用轉底爐內水蒸氣回收熱解炭余熱干燥垃圾的系統和方法
【專利摘要】本發明涉及一種用轉底爐內水蒸氣回收熱解炭余熱干燥垃圾的系統和方法。本發明中的系統包括轉底爐、風機、出料機、垃圾干燥裝置，所述轉底爐包括環形爐墻、環形爐頂、可轉動的環形爐底，且轉底爐爐膛上部設置有輻射管間接加熱裝置。本發明的方法為：將垃圾運送至轉底爐爐底上進行干燥、熱解，得到水蒸氣和熱解炭，熱解炭送入出料機中；水蒸氣由風機抽出至出料機中，與其中的熱解炭進行換熱，升溫；升溫后水蒸氣運送至垃圾干燥裝置對垃圾進行干燥，經干燥的垃圾可再運回至轉底爐中。本發明能夠有效利用轉底爐內干燥垃圾產生的高純度水蒸氣，實現資源的回收利用。
【專利說明】
用轉底爐內水蒸氣回收熱解炭余熱干燥垃圾的系統和方法
技術領域
[0001]本發明涉及固體廢棄物資源化處理領域，尤其涉及一種利用垃圾熱解轉底爐內水蒸氣回收熱解炭余熱后，進行垃圾干燥的系統和方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟的高速發展，城市化進程速度不斷加快，人民生活水平不斷提高，固體廢棄物，特別是城市生活垃圾的產量也在不斷增加，對環境造成了嚴重的污染。在可持續發展理念的影響下，固體廢棄物無害化、減量化和資源化處理技術的開發應用及產業化，將會面臨一個廣闊的前景。因此，固體廢棄物處理技術研究已成為繼廢水、廢氣處理研究之后的又一研究熱點。其中，固體廢棄物資源化處理是指采用管理和工藝措施從固體廢棄物中回收物質和能源，可加速物質和能量的循環，創造一定的經濟價值。
[0003]垃圾熱解法是指在無氧或缺氧的條件下，利用垃圾中有機物的熱不穩定性，對其進行加熱蒸餾，使有機物發生裂解，經冷凝后形成各種新的氣體、液體和固體，再從中提取燃料油、可燃氣等。
[0004]現有技術中涉及到一種輻射管隔絕煙氣加熱的轉底爐，轉底爐為環形結構，爐體由轉動爐底和固定爐墻、爐頂組成，爐底由爐底機械帶動旋轉，被加熱的散狀物料鋪放在爐底上，物料隨爐底轉動，并且相對于爐底處于靜止狀態，從裝料口轉到出料口的過程完成加熱和化學反應。爐膛內設有若干輻射管加熱裝置，以輻射方式對爐內的物料進行加熱。
[0005]采用上述轉底爐對垃圾進行熱解處理時，垃圾在爐內隨爐底轉動，逐漸加熱升溫完成干燥、熱解過程。據此，可將轉底爐分為進料區、干燥區、熱解區、出料區。在干燥區內，垃圾中水分被蒸發，形成水蒸氣，同時由于輻射管溫度較高，會有少量垃圾發生熱解，形成可燃熱解氣。一般情況下，干燥形成的水蒸氣及垃圾熱解形成的熱解氣會一起被送往氣液分離系統進行氣液分離，水蒸氣被冷凝成液態水。在此過程中，干燥區生成的水蒸氣沒有被有效利用，而該水蒸氣量大，約為垃圾質量的30%?50%，造成極大的浪費。
【發明內容】
[0006]本發明旨在實現對轉底爐內垃圾干燥熱解產生水蒸氣的有效利用，將水蒸氣與熱解炭換熱后，進行垃圾干燥。本發明可控制轉底爐生成的水蒸氣中可燃氣的含量，避免水蒸氣中熱量的浪費，經濟效益高，有利于實現工業化應用。
[0007]為實現上述目的，本發明提出了一種用轉底爐內水蒸氣回收熱解炭余熱干燥垃圾的系統，包括轉底爐、風機、出料機、垃圾干燥裝置；
[0008]所述轉底爐包括環形爐墻、環形爐頂、可轉動的環形爐底;所述垃圾放置在所述可轉動的環形爐底上;所述轉底爐爐膛上部設置有輻射管加熱裝置；
[0009]所述轉底爐依次具有進料區、干燥區、熱解區和出料區;所述進料區與所述干燥區之間設有擋板;所述干燥區與所述熱解區之間設有擋板；
[0010]所述干燥區具有出氣口；
[0011]所述風機具有風機進氣口和風機出氣口；所述風機進氣口連接所述干燥區的出氣P；
[0012]所述出料機設在所述出料區內或所述出料區附近;所述出料機的進氣口連接所述風機的出氣口；
[0013]所述垃圾干燥裝置具有進氣口，該進氣口連接所述出料機的出氣口；
[0014]所述垃圾干燥裝置具有垃圾出口，該垃圾出口連接所述進料區。
[0015]進一步的，所述轉底爐、垃圾干燥裝置、風機的各個區域上設有多個進氣口或出氣口 ；所述風機為兩個或兩個以上。
[0016]進一步的，所述出料機是間接冷卻螺旋出料機;所述垃圾干燥裝置為滾筒式烘干機。
[0017]進一步的，所述干燥區的出氣口處設有溫度檢測儀表和可燃氣成分檢測儀表。
[0018]進一步的，所述干燥區中設有垃圾翻轉裝置和多臺壓力檢測儀表。
[0019]本發明還提出了一種利用上述系統干燥垃圾的方法，包括以下步驟:
[0020]步驟A，將所述轉底爐內水蒸氣由所述風機經由所述干燥區的出氣口抽出至所述出料機的進氣口，與所述出料機中的熱解炭進行換熱，使得水蒸氣升溫；
[0021]步驟B，將所述升溫后的水蒸氣運送至所述垃圾干燥裝置，靠所述水蒸氣的溫度對所述垃圾干燥裝置中的垃圾原料進行干燥，得到預干燥后垃圾。
[0022]進一步的，在步驟A之前還包括步驟:將經預干燥處理的垃圾運送至所述轉底爐，放置在所述可轉動的環形爐底上進行干燥、熱解，得到所述水蒸氣和所述熱解炭，所述熱解炭從所述轉底爐的出料區被送入到所述出料機中。
[0023]上述干燥垃圾的方法中，所述輻射管加熱裝置采用的是間接輻射加熱的方式。
[0024]上述干燥垃圾的方法中，將所述干燥區的壓力設定為比所述進料區的壓力高5?20Pa;并將所述干燥區的壓力設定為比所述熱解區的壓力高5?20Pa。
[0025]上述干燥垃圾的方法中，所述干燥區出氣口處的所述水蒸氣溫度控制為120?400°c，并將其中可燃氣的質量控制為占總水蒸氣質量的<1%;將所述升溫后的水蒸氣的溫度控制為450?550°C。
[0026]本發明中，轉底爐采用的是輻射管間接加熱的方式對垃圾進行干燥、熱解處理，通過控制輻射管的溫度以及轉底爐各區域的壓力，并對垃圾進行翻轉，可有效避免在干燥區內垃圾熱解生成可燃氣，從而保證轉底爐內產生的水蒸氣的高純度。并且所述水蒸氣可充分回收熱解炭的余熱，然后進行垃圾的干燥處理，可實現能源的有效回收利用。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明中用轉底爐內水蒸氣回收熱解炭余熱干燥垃圾的系統結構示意圖。
[0028]圖2為本發明中轉底爐的結構示意圖。
[0029]圖3為本發明中用轉底爐內水蒸氣回收熱解炭余熱干燥垃圾的方法流程示意圖。
[0030]附圖中的附圖標記如下:
[0031 ]1、轉底爐；Π、風機;m、出料機;IV、垃圾干燥裝置；
[0032]1、進料區；2、干燥區；3、熱解區；4、出料區；5、出氣口 ；6、出氣口 ；7、出氣口。
【具體實施方式】
[0033]以下結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本發明的方案以及其各個方面的優點。然而，以下描述的【具體實施方式】和實施例僅是說明的目的，而不是對本發明的限制。
[0034]如圖1所示，為本發明中用轉底爐內水蒸氣回收熱解炭余熱干燥垃圾的系統結構示意圖，圖中包括轉底爐1、風機π、出料機m、垃圾干燥裝置IV。
[0035]如圖2所示，為上述轉底爐I的結構示意圖，該轉底爐依次具有進料區1、干燥區2、熱解區3、出料區4。
[0036]見圖2，上述干燥區2具有出氣口 5，上述熱解區3具有出氣口 6和出氣口 7。
[0037]上述風機Π包括風機I和風機2，且都具有進氣口和出氣口，其中風機I的進氣口與干燥區2的出氣口 5連接。
[0038]出料機m設置在所述出料區4內或在其附近，具有進氣口和出氣口，該出料機m的進氣口連接風機I的出氣口。
[0039]垃圾干燥裝置IV具有進氣口，該進氣口與出料機m的出氣口連接。
[0040]垃圾干燥裝置IV具有垃圾出口，該垃圾出口與轉底爐I的進料區I連接。
[0041]轉底爐I的爐體包括環形爐墻、環形爐頂、可轉動的環形爐底，垃圾放置在所述可轉動的環形爐底上。轉底爐I的爐膛的上部空間設置有輻射管加熱裝置。
[0042]干燥區2中設置有垃圾翻轉裝置，出氣口5處設置有溫度檢測儀表和可燃氣成分檢測儀表，該出氣口 5與風機I的進氣口連接，其他區的一個或多個出氣口與風機2的進氣口連接。
[0043]干燥區2與進料區I的分界處、干燥區2與熱解區3的分界處都設置有擋板以及多臺壓力檢測儀表，所述擋板與可轉動的環形爐底上的物料之間的間隙為<100mm。
[0044]本發明中垃圾干燥裝置IV采用的是滾筒式烘干機。
[0045]如圖3所示，為本發明中用轉底爐內水蒸氣回收熱解炭余熱干燥垃圾的方法流程示意圖，包括如下步驟:
[0046]A、垃圾預處理:將垃圾原料首先運送到滾筒式烘干機中，利用水蒸氣對其中的垃圾原料進行干燥，降低垃圾原料的含水率，得到經預干燥處理的垃圾。
[0047]B、垃圾干燥熱解處理:將經預干燥處理的垃圾通過進料區I依次運送至干燥區2和熱解區3中，放置在可轉動的環形爐底上進行干燥、熱解，產生水蒸氣和熱解炭。垃圾翻轉裝置可對上述垃圾進行翻轉，保證垃圾受熱均勻，避免局部過熱造成垃圾熱解生成大量可燃氣，從而有效控制水蒸氣中可燃氣成分的含量。該處理過程由爐膛中設置的輻射管提供熱量，采用的是輻射管間接輻射加熱的方式，也可有效保證水蒸氣的高純度。
[0048]干燥區2與進料區I的分界處設置有擋板以及多臺壓力檢測儀表。其中擋板的作用是防止進料區的氣體流入干燥區。壓力檢測儀表用于檢測分界處擋板附近的壓力，當檢測到的壓力差為<5Pa時，通過調節風機I，維持干燥區2的壓力比進料區I的壓力高5?20Pa。
[0049]干燥區2與熱解區3的分界處設置有擋板以及多臺壓力檢測儀表。其中擋板的作用是防止熱解區產生的可燃氣流入干燥區。壓力檢測儀表用于檢測分界處擋板附近的壓力，當檢測到的壓力差為<5Pa時，通過調節風機I和風機2，降低熱解區3的壓力，維持干燥區2的壓力比熱解區3的壓力高5?20Pa。
[0050]溫度檢測儀表用于檢測出氣口5處水蒸氣的溫度，通過控制輻射管的加熱能力來保證水蒸氣的溫度維持在120?400°C之間。可燃氣成分檢測儀表用于檢測出氣口 5處可燃氣的質量含量，當檢測到水蒸氣中可燃氣的質量含量> I %時，風機I停止工作，使干燥區2內產生的氣體都通過風機2經由出氣口 5以外的其它出氣口抽出轉底爐。
[0051]C、水蒸氣升溫:熱解區3產生的熱解炭經由出料區4運送至出料機ΙΠ中，干燥區2中產生的水蒸氣通過風機I，經由出氣口 5抽出至出料機m的進氣口處，也進入出料機m中。在出料機m中，水蒸氣作為熱解炭的冷卻介質，在降低熱解炭溫度的同時實現水蒸氣的升溫。
[0052]本發明中，出料機m采用的是間接冷卻螺旋出料機，用于對熱解區3中產生的溫度為750°C的熱解炭進行出料和冷卻，在該間接冷卻螺旋出料機中，水蒸氣的溫度可升至450?500 cC ο
[0053 ] D、水蒸氣回收利用:將升溫后的水蒸氣通過出料機m的出氣口運送至垃圾干燥裝置IV，對其中的垃圾原料進行干燥，得到預干燥后垃圾，然后再將預干燥后垃圾運回至轉底爐I內繼續進行步驟B所述的過程。
[0054]實施例1
[0055]采用含水率為45%的經預處理的垃圾作為該實施例中的垃圾原料，處理量為100t/d(噸/天)。
[0056]將含水率為45%的垃圾原料首先運送至滾筒式烘干機，向滾筒式烘干機中輸送180?230 °C的水蒸氣，對其中的垃圾進行預干燥處理，將含水率為45%的垃圾預干燥至含水率為30%，水蒸氣的消耗量為20t/d。
[0057]將經預干燥處理的垃圾運送至轉底爐內進行干燥、熱解，維持干燥區的壓力比進料區、熱解區壓力分別高5Pa，干燥區出氣口處水蒸氣溫度為120?180°C。將水蒸氣運送至間接冷卻螺旋出料機中，升溫至450°C，將升溫后水蒸氣運送至滾筒式烘干機中進行垃圾干燥處理。
[0058]實施例2
[0059]本實施例中的步驟同實施例1，維持干燥區的壓力比進料區、熱解區壓力分別高10Pa，干燥區出氣口處水蒸氣溫度為180?230°C，升溫后水蒸氣溫度500°C，其他各條件同實施例1。
[0060]實施例3
[0061]本實施例中的步驟同實施例1，維持干燥區的壓力比進料區、熱解區壓力分別高20Pa，干燥區出氣口處水蒸氣溫度為230?400V，升溫后水蒸氣溫度500 V，其他各條件同實施例1。
[0062]變形例
[0063]基于本發明的【具體實施方式】和實施例還可拓展出許多變形例，例如:
[0064]轉底爐的爐體中爐墻、爐頂、可轉動爐底可為除環形之外的其他可構成轉底爐的形狀，爐底可采用任意的轉動方式。
[0065]輻射管可設置在轉底爐的其它位置上，但不影響其加熱功能，或轉底爐內可采用其它類型的加熱方式。
[0066]轉底爐內各分區的連接順序可為其他不影響轉底爐工作的順序，或分區的數量可減少或增加，各區域中可設置任意數量的進氣口或出氣口。
[0067]溫度檢測儀表、可燃氣成分檢測儀表、擋板、壓力檢測儀表、風機的數量不加以限制。
[0068]出料機可采用其他任意種類的有出料和冷卻功能的裝置。
[0069]垃圾干燥裝置可為其它適用于該轉底爐工作的有干燥功能的裝置。
[0070]最后應說明的是:顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。
【主權項】
1.一種用轉底爐內水蒸氣回收熱解炭余熱干燥垃圾的系統，包括轉底爐、風機、出料機、垃圾干燥裝置； 所述轉底爐包括環形爐墻、環形爐頂、可轉動的環形爐底;所述垃圾放置在所述可轉動的環形爐底上;所述轉底爐爐膛上部設置有輻射管加熱裝置； 所述轉底爐依次具有進料區、干燥區、熱解區和出料區；所述進料區與所述干燥區之間設有擋板;所述干燥區與所述熱解區之間設有擋板； 所述干燥區具有出氣口； 所述風機具有風機進氣口和風機出氣口；所述風機進氣口連接所述干燥區的出氣口； 所述出料機設在所述出料區內或所述出料區附近;所述出料機的進氣口連接所述風機的出氣口； 所述垃圾干燥裝置具有進氣口，該進氣口連接所述出料機的出氣口； 所述垃圾干燥裝置具有垃圾出口，該垃圾出口連接所述進料區。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述轉底爐、垃圾干燥裝置、風機的各個區域上設有多個進氣口或出氣口；所述風機為兩個或兩個以上。3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述出料機是間接冷卻螺旋出料機;所述垃圾干燥裝置為滾筒式烘干機。4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述干燥區的出氣口處設有溫度檢測儀表和可燃氣成分檢測儀表。5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述干燥區中設有垃圾翻轉裝置和多臺壓力檢測儀表。6.—種利用權利要求1至5之一所述的系統來干燥垃圾的方法，包括以下步驟: 步驟A，將所述轉底爐內水蒸氣由所述風機經由所述干燥區的出氣口抽出至所述出料機的進氣口，與所述出料機中的熱解炭進行換熱，使得水蒸氣升溫； 步驟B，將所述升溫后的水蒸氣運送至所述垃圾干燥裝置，靠所述水蒸氣的溫度對所述垃圾干燥裝置中的垃圾原料進行干燥，得到預干燥后垃圾。7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，在步驟A之前還包括步驟:將經預干燥處理的垃圾運送至所述轉底爐，放置在所述可轉動的環形爐底上進行干燥、熱解，得到所述水蒸氣和所述熱解炭，所述熱解炭從所述轉底爐的出料區被送入到所述出料機中。8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述輻射管加熱裝置采用的是間接輻射加熱的方式。9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，將所述干燥區的壓力設定為比所述進料區的壓力高5?20Pa;并將所述干燥區的壓力設定為比所述熱解區的壓力高5?20Pa。10.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述干燥區出氣口處的所述水蒸氣溫度控制為120?400°C，并將其中可燃氣的質量控制為占總水蒸氣質量的<1%;將所述升溫后的水蒸氣的溫度控制為450?550°C。
【文檔編號】F23G5/46GK106016276SQ201610509725
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月1日
【發明人】陶進峰, 吳道洪
【申請人】北京神霧環境能源科技集團股份有限公司