发生干馏，生成半焦；垃圾和垃圾干馏以后残留的碳化物透气性不好，气化煤气上升受阻，指望气化煤气上升直接加热垃圾产生干馏就显得不足，需要另辟加热蹊径；第三，垃圾的成分复杂，比煤更容易“结渣”。当垃圾温度超过200℃以后，垃圾中的塑料融化，板结在一起，不仅不透气，甚至不往下掉，形成‘料滞’，影响垃圾的干馏和气化，需要采取特别措施；第四，垃圾中含有大量的水分，势必增加垃圾的烘干和预热的时间，就不能不增加炉子的总体高度和炉子的内部结构；第五，煤和半焦有足够的机械强度，能保证煤层通气，垃圾和垃圾干馏后残留的碳化物基本上没有机械强度，还承受上面垃圾的重量，透气性极差，燃烧层和还原层的高度就难以保证，燃烧不好不能保证温度；还原不充分则降低燃气的热值等等，故不能直接使用一般的煤气发生炉。

本发明的目的在于在高温干馏焚烧炉的基础上，借鉴两段式煤气发生炉的生产工艺，提供一种适合于垃圾处理，直接把垃圾中的有机物变成干馏煤气和气化煤气的、没有二噁英、废气排放的垃圾干馏-气化炉。

发明内容

本发明在高温干馏垃圾焚烧炉的基础上，借鉴两段式煤气发生炉的生产工艺，提供一种混合垃圾先干馏分解以后，再燃烧碳化物固体残渣，生成气化煤气，以实现从根本上消除垃圾焚烧产生二噁英的问题，同时，把垃圾中的有机物直接转换为清洁的干馏煤气和气化煤气的没有二噁英、没有废气排放的垃圾干馏-气化炉。