垃圾处理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种综合垃圾处理系统(1)和方法，其包括可燃垃圾源(2)的使用，用于从可回收材料中分离所述的可燃垃圾的分离器(3)，用于将所述的可燃垃圾干燥以产生热解原料的真空干燥器(4)和用于将所述的热解原料高温分解以生成焦炭和热解气体的热解器(5)。用于发电的系统和方法，包括根据本发明专利技术的垃圾处理系统或方法，还包括氧化器(7)，用于将从所述的热解原料产生的合成气高温氧化以产生用于发电的热量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体涉及一种垃圾处理系统和一种包括所述的垃圾处理系统的发电系统。 本专利技术的垃圾处理系统通常涉及包括可燃物质的垃圾。
技术介绍
对包括可燃垃圾的生活和工业垃圾的清洁、有效和环保处理成为工业、各国政府和地方当局面临的持续的挑战。例如在市政系统的垃圾掩埋法中的填埋垃圾的垃圾处理方法具有许多缺点。这些缺点包括需要可以被更好利用的大面积土地，风吹垃圾乱飞的景象，引来老鼠和其它可能给社区带来健康风险的害虫，讨厌的味道和可能从垃圾的生物降解所产生的诸如甲烷的温室气体的产生。其它处理方法包括焚化，它包括垃圾的燃烧。虽然焚化对于有害材料的处理通常是方便的，但是焚化是一种垃圾处理不受欢迎的方法，因为它可能将有毒气体和其它污染物释放至大气中。并且现有的焚化炉具有大量的碳排放和高配置。作为上述垃圾处理方法的一种替代，可燃垃圾作为燃料用于产生能量的使用是已知的。化石燃料储备极大减少，由于地理因素导致天然气和石油的常规供给的不确定，以及核能会引起环境风险，在这种情况下，由废弃材料产生能量被认为是具有吸引力的领域。这是因为它既解决了垃圾处理的问题又提供了可选择性的燃料来源。但是，许多已知的方法浪费资源，成本高和低能效。因此，已经找到了垃圾处理的替代方式和将垃圾转化为能源的方式，希望它们是节约资源，低成本和高能效。本专利技术的目的是实现这些装置中的一部分。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种综合垃圾处理系统，包括可燃垃圾源；用于将所述的可燃垃圾从可回收垃圾中分离的分离器；用于将所述的可燃垃圾干燥以产生热解原料的真空干燥器；和用于将所述的热解原料高温分解以生成焦炭和热解气体的热解器。此外，根据本专利技术，提供一种垃圾处理的综合方法，包括(a)提供可燃垃圾源；(b)从所述可燃垃圾源中存在的可回收垃圾中选择地分离所述的可燃垃圾；(c)在真空干燥器中将所述的可燃垃圾干燥以产生热解原料；和(d)将所述的干燥过的热解原料高温分解以生成焦炭和热解气体。本专利技术的垃圾处理的综合系统和方法提供了一种处理工业和生活垃圾的经济且高能效的方式，由此获得了适于在下游转化为能量的可燃垃圾，被认为不适于用于能量转化但可回收的垃圾，它们可以在回收厂被分离并被单独处理。因此，利用本专利技术可以实现对再生环保的最小限度的危害，从而对垃圾处理的整个生态效益是有贡献的。热解过程通常更有效的降低被热解中的材料的水分含量。在本专利技术中，使用真空干燥器在系统运行方面产生显著的整体能耗节省，与现有的空气干燥器相比，每单位重量的被干燥的材料，使用真空干燥器大约减少了约30%的能源。此外，与其它形式的干燥相比，减少废料干燥时间通常为40至50分钟，从而增加在处理时间方面的系统的整体效率。此外，根据本专利技术，提供了一个发电系统，包括根据本专利技术的垃圾处理系统，还包括用于高温氧化从所述的热解原料产生的合成气和热解气体以产生用于发电的热量的氧化气还根据本专利技术，提供了一种根据本专利技术的发电方法，包括根据本专利技术的废料处理的综合方法，以及优选还包括以下的步骤(d)气化焦炭以产生合成气；(e)在氧化器中高温氧化合成气和/或热解气体以产生用于发电的热量。综合发电系统包括根据本专利技术的综合垃圾处理系统，从可燃垃圾源在垃圾处理厂的沉积直到发电的所有步骤(例如，从常规的汽轮机组的电力发电)可以在一个地点进行。 这样显著节约了成本和资源，因为它降低了运输成本(例如，垃圾分类厂，垃圾干燥厂以及热解，气化和氧化/发电厂之间的运输成本)，而且还可以通过提供系统的各种部件之间的热能反馈循环提高整体能源使用效率。此外，现有技术的用于发电的燃烧过程一般经过热解，作为一个单一步骤的合成气(或其它燃烧气体)的气化和氧化处理。相比之下，根据本专利技术的发电系统和方法适于分离干燥过的废料热解原料的热解，热解产物的气化以及从气化的可燃气体的氧化。相比于例如在传统的用于发电的成批燃烧的焚烧炉内进行的单一步骤，这样允许对每一步骤高度控制。此外，在本专利技术中，优选是所有的可燃垃圾在热解器或气化炉中被加热以获得不超过900°C的恒温(通常为250至600°C )。在传统的炉缸上的焚化中，常常出现热点和冷点，导致一些可燃垃圾的不能被充分加热并且不燃烧，留在产生的灰渣内。相反，一些可燃垃圾可能会过热并可能会释放有毒气体的燃烧副产品。相比之下，在本专利技术中，它可以确保基本上所有的可燃垃圾在热解器或气化炉中被热分解。此外，基本上没有可燃垃圾是过热的，使得气态和/或挥发性的有毒污染物被减至最低。此外，根据本专利技术，氧化器中的燃烧(氧化)在具有恒定氧化温度的高度受控的氧化环境中具有中等热值气体(即合成气和/或热解气体)。在这种方式下，与传统成批燃烧的焚化炉的燃烧区域相比，热点和冷点再次被保持到最低或被消除，从而在实质上完全燃烧氧化器所排放的气体中具有较低浓度的一氧化碳和挥发性有机化合物的气体。此外， 恒定的氧化温度使得升温的氮氧化物(热NOx)的产生进一步减少，而由于它们的减少的性质，热解和气化过程减少了产生燃料的氮氧化物的(燃料NOx)的生成。因此，在本专利技术中使用的氧化器的排放的气体中的氮氧化物水平通常比传统的成批燃烧焚化炉中的氮氧化物水平稍低。优选，根据本专利技术中使用的分离器包括一个或多个矿石筛，磁选机，冲击式分离器，涡流分离器，光学分离装置和粉碎机。这使得本专利技术适合根据垃圾成分分离不同类型的垃圾。例如，从仅仅包含生活生物垃圾和基于纸张的垃圾源得到的垃圾可能通常仅仅需要包括矿石筛和粉碎机的分离器。另一方面，同样的生活生物垃圾也包含了可回收的塑料材料(例如瓶子，食品包装等)，这样它还可能还包括自动光学分离部件以从这些垃圾中分离出这些可循环利用的垃圾。在进入其各个组成部分分离可燃垃圾之前，可以使用自动开袋器以从例如市政垃圾站的外部位置打开被传送到垃圾处理厂的垃圾的袋子。优选，真空干燥器干燥具有过热蒸汽(通常在135至145°C )的可燃垃圾，过热蒸汽作为干燥介质。在真空干燥器中，优选是在缺氧的情况下进行干燥，以防止可燃垃圾的燃烧。因此，优选真空干燥器在干燥操作过程中基本防止大气的进入。为了使热损失降到最低，优选真空干燥器包括一个隔热的外表面，以保持热量并提高系统的整体能效。在现有技术中已知的真空干燥系统在GB2281383 A和GB2378498 A中进行描述。在本专利技术的系统和方法中，可燃垃圾通常具有重量比30 %至40 %的初始水分(如 H2O)含量。在真空干燥器中对可燃垃圾干燥后，优选热解原料具有重量比0至20%的水分含量，较优选是重量比2至18%的水分含量，更优选重量比5至15%的水分含量。优选，垃圾处理系统还包括用于所述的热解原料以热解干燥过的可燃垃圾并生成焦炭和热解气体的热解器。优选，热解原料的热解在250至600°C的温度进行。焦炭是有机材料不完全燃烧的固体残留物产物。除了热解中存在的包括焦油和其它高分子量组分的不可燃的挥发性有机化合物，热解气体通常被定义为包括甲烷，水蒸汽，一氧化碳和氢。优选，垃圾处理系统还包括通过气化过程用于将焦炭和/或热解气体转化成合成气的气化炉。合成气(或称为“合成气体”)是指在焦炭或其它有机化合物中存在的碳与水蒸汽和空气或氧气高温反应产生的一氧化碳和氢气的纯的或接近纯的混合物。优选，气化需要在850至900°C的温度进行。在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·杰勒德·斯维尼，
申请(专利权)人：约翰·杰勒德·斯维尼，
类型：发明
国别省市：