热解-活化-燃烧-气化一体炉、垃圾填埋场协调处理系统、活性炭制造方法技术方案

一种热解-活化-燃烧-气化一体炉，包括：燃烧单元；热解气化单元，利用来自燃烧单元的烟气热解炭化原料以生成炭化材料和热解气；活化单元，利用来自燃烧单元的水蒸气将来自热解气化单元的炭化材料活化以生产活性炭；以及干燥单元，干燥来自活化单元的活性炭。

【技术实现步骤摘要】
热解-活化-燃烧-气化一体炉、垃圾填埋场协调处理系统、活性炭制造方法
本专利技术涉及热解-活化-燃烧-气化一体炉、垃圾填埋场协调处理系统以及活性炭制造方法。
技术介绍
随着我国经济的快速发展和城镇化进程的加快，城市生活垃圾清运量急速增加。目前，我国城市生活垃圾无害化处理处置仍以卫生填埋为主。垃圾填埋场侵占了城市周边的大量土地资源，填埋场及周边占地面积普遍高达数平方公里，甚至十几平方公里。同时，生活垃圾填埋场面临渗滤液与填埋气两方面的环境污染问题，其中渗滤液的处理为世界性难题。由于我国生活垃圾中有机物含量和含水率往往高达50％-60％，导致渗滤液产量大、成分复杂且浓度高、处理难度大，往往出现处理不达标和偷排现象，致使渗滤液污染事件频繁发生。填埋气中含有大量的甲烷及二氧化碳等温室气体，其中甲烷的温室气体效应是二氧化碳的21倍，另外填埋气中还有硫化氢、氨等组分，其产生的恶臭严重地影响了填埋场周边的生活环境。目前生活垃圾填埋场的渗滤液、填埋气、土地三种资源的处理与利用模式都是单一的短链条发展模式。
技术实现思路
为了有效的解决生活垃圾填埋场的环境污染问题，提升其土地资源的价值，加速恢复与治理填埋场的生态环境，本专利技术提出了垃圾填埋场的协调处理。根据垃圾填埋场的协调处理的一个方面，本专利技术提出了一种热解-活化-燃烧-气化一体炉，包括：燃烧单元；热解气化单元，利用来自燃烧单元的烟气热解炭化原料以生成炭化材料和热解气；活化单元，利用来自燃烧单元的高温水蒸气将来自热解气化单元的炭化材料活化以生产活性炭；以及干燥单元，干燥来自活化单元的活性炭。有利的，所述干燥单元的干燥热源包括来自燃烧单元的烟气。可选的，所述热解气化单元布置在燃烧单元的一侧，所述活化单元和所述干燥单元设置在所述燃烧单元的另一侧，且所述活化单元位于所述干燥单元的下方。进一步的，所述燃烧单元通过侧壁向所述热解气化单元、所述活化单元和所述干燥单元中的至少一个传递热量。可选的，所述热解气化单元和所述活化单元布置在燃烧单元的一侧，所述干燥单元设置在所述燃烧单元的另一侧，且所述活化单元位于所述热解气化单元的下方。有利的，所述燃烧单元通过侧壁向所述热解气化单元、所述活化单元和所述干燥单元中的至少一个传递热量。可选的，所述热解气化单元内设置有中间布风管，中间布风管上设置有多个开口，与燃烧单元高温烟气换热后的热解气或填埋气通入到所述中间布风管中；炭化原料从所述热解气化单元的下部或底部输送到所述活化单元内。有利的，热解-活化-燃烧-气化一体炉还包括热解气回路，将从热解气化单元产生的部分热解气与空气混合燃烧后引入到热解气化单元内。可选的，来自燃烧单元的烟气经过除尘净化后通入到所述干燥单元内。可选的，热解-活化-燃烧-气化一体炉还包括将垃圾填埋场的至少部分填埋气引入到燃烧单元内燃烧的填埋气置换引入管路。可选的，热解-活化-燃烧-气化一体炉还包括将垃圾填埋场的至少部分填埋气引入到活化单元中的填埋气重整引入管路。可选的，以上热解-活化-燃烧-气化一体炉还包括邻近所述干燥单元设置的分离单元，将干燥后的活性炭分离为颗粒活性炭和携带在烟气中的粉末活性炭。根据垃圾填埋场的协调处理的另一个方面，本专利技术提出了一种垃圾填埋场协调处理系统，包括：上述的热解-活化-燃烧-气化一体炉，其包括上述的分离单元；移动床净水装置，分离单元中分离的颗粒活性炭自上方进入所述移动床净水装置；将活性炭作为燃料从移动床净水装置下部输送到燃烧单元的输送路径。可选的，所述输送路径中包括去除从移动床净水装置出来的吸附污染物的活性炭中的水分的过滤器。可选的，所述输送路径中设置有提供来自活化单元中的水蒸气与去往燃烧单元的吸附污染物的活性炭之间的热交换的热交换器。可选的，所述垃圾填埋场协调处理系统还包括：混合装置，连通在所述输送路径与所述燃烧单元的炉膛之间；空气经过与来自炉膛的烟气换热之后一部分通入所述混合装置，另一部分从燃烧单元的下部直接通入燃烧单元的炉膛。可选的，另外的燃料通入到所述混合装置中。所述另外的燃料可包括从燃烧单元的烟气中分离出的未燃尽颗粒和/或垃圾填埋场的填埋气。有利的，所述垃圾填埋场协调处理系统还包括：位于所述垃圾填埋场中的能源植物种植区，利用能源植物作为所述炭化原料。所述能源植物可包括大豆、向日葵或蓖麻。有利的，所述垃圾填埋场协调处理系统还包括：灰渣输送装置，将来自燃烧单元的灰渣输送到所述能源植物种植区。有利的，所述垃圾填埋场协调处理系统还包括：气体净化单元，利用从干燥单元获得的活性炭净化垃圾填埋场的填埋气和/或获得的热解气。有利的，所述垃圾填埋场协调处理系统还包括：合成装置，用于将利用活性炭净化后的热解气合成。有利的，以上的垃圾填埋场协调处理系统还可包括：渗滤液调节池，来自垃圾填埋场的渗滤液容纳在所述渗滤液调节池中；且所述渗滤液调节池中的渗滤液被引入到所述移动床净水装置的下部，处理后的渗滤液作为净水从所述移动床净水装置的上部引出。进一步的，所述燃烧单元的炉膛内设置有蒸发管路，所述蒸发管路提供到所述活化单元的高温水蒸气；从所述移动床净水装置的上部引出的净水的至少一部分通入到所述蒸发管路中。从分离单元分离的粉末活性炭可随烟气一起通入到所述渗滤液调节池或氨氮吹脱设备中。来自活化单元的水蒸气可通入到所述渗滤液调节池或氨氮汽提设备中。根据垃圾填埋场的协调处理的再一个方面，本专利技术提出了一种活性炭制造方法，包括：热量产生步骤：在燃烧单元中燃烧燃料以产生热量；热解气化步骤：利用来自燃烧单元的热量在热解气化单元中热解炭化原料以生成炭化材料和热解气；活化步骤：将炭化材料置于活化单元中，并且向活化单元中通入高温水蒸气以生产活性炭，所述高温水蒸气由所述燃烧单元生成；以及干燥步骤：利用来自燃烧单元的烟气干燥生产的活性炭。有利的，所述热量产生步骤包括在燃烧单元中燃烧垃圾填埋场的填埋气。有利的，所述活化步骤包括将来自垃圾填埋场的填埋气与高温水蒸气同时通入到活化单元中。有利的，还包括步骤：利用干燥后的活性炭处理污染物；以及将处理污染物后的活性炭作为燃料置于所述燃烧单元中。进一步的，所述污染物为垃圾填埋场的渗滤液和/或填埋气。有利的还包括炭化原料生成步骤：利用垃圾填埋场的土地资源种植能源植物，利用所述能源植物作为所述炭化原料。所述能源植物可包括大豆、向日葵或蓖麻。附图说明本专利技术的以上及其它目的和优点当结合附图获悉时将从以下优选实施例的具体实施方式变得更加清楚呈现，其中：图1为示例性说明本专利技术的垃圾填埋场协调处理技术的原理的示意图；图2为示例性说明本专利技术的垃圾填埋场协调处理系统中的物料和能量流程的示意图；图3为根据本专利技术的一个示例性实施例的垃圾填埋场协调处理系统的示意图，其中示出了热解-活化-燃烧-气化一体炉的一种结构；图4为根据本专利技术的另一个示例性实施例垃圾填埋场协调处理系统的示意图，其中示出了热解-活化-燃烧-气化一体炉的另一种结构；图5为根据本专利技术的一个示例性实施例的垃圾填埋场协调处理系统中的热解-活化-燃烧-气化一体炉的工作流程示意图；以及图6为示意性说明燃烧过程与活性炭制造过程之间的耦合的视图。具体实施方式虽然将参照含有本专利技术的较佳实施例的附图充分描述本专利技术，但在此描述之前应了解本领域的普通技术人员可修改本文中所描述的专利技术，同时获本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热解‑活化‑燃烧‑气化一体炉，包括： 燃烧单元； 热解气化单元，利用来自燃烧单元的烟气热解炭化原料以生成炭化材料和热解气； 活化单元，利用来自燃烧单元的高温水蒸气将来自热解气化单元的炭化材料活化以生产活性炭；以及 干燥单元，干燥来自活化单元的活性炭。

【技术特征摘要】
1.一种垃圾填埋场协调处理系统，包括：热解-活化-燃烧-气化一体炉，热解-活化-燃烧-气化一体炉包括：燃烧单元；热解气化单元，利用来自燃烧单元的烟气热解炭化原料以生成炭化材料和热解气；活化单元，利用来自燃烧单元的高温水蒸气将来自热解气化单元的炭化材料活化以生产活性炭；干燥单元，干燥来自活化单元的活性炭；分离单元，邻近所述干燥单元设置，将干燥后的活性炭分离为颗粒活性炭和携带在烟气中的粉末活性炭；移动床净水装置，分离单元中分离的颗粒活性炭自上方进入所述移动床净水装置；将活性炭作为燃料从移动床净水装置下部输送到燃烧单元的输送路径；其中，所述输送路径中设置有提供来自活化单元中的水蒸气与去往燃烧单元的吸附污染物的活性炭之间的热交换的热交换器；所述垃圾填埋场协调处理系统还包括：混合装置，连通在所述输送路径与所述燃烧单元的炉膛之间；空气经过与来自炉膛的烟气换热之后一部分通入所述混合装置，另一部分从燃烧单元的下部直接通入燃烧单元的炉膛。2.根据权利要求1所述的垃圾填埋场协调处理系统，其中：所述输送路径中包括去除从移动床净水装置出来的吸附污染物的活性炭中的水分的过滤器。3.根据权利要求1所述的垃圾填埋场协调处理系统，其中：另外的燃料通入到所述混合装置中。4.根据权利要求3所述的垃圾填埋场协调处理系统，其中：所述另外的燃料包括从燃烧单元的烟气中分离出的未燃尽颗粒和/或垃圾填埋场的填埋气。5.根据权利要求1所述的垃圾填埋场协调处理系统，还包括：位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏红德，朱治平，于旷世，马人熊，吕清刚，高鸣，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11