[发明专利]处理固废物的系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于固体废弃物资源化处理领域，具体而言，本发明涉及处理固废物的系统和方法。

背景技术

随着经济的迅速发展、人口的不断增长以及人民生活水平的日益提高，我国城市有机固体废弃物急剧增加，特别是城市生活垃圾、农村的生物质和工业园区的废旧轮胎橡胶等。目前中国城市生活垃圾年产生量约2亿吨，且每年还在以10％左右的速度增长，给环境造成了很大的负担。全国大城市中有2/3面临“垃圾围城”的困境。农村生物质在许多地方已成为农业废弃物，对环境产生了巨大的压力。另外我国的废旧轮胎产生量多达2亿多条，因其废弃量巨大且难以处理受到越来越大的关注。

目前垃圾处理常用的填埋、堆肥方式已陷入占用大量用地、堆肥产品无销路的困境，而垃圾焚烧处理的方式始终无法摆脱二噁英污染的问题。垃圾热解法可使生活垃圾在无氧或者缺氧条件下发生分解，生成燃气、燃油、固体炭三种能源进行再利用。目前生活垃圾热解系统和工艺比较成熟，具有代表性的有垃圾热解直燃售蒸汽、垃圾热解售燃气和垃圾热解气化发电等。

我国是农林业大国，每年产生大量的生物质资源，但长期以来都被废弃或作为柴草就地焚烧，既浪费了资源，又严重污染环境。在此形势下，全国各地都在积极探索和研究生物质资源综合利用的新方法，例如：秸秆气化技术、就地还田技术、饲料综合利用技术、生物质热解技术等。其中生物质热解技术因其具备高效化转换、高值化应用而备受关注。

当今废旧轮胎资源化处理的发展方向为热解技术。废轮胎热解处理技术主要通过转换可以有效地回收炭黑、富含芳烃的油和高热值燃料气，实现能源的最大回收和废旧轮胎的充分再利用，具有较高的经济效益和环境效益。而且，又具有处理量大、效益高和环境污染小等特点。

低温热解是在无氧或缺氧的条件下，将有机固废经预处理加热到较高温度，使有机固废中的有机物发生热解以及热化学转化反应，生成氢气、一氧化碳、甲烷等可燃性气体、油水混合液及固体产物的过程。由于热解温度较高，大部分热解油会发生二次裂解生成小分子气体，生成的可燃气体可为热解装置加热使用，是一种污染小、投资低、回报好的有机固废处理技术。

专利号为200810122703.6的专利公布了一种城市垃圾热解处理方法。该方法首先将城市垃圾经过分选，去除了塑料类含氯成分高的物质，并制成衍生燃料。然后利用高温可燃气体对垃圾进行干燥、热解，其高温燃气来自农林废弃物热解气化产生的生物质燃气。装有城市垃圾的容器内的气体从出气口排出，并在气体燃烧炉内完全燃烧。气体燃烧炉尾气经过急冷，降温至200摄氏度以下排出。

该方法一方面为了减少生成二噁英的前驱物(如聚氯乙烯、聚氯树脂等)，采用了分选工艺，虽然含氯物质减少，但同样降低了物料中氢的含量，获得的热解气中氢气较少，热解气热值较低，其资源化水平不高。由于热解本身属于无氧或缺氧的环境，还原条件下基本没有二噁英生成，因此分选工艺带来的效果并不明显。另一方面生活垃圾干燥、热解的热源来自另一个农林废弃物热解气化装置产生的可燃气，由于能量损失，其热解温度较低，因此会产生大量热解油，而热解油的利用及处理较难，会影响整个工艺的连续运行。再一方面此系统工艺采用热解技术同时处理了生活垃圾和生物质，并且采用两个热解装置，系统复杂，并且协作处理其经济效益较差，干燥带来的烟气量大，处理成本高。第四，该方法针对生活垃圾特别进行了干燥处理，造成单位能耗较高。且生物质热解气没有得到资源化利用。第五，此系统工艺仅针对生活垃圾和农林废弃物进行处理，且系统复杂，没有考虑城市工业废弃的轮胎、橡胶进行处理，整个系统工艺综合处理能力不强，难于工业化推广。综上所述，该发明由于存在以上问题，经济效益差、资源化水平不高，很难实现工业化应用。

专利号为201210282640.7的专利公布了一种垃圾热解煤气净化燃气发电工艺，其路线为生活垃圾经过破碎、干燥、挤压造粒制成垃圾颗粒；垃圾颗粒在热解炉内600摄氏度左右缺氧热分解产生粗煤气；高温粗煤气进换热器回收热能，粗煤气冷却至低温后进行烟气净化，然后除尘、脱出焦油；接着脱除酸性气体、二噁英等物质；最后洁净的煤气在引风机的推动下进行直燃发电。

该方法一方面预处理过程复杂，由于垃圾中含有许多金属、布袋，容易对破碎装置产生影响，因此装置连续运行效果不好，挤压造粒后的物料由于密度大、传热传质慢，热解过程中热解油的产率会提高、热解气产率会下降，不利于后续发电利用。再一方面此系统工艺仅针对城市生活垃圾进行了热解处理，未考虑生物质以及城市工业园区的工业废弃轮胎、橡胶等，系统装置利用率不足，经济效益不明显。