[发明专利]有机垃圾热解系统及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机垃圾热解系统，以及利用该有机垃圾热解系统处理有机垃圾的方法。

背景技术

随着我国现代化进程的加速，城市生活垃圾已经成为制约绿色城市快速发展的一个重要因素。目前，世界各国城市垃圾处理方式主要包括卫生填埋、焚烧、堆肥、热解以及垃圾综合处理等。而我国相关的垃圾分类、垃圾综合利用技术滞后，目前垃圾的主要处理方式为卫生填埋为主，焚烧、堆肥等方式为辅。并且，随着科技进步和环保意识的增强，“焚烧法”和“填埋法”给环境带来的破坏作用及威胁人类的身体健康已越来越被人们认识到。一种新型的技术以替代“焚烧法”和“填埋法”，以减少温室气体排放和消除二噁英污染问题，正被迫切需要

垃圾热解处理技术是指将垃圾在的无氧或缺氧的状态下加热，使之分解。在热解过程中，其中间产物趋向于两极化变化：一种是从大分子裂解为小分子的裂解过程、另一种是小分子聚合为大分子的缩聚过程。随着热解温度的升高，垃圾热解主要经历干燥(室温～200℃)、干馏(～500℃)和气体生成(～1200℃)三个阶段。在低温干燥阶段，垃圾中所含的外水和毛细结构吸附的水分首先被加热蒸发，其次物质中的结构水受热分解。随着水分的蒸发和热解干馏温度的升高，垃圾热解进入干馏阶段。干馏阶段只要发生内部水和CO₂的析出、脱氧、脱硫等反应。随着温度的继续升高，干馏阶段产生的小分子物质发生二次裂解，垃圾热解进入气体生成阶段，生成二次裂解产物。二次反应主要有裂解、脱氢、缩聚、氢化反应、桥键反应、水碳反应等。二次裂解反应主要产物包括：H₂、CH₄和CO等。

由于我国垃圾分类措施不完善，致使垃圾本身成分异常复杂，常含有厨余物、塑料、废旧电池、电路板等等。同时发现垃圾热解产生的焦油成分亦异常复杂，成分分析发现焦油中含有上百种中物质，包括各种有机酸、酚类、酮类、醛类、PAHs等，其中氯元素和重金属元素普遍偏高，含水量大约20％，热值约13～18MJ/Kg，同时因硫化物含量高而导致恶臭，综合利用难度大。诸多因素致使我国垃圾热解、垃圾综合利用技术很难取得重大突破。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种有机垃圾热解系统，该有机垃圾热解系统可有效抑制油气的二次反应，提高焦油产率，并且采用了蓄热式无热载体辐射管加热技术，无需气、固热载体，提高了热解气的热值，同时该有机垃圾热解系统可模块化组合，适合不同垃圾处理量，易于工业化。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种有机垃圾热解系统。根据本发明的实施例，该系统包括：筛选机、螺旋进料器、干燥提升塔，第一旋风分离器，以及热解反应器，其中，所述筛选机、所述螺旋进料器、所述干燥提升塔、所述第一旋风分离器和所述热解反应器依次相连通，其中，所述热解反应器包括：热解垃圾入口和半焦出口；所述热解垃圾入口位于所述热解反应器的顶部，且与所述固体垃圾出口相连；所述半焦出口位于所述热解反应器的底部；蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管在所述热解反应器的内部沿着所述热解反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管，并且所述蓄热式辐射管上的烟气出口与所述干燥提升塔的烟气入口相连；油气导出管道，所述油气导出管道的管壁上设置有通孔；集气管，所述集气管包括集气总管以及与所述集气总管相连通的集气支管，其中，所述集气总管竖直地设置在所述热解反应器外部，所述集气支管延伸穿过所述热解反应器的侧壁伸入到所述热解反应器内且与所述油气导出管道相连通。

根据本发明实施例的有机垃圾热解系统可有效抑制油气的二次反应，提高焦油产率，并且采用了蓄热式无热载体辐射管利用间壁换热加热，无需气、固热载体，提高了热解气的热值，同时该有机垃圾热解系统可模块化组合，适用于不同垃圾处理量，易于工业化。

另外，根据本发明上述实施例的有机垃圾热解系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，所述集气支管为多个，并且沿所述集气总管的长度方向彼此平行布置。

根据本发明的实施例，所述集气支管垂直于所述集气总管。

根据本发明的实施例，所述油气导出管道沿所述反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的油气导出管道。

根据本发明的实施例，所述油气导出管道与所述蓄热式辐射管平行布置，且所述蓄热式辐射管各自的左右两侧对称设置有两根油气导出管道。