[发明专利]一种垃圾微波裂解处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及垃圾处理技术，具体指一种基于微波加热使垃圾高温裂解为气体、液体、固体残余物的处理技术,属于垃圾处理与资源化利用的技术领域。

 

背景技术

随着城镇化水平越来越高，城市生活垃圾处理已成为世界性难题。现有处理垃圾的方式主要有填埋法、焚烧法及堆肥法三种。填埋法：最大优势是处理成本相对较低，因污染环境、占用大量土地资源，实用价值逐渐降低；堆肥法：处理成本低，但堆肥过程难以控制，对坏境的二次污染风险较大；对有机物的利用不完全，肥料成份复杂，减量化较小等因素，将逐步被淘汰；焚烧法：具有许多独特优点逐步成为城市生活垃圾无害化处理的主流，主要表现在：1）垃圾经焚烧处理后，垃圾中的病原体彻底消灭，燃烧过程中产生的有害气体和烟尘经处理后达到排放要求；2）垃圾经焚烧后可减重80%，减容90%以上，减量效果好，节约大量土地；3）尾气、热能可充分回收和利用。但是生活垃圾焚烧技术正处于发展和研究阶段，技术成熟程度相对较低，设备运行效果差，运行平均垃圾电能热回收率在5%～8%，最高为10%，垃圾的减容率为60%～80%，各项指标长期达不到设计要求。

但是，目前焚烧法的缺陷也日益凸显，如二噁英排放量长期不达标；炉渣中可燃物含量≥5%，炉渣热灼减率≥3%，受垃圾水分和热值限制，长期添加大量的助燃物质煤或重油，添加量高达30%～60%,大幅提高运行处理成本；尾气中飘浮物和重金属高价氧化物含量较高，长期不能达标排放；投资大，资金回收周期长，即使政府补贴费用90～120元/吨，仍处于亏损运行，阻碍了整个技术发展和推广应用。

总之，我国垃圾处理技术还停留在“碳消纳”模式下的填埋、堆肥处理和焚烧的阶段，存在占地面积大、环境污染严重、资源回收利用率低的缺陷。因此，只有大力发展“碳固定”模式下的城市生活垃圾处理与资源化技术，才能有效的解决城市垃圾处理问题，实现城市生活垃圾彻底的无害化。

近年来虽然引进了一些国外的处理方法，但并不适合我国“高湿、高橱余物”的垃圾特点。因此，迫切需要开发一种适合我国城市垃圾特点的无害化、资源化的处理方法。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种垃圾微波裂解处理方法，本工艺具有快速高效、能耗少、成本低、资源利用率高、操作简单、垃圾减容率高、可显著降低垃圾对环境所造成的危害等特点，真正实现垃圾无害化处理。

本发明的技术方案是这样实现的：垃圾微波裂解处理方法，其处理过程为：

1）垃圾预处理--先将固体原始垃圾进行分选，只留下有机物，厨余及残渣通过发酵得到有机物，上述有机物经过脱水和粉碎处理得到水分含量≤13%、粒度≤100mm的适合微波裂解的结构化垃圾；

2）垃圾微波裂解--将第1）步预处理得到的结构化垃圾通过垃圾进料口连续送入微波裂解装置内，在频率2450±50MHz、单源功率1～100KW的微波辐照下，结构化垃圾升温至350～650℃进行裂解，控制微波裂解装置内压力不大于1.6Mpa；裂解过程中，产生的裂解气从微波裂解装置的裂解气出口引出；裂解固体产物通过微波裂解装置上的裂解固体残余物出料口连续输出；除了垃圾进料口、裂解固体残余物出料口和裂解气出口外，微波裂解装置其余部位均进行密封处理以防止裂解气泄漏并阻止外部空气进入，使裂解气自身作为裂解反应的保护气体；

第2）步微波辐照过程中最好不断搅拌以使结构化垃圾在微波裂解装置内均匀分布。

3）裂解产物回收利用—根据裂解产物分别进行处理：

3-1）裂解气体产物回收及利用

裂解气从裂解气出口引出后经水喷淋冷却，冷凝得到的液体（主要是裂解产生的液体焦油）随喷淋水、不能冷凝的裂解气一起进入水汽分离器，分离出液体部分和气体部分；气体部分主体为可燃气体，用于燃气发电或经进一步处理后作为化工原料；液体部分经油水分离器分离出焦油和水，水处理后作为喷淋水循环利用；焦油经蒸馏得到低沸点燃料油及化工原料；

3-2）裂解固体产物回收及利用

裂解固体产物主要成分为裂解炭和无机质灰分，裂解炭用于制备活性炭，无机质灰分作为填料或直接填埋处理。

进一步地，由于塑料熔融时容易粘结，并且塑料吸收微波的能力很低，要靠热传递升温，所以微波裂解所用垃圾最好是纤维料和塑料混合进料。故第1）步固体原始垃圾分选得到的有机物中包含纤维料和塑料，且纤维料和塑料的质量比为1∶0.8～1.2。