一種生活垃圾熱解堆肥處理的系統和方法與流程

本發明屬于固廢資源化處理領域，具體涉及一種生活垃圾熱解堆肥處理的系統和方法。

背景技術：

垃圾處理問題目前已經成為我國繼能源危機、水污染治理、工業廢物處理后所面臨的又一項嚴峻的環境問題。生活垃圾常用的處理方式有填埋、焚燒，其中單獨的填埋已陷入占用大量用地、產品銷路不暢、資源化水平低的困境，而焚燒雖然能達到減容減量和資源化利用的目的，但其處理卻始終無法擺脫二噁英及飛灰污染的問題。

好氧堆肥是利用微生物作用使有機固體廢棄物穩定化的過程，生活垃圾中的有機物（餐廚等）c/n較低、營養元素全面，非常適合作為對非原料。好氧堆肥二次污染小、資源化水平高等特點。若不將熱解與好氧堆肥進行有機結合，現有技術存在多種缺陷。例如，一些垃圾熱解工藝，由于有機物（主要是餐廚）含水量大，導致熱解能耗太大，成本較高，很難工業化應用，還有一些垃圾熱解工藝，由于溫度較低，有機物不能完全分解成熱解油及熱解氣，導致有機物中很多有用資源沒有利用，在應用中會受到很多制約。還有一些單獨的好氧堆肥工藝，雖然肥料產量較高，但臭氣難以有效處理，熱源也不穩定。

技術實現要素：

本發明至少針對現有技術的問題之一，提供了一種生活垃圾熱解堆肥處理的系統和方法，整個工藝成本低、無危險廢棄物飛灰產生，環保效益好，獲得的熱解氣等品質高，可作為燃料使用，解決了垃圾和臭氣處理問題，易于實現工業化和規模化。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種生活垃圾熱解堆肥處理的系統，其特征在于，包括：分選裝置、熱解裝置、分離裝置、好氧堆肥裝置、凈化裝置、燃燒裝置、發電裝置，其中，所述分選裝置，用于分選出無機物、可燃物及有機物；所述熱解裝置與所述分選裝置相連，將所述可燃物進行熱解處理，得到熱解油氣混合物及固體炭；所述分離裝置與所述熱解裝置相連，將熱解后的所述熱解油氣混合物進行分離，得到熱解氣、熱解油及熱解水；所述好氧堆肥裝置分別與所述分選裝置和所述熱解裝置相連，將所述有機物進行好氧堆肥，得到肥料產品和用于熱解處理助燃空氣的臭氣；所述凈化裝置與所述分離裝置相連，用于凈化所述熱解氣；所述燃燒裝置分別與所述熱解裝置、分離裝置和凈化裝置相連，用于使所述固體炭、熱解油、凈化后的熱解氣進行燃燒；所述發電裝置與所述燃燒裝置相連，用于利用燃燒裝置產生的能量發電。

進一步的，所述分選裝置包括磁選設備和篩分設備，且具有分選垃圾入口、無機物出口、可燃物出口和有機物出口。

進一步的，所述熱解裝置包括：可燃物入口、固體炭出口、熱解油氣混合物出口、輻射管燃氣入口、輻射管助燃空氣入口、輻射管熱煙氣出口，所述可燃物入口與所述可燃物出口相連；所述熱解裝置為旋轉床，所述旋轉床包括：干燥區和熱解區，且采用蓄熱式輻射管供熱，熱解時間為45-75min；所述干燥區的蓄熱式輻射管溫度為300-450℃，所述熱解區的蓄熱式輻射管溫度為500-1000℃。

進一步的，所述分離裝置包括：熱解油氣混合物入口、熱解氣出口、熱解油出口、循環水入口、循環水出口，所述熱解油氣混合物入口與熱解油氣混合物出口相連。

進一步的，所述凈化裝置包括：熱解氣入口和凈化氣出口，所述熱解氣入口與所述熱解氣出口相連。

進一步的，所述燃燒裝置為鍋爐裝置，其包括：固體炭入口、熱解油入口、凈化氣入口、空氣入口、循環水入口、殘渣出口、煙氣出口、蒸汽出口，所述固體炭入口與所述固體炭出口相連，所述熱解油入口與所述熱解油出口相連，所述凈化氣入口與所述凈化氣出口相連；所述發電裝置包括：蒸汽入口和電能出口，所述蒸汽入口與所述蒸汽出口相連。

進一步的，所述好氧堆肥裝置包括：有機物入口、輻射管熱煙氣入口和臭氣出口，所述有機物入口與所述有機物出口相連，所述輻射管熱煙氣入口與所述輻射管熱煙氣出口相連，所述臭氣出口與所述輻射管助燃空氣入口相連。

在本發明的另一方面，提供了一種生活垃圾熱解堆肥處理的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將生活垃圾進行分選，用于分選出無機物、可燃物及有機物；

（2）將所述可燃物進行熱解處理，產生固體炭和熱解油氣混合物；

（3）將所述熱解油氣混合物進行分離凈化處理，得到熱解油和凈化熱解氣；

（4）將所述有機物進行好氧堆肥，得到肥料產品，同時產生用于熱解處理助燃空氣的臭氣；

（5）將所述固體炭、熱解油和凈化熱解氣送入燃燒裝置進行燃燒，通過換熱產生蒸汽，并將所述蒸汽用于發電。

進一步的，所述步驟2中，所述可燃物進行熱解處理還產生溫度為120-150℃的熱煙氣。

進一步的，所述步驟4還包括：將產生的所述熱煙氣通入好氧堆肥裝置，為好氧堆肥提供能量；所述好氧堆肥溫度為25-65℃，時間為7-15d。

本發明至少包括以下有益效果：本發明將熱解與好氧堆肥進行有機結合，產生的臭氣再送往旋轉床輻射管作為助燃空氣使用，而熱解產生的固體炭及熱解油等通過可以鍋爐燃燒換熱產蒸汽，最后采用蒸汽輪機進行發電利用。該工藝方法不僅解決了垃圾處理過程中二噁英及飛灰污染等問題，還將高熱值的可燃物與低熱值的有機物分別進行高效利用，增加了工藝的清潔性，降低了運行成本，經濟性好，易于工業化推廣。

附圖說明

圖1是本發明方法的流程圖。

圖2是本發明系統的結構簡圖。

圖3是本發明系統的結構示意圖。

其中，分選裝置1，分選垃圾入口101，可燃物出口102，有機物出口103，熱解裝置2，可燃物入口201，輻射管助燃空氣入口202，固體炭出口203，熱解油氣混合物出口204，輻射管熱煙氣出口205，分離裝置3，熱解油氣混合物入口301，熱解氣出口302，熱解油出口303，凈化裝置4，熱解氣入口401，凈化氣出口402，好氧堆肥裝置5，有機物入口501，輻射管熱煙氣入口502，臭氣出口503，燃燒裝置6，固體炭入口601，熱解油入口602，凈化氣入口603，殘渣出口604，蒸汽出口605，發電裝置7，蒸汽入口701，電能出口702。

具體實施方式

為了使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。下面描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。實施例中未注明具體技術或條件的，按照本領域內的文獻所描述的技術或條件或者按照產品說明書進行。

根據本發明的實施例，本發明提供了一種生活垃圾熱解堆肥處理的系統，圖2是本發明系統的結構簡圖，圖3是本發明系統的結構示意圖，參照圖2和圖3所示，所述系統包括：分選裝置1、熱解裝置2、分離裝置3、好氧堆肥裝置5、凈化裝置4、燃燒裝置6、發電裝置7，其中，所述分選裝置，用于分選出無機物、可燃物及有機物；所述熱解裝置與所述分選裝置相連，將所述可燃物進行熱解處理，得到熱解油氣混合物及固體炭；所述分離裝置與所述熱解裝置相連，將熱解后的所述熱解油氣混合物進行分離，得到熱解氣、熱解油及熱解水；所述好氧堆肥裝置分別與所述分選裝置和所述熱解裝置相連，將所述有機物進行好氧堆肥，得到肥料產品和用于熱解處理助燃空氣的臭氣；所述凈化裝置與所述分離裝置相連，用于凈化所述熱解氣；所述燃燒裝置分別與所述熱解裝置、分離裝置和凈化裝置相連，用于使所述固體炭、熱解油、凈化后的熱解氣進行燃燒；所述發電裝置與所述燃燒裝置相連，用于利用燃燒裝置產生的能量發電。

根據本發明一些實施例，參照圖3所示，所述分選裝置1包括：分選垃圾入口101、無機物出口（圖中未示出）、可燃物出口102和有機物出口103，具體的，所述分選裝置還可包括：磁選和篩分等具備分選功能的裝置，用于分選出無機物、可燃物及有機物。

根據本發明一些實施例，參照圖3所示，所述熱解裝置2包括：可燃物入口201、固體炭出口203、熱解油氣混合物出口204、輻射管燃氣入口（圖中未示出）、輻射管助燃空氣入口202、輻射管熱煙氣出口205，所述可燃物入口與所述可燃物出口相連，用于將所述可燃物進行熱解處理，產生固體炭和熱解油氣混合物；所述熱解裝置可以為旋轉床，且所述旋轉床包括：干燥區和熱解區，且采用蓄熱式輻射管供熱，熱解時間為45-75min；所述干燥區的蓄熱式輻射管溫度為300-450℃，所述熱解區的蓄熱式輻射管溫度為500-1000℃。

根據本發明的一些實施例，本發明所述熱煙氣由所述蓄熱式輻射管燃燒后產生，并由所述輻射管熱煙氣出口排出進入所述好氧堆肥裝置中提供能量。

根據本發明一些實施例，參照圖3所示，所述分離裝置3包括：熱解油氣混合物入口301、熱解氣出口302、熱解油出口303、循環水入口（圖中未示出）、循環水出口（圖中未示出），所述熱解油氣混合物入口與熱解油氣混合物出口相連，用于得到熱解氣、熱解油及熱解水。

根據本發明一些實施例，參照圖3所示，所述凈化裝置4包括：熱解氣入口401和凈化氣出口402，所述熱解氣入口與所述熱解氣出口相連，用于將熱解氣進行凈化。

根據本發明一些實施例，參照圖3所示，所述燃燒裝置6為鍋爐裝置，其包括：固體炭入口601、熱解油入口602、凈化氣入口603、空氣入口（圖中未示出）、循環水入口（圖中未示出）、殘渣出口604、煙氣出口（圖中未示出）、蒸汽出口605，所述固體炭入口與所述固體炭出口相連，所述熱解油入口與所述熱解油出口相連，所述凈化氣入口與所述凈化氣出口相連，所述發電裝置7包括：蒸汽入口701和電能出口702，所述蒸汽入口與所述蒸汽出口相連，將所述固體炭、熱解油和凈化熱解氣送入燃燒裝置進行燃燒，通過換熱產蒸汽，且將所述蒸汽用于發電，經濟性好。

根據本發明一些實施例，參照圖3所示，所述好氧堆肥裝置5包括：有機物入口501、輻射管熱煙氣入口502和臭氣出口503，所述有機物入口與所述有機物出口相連，所述輻射管熱煙氣入口與所述輻射管熱煙氣出口相連，所述臭氣出口與所述輻射管助燃空氣入口相連，在溫度為25-65℃、時間為7-15d的條件下，經分選后得到的有機物進行好氧堆肥產生臭氣和肥料產品，優選的，所述臭氣全部通入旋轉床輻射管，作為助燃空氣使用，更優選的，當臭氣有富余，可將多余臭氣送入鍋爐裝置作為助燃空氣使用，且采用直接加熱的方式為所述好氧堆肥裝置提供熱量。

在本發明的另一方面，提供了一種生活垃圾熱解堆肥處理的方法，根據本發明的實施例，圖1是本發明方法的流程圖，參照圖1所示，包括以下步驟：首先將生活垃圾進行分選，分選出無機物、可燃物及有機物，將分選得到的所述可燃物進行熱解處理，產生固體炭、熱解油氣混合物和溫度為120-150℃的、用于好氧堆肥提供能量的熱煙氣；然后將所述熱解油氣混合物進行分離凈化處理，得到熱解油和凈化熱解氣；同時在溫度為25-65℃、時間為7-15d的條件下，將所述有機物進行好氧堆肥，得到肥料產品，同時產生用于熱解處理助燃空氣的臭氣；最后將所述固體炭、熱解油和凈化熱解氣送入燃燒裝置進行燃燒，通過換熱產蒸汽，且將所述蒸汽用于發電。產生的臭氣再送往旋轉床輻射管作為助燃空氣使用，而熱解產生的固體炭及熱解油等通過可以鍋爐燃燒換熱產蒸汽，最后采用蒸汽輪機進行發電利用。該工藝方法不僅解決了垃圾處理過程中二噁英及飛灰污染等問題，還將高熱值的可燃物與低熱值的有機物分別進行高效利用，增加了工藝的清潔性，降低了運行成本，經濟性好，易于工業化推廣。

實施例1：利用生活垃圾熱解堆肥處理系統對某城市的垃圾進行處理，該垃圾的含水率為45%，其各組分百分含量如表1所示，其中，生活垃圾熱解堆肥處理的結構示意圖如圖3所述，工藝流程如圖1所示，具體處理流程如下：表1垃圾各組分百分含量（%）

將含水率為45%垃圾進行分選，以便分選出金屬、渣土、可燃物及有機物；將經過分選后的可燃物進行熱解處理及分離凈化處理，以便得到熱解油氣產品及固體炭，其中熱解時間為55min，干燥區蓄熱式輻射管溫度為400℃；熱解區蓄熱式輻射管溫度為950℃；將經過分選后的有機物進行好氧堆肥，好氧堆肥溫度為50℃，以便得到肥料產品；將固體炭、熱解油、凈化后的熱解氣送入鍋爐燃燒，通過換熱產390℃蒸汽，并利用蒸汽輪機進行發電利用。

利用上述系統對垃圾進行熱解高效處理，1噸垃圾經過熱解、好氧堆肥處理后，可以發電295度。

實施例2：用生活垃圾熱解堆肥處理系統對某城市的垃圾進行處理，該垃圾的含水率為48%，其各組分百分含量如表2所示，其中，生活垃圾熱解堆肥處理系統的結構示意圖如圖3述，工藝流程如圖1所示，具體處理流程如下：

表2垃圾各組分百分含量（%）

將含水率為48%垃圾進行分選，以便分選出金屬、渣土、可燃物及有機物；將經過分選后的可燃物進行熱解處理及分離凈化處理，以便得到熱解油氣產品及固體炭，其中熱解時間為50min，干燥區蓄熱式輻射管溫度為450℃；熱解區蓄熱式輻射管溫度為900℃；將經過分選后的有機物進行好氧堆肥，好氧堆肥溫度為55℃，以便得到肥料產品；將固體炭、熱解油、凈化后的熱解氣送入鍋爐燃燒，通過換熱產400℃蒸汽，并利用蒸汽輪機進行發電利用。

利用上述系統對垃圾進行熱解高效處理，1噸垃圾經過熱解、好氧堆肥處理后，可以發電300度。

發明人發現，根據本發明所述的生活垃圾熱解堆肥處理的系統和方法，將熱解與好氧堆肥進行有機結合，產生的臭氣再送往旋轉床輻射管作為助燃空氣使用，而熱解產生的固體炭及熱解油等通過可以鍋爐燃燒換熱產蒸汽，最后采用蒸汽輪機進行發電利用。該工藝方法不僅解決了垃圾處理過程中二噁英及飛灰污染等問題，還將高熱值的可燃物與低熱值的有機物分別進行高效利用，增加了工藝的清潔性，降低了運行成本，經濟性好，易于工業化推廣。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“相連”、“連接”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型，同時，對于本領域的一般技術人員，依據本申請的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處。