[发明专利]一种生活垃圾热解资源化综合处理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及固体废弃物资源化处理领域，尤其是涉及一种生活垃圾热解资源化综合处理系统及方法。

背景技术

近年来关于垃圾热解技术的研究层出不穷，包括原料热解行为分析，热解影响因素分析，热解产物特性研究，热解装置研发等等，但是这些研究多集中于实验室阶段，仅有少部分进入中试阶段，大规模的工业化生产运行还没有实现。原因主要是我国生活垃圾为混合垃圾，含水率高，垃圾原料本身成分复杂、波动性大，这种特性造成了热解后产物品质不稳定，进一步利用还存在问题，尤其是垃圾热解炭的利用问题。通过研究发现我国垃圾热解炭杂质含量较多，热值低，市场销路不好，很难进行进一步的利用，即使有部分垃圾热解炭作为燃料与煤掺烧，但燃烧效果差，破坏了原有的工艺过程，对正常的工艺运行造成了影响。大多数垃圾热解炭最终只能作为热解残渣进行填埋处理，不仅占用了土地资源，而且造成了能源的浪费。因此如果能够将这部分垃圾热解炭利用起来，为热解提供能源，则能够提高垃圾热解资源化效率，更利于垃圾热解的工业化生产和推广。

为了解决这一问题，有研究者采用将垃圾气化的方式直接获得可燃气，从而避免热解炭的利用难题，但是直接气化会造成热解气和气化气混合，从而使气体整体热值下降，气体含尘量大，质量不纯，经济效益差；也有研究者将垃圾热解炭单独气化以得到气化气作为产品。

气化装置主要有固定床、流化床、气流床等，现有的垃圾热解炭气化采用的气化装置多为流化床或者气流床，目的是得到较高热值的气化气作为产品，这就要求原料粒度较细，需要将垃圾原料进行多级破碎处理，实现破碎后粒径＜10mm，不仅工艺流程复杂而且增加了处理成本。同时，由于垃圾热解炭大多不是块状物料，也不适用于采用固定床气化，并且垃圾热解炭成分复杂，用固定床气化后得到的气化气热值低，很难进一步利用。

垃圾处理中臭气的处理也一直是垃圾处理重点关注的问题，垃圾中的恶臭主要是垃圾在运输、预处理(破碎、烘干等)、堆、取过程中由微生物与垃圾中的有机物通过好氧或者厌氧过程而产生的，主要成分包括硫化物、胺化物、卤代烃、芳香烃、含氧有机物等，目前恶臭的常规处理技术包括物理、化学和生物法等，其中物理法只适用于处理低浓度、范围小的恶臭，且成本较高；化学法除臭不持久，除臭设施投资和运行费用高；生物法虽然成本低廉但是菌种的筛选培养较为困难，见效较慢。

专利号为201210466539的专利公布了一种生活垃圾耦合流化床分级热解气化工艺，采用耦合流化床作为热解反应主体装置，气化装置为气流床，这就要求物料必须是微小颗粒，专利中的粉碎粒度为0-6mm，并且生活垃圾必须先脱铁，这样需要进行多级粉碎，能耗大，经济效益差，同时采用套管式滚筒烘干机烘干，需要提供能源，烘干效率低，能耗大，烘干的含有异味水蒸汽作为气化剂，气化时还需额外提供氧化剂，包括氧气、空气、富氧空气，经济效益差；热解气与气化气混合，为了实现得到高含甲烷低含尘量的可燃气，采用高温临氢热解，气化温度高，气化过程中需要进行两级气固分离，工艺复杂，运行费用高。

专利号为201110111480.5的专利公开了生活垃圾热解气化处理成套设备，包含了热解气化燃气发生炉、预热炉、燃烧炉、燃烬炉，目的是使生活垃圾热解气化生成燃气，并将燃气燃尽。但是该方法将热解与气化在同一个炉内完成、热解气和气化气混合，致使燃气整体热值低，并且产生的燃气、焦油等均被燃烧，能源利用效率低，经济性差。

发明内容

本发明提供了一种生活垃圾热解资源化综合处理系统及方法，解决了生活垃圾热解产物炭很难再利用或者利用过程中能源转换效率低，经济效益差的问题，以及垃圾处理过程中产生的臭气的处理问题，同时解决了生活垃圾热解技术经济效益差而导致的难于工业化推广的问题，其技术方案如下所述：

一种生活垃圾热解资源化综合处理方法，包括下列步骤：

1)将生活垃圾原料经过分选、破碎、烘干、成型的预处理，并将预处理过程中产生的带有臭味的空气及烘干时带有水蒸汽的烟气收集作为气化剂使用；

2)将所述成型的生活垃圾热解原料均匀给入蓄热式旋转床热解炉，在炉内生活垃圾热解原料随炉底的转动被逐渐加热，生成热解高温油气和热解炭，所述热解炭经出料机构排出；

3)所述热解高温油气通过设置于蓄热式旋转床热解炉炉顶的收集管收集，并经过冷却净化后，得到热解油和热解气；

4)将所述热解炭输入到固定床气化装置内并利用步骤1)中的气化剂进行气化，产生的气化可燃气经除尘净化后供蓄热式旋转床热解炉的加热装置燃烧使用，所述加热装置为蓄热式燃气辐射管。