[发明专利]一种垃圾碳化热解方法及水、气热量交换装置

说明书

本发明公开了一种垃圾碳化热解方法，步骤为将垃圾依次进行干燥、在绝氧、温度为800°C~900°C、负压、间接外加热环境下碳化热解、热量交换、气体净化，本发明还公开一种用于上述垃圾碳化热解方法中的水、气热量交换装置，包括立式换热筒、换热槽、供水组件、供气管、出水管、气换热组件，本发明的效果为：垃圾碳化热解方法能够阻断二噁英等有害物质产生的必要条件，产生的可燃气燃值较高，更加清洁而且排放也有明显的优势；热量交换装置能够同时通过水和空气作为热传递介质对烟气和可燃气进行热量交换，使得能够充分利用碳化热解过程中产生的热量，有效提高了资源利用率，使得资源全面化利用，降低了生产成本，提高了经济效益。

技术领域

本发明是一种垃圾碳化热解方法及水、气热量交换装置，属于垃圾处理技术领域。

背景技术

随着我国城市化的加快，城市生活所产生的垃圾问题也成为现阶段环境治理的一项重要内容。生活垃圾是人类日常生活中产生的固液废弃物，由于排出量大，成分复杂多样，且具有污染性、资源性和社会性，如不能妥善处理，就会污染环境，影响环境卫生，浪费资源，破坏生产生活安全，破坏社会和谐。

据统计，全球每年排放各类垃圾近50亿吨，中国主要城市年产生活垃圾15亿吨，并且还以每年8%-10%的速度增长，中国城市每年因垃圾造成的损失高达300亿元，在国家环保政策支持力度加强的背景下，垃圾治理已成为不可逆转的全球趋势，垃圾总量越大，行业面临的机会越多，目前我国垃圾处理产业尚处于初级阶段，市场化改革也还处于局部试点阶段，相关政策法规、技术标准体系，健全的市场化运作体系都需要在实践中形成，检验和不断完善，根据近年国内外环境保护的重视程度推断未来5-10年，我国垃圾处理行业面临重大发展机遇，市场化程度和行业技术水平都有望取得实质性进展。

目前，生活垃圾的处理方式主要包括卫生填埋、高温堆肥和焚烧。卫生填埋即把生活垃圾直接倾倒到现有的沙坑或低洼地带，是小城镇和农村的生活垃圾的主要处理方式，占用有限的土地资源，同时也难以避免向空气、地表水、地下水以及土壤环境中排放污染物，许多国家和地区对这一处置方式的二次污染防治要求日趋严格，处理成本也随之增加；高温堆肥法处理生活垃圾得到的堆肥的养分较少，且需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，且无机物和重金属离子超标，水溶性养分含量不足，植物不易吸收，肥效较差，存在资源利用率低和处理成本高的缺点；焚烧法处理生活垃圾后排出的尾气不可避免的会产生二恶英和大量的高温烟气或热量，一方面严重污染大气环境，另一方面会造成能量的巨大浪费，而这些气体的有效清除和净化又需要大量的设施投入和较高的运行费用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种垃圾碳化热解方法及水、气热量交换装置，解决了目前生活垃圾处理方式中，生活垃圾处理资源利用率低，处理成本高，易出现二次污染，热能不能充分利用，热能大量的流失、浪费的问题。

本发明采用的技术方案如下：一种垃圾碳化热解方法，包括以下步骤：

S1:将分选破碎后的垃圾物料进行预热、干燥，垃圾物料的含水率降至20%以下，得到干燥垃圾物料，其中，垃圾预热、干燥过程中启动热介质为水蒸气；

S2:将S1得到干燥垃圾物料通过全封闭上料机送入碳化热解设备中，干燥垃圾物料在绝氧、温度为800℃~900℃、负压、间接外加热环境条件下进行碳化热解处理，其中，碳化热解设备的启动燃料为天热气，得到燃料燃烧生产的烟气、碳化热解产生可燃气和炭黑；

S3:将S2得到的30%的可燃气和炭黑为碳化热解设备中提供燃料，其中，先将炭黑进行制棒，制棒后的炭黑为碳化热解设备提供燃料，可燃气和炭黑为碳化热解设备中提供燃料后，停止使用天然气加热；

S4:将S2得到的烟气和剩余70%可燃气通过同一热量交换装置同时与空气和冷水进行换热处理，得到热空气、热水、高温水蒸气、换热后的烟气和可燃气；