一种梯度变温式垃圾热解方法技术

本发明专利技术属于生活垃圾处理技术领域，更具体地，涉及一种梯度变温式垃圾热解方法。该垃圾热解方法通过控制垃圾热解炉腔底部进氧量，控制发生燃烧反应物料层的厚度，进而使得固体物料下行的同时，高温烟气上行；在固体物料和气体烟气逆向行进的过程中，高温烟气将热量向上层物料传递，且氧浓度逐渐降低，如此自下而上依次形成燃烧、热解、气化和干燥的温度梯度，而垃圾物料自进入该热解炉后，自上而下逐步实现干燥、气化、热解和燃烧，底部物料燃烧后从出渣通道排出，上层物料自动下移，实现垃圾物料自动、连续、稳定、自供热式高效低能耗热解处理。

【技术实现步骤摘要】
一种梯度变温式垃圾热解方法
本专利技术属于生活垃圾处理
，更具体地，涉及一种梯度变温式垃圾热解方法。
技术介绍
通常生活垃圾处理方式包括卫生填埋、堆肥、焚烧。卫生填埋技术历史悠久，工艺成熟，但占地面积大，垃圾彻底处理时间久，会造成大量土地资源消耗，同时容易造成污染泄漏等问题。生活垃圾堆肥能将垃圾资源化利用，转化为肥料，但对垃圾原料要求较高，同时产出肥料肥效不高，并且有较大安全风险。垃圾焚烧能够将生活垃圾彻底处理，转化为二氧化碳、水、无机灰渣等无污染成分，但同时易产生硫化物、氮氧化物、二噁英等污染物和有毒物质。垃圾热解处理是可替代焚烧处理的热处理方式，在无氧环境下，热解反应将生活垃圾转化为氢气、一氧化碳、低分子有机物等组成的热解气(油)和残炭，并不伴随二噁英的产生。热解气(油)、残炭进一步燃烧，彻底氧化为二氧化碳和水。热解反应避免了含氯的高分子有机物直接不完全燃烧，能有效减少二噁英等有毒气体的产生。但热解反应为吸热反应，且要求无氧环境，大部分热解设备无法同时做到完全密闭、无氧环境和足够热量供应，导致热解处理效果不理想。CN110848705A公开了一种生活垃圾限氧式热解炉，其炉体内腔由下到上分为干燥层、热解层和发生燃烧反应物料层，其通过进气支管限制氧气供给，使得垃圾依次进行干燥、热解和燃烧，然而，在实际的生产运行过程中，这一理想的温度梯度很难形成。比如该专利文献其说明书中记载，“炉体的外壁上设有环形进风管，环行进风管在圆周上四个方向分别设有进风管支管”，在实际运行过程中，发现环形进风管以及圆周上四个方向设置进风管支管，很难保证炉内氧气均匀分布，比如靠近圆周进风口处氧气浓度高而炉腔中央氧气浓度低，导致四周附近形成发生燃烧反应物料层，而中央不能形成，也自然很难形成自上而下的干燥层、热解层和发生燃烧反应物料层的温度梯度，导致中央区域垃圾物料热解燃烧不充分。另一方面，其“炉体顶部设置有圆锥体顶盖，炉体的内腔在进料口下方设置有圆锥体布料器，布料器经桥架与炉体连接，进料口下部设有导料滑板”，这一布料器的设置会导致物料在炉腔内部四周边缘处堆积厚度达，而中心区域物料堆积厚度薄，这样在供氧燃烧时中央物料薄的区域容易先燃烧形成发生燃烧反应物料层，甚至会形成中心区域自下而上均为发生燃烧反应物料层，周围为热解层，导致物料不能形成自上而下的干燥层、热解层和发生燃烧反应物料层。导致垃圾物料热解反应不完全，烟气出口总是能够检测出二噁英，同时也不能实现自热式反应，需要外部持续供热，能耗较大。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种能够真正实现梯度变温、的垃圾热解方法，旨在解决现有技术限氧式垃圾热解炉不能实现理想的温度梯度、热解不充分、热解效率低、不能真正实现自供热的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种梯度变温式垃圾热解方法，包括如下步骤：(1)将垃圾物料在密封条件下进行压缩进料，以挤出其中的空气，得到压缩后的垃圾物料；(2)所述压缩后的垃圾物料自垃圾热解炉顶部中央的进料口处进入，在落下的同时由于重力的作用使该垃圾物料分散，并向四周扩散实现均匀布料；(3)通过该垃圾热解炉底部设置的布气器向该热解炉腔体内部均匀输入空气，底部垃圾物料在受热和合适的氧气浓度下发生燃烧反应，在该垃圾热解炉顶部烟气出口连接的引风机作用下，燃烧反应产生的高温烟气上行，将热量传递给上部物料，进而使该垃圾热解炉内自下而上依次形成物料燃烧、热解气化和干燥的温度梯度，直至最终烟气从垃圾热解炉顶部的烟气出口排出；下部物料燃烧后产生的渣料自底部出渣口排出，使得上部物料进一步下移发生燃烧反应；(4)垃圾物料持续压缩后从进料口进入，在该垃圾热解炉内形成的稳定的温度梯度下进行反应，实现限氧式连续稳定自供热热解处理；该垃圾热解方法通过控制垃圾热解炉腔底部进氧量，控制发生燃烧反应物料层的厚度，进而使得固体物料下行的同时，高温烟气上行；在固体物料和气体烟气逆向行进的过程中，高温烟气将热量向上层物料传递，且氧浓度逐渐降低，如此自下而上依次形成燃烧、热解、气化和干燥的温度梯度，而垃圾物料自进入该热解炉后，自上而下逐步实现干燥、热解气化和燃烧，底部物料燃烧后从出渣通道排出，上层物料自动下移，实现垃圾物料自动、连续、稳定、自供热式高效低能耗处理。优选地，步骤(1)具体为：在全密封条件下，将储存在储料室的垃圾物料通过耙机转运至传送带，利用该传送带将垃圾物料传送至密封推料器中，该密封推料器连接垃圾热解燃烧炉的进料口，利用该密封推料器对垃圾物料进行压缩，挤出垃圾物料中的空气。优选地，所述储料室、耙机、传送带以及密封推料器均由外部密封罩罩住实现密封，以防止异味扩散。优选地，所述垃圾热解炉为柱体空腔结构，其高度与横截面积之比为0.8～2:1，优选为1～1.5:1，进一步优选为1～1.2:1。优选地，所述进料口与该垃圾热解炉内堆放的物料顶部的距离不小于该垃圾热解炉高度的五分之一。。优选地，所述进料口正下方还设置有伞骨式布料器，该伞骨式布料器包含杆状主支骨和围绕该主支骨斜向下均匀布设的杆状副支骨；该伞骨式布料器用于使物料下落时受到阻挡和撞击作用而均匀分散，实现在炉内均匀布料。优选地，所述伞骨式布料器与进料口之间的距离为该垃圾热解炉高度的八分之一至十分之一。优选地，所述布气器为由若干根均匀布设于该垃圾热解炉底部的L型进气管组成，每一根该L型进气管一端竖直向上平行于该垃圾热解炉炉身，且其顶部密封，其侧壁开设有斜向下方向的进气孔，另一端穿过该垃圾热解炉炉壁垂直引出，且与外界空气相连通；工作时，利用该炉体顶部烟气出口连接的引风机抽气，使该炉体内腔为负压，从而外部空气自该L型进气管位于炉体外部的一端进入，通过位于炉体内部的一端侧壁上开设的进气孔向该炉体内腔内均匀通入空气，随着顶部引风机的抽取，使得该炉体内部气体上行；该斜向下进气孔的设计，其目的在于避免燃烧产生的灰渣落下堵塞该进气孔。优选地，该垃圾热解炉内发生的燃烧反应为限氧反应，且通过所述布气器通入的氧气量为该垃圾热解炉内所有垃圾物料发生燃烧反应所需氧气量的0.2-0.4倍，优选为0.3倍。优选地，通过控制进样量控制该垃圾热解炉内发生燃烧反应物料层的厚度不低于所述垃圾热解炉高度的十五分之一，控制烟气出口温度为100-120℃；该垃圾热解炉内运行稳定时，能够形成自下而上分别为1000-1100℃、500-1000℃、200-500℃、100-200℃的温度梯度。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：(1)本专利技术垃圾处理方法通过对垃圾热解炉的内部结构进行重新设计，尤其是对均匀布料、均匀布气等具体细节进行创造性改进，并配合合适的炉腔高度与横截面积之比，通过控制垃圾热解炉腔底部进氧量控制发生燃烧反应物料层的厚度，进而使得固体物料下行的同时，高温烟气上行，在固体物料和气体烟气逆向行进的过程中，高温烟气将热量向上层物料传递，且氧浓度逐渐降低，如此自下而上依次形成燃烧、热解、气化和干燥的温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种梯度变温式垃圾热解方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将垃圾物料在密封条件下进行压缩进料，以挤出其中的空气，得到压缩后的垃圾物料；/n(2)所述压缩后的垃圾物料自垃圾热解炉顶部中央的进料口处进入，在落下的同时由于重力的作用使该垃圾物料分散，并向四周扩散实现均匀布料；/n(3)通过该垃圾热解炉底部设置的布气器向该热解炉腔体内部均匀输入空气，底部垃圾物料在受热和合适的氧气浓度下发生燃烧反应，在该垃圾热解炉顶部烟气出口连接的引风机作用下，燃烧反应产生的高温烟气上行，将热量传递给上部物料，进而使该垃圾热解炉内自下而上依次形成物料燃烧、热解气化和干燥的温度梯度，直至最终烟气从垃圾热解炉顶部的烟气出口排出；下部物料燃烧后产生的渣料自底部出渣口排出，使得上部物料进一步下移发生燃烧反应；/n(4)垃圾物料持续压缩后从进料口进入，在该垃圾热解炉内形成的稳定的温度梯度下进行反应，实现限氧式连续稳定自供热热解处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种梯度变温式垃圾热解方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将垃圾物料在密封条件下进行压缩进料，以挤出其中的空气，得到压缩后的垃圾物料；
(2)所述压缩后的垃圾物料自垃圾热解炉顶部中央的进料口处进入，在落下的同时由于重力的作用使该垃圾物料分散，并向四周扩散实现均匀布料；
(3)通过该垃圾热解炉底部设置的布气器向该热解炉腔体内部均匀输入空气，底部垃圾物料在受热和合适的氧气浓度下发生燃烧反应，在该垃圾热解炉顶部烟气出口连接的引风机作用下，燃烧反应产生的高温烟气上行，将热量传递给上部物料，进而使该垃圾热解炉内自下而上依次形成物料燃烧、热解气化和干燥的温度梯度，直至最终烟气从垃圾热解炉顶部的烟气出口排出；下部物料燃烧后产生的渣料自底部出渣口排出，使得上部物料进一步下移发生燃烧反应；
(4)垃圾物料持续压缩后从进料口进入，在该垃圾热解炉内形成的稳定的温度梯度下进行反应，实现限氧式连续稳定自供热热解处理。


2.如权利要求1所述的垃圾热解方法，其特征在于，步骤(1)具体为：在全密封条件下，将储存在储料室的垃圾物料通过耙机转运至传送带，利用该传送带将垃圾物料传送至密封推料器中，该密封推料器连接垃圾热解燃烧炉的进料口，利用该密封推料器对垃圾物料进行压缩，挤出垃圾物料中的空气。


3.如权利要求2所述的垃圾热解方法，其特征在于，所述储料室、耙机、传送带以及密封推料器均由外部密封罩罩住实现密封，以防止异味扩散。


4.如权利要求1所述的垃圾热解方法，其特征在于，所述垃圾热解炉为柱体空腔结构，其高度与横截面积之比为0.8～2:1。


5.如权利要求1所述的垃圾热解方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：康建雄，姜薇，代维康，
申请(专利权)人：武汉可立尔环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42