一种有机固废低温热解的方法及其发生装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种有机固废低温热解的方法及其发生装置，属于固废处理技术领域。有机固废低温热解的方法包括如下步骤：有机固废经过脱水

【技术实现步骤摘要】
一种有机固废低温热解的方法及其发生装置


[0001]本专利技术涉及固废处理
，更具体地，涉及一种有机固废低温热解的方法及其发生装置。

技术介绍

[0002]在固体废物处理领域，有机固废主要分为生物质固废和石油衍生品固废，从成份上来说主要都是C(碳)、H(氢)、O(氧)的化合物。目前固废处理主要有三个手段，填埋、减化减容处理(燃烧)和制成生物质可回收产品(堆肥或制成燃料棒)。其中，填埋对环境污染过大，且需要占用大量土地，影响居民生活环境，导致项目很难落地。制成生物质可回收产品对固废的成份要求比较严格，需大量其他辅料，投入成本比较高且容易造成后续污染而实际可操作性不高。减化减容处理能有效解决目前垃圾围城的问题，是目前比较有前景的固废处理方向。在有机固废的减化减容处理中，目前主要是高温裂解和低温热解，高温裂解即焚烧处理，但垃圾焚烧仍需要大量的土地，垃圾堆放、垃圾转运需要大量能耗，且产生大量臭气，还可能产生二次污染。低温热解相对高温裂解来说有很多优势：减少了垃圾的层层转运；设备小型化不需要大量征地；燃烧时不需要搅拌不产生扬尘，燃烧过程不产生大量二恶英、氮氧化物、二氧化硫及含重金属化合物的粉尘。
[0003]但目前的低温热解技术的二次燃烧还是需要大量能耗，并未通过固废低温热解处理得到能够自燃或引燃即可燃烧的高浓度可燃烟气。CN107245435A公开了一种难生化有机固废热解
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生化耦合产甲烷的装置与方法，将难生化有机固废通过密闭连续进料装置进入中温热解室进行中温热解，将物料转化为挥发性气体和生物炭，生物炭直接从热解炉中温室排入水冷却夹套储存箱，而挥发性气体再直接进入热解炉高温催化室进一步催化裂解为氢气和一氧化碳为主的高温热解混合气，高温热解混合气再通过气液分离及冷却器进行降温性的气液分离，产生的非冷凝性气体和含有水溶性有机物的热解水分别以不同形式进入生物产甲烷反应器，通过微生物作用将热解气的氢气和一氧化碳等气体组分和热解水中水溶性有机物转化为甲烷，从而实现难生化有机固废转化为甲烷进行高质清洁资源化利用。该方法需要经过中温热解和高温催化热解处理，还需通过专门的生物产甲烷反应器才能实现有机固废的转化利用，过程复杂，且整个流程的能耗高，并不能直接将有机固废低温热解成高浓可燃气体。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有有机固废低温热解处理技术仍需要二次燃烧，能耗较大，无法低温热解得到可以自燃或低能燃烧的高浓度可燃烟气的缺陷和不足，提供一种有机固废低温热解的方法。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种有机固废低温热解的发生装置。
[0006]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0007]一种有机固废低温热解的方法，所述有机固废经过脱水预热
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碳化
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灰化处理；
[0008]其中所述有机固废脱水预热处理为将有机固废预热至150～200℃，处理时间30～60min；
[0009]所述碳化处理为将预热有机固废进一步碳化处理得到可燃性烟气和灰分，所述碳化处理温度为300～450℃，碳化处理时间30～60min，且碳化过程无明火产生。其中需要说明的是：
[0010]有机固废通过密闭进料进入热解装置内先在100℃作用的温度下进行脱水处理，脱水至含水率为30～50％，水蒸发后从出气口排出；
[0011]脱水后的有机固废持续升温至150～200℃作用，进行预热处理，预热是为了更快速的进入热解碳化状态，减少碳化前置时间，且可使得碳化层温度更加均一稳定。
[0012]本专利技术的有机固废热解过程无明火产生，避免了燃烧过程，因为明火燃烧时C、H、O、Cl等在飞灰表面通过基于反应或在重金属离子的催化作用下生成二噁英。
[0013]达到一定温度后，在热解装置内有机固废发生低温热解(物料无明火碳化)，通过碳化的热能将物料进行裂解，形成还原反应，将固废中含C(碳)、H(氢)、O(氧)的化合物还原成碳氢化合物、一氧化碳、碳黑、氢气、氧气等，且因为主要进行的是还原反应，所以形成的二氧化碳体积占比较少，加上未充分反应的余氧，形成的混合气体中可燃性成分体积占比较高，且此混合型气体氧指数很低，具有可燃性，无需大能耗的二次燃烧处理。
[0014]本专利技术的有机固废包括工业油棉布、生活垃圾和医疗垃圾。
[0015]其中温热解温度控制在300～450℃，例如可以为350℃、410℃和420℃。
[0016]优选地，所述可燃性烟气的温度为100～180℃。例如可以为150℃、160℃、170℃。
[0017]烟气合成二恶英的条件是在300度左右，烟气成分中含Cl离子，本专利技术控制排出的可燃性烟气的温度在100～180℃，可以避免二噁英的合成。
[0018]另外碳化温得到的可燃性烟气温度为100～180℃左右，如果碳化温度过高，其得到的烟气温度就会明显升高至300℃作用，进而就可能生出二噁英成分，且碳化温度过高也会可能导致明火燃烧，燃烧后排出的烟气温度也无法控制在300℃以下，因此需要控制排出的可燃性烟气的温度在本专利技术的范围内还需要协同控制碳化温度。
[0019]优选地，所述可燃性烟气的氧气体积含量为13～14％。
[0020]本专利技术最终得到的可燃性烟气的可燃性成分含量高，且因为整体温度控制在较低的范围内进行低温热解反应，空气中的氮气成分未到形成氮氧化物(氮氧化合物的形成温度在1000℃左右)，整个低温热解过程为还原反应，生成的二氧化碳比例也较低，几乎不产生二噁英成分，可燃性烟气的氧指数也在5％以下，可以得到高质量的可燃性烟气。
[0021]本专利技术得到的可燃性烟气的氧含量在13～14％，氧含量是排放的重要指标(GB18485
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2014生活垃圾焚烧污染控制标准3.18章节)，且出口烟气的氧指数低在后续的可燃性尾气处理过程中(燃烧)不需要另外供应新鲜空气(氧气)，因为新鲜空气温度比较低，后续加入会对燃烧过程起到降温的负作用，一旦降温就会导致反应速度的降低，无法维持稳定燃烧。
[0022]本专利技术还具体保护一种实现上述有机固废低温热解的发生装置，所述装置包括热解腔体、热解层测温装置、烟气测温装置、可控进气口和排烟口，所述烟气测温装置和排烟口设置在热解腔体的上部，用于检测可燃性烟气的温度；所述热解层测温装置设置在热解腔体的中下部，用于检测预热和碳化处理的温度；所述可控进气口设置在热解腔体的下部，
用于调节预热和碳化处理的温度以及可燃性烟气的温度。
[0023]其中需要说明的是：
[0024]在本专利技术的发生装置中，有机固废从发生装置上端进料，送入热解腔体内部，热解腔体底部点火，点火后有机固废开始升温蒸发脱水，脱水至含水率30～50％左右，炉内温度持续升高发生有机固废预热反应，通过热解层测温装置检测预热温度达到150～200℃，同时有机固废从发生装置上端持续进料，新进有机固废包覆在已预热至150～200℃的有机固废外层，发生蒸发脱水反应，水分从出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机固废低温热解的方法，其特征在于，所述有机固废经过脱水预热
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碳化
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灰化处理，其中所述有机固废脱水预热处理为将有机固废预热至150～200℃，处理时间30～60min；所述碳化处理为将预热有机固废进一步碳化处理得到可燃性烟气和灰分，所述碳化处理温度为300～450℃，碳化处理时间30～60min，且碳化过程无明火产生。2.如权利要求1所述有机固废低温热解的方法，其特征在于，所述可燃性烟气的温度为100～180℃。3.如权利要求2所述有机固废低温热解的方法，其特征在于，所述可燃性烟气的氧气体积含量为13～14％。4.一种权利要求1～3任意一项所述有机固废低温热解的发生装置，其特征在于，所述装置包括热解腔体(1)、热解层测温装置(2)、烟气测温装置(3)、可控进气口(4)和排烟口(5)，所述烟气测温装置(3)和排烟口(5)设置在热解腔体(1)的上部，用于检测可燃性烟气的温度；所述热解层测温装置(2)设置在热...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭文博，姚文波，舒晓波，陈春明，胡建云，
申请(专利权)人：上海固类特环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：