一种用于处理厨余垃圾的低氮燃烧循环流化床系统及其应用技术方案

本发明专利技术涉及一种用于处理厨余垃圾的低氮燃烧循环流化床系统及其应用，该系统由干燥破碎装置、热解室、燃烧室、以及余热回收装置依次连接构成，厨余垃圾经所述干燥破碎装置处理后进入所述热解室进行热解，热解所产生的固体废渣与还原性热解气分别进入所述燃烧室中，固体废渣燃烧后产生烟气，烟气中的氮氧化物与还原性热解气反应。与现有技术相比，本发明专利技术可减少厨余垃圾处理过程中氮氧化物的排放，实现厨余垃圾的无害化处理；将纳米催化剂引入热解室，正向调控还原性热解气的产生，从而最大限度抑制燃烧室氮氧化物的排放；该系统设有三重换热机构，可对厨余垃圾燃烧后产生的高温气体进行余热回收，实现厨余垃圾余热利用效益最大化。实现厨余垃圾余热利用效益最大化。实现厨余垃圾余热利用效益最大化。

【技术实现步骤摘要】
一种用于处理厨余垃圾的低氮燃烧循环流化床系统及其应用


[0001]本专利技术属于垃圾处理
，涉及一种用于处理厨余垃圾的低氮燃烧循环流化床系统及其应用。

技术介绍

[0002]随着我国城镇化率的提高以及人们生活水平的不断改善，城市的垃圾生产量逐年提升，因此有必要提高对生活垃圾的处理能力，持续推进城市生活垃圾分类及回收利用。生活垃圾可分为四类：厨余垃圾、可回收垃圾、有害垃圾以及其他垃圾。其中厨余垃圾在经过干燥脱水后，仍保留约15MJ/kg的低位发热量，因此将厨余垃圾中含有的化学能转化为热能并有效利用热能，以实现厨余垃圾的资源化、能源化利用，具有重大的经济效益、社会效益和环境效益。
[0003]专利技术专利CN201410538382.3提出一种低腐蚀的城市垃圾高效焚烧系统，该焚烧系统中减少了氯源的引入，且降低了二噁英等污染化合物的产生。专利技术专利CN201410790877.5提出了一种厨余垃圾能源化处理工艺，该处理工艺中将石灰、膨润土等添加剂与厨余垃圾混合制备改性燃料，并将该改性燃料与含硫燃煤混合燃烧，可实现厨余垃圾的无害化处理以及资源化，并达到燃煤脱硫效果。但上述专利对于厨余垃圾燃烧过程中产生的氮氧化物污染物未能实现减排。厨余垃圾在能源化过程中产生的氮氧化物等污染物会对大气环境产生危害，且氮氧化物是导致酸雨形成的主要物质之一，同时也会引起光化学烟雾，因此亟需开发有效控制氮氧化物生成的厨余垃圾资源化、能源化、无害化的利用技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了提供一种用于处理厨余垃圾的低氮燃烧循环流化床系统及其应用，以克服现有技术中厨余垃圾处理过程氮氧化物未能实现减排等缺陷。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]本专利技术的技术方案之一提供了一种用于处理厨余垃圾的低氮燃烧循环流化床系统，该系统由干燥破碎装置、热解室、燃烧室、以及余热回收装置依次连接构成，厨余垃圾经所述干燥破碎装置处理后进入所述热解室进行热解，热解所产生的固体废渣与还原性热解气分别进入所述燃烧室中，固体废渣燃烧后产生烟气，烟气中的氮氧化物与还原性热解气反应。
[0007]进一步的，所述干燥破碎装置包括依次连接的用于厨余垃圾初步脱水的脱水机构、用于厨余垃圾进一步干燥的干燥机构、以及用于破碎厨余垃圾的破碎机构，所述破碎机构与所述热解室连接。
[0008]更进一步的，厨余垃圾首先进入脱水机构进行初步脱水，得到湿组分和干组分，湿组分含水率较高，可用于厌氧发酵或制作有机肥；干组分含水率较低，进入干燥机构中进一步干燥，然后进入破碎机构进行破碎，得到厨余垃圾颗粒。
[0009]更进一步的，所述脱水机构可为垃圾压榨机，所述干燥机构可为干燥机，所述破碎机构可为破碎机。
[0010]进一步的，所述干燥破碎装置与所述热解室之间还设有将干燥破碎后的厨余垃圾输送至所述热解室的给料机构。
[0011]更进一步的，所述给料机构可为给料机。
[0012]更一步的，该系统还包括催化剂料仓，所述催化剂料仓位于所述给料机构以及热解室之间，所述催化剂料仓中装有用于控制所述还原性热解气产量的Ni/CeO2纳米催化剂。
[0013]更进一步的，所述Ni/CeO2纳米催化剂的制备过程包括以下步骤：
[0014](1)取十六烷基三甲基溴化铵分散于正丁醇、环己烷的混合溶液中，然后加入镍源、铈源以及氨水溶液，得到微乳液；
[0015](2)调节所得微乳液的pH至9
‑
10，经搅拌、静置、洗涤、干燥、焙烧，即得目的产物。
[0016]更进一步的，步骤(1)中，所述镍源为0.6mol/L的六水合硝酸镍水溶液，所述铈源为1.8mol/L的六水合硝酸铈水溶液，所述氨水溶液的浓度为25wt％。
[0017]更进一步的，十六烷基三甲基溴化铵、正丁醇、环己烷、六水合硝酸镍水溶液、六水合硝酸铈水溶液、氨水溶液的添加量之比为3.57g:7.2ml:36ml:3ml:3ml:11ml。
[0018]更进一步的，步骤(2)中，搅拌时间为1小时。
[0019]更进一步的，步骤(2)中，静置时间为2小时。
[0020]更进一步的，步骤(2)中，使用无水乙醇洗涤3次。
[0021]更进一步的，步骤(2)中，干燥温度为100℃，干燥时间为12小时。
[0022]更进一步的，步骤(2)中，焙烧温度为600℃，焙烧时间为2小时。
[0023]更进一步的，步骤(2)中，使用氨水调节所得微乳液的pH至9
‑
10。
[0024]进一步的，所述热解室与所述燃烧室之间设有回料阀，所述热解室的底部通过回料阀与所述燃烧室连通，所述固体废渣经回料阀进入所述燃烧室中燃烧。
[0025]进一步的，所述热解室的中部与所述燃烧室的中部连通，所述还原性热解气进入燃烧室，与固体废渣燃烧产生的氮氧化物反应，减少氮氧化物的排放。
[0026]进一步的，所述热解室的顶部还设有气固分离组件，所述烟气流经气固分离组件，气固分离组件将烟气中的固体与高温气体分离。
[0027]更进一步的，所得固体重新进入热解室，所得高温气体进入余热回收装置。
[0028]更进一步的，所述气固分离组件可为旋风分离器。
[0029]更进一步的，所述余热回收装置包括依次连接的蒸汽换热机构、水换热机构以及空气换热机构，所述蒸汽换热机构与气固分离组件连接，所得高温气体依次流经蒸汽换热机构、水换热机构以及空气换热机构，完成余热收集过程。在高温气体流经路径上设置蒸汽换热机构、水换热机构以及空气换热机构三重换热机构可实现厨余垃圾余热利用效益最大化。
[0030]更进一步的，所述蒸汽换热机构可为过热器，所述水换热机构可为省煤器，所述空气换热机构可为空气预热器。
[0031]更进一步的，所述空气换热机构中的空气与高温气体换热后得到热空气，所得热空气进入燃烧室中，参与固体废渣的燃烧过程。
[0032]更进一步的，该系统还设有除尘机构，所述除尘机构与所述空气换热机构连接，高
温气体流经空气换热机构后，进入除尘机构，然后排入大气。
[0033]更进一步的，所述除尘机构可为除尘器。
[0034]进一步的，所述热解室中的热解温度为500
‑
800℃。
[0035]进一步的，所述燃烧室的燃烧温度为750
‑
900℃。
[0036]本专利技术的技术方案之二提供了上述系统的应用，该系统可用于厨余垃圾处理，处理过程包括以下步骤：
[0037](1)厨余垃圾首先进入干燥破碎装置，依次进行初步脱水、干燥以及破碎，得到厨余垃圾颗粒；
[0038](2)所得厨余垃圾颗粒进入热解室进行热解，得到固体废渣以及还原性热解气，所述固体废渣从热解室的底部进入燃烧室燃烧产生烟气，所述还原性热解气从热解室的中部进入燃烧室并与烟气中的氮氧化物反应生成氮气，所得氮气随烟气一起进入余热回收装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于处理厨余垃圾的低氮燃烧循环流化床系统，其特征在于，该系统由干燥破碎装置、热解室、燃烧室、以及余热回收装置依次连接构成，厨余垃圾经所述干燥破碎装置处理后进入所述热解室进行热解，热解所产生的固体废渣与还原性热解气分别进入所述燃烧室中，固体废渣燃烧后产生烟气，烟气中的氮氧化物与还原性热解气反应。2.根据权利要求1所述的一种用于处理厨余垃圾的低氮燃烧循环流化床系统，其特征在于，所述干燥破碎装置与所述热解室之间还设有将干燥破碎后的厨余垃圾输送至所述热解室的给料机构。3.根据权利要求2所述的一种用于处理厨余垃圾的低氮燃烧循环流化床系统，其特征在于，该系统还包括催化剂料仓，所述催化剂料仓位于所述给料机构以及热解室之间，所述催化剂料仓中装有用于控制还原性热解气产量的Ni/CeO2纳米催化剂。4.根据权利要求3所述的一种用于处理厨余垃圾的低氮燃烧循环流化床系统，其特征在于，所述Ni/CeO2纳米催化剂的制备过程包括以下步骤：(1)取十六烷基三甲基溴化铵分散于正丁醇、环己烷的混合溶液中，然后加入镍源、铈源以及氨水溶液，得到微乳液；(2)调节所得微乳液的pH至9
‑
10，经搅拌、静置、洗涤、干燥、焙烧，即得目的产物。5.根据权利要求4所述的一种用于处理厨余垃圾的低氮燃烧循环流化床系统，其特征在于，步骤(1)中，所述镍源为0.6mol/L的六水合硝酸镍水溶液，所述铈源为1.8mol/L的六水合硝酸铈水溶液，所述氨水溶液的浓度为25wt％；步骤(1)中，十六烷基三甲基溴化铵、正丁醇、环己烷、六水合硝酸镍水溶液、六水合硝酸铈水溶液、氨水溶液的添加量之比为3.57g:7.2ml:36ml:3ml:3ml:11ml；步骤(2)中，搅拌时间为1小时；步骤(2)中，静置时间为2小时；步骤(2)中，焙烧温度为600℃，焙烧时间为2小时。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈骏，陈斌，严祯荣，郭韵，王莎，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：