[发明专利]一种垃圾处理回收水分及生产纯碳的方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于垃圾处理及回收利用技术领域，涉及一种间壁干馏、尾气冷凝回收水分和高温脱除焦粉灰分的工艺，具体涉及一种垃圾处理回收水分及生产纯碳的方法和装置。

背景技术

垃圾是人类日常生活和生产中产生的固体废弃物，由于排出量大，成分复杂多样，给处理和利用带来困难，如不能及时处理或处理不当，就会污染环境，影响环境卫生。我国已经超过美国成为世界上最大的城市固体废弃物制造者，固体废弃物的迅速增加使环境承载力逼近极限。

城市垃圾处理具有减少污染物排放、能源再生、减少温室气体的效果，应用较多的垃圾处理方法是卫生填埋、高温堆肥和焚烧，每种方法各有优缺点，但都不能实现完全的无害化、资源化和减量化的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种垃圾处理回收水分及生产纯碳的方法，对垃圾进行无害化处理，利用垃圾焚烧生产高品质纯碳，回收垃圾中的水分及副产金属，以减少污染物排放和温室气体的效应，实现垃圾的资源化利用。本发明的另一目的是提供一种垃圾处理回收水分及生产纯碳的装置。

本发明的技术方案是：垃圾处理回收水分及生产纯碳的方法，垃圾经垃圾收集站收集，通过运送工具运送至垃圾堆放场，经过分选器分选出可再生垃圾和不可再生垃圾，分出的不可再生垃圾作水泥建材原料，分出的可再生垃圾经粉碎机粉碎。粉碎后垃圾进入间壁回转窑进行低温干馏，干馏后的碳化物焦粉进入高温脱灰装置脱灰。干馏尾气进入氧化钙脱水净化塔吸收尾气中的水蒸汽，脱水后的尾气进入焦油回收器，回收的焦油进入化工厂加工，氧化钙脱水净化塔脱出的水蒸气进入水回收罐。脱油后干馏尾气返回间壁回转窑的窑膛作燃料，间接加热物料空间内的垃圾，燃烧后的烟气进入余热发电装置进行余热发电。发电后的烟气进入冷凝水回收器，冷凝回收的水分进入水回收罐。高温脱灰装置脱灰后焦粉生产灰量低于0.02%的高、副产高沸点金属和低沸点金属的混合物，纯碳送至纯碳料仓，低沸点金属送至低沸点金属回收器，高沸点金属送至高沸点金属回收器。

低温干馏的温度时400～1200℃，所述干馏后的碳化物焦粉含灰量为2～20%。高温脱灰设备把碳化物焦粉加热到1600～3000℃，使得碳化物焦粉灰分中的钙、镁、铝、铁、硅等氧化物被碳还原，并气化蒸发冷凝收集；生产的纯碳用作提纯金属的原料或还原剂。氧化钙脱水净化塔为并联双塔，一个塔在100～500℃下吸收尾气中的水蒸气生成氢氧化钙，另一个塔将氢氧化钙加热到500～1200℃再生生成氧化钙，氢氧化钙分解产生的水分进入水回收罐，双塔交替进行吸水和脱水过程。氧化钙在吸收水蒸气的同时，尾气中的氯化物与氧化钙反应生成氯化钙。氯化钙的分解温度为1600℃，氢氧化钙再生时无法分解，累积在氧化钙脱水净化塔内，经过一定时间更换氧化钙。

本发明垃圾处理回收水分及生产纯碳的装置，包括垃圾收集站和垃圾堆放场，垃圾收集站通过运输工具与垃圾堆放场连接。装置设有分选器、粉碎机、氧化钙脱水净化塔、间壁回转窑、焦油回收器、化工厂、余热发电装置、冷凝水回收器、水回收罐、高温脱灰设备和分级处理设备。垃圾堆放场依次通过分选器、粉碎机连接到间壁回转窑的进料口。间壁回转窑设有固体出料口、尾气出口和烟气出口，固体出料口连接到高温脱灰设备，尾气出口通过氧化钙脱水净化塔连接到焦油回收器，氧化钙脱水净化塔的水出口连接到水回收罐。烟气出口连接到余热发电装置，余热发电装置通过冷凝水回收器连接到水回收罐。焦油回收器设有焦油出口和脱油干馏尾气出口，焦油出口连接到化工厂，脱油干馏尾气出口连接到间壁回转窑的烧嘴。高温脱灰设备连接到分级处理设备。

分级处理设备包括低沸点金属回收器、高沸点金属回收器和纯碳料仓，高温脱灰设备分别连接到低沸点金属回收器、高沸点金属回收器和纯碳料仓。分选器为重力分选器、振动分选器或磁选器。间壁回转窑的外筒为碳钢结构，内筒由耐火材料砌筑而成。内筒中心为燃烧空间，耐火材料中间留有物料通道，或内筒中心为物料通道，耐火材料中间为燃烧空间。

分选器为振动床分选器，垃圾在振动床上倾斜流动，比重较大的建筑垃圾石块和水泥块等沉底，比重较小的生物质垃圾上浮，通过重力进行分离。或者在进入下一道工序粉碎前，增加磁选设备将未得到充分分离的金属垃圾进一步分离，保证粉碎机的稳定使用和寿命。间壁回转窑的外筒为碳钢结构，内筒由耐火材料砌筑而成。内筒中心是燃烧空间，耐火材料中间留有物料通道，燃料燃烧的热量通过导热性能较好的耐火材料，传递到夹层中的垃圾，使垃圾受热干馏。