有机垃圾热解系统及其应用技术方案

本发明专利技术公开了有机垃圾热解系统和利用该有机垃圾热解系统处理有机垃圾的方法。其中，有机垃圾热解系统包括：热解反应器、气液分离塔、净化器和燃气轮机。该有机垃圾热解系统利用该热解反应器对有机垃圾进行热解，热解反应器中具有搅拌组件，使物料在反应器内分布均匀，更充分的热解，且能够使热解产生的油气更快的释放出，可有效抑制油气的二次裂解，提高热解焦油产率。并且，该热解反应器利用蓄热式辐射管作为加热源，没有热载体。同时，热解产生的热解油气经气液分离塔分离得到焦油和燃气，其中，燃气用于为燃气轮机提供燃料进行发电，实现能源的有效综合利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机垃圾热解系统，以及利用该有机垃圾热解系统处理有机垃圾的方法。
技术介绍
随着我国现代化进程的加速，城市生活垃圾已经成为制约绿色城市快速发展的一个重要因素。目前，世界各国城市垃圾处理方式主要包括卫生填埋、焚烧、堆肥、热解以及垃圾综合处理等。而我国相关的垃圾分类、垃圾综合利用技术滞后，目前垃圾的主要处理方式为卫生填埋为主，焚烧、堆肥等方式为辅。并且，随着科技进步和环保意识的增强，“焚烧法”和“填埋法”给环境带来的破坏作用及威胁人类的身体健康已越来越被人们认识到。一种新型的技术以替代“焚烧法”和“填埋法”，以减少温室气体排放和消除二噁英污染问题，正被迫切需要垃圾热解处理技术是指将垃圾在的无氧或缺氧的状态下加热，使之分解。在热解过程中，其中间产物趋向于两极化变化：一种是从大分子裂解为小分子的裂解过程、另一种是小分子聚合为大分子的缩聚过程。随着热解温度的升高，垃圾热解主要经历干燥(室温～200℃)、干馏(～500℃)和气体生成(～1200℃)三个阶段。在低温干燥阶段，垃圾中所含的外水和毛细结构吸附的水分首先被加热蒸发，其次物质中的结构水受热分解。随着水分的蒸发和热解干馏温度的升高，垃圾热解进入干馏阶段。干馏阶段只要发生内部水和CO2的析出、脱氧、脱硫等反应。随着温度的继续升高，干馏阶段产生的小分子物质发生二次裂解，垃圾热解进入气体生成阶段，生成二次裂解产物。二次反应主要有裂解、脱氢、缩聚、氢化反应、桥键反应、水碳反应等。二次裂解反应主要产物包括：H2、CH4、CO等。由于我国垃圾分类措施不完善，致使垃圾本身成分异常复杂，常含有厨余物、塑料、废旧电池、电路板等等。同时发现垃圾热解产生的焦油成分亦异常复杂，成分分析发现焦油中含有上百种中物质，包括各种有机酸、酚类、酮类、醛类、PAHs等，其中氯元素和重金属元素普遍偏高，含水量大约20％，热值约13～18MJ/Kg，同时因硫化物含量高而导致恶臭，综合利用难度大。诸多因素致使我国垃圾热解很难取得重大突破。由此，现有的垃圾热解设备有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种有机垃圾热解反应系统，其中，热解反应器中具有搅拌组件，使物料在反应器内分布均匀，更充分的热解，且能够使热解产生的热解油气更快的释放出，可有效抑制热解油气的
二次裂解，提高热解焦油产率。并且，该热解反应器利用蓄热式辐射管作为加热源，没有热载体。而热解产生的热解油气经气液分离塔分离得到焦油和燃气，燃气用于为燃气轮机提供燃料进行发电，实现能源的综合利用。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种有机垃圾热解系统。根据本专利技术的实施例，该系统包括：热解反应器，所述热解反应器包括：热解垃圾入口、烟气出口和半焦出口；所述热解垃圾入口位于所述热解反应器的顶部；所述半焦出口位于所述热解反应器的底部；蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管在所述热解反应器的内部沿着所述热解反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管；油气导出管道，所述油气导出管道的管壁上设置有通孔；搅拌组件，所述搅拌组件包括：可旋转的搅拌轴，所述搅拌轴由所述半焦出口伸入到所述热解反应器的内部；多个搅拌杆，所述搅拌杆沿所述搅拌轴的长度分别连接在所述搅拌轴上，所述搅拌杆位于所述蓄热式辐射管的层间；集气管，所述集气管包括集气总管以及与所述集气总管相连通的集气支管，其中，所述集气总管竖直地设置在所述热解反应器外部，所述集气支管延伸穿过所述热解反应器的侧壁伸入到所述热解反应器内且与所述油气导出管道相连通；气液分离塔，所述气液分离塔具有油气入口、热解油出口和燃气出口，所述油气入口与所述集气管相连；净化器，所述净化器具有待净化气体入口和净化气体出口，所述待净化气体入口与所述燃气出口相连；以及燃气轮机，所述燃气轮机具有燃料入口，所述燃料入口与所述净化器的所述净化气体出口相连。根据本专利技术实施例的有机垃圾热解系统，利用该热解反应器对有机垃圾进行热解，热解反应器中具有搅拌组件，使物料在反应器内分布均匀，更充分的热解，且能够使热解产生的油气更快的释放出，可有效抑制油气的二次裂解，提高热解焦油产率。并且，该热解反应器利用蓄热式辐射管作为加热源，没有热载体。同时，热解产生的热解油气经气液分离塔分离得到焦油和燃气，其中，燃气用于为燃气轮机提供燃料进行发电，实现能源的有效综合利用。另外，根据本专利技术上述实施例的有机垃圾热解系统还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的实施例，所述搅拌杆垂直于所述搅拌轴，并且沿所述搅拌轴的长度间隔分布。根据本专利技术的实施例，所述搅拌杆在所述搅拌轴的同一横截面上的相邻投影呈一定角度。根据本专利技术的实施例，所述搅拌杆介于所述蓄热式辐射管的层间。根据本专利技术的实施例，所述角度为0～90度，不含端值。根据本专利技术的实施例，所述角度为30～90度，不含90度。根据本专利技术的实施例，所述集气支管为多个，并且沿所述集气总管的长度方向彼此平行布置。根据本专利技术的实施例，所述集气支管垂直于所述集气总管。根据本专利技术的实施例，所述油气导出管道沿所述热解反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的油气导出管道。根据本专利技术的实施例，所述油气导出管道与所述蓄热式辐射管平行布置，且所述蓄热式
辐射管各自的左右两侧对称设置有两根油气导出管道。根据本专利技术的实施例，所述油气导出管道与邻近的所述蓄热式辐射管的管壁之间距离为所述油气导出管道管径d的1/2-3倍。根据本专利技术的实施例，所述油气导出管道的管壁上设置有多个通孔。根据本专利技术的优选实施例，所述通孔在所述油气导出管道的长度方向上均匀分布。根据本专利技术的实施例，同一层所述油气导出管道连通至同一根所述集气支管。根据本专利技术的实施例，该系统进一步包括：混合装置，所述混合装置具有半焦入口、煤和石灰石入口和混合物料出口，所述半焦入口与所述热解反应器的所述半焦出口相连；制粉机，所述具有混合物料入口和粉碎物料出口，其中，混合物料入口与混合物料出口相连；以及气化熔融炉，所述气化熔融炉具有气化熔融物料入口、气化介质入口、气化气出口和排渣口，所述气化熔融物料入口与粉碎物料出口相连。根据本专利技术的实施例，该系统进一步包括：螺旋出料器，所述螺旋出料器具有出料器入口和出料器出口，所述出料器入口与所述热解反应器的半焦出口相连，所述出料器出口与所述混合装置的所述半焦入口相连。根据本专利技术的实施例，该系统进一步包括：破碎机，所述破碎机具有破碎机煤入口、破碎机石灰石入口以及破碎煤和石灰石出口，所述破碎煤和石灰石出口与所述混合装置的所述煤和石灰石入口相连。根据本专利技术的实施例，该系统进一步包括：储油槽，所述储油槽具有热解油入口，所述热解油入口与所述热解油出口相连。根据本专利技术的实施例，该系统进一步包括：气体混合装置，所述气体混合装置具有燃气入口、气化气入口和混合气体出口，所述燃气入口与所述气液分离塔的燃气出口相连，所述气化气入口与气化熔融炉的所述气化气出口相连，所述混合气体出口与所述待净化气体入口相连。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种利用前述的有机垃圾热解系统处理有机垃圾的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：将有机垃圾供给至热解反应器中进行热解处理，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机垃圾热解系统，其特征在于，包括：热解反应器，所述热解反应器包括：热解垃圾入口、烟气出口和半焦出口；所述热解垃圾入口位于所述热解反应器的顶部；所述半焦出口位于所述热解反应器的底部；蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管在所述热解反应器的内部沿着所述热解反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管；油气导出管道，所述油气导出管道的管壁上设置有通孔；搅拌组件，所述搅拌组件包括：可旋转的搅拌轴，所述搅拌轴由所述半焦出口伸入到所述热解反应器的内部；多个搅拌杆，所述搅拌杆沿所述搅拌轴的长度分别连接在所述搅拌轴上，所述搅拌杆位于所述蓄热式辐射管的层间；集气管，所述集气管包括集气总管以及与所述集气总管相连通的集气支管，其中，所述集气总管竖直地设置在所述热解反应器外部，所述集气支管延伸穿过所述热解反应器的侧壁伸入到所述热解反应器内且与所述油气导出管道相连通；气液分离塔，所述气液分离塔具有油气入口、热解油出口和燃气出口，所述油气入口与所述集气管相连；净化器，所述净化器具有待净化气体入口和净化气体出口，所述待净化气体入口与所述燃气出口相连；以及燃气轮机，所述燃气轮机具有燃料入口，所述燃料入口与所述净化器的所述净化气体出口相连。...

【技术特征摘要】
1.一种有机垃圾热解系统，其特征在于，包括：热解反应器，所述热解反应器包括：热解垃圾入口、烟气出口和半焦出口；所述热解垃圾入口位于所述热解反应器的顶部；所述半焦出口位于所述热解反应器的底部；蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管在所述热解反应器的内部沿着所述热解反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管；油气导出管道，所述油气导出管道的管壁上设置有通孔；搅拌组件，所述搅拌组件包括：可旋转的搅拌轴，所述搅拌轴由所述半焦出口伸入到所述热解反应器的内部；多个搅拌杆，所述搅拌杆沿所述搅拌轴的长度分别连接在所述搅拌轴上，所述搅拌杆位于所述蓄热式辐射管的层间；集气管，所述集气管包括集气总管以及与所述集气总管相连通的集气支管，其中，所述集气总管竖直地设置在所述热解反应器外部，所述集气支管延伸穿过所述热解反应器的侧壁伸入到所述热解反应器内且与所述油气导出管道相连通；气液分离塔，所述气液分离塔具有油气入口、热解油出口和燃气出口，所述油气入口与所述集气管相连；净化器，所述净化器具有待净化气体入口和净化气体出口，所述待净化气体入口与所述燃气出口相连；以及燃气轮机，所述燃气轮机具有燃料入口，所述燃料入口与所述净化器的所述净化气体出口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述搅拌杆垂直于所述搅拌轴，并且沿所述搅拌轴的长度间隔分布，任选地，所述搅拌杆在所述搅拌轴的同一横截面上的相邻投影呈一定角度，任选地，所述搅拌杆介于所述蓄热式辐射管的层间，任选地，所述角度为0～90度，不含端值，任选地，所述角度为30～90度，不含90度。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述集气支管为多个，并且沿所述集气总管的长度方向彼此平行布置，任选的，所述集气支管垂直于所述集气总管。4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于，所述油气导出管道沿所述热解反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的油气导出管道，任选的，所述油气导出管道与所述蓄热式辐射管平行布置，且所述蓄热式辐射管各自的
\t左右两侧对称设置有两根油气导出管道，任选地，所述油气导出管道与邻近的所述蓄热式辐射管的管壁之间距离为所述油气导出管道管径d的1/2-3倍，任选的，所述油气导出管道的管壁上设置有多个通孔，优选地，所述通孔在所述油气导出管道的长度方向上均匀分布，任选的，同一层所述油气导出管道连通至同一根所述集气支管。5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于，进一步包括：混合装置，所述混合装置具有半焦入口、煤和石灰石入口和混合物料出口，所述半焦入口与所述热解反应器的所述半焦出口相连；制粉机，所述具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅磊，陈水渺，薛逊，肖磊，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11