一种垃圾热解的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种垃圾热解的系统及方法。该系统包括垃圾预处理单元，热解炉、赤泥预处理单元、炭气化单元；赤泥预处理单元包括赤泥烘干机和赤泥破碎机；垃圾预处理单元的垃圾颗粒出口连接热解炉的进料口，赤泥烘干机的干赤泥出口连接赤泥破碎机的干赤泥入口，赤泥破碎机的赤泥颗粒出口连接热解炉的进料口，热解炉的出料口连接炭气化单元的热解炭入口。本发明专利技术利用赤泥作为热载体热解垃圾，降低了热解能耗，提高了垃圾热解气化率，避免了焦油堵塞问题。

System and method for pyrolysis of refuse

The present invention discloses a system and method for pyrolysis of refuse. The system includes waste pretreatment unit, pyrolysis furnace, mud pretreatment unit, carbon gasification unit; mud pretreatment unit including red mud and red mud dryer crusher; waste particles waste pretreatment unit is connected to the outlet of the pyrolysis furnace inlet, the red mud dry red mud drying machine is connected with the outlet of red mud crusher dry red mud entrance red mud, feed crushing machine is connected with the export of red mud particle pyrolysis furnace, the pyrolytic carbon entrance is connected with the carbon gasification unit outlet pyrolysis furnace. The invention uses red mud as a heat carrier to heat the garbage, reduces the energy consumption of pyrolysis, improves the pyrolysis and gasification rate of garbage, and avoids the clogging problem of tar.

【技术实现步骤摘要】
一种垃圾热解的系统及方法
本专利技术属于垃圾处理
，尤其涉及一种利用赤泥进行垃圾热解的系统及方法。
技术介绍
目前，我国城市生活垃圾产量近年增长速率约为10％，全国城市生活垃圾无害化处理率要求达到80％以上。近年来，较为流行的垃圾处理方式是垃圾热解与气化。热解是在缺氧或无氧的还原性气氛下进行的分解反应，无害化彻底，不利于生成二恶英。同时产生具有一定热值的人造燃气、燃油和固体炭。所以，热解有着巨大的潜在优势。但是，单纯通过热解处理生活垃圾，不仅需要较高的温度，能耗高，而且热解产生的焦油会降低产气率和热效率，在低温时还会凝结为液态，与水和灰尘结合造成输气管路堵塞、腐蚀等一系列问题。因此，需要热解过程加入催化剂降低热解温度，并提高燃气产量。然而传统的催化剂如钙基催化剂、镍基催化剂等价格昂贵，应用成本较高，且存在失活问题，所以较难在大规模试验和生产中得到应用。寻求大量廉价的催化剂成为目前急需解决的一个问题。赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1t氧化铝，附带产生1.0～2.0t赤泥。伴随着铝的生产，大量的赤泥得不到充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出一种垃圾热解的系统及方法，采用赤泥作为固体热载体，热解垃圾，赤泥有利于有机物热分解、焦油热裂解，避免焦油堵塞等问题。本专利技术的目的之一是提供一种垃圾热解的系统，包括垃圾预处理单元，热解炉和赤泥预处理单元；所述垃圾预处理单元包括垃圾入口和垃圾颗粒出口；所述热解炉包括进料口、出料口、出气口和燃气进口，所述热解炉的炉底可旋转；所述赤泥预处理单元包括赤泥烘干机和赤泥破碎机；所述赤泥烘干机包括赤泥入口和干赤泥出口；所述赤泥破碎机包括干赤泥入口和赤泥颗粒出口；所述炭气化单元包括炭气化炉和灰渣储仓；所述炭气化炉包括热解炭入口、气化剂入口、气化气出口和灰渣出口；所述灰渣储仓包括灰渣入口；所述垃圾预处理单元的垃圾颗粒出口连接所述热解炉的进料口，所述赤泥烘干机的干赤泥出口连接所述赤泥破碎机的干赤泥入口，所述赤泥破碎机的赤泥颗粒出口连接所述热解炉的进料口，所述热解炉的出料口连接所述炭气化炉的热解炭入口，所述炭气化炉的气化气出口连接所述热解炉的燃气进口，所述炭气化炉的灰渣出口连接所述灰渣储仓的灰渣入口。作为本专利技术优选的技术方案，所述垃圾预处理单元包括筛选装置、磁选机、捏合机和造粒机；所述筛选装置包括垃圾入口和筛选垃圾出口；所述磁选机包括物料入口和磁选垃圾出口，所述筛选装置的筛选垃圾出口连接所述磁选机的物料入口；所述捏合机包括物料入口、添加剂入口和混合料出口，所述磁选机的磁选垃圾出口连接所述捏合机的物料入口；所述造粒机包括混合料入口和垃圾颗粒出口，所述捏合机的混合料出口连接所述造粒机的混合料入口，所述垃圾颗粒出口连接所述热解炉的进料口。进一步的，所述垃圾预处理单元还包括破碎机，所述破碎机包括物料入口和破碎垃圾出口，所述磁选机的磁选垃圾出口连接所述破碎机的物料入口，所述破碎机的破碎垃圾出口连接所述捏合机的物料入口。进一步的，本专利技术的系统还包括换热器，所述换热器包括高温热解气入口、低温热解气出口、换热油出口，所述赤泥烘干机包括换热油进口；所述热解炉的出气口连接所述换热器的高温热解气入口，所述换热器的换热油出口连接所述赤泥烘干机的换热油进口。更进一步的，本专利技术的系统还包括除尘装置，所述除尘装置包括低温热解气入口和净热解气出口；所述换热器的低温热解气出口连接所述除尘装置的低温热解气入口。作为本专利技术优选的方案，所述热解炉的出气口设有多孔赤泥陶瓷蜂窝体，具有催化热解油气二次裂解的作用。本专利技术的另一目的是提供一种利用上述系统进行垃圾热解的方法，包括如下步骤：A、对垃圾进行预处理，获得垃圾颗粒；B、将赤泥烘干后破碎，获得赤泥颗粒，所述赤泥颗粒的粒径为40～60mm；C、将所述赤泥颗粒均匀平铺在所述热解炉的炉底上；D、当所述热解炉内的温度在800～1000℃时，将所述垃圾颗粒平铺在所述位于炉底的赤泥颗粒上，所述垃圾颗粒发生热解反应，获得热解炭和热解气，所述热解炭携带炉底的赤泥颗粒形成混合颗粒，将所述混合颗粒由所述热解炉的出料口排出；E、将所述混合颗粒送入所述炭气化炉，气化剂由所述气化剂入口送入所述炭气化炉，所述炭气化炉内的温度≥1000℃，在所述混合颗粒中的赤泥颗粒的催化作用下，所述混合颗粒中的热解炭与所述气化剂发生反应，获得气化气和灰渣；F、将所述气化气通入所述热解炉的燃气进口，作为热解炉的燃料；将所述灰渣送入所述灰渣储仓。作为本专利技术的优选方案，所述步骤A中的垃圾预处理包括：将垃圾送入筛选装置进行筛选，获得筛选垃圾；将所述筛选垃圾送入磁选机，去除金属后，获得磁选垃圾；将所述磁选垃圾送入破碎机，破碎后获得破碎垃圾，所述破碎垃圾的粒径≤10mm；将所述破碎垃圾与添加剂在捏合机中混合，获得混合料；将所述混合料送入造粒机，获得垃圾颗粒。进一步的，将所述步骤D产生的热解气输送至换热器，与换热油进行换热，获得低温热解气，所述低温热解气的温度≤150℃；将升温后的换热油输送至赤泥烘干机，作为赤泥烘干的热源。更进一步的，将所述低温热解气送至除尘装置，对所述低温热解气除尘后，获得净热解气。本专利技术提供的垃圾热解的系统及方法，采用赤泥催化垃圾进行热解，降低了垃圾气化能耗，节省了工艺成本，提高了热解气产量和品质；垃圾热解气化过程中焦油产量极低，降低了热解气净化分离难度，同时也避免了焦油堵塞管路等工程问题；将垃圾制备成垃圾颗粒后再热解，有利于入炉垃圾均匀布料，避免了散料垃圾蓬松导致的进料堵塞问题；利用系统内部余热烘干赤泥，降低了整个系统的能耗；利用炭气化炉使热解炭反应生成气化气，将气化气作为热解炉的燃料，进一步降低了系统的能耗。附图说明图1是本专利技术实施例的系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例的方法流程图。图中：1-垃圾预处理单元、11-垃圾储坑、12-筛选装置、13-磁选机、14-破碎机、15-捏合机16-造粒机；2-热解炉；3-赤泥预处理单元、31赤泥烘干机、32-赤泥破碎机；4-换热器、5-除尘装置、6-热解气储罐；7-炭气化单元、71-炭气化炉、72-灰渣储仓。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本专利技术的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本专利技术的限制。本专利技术实施例将赤泥用于垃圾的热解，以期达到废物利用的目的。赤泥的主要化学组成中，CaO占总量30％～40％，SiO2占15％～20％，铁铝氧化物各占10％左右，还有NiO等少量其它金属氧化物。赤泥中的CaO、Fe2O3、NiO对有机物热分解、焦油热裂解也具有较好的效果。这些碱性金属氧化物的存在对有机物挥发分及焦油组分中的π电子云稳定性产生了很大影响，降低了其裂解反应的活化能，促进了焦油进一步裂解成小分子气体。而赤泥中存在的SiO2、Fe2O3等物质也是良好的载体，可以有效固定赤泥中的碱性金属氧化物，防止热解气化过程中随着热解气的散逸损失。另外，赤泥经热处理后可形成多孔结构，具有很大的比表面积，进一步提高了催化效果。为了降低垃圾热解产物中焦油的含量，常本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垃圾热解的系统，其特征在于，包括垃圾预处理单元，热解炉、赤泥预处理单元和炭气化单元；所述垃圾预处理单元包括垃圾入口和垃圾颗粒出口；所述热解炉包括进料口、出料口、出气口和燃气进口，所述热解炉的炉底可旋转；所述赤泥预处理单元包括赤泥烘干机和赤泥破碎机；所述赤泥烘干机包括赤泥入口和干赤泥出口；所述赤泥破碎机包括干赤泥入口和赤泥颗粒出口；所述炭气化单元包括炭气化炉和灰渣储仓；所述炭气化炉包括热解炭入口、气化剂入口、气化气出口和灰渣出口；所述灰渣储仓包括灰渣入口；所述垃圾预处理单元的垃圾颗粒出口连接所述热解炉的进料口，所述赤泥烘干机的干赤泥出口连接所述赤泥破碎机的干赤泥入口，所述赤泥破碎机的赤泥颗粒出口连接所述热解炉的进料口，所述热解炉的出料口连接所述炭气化炉的热解炭入口，所述炭气化炉的气化气出口连接所述热解炉的燃气进口，所述炭气化炉的灰渣出口连接所述灰渣储仓的灰渣入口。

【技术特征摘要】
1.一种垃圾热解的系统，其特征在于，包括垃圾预处理单元，热解炉、赤泥预处理单元和炭气化单元；所述垃圾预处理单元包括垃圾入口和垃圾颗粒出口；所述热解炉包括进料口、出料口、出气口和燃气进口，所述热解炉的炉底可旋转；所述赤泥预处理单元包括赤泥烘干机和赤泥破碎机；所述赤泥烘干机包括赤泥入口和干赤泥出口；所述赤泥破碎机包括干赤泥入口和赤泥颗粒出口；所述炭气化单元包括炭气化炉和灰渣储仓；所述炭气化炉包括热解炭入口、气化剂入口、气化气出口和灰渣出口；所述灰渣储仓包括灰渣入口；所述垃圾预处理单元的垃圾颗粒出口连接所述热解炉的进料口，所述赤泥烘干机的干赤泥出口连接所述赤泥破碎机的干赤泥入口，所述赤泥破碎机的赤泥颗粒出口连接所述热解炉的进料口，所述热解炉的出料口连接所述炭气化炉的热解炭入口，所述炭气化炉的气化气出口连接所述热解炉的燃气进口，所述炭气化炉的灰渣出口连接所述灰渣储仓的灰渣入口。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述垃圾预处理单元包括筛选装置、磁选机、捏合机和造粒机；所述筛选装置包括垃圾入口和筛选垃圾出口；所述磁选机包括物料入口和磁选垃圾出口，所述筛选装置的筛选垃圾出口连接所述磁选机的物料入口；所述捏合机包括物料入口、添加剂入口和混合料出口，所述磁选机的磁选垃圾出口连接所述捏合机的物料入口；所述造粒机包括混合料入口和垃圾颗粒出口，所述捏合机的混合料出口连接所述造粒机的混合料入口，所述垃圾颗粒出口连接所述热解炉的进料口。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述垃圾预处理单元还包括破碎机，所述破碎机包括物料入口和破碎垃圾出口，所述磁选机的磁选垃圾出口连接所述破碎机的物料入口，所述破碎机的破碎垃圾出口连接所述捏合机的物料入口。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括换热器，所述换热器包括高温热解气入口、低温热解气出口、换热油出口，所述赤泥烘干机包括换热油进口；所述热解炉的出气口连接所述换热器的高温热解气入口，所述换热器的换热油出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡先明，王福佳，肖磊，张安强，贾懿曼，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神源环保有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11