[发明专利]一种固废压缩脱气碳化方法、装置及包括该装置的系统

说明书

本发明公开了一种固废压缩脱气碳化方法、装置及包括该装置的系统，通过多层级的高压力将不规则的城市垃圾、工业垃圾、市政污泥、工业污泥、生物质、医疗固废、危险固废等散料连续压缩成型，再经过无氧脱气将压缩后的固废块料进行干燥、无氧热解、碳化，最终生成碳粉及热解气，可用作于固体废弃物的焚烧、气化等深度热处理工艺的前处理工艺，提高固废热转化效率，实现深度减量化、资源化、无害化处理。

技术领域

本发明属于固废处理工艺技术领域，特别涉及一种固废压缩脱气碳化方法、装置及包括该装置的系统。

背景技术

城市垃圾、工业垃圾、市政污泥、工业污泥、生物质、医疗固废、危险固废等固废因产生源头和形成机制各不相同，因此这些固废的散料在物料成分、物料特性、几何性质等方面很难找到共同点，不便于精细分类或集中处理处置；其次，上述固废散料的堆积角一般都很小，在散料的贮存、转运、输送、深度热处理工艺预处理等过程中，经常存在处理设备复杂多样，占地面积大，综合处理效率低，系统多元化应用存在局限性等问题。

直接采用常规的焚烧、气化等工艺处理固废时，极易由于固废物料的成分特性和热反应条件特性，产生二噁英、飞灰等二次污染物或危废，这些二次污染物或危废不仅收集和处理工艺复杂，较易造成更为严重的污染，而且处理成本很高。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的缺陷，提供一种固废压缩脱气碳化方法、装置及包括该装置的系统。通过多层级的高压力将不规则的城市垃圾、工业垃圾、市政污泥、工业污泥、生物质、医疗固废、危险固废等散料连续压缩成型，再经过无氧脱气将压缩后的固废块料进行干燥、无氧热解、碳化，最终生成碳粉及热解气，可用作于固体废弃物的焚烧、气化等深度热处理工艺的前处理工艺，提高固废热转化效率，实现深度减量化、资源化、无害化处理。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种固废压缩脱气碳化装置，包括顺次密封连接并安装于同一中心轴线上的高压压缩设备、料封室和脱气室；

其中所述高压压缩设备用于对固废散料进行多级高压连续压缩成型，并将压缩的固废块料推入料封室；

所述料封室用于连接高压压缩设备和脱气室，将固废块料输送入脱气室，并在料封室充满固废块料后，使高压压缩设备和脱气室形成空气隔绝；

所述脱气室用于对固废块料进行干燥、无氧热解和碳化反应，最终转化为碳粉及热解气。

进一步的，高压压缩设备、料封室和脱气室的腔室内下表面完全平齐，位于同一水平面上。

进一步的，高压压缩设备从其高压压缩腔至出料口的截面形状及尺寸完全一致，内腔截面形状为矩形或圆形，当高压压缩腔截面为矩形时，高压压缩腔截面长宽比为1.5:1～4:1，经高压压缩设备压缩后的固废块料厚度与压缩腔体截面宽度比值为0.2～1.5。

进一步的，料封室为进、出口中空贯通式通道结构，总长度为0.1～2m；料封室内腔的截面形状与高压压缩设备出口一致,料封室内腔的截面尺寸与高压压缩设备出口一致，或者上顶边长、两侧高均相对高压压缩设备出口增加2～10mm。

进一步的，料封室外部设置有带折流板的水夹套，水夹套中通过循环冷却水保证料封室内固废块料的温度不超过50℃。

进一步的，脱气室为进、出口中空贯通式通道结构，其总长度可使内部固废块料从脱气室进口被逐步推动到出口的时间为0.2～2小时；脱气室内腔下底面水平，内腔高度从进口至出口扩大0.5％～10％，内腔宽度从进口至出口扩大0.5％～5％，出口大于进口；所述脱气室外部设置有带折流板的间接加热夹套层，夹套层内热介质采用热烟气、或导热油、或高温蒸汽或电热模块，采用流动性高温热介质时，热介质流动方向和脱气室内物料进料方向相反，形成逆流式加热效应。

一种固废压缩脱气碳化的方法，采用上面任一所述的固废压缩脱气碳化装置，包括以下步骤：