[发明专利]基于生活垃圾复合热裂解气化处理工艺及系统

说明书

本发明公开了基于复合热裂解气化处理工艺及系统，所述工艺包括以下步骤：(1)预处理：将垃圾经过破袋处理，再将破袋后的垃圾中的金属去除；(2)破碎：将处理过后的垃圾破碎成小于20mm的物料；(3)固液分离：经过破碎的物料进行固液分离；(4)干燥热裂解：经过固液分离的固体垃圾进入至的不同温度梯度的多级连续真空干燥工艺，将生活垃圾含水率降到适宜进行热裂解气化的状态；经过干燥后的物料进入不同温度梯度连续多级热裂解工艺进行水蒸气热解气化；(5)经过步骤(4)裂解后的残碳，进行残碳燃烧；(6)燃尽的灰渣排除炉外。本发明提供的处理工艺及系统可以大大提高生活垃圾热裂解气化效果，同时能节约能源，节约投资，节约处理成本。

技术领域

本发明涉及生活垃圾处理技术领域，尤其涉及一种垃圾热解气化处理工艺及系统。

背景技术

随着城市化进程的迅猛发展，城市生活垃圾的处理已经成为制约各城市可持续发展的难题。据统计，国内垃圾主要以填埋、焚烧和堆肥为主。填埋是目前的主要处理方式，占比近一半，焚烧占12％左右，堆肥不到10％，仍有30％的生活垃圾未能处理。这些处理方法缺陷明显，填埋法占用大量土地，易对大气、土壤、水体造成污染，潜伏爆炸隐患。焚烧法运行处理成本高，特别是容易产生二噁英类有害物质，成为新的污染源。堆肥肥料质量达不到肥料质量标准，垃圾中含有的重金属还会对土壤造成新的污染。因此目前的处理方式，制约了大规模的推广应用。一种没有二次污染的，经济适用的处理技术，是目前生活垃圾处理市场急需的。

热解法是利用垃圾中有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下对其进行加热蒸馏，使有机物产生裂解，经冷凝后形成各种新的气体、液体和固体，从中提取燃料油、可燃气的过程。热解产率取决于原料的化学结构、物理形态和热解的温度与速度。热解法和焚烧法是两个完全不同的过程。焚烧是一个放热过程，而热解需要吸收大量热量。焚烧的主要产物是二氧化碳和水，而热解的主要产物是可燃的低分子化合物：气态的氢气、甲烷、一氧化碳、液态的甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等。固态的主要是焦炭和炭黑。

垃圾热解干馏气化技术化的难点：首先垃圾是一种混合物，不同物质的热分解温度不同，热分解行为也不同，所以热分解操作条件的控制十分困难、有时甚至无法进行。其次，垃圾成分、水分经常变化，操作条件不稳定，因此往往实验室阶段很有成效，而一到工业阶段就变得很复杂，处理费用也大幅度增加。再次，如果混合物含水率过大，特别是我国现阶段的垃圾主要是厨房垃圾，水分很高，热分解的热量平衡就比较困难，热分解所能回收的燃料气不仅少，而且热值也低，因此热分解的经济性必须充分注意。最后垃圾中有些塑料或橡胶热解将会产生一些有害气体，这给热分解在技术上带来更大困难。总之，城市垃圾热解处理，在西方发达国家虽有各种研究或试验报告，但由于垃圾成分极为复杂，水分、组成极不稳定的混合废物，要稳定的操作很不容易。投资费、运行费、维护费均高，回收的燃料气有时发热量低，因此利用受到一定的限制。

发明内容

本发明为解决现有技术的缺陷和不足，提供一种基于生活垃圾复合热裂解气化处理工艺及系统，采用该复合热裂解气化处理方法及系统，再配以专门配套的一体化复合热解气化炉后，可以大大提高生活垃圾热裂解气化效果，同时能节约能源，节约投资，节约处理成本。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是基于复合热裂解气化处理工艺，包括以下步骤：

(1)预处理：将垃圾经过破袋处理，再将破袋后的垃圾中的金属去除；

(2)破碎：将处理过后的垃圾破碎成小于20mm的物料；

(3)固液分离：经过破碎的物料进行固液分离；

(4)干燥热裂解：经过固液分离的固体垃圾进入至不同温度梯度的多级连续真空干燥工艺，经过干燥后的物料进入不同温度梯度连续多级热裂解工艺进行水蒸气热解气化；

(5)经过步骤(4)裂解后的残碳，进行残碳燃烧；

(6)燃尽的灰渣排除炉外。