[发明专利]固体废弃物分级处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体废弃物处理方法，更具体地说是涉及一种利用热解/燃烧联用技术处理固体废弃物的实验方法。

技术背景

随着地球上人口数量的急剧膨胀和社会发展城市化进程的加快，人类行为对生存环境带来的污染日益加剧。固体废弃物作为人类生活和生产中必然产生的遗留废弃物，其产生量也随之与日剧增，它的处理是人类面临的许多环保问题中的一个重大课题。如何有效妥善解决固体废弃物问题，是关系到国计民生的一件大事。解决固体废弃物的目标是将固体废弃物进行无害化、减量化和能源化处理。目前固体废弃物处置主要有填埋、堆肥和焚烧三种方法。其中焚烧法由于减量性好、无害化程度高并能回收热能，因而是当前各国普遍采用的方法，但由于固体废弃物自身的特点而使垃圾焚烧处理仍然存在许多问题：固体废弃物的组成非常复杂，使燃烧过程不易稳定控制而不能完全彻底的燃烧，容易造成二次污染，同时由于含氯化合物的存在，还可能产生剧毒有害物质-二恶英(PCDDs，PCDFs)，对人体健康和环境形成很大的危害。由于垃圾的成分非常复杂而使垃圾的燃烧过程、燃烧的充分性和污染物以及腐蚀等问题的控制变得非常复杂、困难或控制技术需要昂贵的费用，从而使垃圾焚烧具有设备复杂、投资和运行费用高、建设周期长等特点，在一定程度上限制了垃圾焚烧技术的推广，影响了垃圾能源化利用。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种能够实现无害化、减量化和能源化处理固体废弃物的方法。对垃圾进行热解处理有利于降低二次污染；而对垃圾可燃组分及固体废弃物的基本物化性质的研究发现垃圾中可燃物和固体废弃物均含有大量挥发份，热分解温度较低，在600℃以前基本分解完毕，且挥发份的气体成份、热值大致接近。因此为实现固体废弃物洁净燃烧，提出固体废弃物分级转化这一新思路：即固体废弃物首先在热解室中在惰性气氛条件下进行热解反应，释放出挥发份，产生的气体通过出口进入燃烧室中充分燃烧。这类似二次燃烧法，但由于热解和燃烧反应是基本分开的，这对于反应控制是很有利的。从燃烧学的角度讲，气体燃烧较固体燃烧均匀、完全，燃烧效率高；从污染控制的角度讲，燃烧均匀、充分，有利于对二恶英等有机污染物的控制，因此，固体废弃物热解燃烧的分级转化方法法有助于从根本上实现垃圾的清洁利用。

本方案是通过如下技术措施来实现的：将固体废弃物粉碎，在惰性气氛下以升温速率5～100℃/min升温至300～450℃，停留5～30分钟，然后将剩余热解残余物和热解生成的气体送入燃烧区燃烧。

本方案基于热解-燃烧联用技术特点，固体废弃物进行热解处理要比传统的焚烧方法能够更有效地控制并减少酸性气体以及飞灰中重金属对环境的污染。这主要是热解技术有其自身的特点：(1)热解可以把垃圾中有机可燃物转化为可利用的能量形式，产生燃气、焦油和半焦，可以根据不同需要加以利用；(2)热解更有利于对污染气体的控制，热解时可以降低NO_x、SO_x、HCl以及二恶英等气体的生成；(3)热解温度可以控制的比焚烧温度低，从而大大降低了重金属化合物的蒸发，减少重金属离子在气体和飞灰中的含量，降低飞灰中重金属离子对生成二恶英反应的催化作用。因此热解比焚烧技术更容易控制污染物的排放而达到环保要求，从而被认为是垃圾进行热化学处理的一个新发展方向。因此本发明具有下述有益效果：1、热解处理技术将具有燃值的固体废弃物经过热解技术处理为可燃气体，可以作为清洁能源使用，剩余固体残余物也可以作为燃料、直接掩埋或者其他用途；2、处理过程无任何污染物的排放，真正实现固体废弃物的无害化、减量化和能源化处理；3、热解过程在低温缺氧的条件下进行，无二恶英的产生条件，减少二次污染，保护环境。因此本发明与现有技术相比，实现了技术目的。

本方案的具体特点还有，将固体废弃物粉碎，在惰性气氛下以升温速率5℃/min升温至300℃，停留5分钟，然后将剩余热解残余物和热解生成的气体送入燃烧区燃烧。固体废纸经上述过程后排放的二恶英比直接燃烧要低30％；固体废聚乙烯经上述过程后排放的二恶英比直接燃烧要低60％；固体废旧轮胎经上述过程后排放的SO₂比直接燃烧要低40％。

将固体废弃物粉碎，在惰性气氛下以升温速率20℃/min升温至400℃，停留10分钟，然后将剩余热解残余物和热解生成的气体送入燃烧区燃烧。固体废纸经上述过程后排放的二恶英比直接燃烧要低35％；固体废聚乙烯经上述过程后排放的二恶英比直接燃烧要低70％；固体废旧轮胎经上述过程后排放的SO₂比直接燃烧要低50％。