[发明专利]一种城市生活垃圾制取活性炭及热能综合利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种城市生活垃圾制取活性炭及热能综合利用方法，属于城市生活垃圾资源化利用技术领域。

背景技术

能源是社会文明发展的物质基础。到目前为止，人类主要依赖煤、石油和天然气等化石燃料而生存。随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，人们对能源的需求不断扩大。而化石燃料作为不可再生资源，长期的开发和使用势必使得这类能源资源越来越少。能源短缺已经成为我国经济发展的重要瓶颈。如何充分利用国内资源，研制相关的工业技术，寻找石油和天然气的替代能源，是我国能源发展战略的重要方向。

城市生活垃圾是多种有机物质混合的低品质燃料，随着生活水平的提高，城市垃圾的产量不断增加，热值也不断提高，如果能够将城市垃圾转化为有效的能源物资，既实现处理垃圾的目的，又缓解能源紧张的压力，无论是对我国城市生态环境保护，还是国民经济发展和能源结构的调整，都具有十分重大的现实意义。

相对于传统的焚烧方法，热解技术在垃圾处理方面有许多优点，包括：(1)最大限度地减容、减量；(2)实现二噁英趋零排放；(3)降低NOx排放量；(4)最大限度脱除酸性气体；(5)固化有害重金属元素；(6)减少颗粒物排放；(7)充分回收和利用资源。因此，其经济和环保意义重大，在我国必将具有广阔的产业化应用前景。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种城市生活垃圾制取活性炭及热能综合利用方法，利用流化床热解炉和流化床焚烧炉的有效结合，实现垃圾的分级处理，热解后的产物可以制取活性炭，剩余物充分燃烧，实现垃圾减量化、无害化、资源化的处理目的。本发明的另一个目的是提供实现上述方法的系统。

技术方案：本发明的城市生活垃圾制取活性炭及热能综合利用方法为：经初步分选、破碎后的城市生活垃圾，经由加料器送入流化床热解炉内，发生快速热解反应，热解温度为550～600℃，热解产物依次经旋风除尘、换热降温和过滤除尘后，得到粉末状热解残炭和热解气；将旋风分离器和过滤式除尘器收集的粉末状热解残炭送入炭活化反应器中以制备活性炭；热解气经高温防腐风机增压后分为两部分，一部分进入流化床热解炉内作为流化气体，另一部分则进入焚烧炉内燃烧；

采用惰性颗粒床料作为热载体，在流化床热解炉和流化床焚烧炉之间循环，将焚烧炉内燃烧产生的热量传递给流化床热解炉；焚烧炉内的高温惰性颗粒床料被高速气流带出炉外，经高温旋风分离器分离后，通过非机械高温阀（自平衡阀）进入热解炉，而热解炉采用溢流方式将过量的惰性颗粒床料送返焚烧炉，通过调节惰性床料在两炉之间的循环量来控制热解温度；流化床焚烧炉产生的高温烟气，经炉外的高温旋风分离器分离后，依次通过余热锅炉的过热器、蒸发受热面、省煤器、空气预热器、除尘器和污染物脱除系统，最后由引风机向烟囱排空，产生的过热蒸汽用于汽轮发电机组发电或作为工业热源使用。

所述的热解炉，在其底部布置冷渣室，能将炉渣迅速冷却下来，经星型排渣阀排出后，回收其中的金、属玻璃和无机物。

用于燃烧的热解气从流化床焚烧炉底部加入，确保流化床内密相区的燃烧温度，从而实现惰性颗粒床料作为热载体在流化床的热解炉和焚烧炉之间的热量传递，同时使得烟气在整个焚烧炉内的停留时间超过3s，炉内温度约为900±50℃，完全分解垃圾中的二噁英类物质。

有益效果：本发明的优点有：

（1） 流化床热解炉内的合适温度及床料的强烈搅动，使垃圾迅速干燥和热解，垃圾中的金属和玻璃等无机物与有机物分离开，金属未被氧化，玻璃等无机物未熔化，有利于后续回收。

（2） 利用流化床热解炉和流化床焚烧炉的组合，以惰性颗粒床料为热载体，在两炉之间循环，将焚烧炉中的热量传递给热解炉，热解炉的温度可以得到准确控制，其炉内温度场均匀一致，有利于热解反应。

（3） 用于燃烧的热解气从流化床焚烧炉底部加入，确保流化床内密相区的燃烧温度，从而实现惰性颗粒床料作为热载体在流化床热解炉和流化床焚烧炉之间的热量传递，同时使得烟气在整个焚烧炉内的停留时间超过3s，炉内温度约为900±50℃，可以完全分解垃圾中的二噁英类物质。

（4） 整个系统无需添加辅助燃料，通过自身的热量平衡来完成垃圾的处理过程；不仅能获取高品质的生物油或活性炭产品，还能利用烟气热量进行余热发电或供热。

附图说明