[发明专利]一种固体垃圾无氧催化热裂解方法

说明书

本发明公开一种固体垃圾无氧催化热裂解方法，其步骤有，垃圾预处理：将外运垃圾放入垃圾池除去废水后，依次进行粗破、脱水、粉碎成小于3厘米的垃圾颗粒；再利用余热和再生可燃气和/或外加热来加热垃圾颗粒，在干燥将垃圾颗粒的水分含量降低到10‑30%范围内，得到干燥垃圾颗粒。垃圾裂化分解：将干燥垃圾颗粒投入流化裂解炉，在无氧的条件下，利用余热和再生可燃气和/或外加热来加热流化裂解炉，使得裂解的温度和升温速度达到要求，加催化剂，使得干燥垃圾颗粒中的有机物质分解成无机物、可燃气、生物碳和液体化合物。裂化分解后的产物再加工：将无机物、可燃气、生物碳和液体化合物，分离、净化、合成加工成建材、燃气、成品肥料、燃油。本发明在中低温、催化、完全没有氧气的条件下，可以处理复杂的混合垃圾，连续进料，实现高效热裂解，产生燃气和碳等，同时，对产生的焦油进行二次裂解，消除管道堵塞和提高燃气热值等。

技术领域

本发明涉及垃圾处理的工艺方法，尤其涉及一种固体垃圾无氧催化热裂解达到无害排放的处理方法。

背景技术

人类活动必然会产生各种垃圾，包括生活垃圾、工业垃圾、农林垃圾、电子垃圾和医疗垃圾等等。绝大部分垃圾以混合物形式存在，其中对人类健康和环境影响较大的是有机物质一类，品种十分广泛。主要包括自然界难以降解的人工合成高分子材料，如塑料、粘合剂、纤维、油漆等等；另外也包括自然可降解的生物质，如食物、秸秆、纸制品、木制品等；第三部分是含有贵金属、重金属、特定化学品的工业垃圾，如电镀污泥、电子垃圾、特种化工废料。以上三类可归纳为不可降解有机物、可降解生物质和化工电子垃圾。

随着人类生活水平的提高，垃圾产量也在不断上升。仅生活垃圾，年增长率均在5%-8%，少数大城市垃圾的年增长率达到8%-10%,人均日产垃圾量已超过1千克。我国城市垃圾2015产生量就达2.6亿吨，接近中等发达工业国家水平，且增长越来越快的趋势。

垃圾的大量产生和处理技术的不完善，已经对国家的经济发展、人民的生活质量和自然环境造成了日益严峻的负面影响。 世界各国在充分认识到这一发展瓶颈的同时，正积极集中力量开发可实现无害化和资源化处置垃圾的有效技术。

传统的垃圾填埋技术，虽仍然是全世界垃圾处理的主要手段之一，但因是转移性处置、永久性占用土地资源、存在对地下水的和大气污染的潜在风险，且填埋后需要长期维护、最终仍然需要彻底处理， 这一技术方法已显现出长期环境危害忧患，已逐渐成为过渡性方法，势必会被取代。

焚烧垃圾的危害在于氧化过程新生成许多复杂又还污染物，如果净化不严格，就会造成二次污染。焚烧作为取代填埋的手段，相关技术也在不断提高，改进后的多段焚烧炉，包括流化床焚烧炉，虽然提高了燃烧效率，一定程度地降低了污染物排放，但仍需附加设备和高运行来清除焚烧所产生的有害物质，且垃圾的资源化程度和效率仍然很低。

生物降解法是对可降解一类物质的处理方法， 首先要求源头分类，再就是只能处理可降解部分，处理周期过长， 因此这种方法不具备广泛应用的基础。 厌氧发酵法可一定程度地利用产生的沼气做为资源化产物，但伴随生成硫化物和氮化物仍需严格净化，沼渣作为有机肥须在垃圾源头没有污染的前提下，局限性很大。 好氧发酵虽然可缩短处理周期，但除沼渣外，没有多少克利用的产物，其过程大量排放二氧化碳， 需解决碳排放问题。

广泛使用的炉排炉和流化床炉，和传统的焚烧炉相比，燃烧更加充分，炉温得到提高，新增的多段或多室燃烧结构，使得燃烧也更加充分，也可以控制主烧室贫氧或少氧燃烧，达到部分气化或部分裂解的作用。在垃圾不分类的前提条件下，燃烧条件控制困难，工作状态不稳定。 由于垃圾的不均匀和成分的变化，炉温等工艺条件变化幅度较大，工况波动使得操作十分困难。部分裂解或气化所产生的气体，其热值很低，难以直接采用燃气机发电，而广泛使用的蒸汽涡轮发电效率不高，使得垃圾处置资源化水平受到限制。通过冷凝脱水和喷淋，虽然消除了一些污染物，减少了后期的腐蚀和排放，但气体热值没有明显改善。