一種微波輔助熱解固體有機廢物的系統和方法與流程

本發明屬于有機廢物處理技術領域，具體涉及一種微波輔助熱解固體有機廢物的系統和方法。

背景技術：

固體廢棄物污染是困擾當前社會可持續發展的主要原因之一。目前，對于有機固體廢棄物通常采用是填埋法或者焚燒法處理。廢物填埋場在廢物處置過程中產生含有大量污染物的滲濾液污染環境。焚燒設備一次性投資大, 運轉成本高外, 它通常要求固體廢物有比較高的熱值。而且，焚燒過程中產生的二惡英等有害氣體, 能引發癌癥、皮膚病等。這些傳統的處理方法不能有效處理固體廢棄物，難以達到固體污染物防治“減量化、無害化、資源化”的目標。近年來，熱解處理技術逐漸成為的熱點。

現有技術中，熱解處理設備包括熱解倉和給熱解倉提供熱量的加熱倉，有機固體的熱解反應通過外部加熱在熱解倉內高溫無氧熱解，余熱得不到充分利用，熱解時間長，處理速度慢，而且另外設置加熱倉在一定程度上增加了投入資本。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種高效、環保的微波輔助熱解有機廢物的系統和方法。

為解決現有技術存在的問題，本發明所采用的技術方案是：

一種微波輔助熱解固體有機廢物的系統，包括上料系統、運輸系統、熱解系統、分離凈化系統和循環系統。所述運輸系統包括發動機、運輸裝置和真空泵；所述分離凈化系統包括冷凝器，分離器和洗滌器；所述循環系統包括余熱循環系統和氣體循環系統；所述上料系統包括一個料斗，料斗上部設有加料口，料斗下部設置有出料口，并通過所述出料口與所述運輸系統相接；所述熱解系統包括熱解室，每個熱解室均設置有超聲波發生器，微波發生器和雙螺旋桿；每個熱解室通過余熱循環管路與所述料斗相接，所述熱解室還連接有殘渣收集室。

進一步地，所述運輸裝置為螺旋/帶式運輸機；所述螺旋/帶式運輸機采用玻璃編織帶，并且所述玻璃編織帶通過所述熱解系統時的形狀依據熱解系統出入口形狀變化而變化。

進一步地，所述雙螺旋桿的末端設置有低氮氧化物燃燒器。

進一步地，所述氣體循環系統包括氣體循環管路以及合成氣儲氣倉，并通過所述氣體循環管路與所述熱解系統相通；所述合成氣儲氣倉設置有壓力計，并與燃氣渦輪發電機通過管路相連；所述合成氣儲氣倉與所述燃氣渦輪發電機之間的管路上還設置有流量計；所述燃氣渦輪發電機連接有電源開關和功率表。

進一步地，所述冷凝器包括低溫冷凝器和傳統冷凝器，所述分離器包括手動和/或自動裝置以及圓筒篩。

本發明還提供了一種利用上述微波輔助熱解固體有機廢物系統的有機廢物處理方法，包括步驟：（1）料斗中的有機廢物通過螺旋/帶式運輸機運送至熱解系統，并在運輸過程中進行抽真空；（2）熱解系統對有機廢物進行熱解，產生可揮發的組分和殘渣；（3）分離凈化系統對可揮發的組分進行分離凈化。

進一步地，所述步驟（2）的熱解過程為：有機廢物在第一熱解室經超聲波發生器和微波發生器微波放電熱解，產生水、碳氫化合物、微粒子碳和各種碳、氧、氮、硫以及含鹵素化合物；這些產物中可揮發的組分經過雙螺旋桿末端的低氮氧化物燃燒器加熱進入與第一熱解室連接的低溫冷凝器中，固體組分經破碎機破碎成粒徑小于2 nm的顆粒，然后進入第二熱解室熱解；第二熱解室熱解后的產物包括可揮發的組分和固體殘渣，可揮發的組分經過雙螺旋桿末端的低氮氧化物燃燒器加熱進入與第二熱解室連接的低溫冷凝器中，固體殘渣進入殘渣收集室，后經真空旋轉脫除。

進一步地，所述微波發生器和超聲波發生器在15秒內啟動；所述有機廢物經微波發生器微波放電處理的時間為5秒；所述熱解溫度保持低于190℃；所述微波發生器的主輸出功率為2.8 ghz,放電頻率范圍為0.8~100 ghz；所述低氮氧化物燃燒器將熱解產物溫度提升至500~750℃。

進一步地，所述步驟（3）的分離凈化過程為：可揮發的組分被氣流攜帶進入分離凈化系統，在所述分離凈化系統中經低溫冷凝器濃縮分離；剩余氣體經傳統冷凝器進一步冷凝分離后進入洗滌器中經氫氧化鈉溶液洗滌凈化；所述氣流包括從氫、水蒸汽、二氧化碳、一氧化碳和甲烷等組分中選擇的混合氣體。

進一步地，所述步驟（1）~（3）的處理過程在密閉空間中進行；所述密閉空間保持還原性氣氛。

本發明相對于現有技術具有以下有益效果：

（1）采用二級熱解的處理方式徹底熱解有機固體廢物，使其轉化成以燃燒氣和炭黑為主的貯存性能源，實現了資源的循環利用。

（2）整個處理過程在封閉體系中進行，避免對環境的二次污染。

（3）在熱解室內設置微波發生器和超聲波發生器，采用超聲波和微波放電處理在較低的溫度下對有機固體廢物熱解，再經過氮氧化物燃燒器加熱，處理速度快，效率高，無需設置另外的加熱倉，簡化設備結構，降低投入資本。

（4）熱解室的微波余熱經余熱循環管路循環至料斗，對料斗內的有機固體廢物進行預熱干燥，無需專門設置干燥裝置，進一步簡化設備結構，也避免了熱量的浪費。

附圖說明

圖1為本發明微波輔助熱解固體有機廢物的系統的示意圖。

圖2為本發明的有機廢物處理方法流程圖。

具體實施方式

以下將結合附圖所示的具體實施方式對本發明進行詳細描述。本發明的有機固體廢物微波輔助熱解系統可用來處理廢舊輪胎，廢舊塑料，廢舊樹脂，城市生活有機垃圾，工業有機廢料，污泥以及醫療垃圾等有機固體廢物。

實施例

參照圖1，根據本發明一種微波輔助熱解固體有機廢物的系統，包括上料系統、運輸系統2、熱解系統、分離凈化系統和循環系統。所述運輸系統2包括發動機、運輸裝置和真空泵；所述分離凈化系統包括冷凝器，分離器和洗滌器9；所述循環系統包括余熱循環系統6和氣體循環系統14；所述上料系統包括一個料斗1，料斗1上部設有加料口1-1，料斗下部設置有出料口1-2，并通過所述出料口1-2與所述運輸系統相接；所述熱解系統包括第一熱解室3和第二熱解室4，每個熱解室均設置有超聲波發生器，微波發生器和雙螺旋桿，雙螺旋桿的末端設置有低氮氧化物燃燒器；每個熱解室通過余熱循環管路6與所述料斗1相接，所述第二熱解室4還連接有殘渣收集室5。

運輸裝置為螺旋/帶式運輸機，采用玻璃編織帶，并且玻璃編織帶通過熱解系統時的形狀依據熱解系統出入口形狀變化而變化。

氣體循環系統包括氣體循環管路14以及合成氣儲氣倉10，并通過氣體循環管路14與熱解系統相通；合成氣儲氣倉10設置有壓力計10-1，并與燃氣渦輪發電機11通過管路相連；合成氣儲氣倉10與燃氣渦輪發電機11之間的管路上還設置有流量計10-2；燃氣渦輪發電機11連接有電源開關13和功率表12。

冷凝器包括低溫冷凝器7和傳統冷凝器8，分離器包括手動和/或自動裝置以及圓筒篩。

下面參考圖2描述根據本發明實施例的固體有機廢物處理方法。

一種固體有機固體廢物處理方法，包括步驟：（1）料斗中的有機廢物通過螺旋/帶式運輸機運送至熱解系統，并在運輸過程中進行抽真空；（2）熱解系統對有機廢物進行熱解，產生可揮發的組分和殘渣；（3）分離凈化系統對可揮發的組分進行分離凈化。

步驟（2）的熱解過程為：有機廢物在第一熱解室經超聲波發生器和微波發生器微波放電熱解，產生水、碳氫化合物、微粒子碳和各種碳、氧、氮、硫以及含鹵素化合物；這些產物中可揮發的組分經過雙螺旋桿末端的低氮氧化物燃燒器加熱進入與第一熱解室連接的低溫冷凝器中，固體組分經破碎機破碎成粒徑小于2 nm的顆粒，然后進入第二熱解室熱解；第二熱解室熱解后的產物包括可揮發的組分和固體殘渣，可揮發的組分經過雙螺旋桿末端的低氮氧化物燃燒器加熱進入與第二熱解室連接的低溫冷凝器中，固體殘渣進入殘渣收集室，后經真空旋轉脫除。

微波發生器和超聲波發生器在15秒內啟動；所述有機廢物經微波發生器微波放電處理的時間為5秒；所述熱解溫度保持低于190℃；所述微波發生器的主輸出功率為2.8 ghz,放電頻率范圍為0.8~100 ghz；所述低氮氧化物燃燒器將熱解產物溫度提升至500~750℃。

步驟（3）的分離凈化過程為：可揮發的組分被氣流攜帶進入分離凈化系統，在所述分離凈化系統中經低溫冷凝器濃縮分離；剩余氣體經傳統冷凝器進一步冷凝分離后進入洗滌器中經氫氧化鈉溶液洗滌凈化；所述氣流包括從氫、水蒸汽、二氧化碳、一氧化碳和甲烷等組分中選擇的混合氣體。

步驟（1）~（3）的處理過程在密閉空間中進行；所述密閉空間保持還原性氣氛。

應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。