專利名稱:把生活垃圾轉化成炭質燃料的工藝及設備的制作方法
技術領域:
本發明屬化工領域。環保工程或新能源開發技術。
背景技術:
目前國際上盛行把生活垃圾制造成垃圾衍生燃料(即RDF),以解決污染和實現垃圾能源化利用。各國設計了不同的工藝和設備。本發明結合本國生活垃圾的特點和性質,設計了新的工藝流程并確定了新的產品方向。符合中國國情和中國人用能的習慣。產品便于銷售獲利,以促進垃圾處理資源化利用和商業化運作。
發明內容
1、生活垃圾處理的工藝流程本設計處理垃圾的工藝流程如
圖1所示。生活垃圾由收集車運到處理廠后倒入料倉1中,由皮帶輸送機2運送給篩分設備3,可在輸送機2上進行人工或機械破袋,人工撿除大件或異型物。篩下的細小顆粒以無機物為主送去填坑。篩上物進入風選機4,風機5向風選機4中吹入適量的風,較重的無機物、金屬等先下落成為風選產物I,送去填坑。隨著風選機容積漸寬,大部分有機物成為風選產物II,風選機內被吹飛最遠的塑料薄膜類成為風選產物III,在氣化裂解爐12中進行裂解氣化處理,產生的氣體經冷卻器11脫除液體烴得到燃氣。風選產物II由輸送機7送入料倉8中,由給料機9送入炭化爐10的進料口,有機垃圾在炭化爐10中,在缺氧和600℃左右的溫度條件下,迅速失去水分,被干餾為可燃氣體、木焦油和炭質燃料。炭化爐中產生的干餾氣,大部分在爐內燃燒,向炭化爐提供所需的熱能,維持干餾的條件。紅熱的炭質燃料被推出炭化爐后由水噴頭14灑水熄滅,進入粉碎機15,粉碎后由輸送機16運至產品堆場。在產品輸送過過程中可視情況安裝設備選出部分金屬。
2、炭質燃料產品國外和國內一些研究單位把生活垃圾制成垃圾衍生燃料(RDF),而本設計制造的炭質燃料是垃圾衍生燃料RDF的一個新品種,它與之前的RDF有許多不同。炭質燃料在生產中具有高溫無害化處理、不產生二次污染、反應不需大量外加能量、能自行進行、產品熱能高、生產易行、成本低、產品易加工、通過控制生產條件可以生產出干餾完全的木炭、也可以生產出干餾不完全的類似煙煤的產品、好銷售等很多優點,比較符合我國國情和中國人用能的習慣。
3、風選機本發明中用于垃圾處理工藝中的風選機,是一個水平放置的長筒型容器。橫截面進風端較小,沿物料運動方向漸大。它可以是圓形,也可以是方形,多種板型材料均可制造。
4、炭化爐本發明中的炭化爐構造如圖2所示,炭化爐腔a是一個水平放置、固定不動的圓筒形容器,可以用鋼制,也可用非金屬耐火材料澆鑄或砌鑄制成,其內裝有一個鋼制螺旋推進裝置g,由電機h驅動、旋轉,推動物料由進料端向出料端運動。電機h是可調速電機。有一個與爐腔a連接相通的進料口f。蓄熱保溫層d包圍爐腔a的外壁并與外壁之間有一個斷面為環形的燃燒腔e,燃燒腔e是干餾氣與空氣混合燃燒的空間。在炭化爐腔a的壁上裝有可使干餾氣逸出但阻礙固體顆粒的微孔板j,與微孔板j相對應處的蓄熱保溫層d上開有透氣孔k,透氣孔k外與大氣或燃燒嘴m相通,內與燃燒腔e相通。煙囪c與燃燒腔e相通,煙囪c另一端與引風機b相連。引風機b使用可調速電機。
具體實施辦法從生活垃圾中分選出的有機物質通過炭化爐,在隔絕空氣的條件下加熱,被干餾成炭質燃料產品。同時產出的干餾氣、木焦油在炭化爐中燃燒,向炭化爐供熱而消耗。
有機物進入炭化爐的進料口f,被螺旋推進裝置g推動擠壓到炭化爐腔a中,向出料端運動。物料在被螺旋g不斷翻動時接觸爐腔a的壁,由于受到炭化爐腔a的壁傳熱,物料升溫,水分揮發,在250℃以上時開始發生有機物干餾反應,產生的干餾氣和水蒸氣從微孔板j逸出,進入燃燒腔e,與從透氣孔k進入的空氣相遇而燃燒。加熱蓄熱保溫層d和炭化爐腔壁a,使之溫度保持在400℃至800℃。
在炭化爐啟動或溫度不足時,需要外來熱源。外來燃氣與來自風機18的空氣在燃燒嘴19中混合燃燒,通過透氣孔k加熱爐腔a,此時引風機b關閉;溫度過高時,引風機b提高電機轉速,引入過剩空氣降低爐內燃燒腔e的煙氣溫度。通過改變引風機b的電機轉速,可調節從透氣孔k進入到燃燒腔e的過剩空氣量,以控制炭化爐燃燒腔e中煙氣的溫度。
燃燒腔e產生的廢煙氣通過煙囪c由引風機b排出爐外。
電機h使用的是可調速電機,可以通過調節電機h的轉速,從而改變螺旋推進裝置g的轉速,這樣就改變了物料在炭化爐中停留的時間,就可以得到不同干餾程度的產品。
權利要求
1.把生活垃圾轉化成炭質燃料的工藝流程。垃圾運到處理場后,由輸送機輸送給篩分設備,篩除細小顆粒。在輸送機上,只進行破袋和撿除大件異型物的簡單處理。篩上物給入風選機,鼓風機向風選機鼓入適量的風,風將物料大致分選成無機物為主的重產物、以有機物為主的中間產物和以塑料薄膜為主的輕產物。輕產物用氣化裂解的辦法制成燃氣和液態烴。重產物填坑。以有機物為主的產物用炭化爐在隔絕空氣的條件下加熱至400℃到800℃,被干餾成干餾氣、木焦油和炭質燃料。產出的干餾氣和木焦油燃燒加熱炭化爐,主要用于維持干餾反應的條件。炭質燃料作商品出售。本文所說的篩分設備,是指旋轉的圓筒篩、傾斜放置的振動篩和搖動篩。細小顆粒是指篩孔直徑為3mm至30mm的篩下物。無機物是指生活垃圾中爐渣、砂粒、玻璃、陶瓷片、金屬等。有機物是指生活垃圾中廚余物、木質、廢紙、橡膠、塑料等有機物。
2.把生活垃圾轉化成不同干餾程度的炭質燃料,再經調配、成型加工的商品燃料結構。它們是木炭制品類和代煤燃料類。不同干餾程度是指炭質燃料產品中含有0%揮發份到40%揮發份。木炭制品類包括木炭粉、粒、球、橢球和各種木炭棒。代煤燃料類是含有0%揮發分至50%揮發分,外觀和性質類似各類煤的系列產品。它們可以是粉狀,也可以成粒、塊、球和蜂窩狀。調配指的是在炭質燃料中,摻入0%至50%的煤。
3.炭化爐結構。圓筒形,長徑比大于5的水平放置、固定不動的爐腔,內有一個旋轉的螺旋推進器,可把物料從進料端推向出料端,螺旋推進器由電機驅動。爐腔外圍有一個蓄熱保溫層。保溫層與爐腔之間有一個斷面為圓型的燃燒腔。爐腔外壁裝有微孔板,能使爐腔內被干餾物料產生的干餾氣逸出而阻礙固體物逸出。蓄熱保溫層開有透氣孔,穿過保溫層的煙囪與燃燒腔相通,煙囪的另一端與引風機相聯。引風機使用可調速電機。爐腔和微孔板可用金屬,也可以用非金屬耐火材料制造。蓄熱保溫層,用粘土和磚砌成,它的內壁斷面是圓型,外表面斷面形狀可以是圓型,也可以是拱型、正梯型。
4.在使用螺旋推料器的炭化爐中,主驅動電機采用可調速電機。利用改變電機轉速控制物料在爐中的停留時間,得到不同干餾程度的產品的方法。
5.風選機是一個水平放置的長筒型容器。橫截面進風端較小,沿物料運動方向漸大。它的斷面可以是圓形,也可以是方形。多種板型材料均可制造。
全文摘要
本發明采用先篩分后風選的簡單工藝,把垃圾不太嚴格地歸類為無機物、有機物和塑料薄膜類,將含量最多的有機物部分用炭化爐在隔絕空氣條件下加熱,干餾成為性質類似于煤的炭質燃料。產生的氣體和焦油用于加熱炭化爐,而大部分消耗掉。從而達到了生活垃圾的無害化處理。炭質燃料可民用,也可工業利用,有較好的銷路。
文檔編號B09B3/00GK1952044SQ20061012822
公開日2007年4月25日 申請日期2006年11月17日 優先權日2006年11月17日
發明者杜新國 申請人:杜新國