[发明专利]一种垃圾衍生燃料热分解系统及热分解工艺方法

说明书

本发明涉及垃圾回收利用技术领域，具体涉及一种垃圾衍生燃料热分解系统及热分解工艺方法。该热分解系统包括热解炉、热风发生系统、湿法喷淋除尘塔、间接水冷却收集装置、油水分离系统、循环水冷塔、水封罐。热解气中的不凝气通过水封罐通入热风发生系统，作为热风发生系统的燃烧能源，减少外加能源的使用。本发明采用气密物料输送机构进行热解炉内物料的输送和排渣，实现物料进入热解炉和出渣过程的隔绝空气，避免出现热解气燃烧导致的爆炸，使得热解炉能够连续作业，避免采用间歇式热解炉每次打开炉门的装料、出渣过程会有大量的VOC和粉尘无组织的排放，同时避免了间歇式打开热解炉每次需要重新进行升温操作造成的能源的浪费，提高资源化利用的产能。

技术领域

本发明涉及垃圾回收利用技术领域，具体涉及一种垃圾衍生燃料热分解系统及热分解工艺方法。

背景技术

包括生垃圾在内的固体废弃物是土壤、水和大气污染的主要污染源，环境治理应从固体废弃物减量和较少处置过程污染物排放入手。从组成成分看，固体废弃物都是无机物和有机物的混合物。其中无机物分为金属和非金属；有机物通常按照短期腐败特性分为容易腐烂的有机物和难以腐烂的有机物。剔除了无机物和易腐有机物后的固体废弃物主要由塑料、织物、橡胶、竹木、纸张等组成，称为垃圾衍生燃料（又叫RDF），是继煤炭、石油、天然气之后的第四代绿色能源产品。自上世纪中期RDF概念诞生以来，人们一致在探索RDF的资源化利用技术，至今没有公认的环保、高效、通用性强的工艺方法。

由于组分含氯的原因，为了减少和抑制二恶英，最初在欧美国家都是采用燃煤电厂掺烧的方式利用RDF，也曾有在源头剔除含氯组分制备“清洁”RDF的做法，近期又有人研究RDF的热解气化燃烧技术。所有探索都是希望在最大限度能源化或资源化利用RDF的同时，又能减少或消除资源化利用过程产生的污染物排放，特别是二恶英的排放。

燃煤掺烧虽然能够解决部分污染排放问题，同时对RDF产品提出了较高的要求，否则就必须对锅炉系统进行改造。RDF是低价值资源，深度加工，远距离运输都会抵消本身的资源化产出价值，燃煤掺烧只有在某种特定的条件下才可以使用，无法得到推广。源头剔除含氯组分是一种得不偿失的做法，因商业价值低，基本被淘汰。

所谓的热解气化，其实是首先在控制氧气浓度的条件下让RDF在第一燃烧室部分燃烧生成含可燃气的烟气，然后烟气在第二燃室二次高温燃烧，用二次燃烧的高温提高有机物焚毁率，减少二恶英的产生。其实还是一种焚烧工艺。粉尘、硫氧化物、氮氧化物、二恶英等污染物的排放并不能消除，仅仅排放少了一点而已，因此，至今也没有为行业和公众完全接受。

真正意义上的RDF热分解应该是在隔绝空气条件下，间接加热将有机物升温至分解温度以上，让RDF中的有机物发生分子键的断裂，形成的气态小分子有机物，与蒸发和生成的水分子组成热解气；RDF所夹杂的无机物（灰分）与固定碳组成碳渣。热解气被冷凝收集后，得到热解液和常温下不凝结的可燃气；热解液由高沸点有机物和水组成，油水分离后可得到存储、运输和利用方便的热解油。常温不可凝的可燃气在专用燃烧室高温燃烧后产生的高温烟气用于对热解反应器的加热，不凝气不必存储，也不浪费，整个热解不需要额外添加热能。

热解对RDF的形态要求不高，无需成型，无需过分精制与烘干，仅消耗RDF本身能量的15%-20%即可实现全量资源化转化，80%-85%的能量保留了下来。相对于焚烧，燃烧的是经过净化的仅占RDF有机组分15%-20%的小分子不凝气，烟气排放量、粉尘、硫氧化物、氮氧化物等污染物浓度都大大降低，是减排、环保、高效的RDF资源化处置技术。

那么，如何确保RDF热解过程中隔绝空气，保证系统长期、安全、稳定运行；如何安全、高效回收利用热解气中的各种组分，避免因管道和塔器堵塞造成停机，发生事故；如何提高热解炉产能，以满足大工业生产需要；以及提高热解系统自动化程度；等等都成为了目前亟待解决的问题。

发明内容