本實(shí)用新型屬于固體廢棄物資源化處理領(lǐng)域，具體涉及一種垃圾處理耦合還原煉鐵的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

垃圾處理問題目前已經(jīng)成為我國(guó)繼能源危機(jī)、水污染治理、工業(yè)廢物處理后所面臨的又一項(xiàng)嚴(yán)峻的環(huán)境問題。垃圾熱解處理是目前公認(rèn)的相對(duì)于垃圾焚燒更好的處理方式，不僅能夠清潔實(shí)現(xiàn)垃圾的減量化處理，環(huán)境友好性強(qiáng)，而且可獲得價(jià)值更高的油、氣和固體炭，從原理上避免了二噁英的生成，同時(shí)大部分的重金屬在熱解過程中融入灰渣，減少了排放量。

氣基豎爐技術(shù)是利用氫氣等還原性氣體與鐵礦石進(jìn)行反應(yīng)，生成海綿鐵產(chǎn)品的過程。

現(xiàn)有技術(shù)中，一些垃圾熱解工藝獲得的熱解氣熱值較低，難以作為產(chǎn)品出售，經(jīng)濟(jì)性差。一些氣基豎爐還原煉鐵工藝所用的還原性氣體主要來(lái)自煤炭氣化，而煤氣化耗水量大，污染嚴(yán)重，在應(yīng)用中受到很多制約。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)垃圾熱解工藝中能耗較大、熱解氣熱值低、熱解產(chǎn)品難以有效利用等問題，以及還原煉鐵工藝中污染物排放量大、能耗高、成本高、還原劑難以解決等問題，提供一種清潔、高效的垃圾處理耦合還原煉鐵的工藝。

本實(shí)用新型提供了一種垃圾處理耦合還原煉鐵的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

蓄熱式旋轉(zhuǎn)床，具有原料入口、燃料氣入口、煙氣出口、熱解水出口、熱解油氣混合物出口、熱解炭出口；

油氣分離裝置，具有熱解油氣混合物入口、焦油出口、熱解氣出口，所述熱解油氣混合物入口與所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床的熱解油氣混合物出口相連；

凈化裝置，具有熱解氣入口、凈化熱解氣出口，所述熱解氣入口與所述油氣分離裝置的熱解氣出口相連；

變壓吸附裝置，具有凈化熱解氣入口、氫氣出口和燃料氣出口，所述凈化熱解氣入口與所述凈化裝置的凈化熱解氣出口相連；

氣基豎爐，具有氫氣入口、鐵礦石入口、海綿鐵出口、煙氣出口，所述氫氣入口與所述變壓吸附裝置的氫氣出口相連。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述變壓吸附裝置的燃料氣出口與所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床的燃料氣入口相連。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括熄焦裝置，所述熄焦裝置具有熱解炭入口、灰渣出口、熄焦水入口，所述熱解炭入口與所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床的熱解炭出口相連。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述蓄熱式旋轉(zhuǎn)床包括干燥區(qū)和熱解區(qū)；所述熱解水出口布置于所述干燥區(qū)末端的側(cè)壁，所述熱解油氣混合物出口布置于所述熱解區(qū)末端的頂部。

本實(shí)用新型采用采用蓄熱式旋轉(zhuǎn)床對(duì)垃圾進(jìn)行熱解，將熱解氣進(jìn)行變壓吸附分離出還原性氣體氫氣及甲烷等燃料氣，并將氫氣用以還原鐵礦石，整個(gè)工藝成本低、無(wú)二噁英產(chǎn)生，環(huán)保效益好，獲得的海綿鐵品質(zhì)高，解決了垃圾處理困難及還原煉鐵高能耗等問題。

此外，本實(shí)用新型工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益好，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和規(guī)?；?。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中的一種垃圾處理耦合還原煉鐵的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明，以便能夠更好地理解本實(shí)用新型的方案以及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說(shuō)明的目的，而不是對(duì)本實(shí)用新型的限制。

參見圖1，本實(shí)用新型提供的垃圾處理耦合還原煉鐵的系統(tǒng)包括：分選裝置1、破碎裝置2、蓄熱式旋轉(zhuǎn)床3、油氣分離裝置4、凈化裝置5、變壓吸附裝置6、氣基豎爐7、熄焦裝置8。

分選裝置1包括磁選、篩分等設(shè)備，以便分選出垃圾中的金屬、渣土等無(wú)機(jī)物。

分選裝置1和破碎裝置2是垃圾的預(yù)處理裝置，可根據(jù)垃圾原料的具體性質(zhì)，選擇是否在系統(tǒng)中布置。

蓄熱式旋轉(zhuǎn)床3具有原料入口、燃料氣入口、煙氣出口、熱解水出口、熱解油氣混合物出口、熱解炭出口。蓄熱式旋轉(zhuǎn)床3的原料入口與破碎裝置2的出料口相連。蓄熱式旋轉(zhuǎn)床3用于對(duì)垃圾進(jìn)行熱解處理，制備熱解油氣和熱解炭。

蓄熱式旋轉(zhuǎn)床3包括干燥區(qū)和熱解區(qū)。熱解水出口布置于干燥區(qū)末端的側(cè)壁，以便在熱解水剛產(chǎn)生時(shí)就進(jìn)行收集，降低系統(tǒng)能耗；熱解油氣混合物出口布置于熱解區(qū)末端的頂部，以便得到高品質(zhì)的熱解油氣；熱解炭出口布置于熱解區(qū)末端的底部，以便出料。

油氣分離裝置4具有熱解油氣混合物入口、焦油出口、熱解氣出口，熱解油氣混合物入口與蓄熱式旋轉(zhuǎn)床3的熱解油氣混合物出口相連。油氣分離裝置4用于分離熱解油和熱解氣。

凈化裝置5具有熱解氣入口、凈化熱解氣出口，熱解氣入口與油氣分離裝置4的熱解氣出口相連。凈化裝置5用于除去熱解氣中的雜質(zhì)，以獲得較為干凈的熱解氣，提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。

變壓吸附裝置6具有凈化熱解氣入口、氫氣出口和燃料氣出口，凈化熱解氣入口與凈化裝置5的凈化熱解氣出口相連。變壓吸附裝置6用于分離熱解氣，制備氫氣和燃料氣。

變壓吸附裝置6分離出來(lái)的燃料氣的熱值較高，圖1所示的系統(tǒng)中，變壓吸附裝置6的燃料氣出口與蓄熱式旋轉(zhuǎn)床3的燃料氣入口相連，分離出的燃料氣直接送入了蓄熱式旋轉(zhuǎn)床3，用以熱解垃圾。這樣布置有利于降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本。當(dāng)然，燃料氣也可收集儲(chǔ)存，外賣或另作他用。

氣基豎爐7具有氫氣入口、鐵礦石入口、海綿鐵出口、煙氣出口，氫氣入口與變壓吸附裝置6的氫氣出口相連。氣基豎爐7為鐵礦石的反應(yīng)裝置，用氫氣還原鐵礦石以煉鐵。

熄焦裝置8具有熱解炭入口、灰渣出口、熄焦水入口，熱解炭入口與蓄熱式旋轉(zhuǎn)床3的熱解炭出口相連。熄焦裝置8用于冷卻熱解炭，當(dāng)然，熱解炭也可采用其他方式進(jìn)行處理。

本實(shí)用新型制得的熱解氣和焦油熱值較高。其中，焦油可以作為鍋爐燃料油使用，熱解氣可作為蓄熱式旋轉(zhuǎn)床3的燃料使用，能降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

氣基豎爐直接還原煉鐵工藝還原速度快、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高、單機(jī)產(chǎn)能大。

本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了垃圾熱解和還原煉鐵工藝的高效結(jié)合，不僅降低了運(yùn)行成本，提高了整個(gè)工藝的清潔性，還增加了經(jīng)濟(jì)效益，且易于工業(yè)化推廣。

下面參考具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說(shuō)明。下述實(shí)施例中所取工藝條件數(shù)值均為示例性的，其可取數(shù)值范圍如前述實(shí)用新型內(nèi)容中所示。下述實(shí)施例所用的檢測(cè)方法均為本行業(yè)常規(guī)的檢測(cè)方法。

實(shí)施例1

本實(shí)施例采用圖1所示的系統(tǒng)對(duì)垃圾進(jìn)行處理。所用垃圾的含水率為36％，其具體成分如表1所示，具體處理流程如下：

將含水率36％的垃圾送入分選裝置1，去除玻璃、金屬等無(wú)機(jī)物，再進(jìn)入破碎設(shè)備2，選取平均粒徑小于100mm的垃圾原料。將垃圾原料送入蓄熱式旋轉(zhuǎn)床3，在干燥區(qū)蓄熱式輻射管的溫度為550℃，熱解區(qū)蓄熱式輻射管的溫度為1000℃。垃圾在旋蓄熱式旋轉(zhuǎn)床3中依次經(jīng)過干燥、熱解制氣等過程，最后得到的熱解水從蓄熱式旋轉(zhuǎn)床3干燥區(qū)末端爐膛側(cè)壁(熱解水出口)流至污水處理站處理，熱解油氣混合物在蓄熱式旋轉(zhuǎn)床3熱解區(qū)的末端頂部(熱解油氣混合物出口)排出，進(jìn)入油氣分離裝置4，將其分離為熱解氣和焦油；熱解炭在旋轉(zhuǎn)床末端底部(熱解炭出口)通過螺旋輸送裝置排出，送至熄焦裝置8中處理后，直接運(yùn)至填埋場(chǎng)進(jìn)行處置。凈化后的熱解氣送入氣基豎爐7中與含鐵量28％的鐵礦石進(jìn)行反應(yīng)，制備海綿鐵。氣基豎爐7的操作壓力為2.5MPa。

最終制得的氫氣的產(chǎn)率為35％(相對(duì)于入爐垃圾)。經(jīng)過冷卻、破碎、磁選后的海綿鐵的含鐵量為95％。

實(shí)施例2

本實(shí)施例采用圖1所示的系統(tǒng)對(duì)垃圾進(jìn)行處理。所用垃圾的含水率為35％，其具體成分如表1所示，具體處理流程如下：

將含水率35％的垃圾送入分選裝置1，去除玻璃、金屬等無(wú)機(jī)物，再進(jìn)入破碎設(shè)備2，選取平均粒徑小于100mm的垃圾原料。將垃圾原料送入蓄熱式旋轉(zhuǎn)床3，在干燥區(qū)蓄熱式輻射管的溫度為600℃，熱解區(qū)蓄熱式輻射管的溫度為700℃。垃圾在旋蓄熱式旋轉(zhuǎn)床3中依次經(jīng)過干燥、熱解制氣等過程，最后得到的熱解水從蓄熱式旋轉(zhuǎn)床3干燥區(qū)末端爐膛側(cè)壁(熱解水出口)流至污水處理站處理，熱解油氣混合物在蓄熱式旋轉(zhuǎn)床3熱解區(qū)的末端頂部(熱解油氣混合物出口)排出，進(jìn)入油氣分離裝置4，將其分離為熱解氣和焦油；熱解炭在旋轉(zhuǎn)床末端底部(熱解炭出口)通過螺旋輸送裝置排出，送至熄焦裝置8中處理后，直接運(yùn)至填埋場(chǎng)進(jìn)行處置。凈化后的熱解氣送入氣基豎爐7中與含鐵量30％的鐵礦石進(jìn)行反應(yīng)，制備海綿鐵。氣基豎爐7的操作壓力為0.5MPa。

最終制得的氫氣的產(chǎn)率為32％(相對(duì)于入爐垃圾)。經(jīng)過冷卻、破碎、磁選后的海綿鐵的含鐵量為94％。

表1垃圾各組分百分含量(wt％)

從上述實(shí)施例可知，上述實(shí)施例制得的氫氣的產(chǎn)率大于了30％，本實(shí)用新型將其分離，用以還原煉鐵，提高了產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

此外，上述實(shí)施例所使用的鐵礦石的含鐵量小于30％，而制得的海綿鐵的含鐵量高于94％，證明本實(shí)用新型的經(jīng)濟(jì)性好。

綜上，本實(shí)用新型采用采用蓄熱式旋轉(zhuǎn)床對(duì)垃圾進(jìn)行熱解，將熱解氣進(jìn)行變壓吸附分離出還原性氣體氫氣及甲烷等燃料氣，并將氫氣用以還原鐵礦石，整個(gè)工藝成本低、無(wú)二噁英產(chǎn)生，環(huán)保效益好，獲得的海綿鐵品質(zhì)高，解決了垃圾處理困難及還原煉鐵高能耗等問題。

此外，本實(shí)用新型工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益好，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和規(guī)?；?。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。