本發(fā)明屬于垃圾處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種生活垃圾熱解濕煙氣循環(huán)利用裝置及方法。

背景技術(shù)：

中國《“十二五”全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》要求，2015年生活垃圾焚燒處理設(shè)施能力占全國城市生活無害化處理能力的35％，東部地區(qū)達(dá)到48％。焚燒是當(dāng)前我國生活垃圾處理的主要模式。

現(xiàn)有焚燒技術(shù)主要有4種：機(jī)械爐排焚燒、流化床焚燒、旋轉(zhuǎn)窯焚燒、熱解氣化焚燒。雖然目前機(jī)械爐排焚燒技術(shù)在我國應(yīng)用最為廣泛，但熱解氣化焚燒技術(shù)，以其二噁英生成量低、飛灰產(chǎn)生量少、有價(jià)金屬易回收等優(yōu)點(diǎn)，成為國際國內(nèi)爭相研發(fā)的生活垃圾熱處理技術(shù)。

目前熱解氣化焚燒技術(shù)主要有加拿大瑞威公司的控制空氣氧化(CAO)型垃圾熱解氣化焚燒技術(shù)、日本荏原流化床氣化熔融技術(shù)、深圳漢氏固廢公司與清華大學(xué)共同開發(fā)的LXRF立式旋轉(zhuǎn)熱解焚燒技術(shù)等。

由于我國生活垃圾采用混合收集的方式，存在垃圾組成成分復(fù)雜、含水率高、熱值低等特點(diǎn)?，F(xiàn)有熱解氣化處理中，常需要進(jìn)行預(yù)處理，一般包括分選(磁選、風(fēng)選、人工分揀)，破碎，烘干，成型等，預(yù)處理流程長，工序復(fù)雜，其存在的問題主要包括：(1)現(xiàn)有的預(yù)處理技術(shù)很難保證分選、破碎效率，因此不僅浪費(fèi)了大量人力物力，而且往往經(jīng)過預(yù)處理的垃圾還是無法完全滿足要求；(2)現(xiàn)存的熱解爐如回轉(zhuǎn)窯、流化床等均要求入爐含水率較低，熱解反應(yīng)必需對(duì)垃圾進(jìn)行烘干，不管采用間接熱源還是直接熱源，烘干都會(huì)產(chǎn)生大量煙氣，這種煙氣臭氣濃度高，必須要進(jìn)一步除臭才能達(dá)標(biāo)排放。

另外，現(xiàn)有生活垃圾熱解氣化通常在固定床、流化床、旋轉(zhuǎn)窯等設(shè)備內(nèi)完成，熱解可燃?xì)怏w從垃圾上方引出，垃圾中的水分變成水蒸汽混入熱解氣中，導(dǎo)致可燃?xì)怏w熱值低，二次燃燒室溫度上不去。為了達(dá)到二次燃燒溫度大于850℃，只得投入輔助燃料，大大增加了垃圾處理成本；同時(shí)要求垃圾水分含量低、發(fā)熱值高，從而限制了生活垃圾熱解焚燒技術(shù)的推廣應(yīng)用。

申請(qǐng)?zhí)枮镃N201010190497.X的中國發(fā)明專利公開了一種垃圾氣化凈化反應(yīng)爐，設(shè)有爐體、爐排、風(fēng)機(jī)、出氣管，其特征是：所述爐體為內(nèi)、外爐壁結(jié)構(gòu)，內(nèi)爐壁內(nèi)襯耐火材料，外爐壁與內(nèi)爐壁之間留有空隙，內(nèi)爐壁內(nèi)為爐膛；在內(nèi)爐壁和外爐壁之間設(shè)有密封橫隔板和支撐橫隔板；在橫隔板和爐頂之間的外爐壁上設(shè)有由爐體外到內(nèi)、外爐壁之間的外進(jìn)氣孔，在橫隔板和爐頂之間的內(nèi)爐壁上設(shè)有排列一周的由內(nèi)、外爐壁間的空隙到爐膛的內(nèi)進(jìn)氣孔；在內(nèi)爐壁下方設(shè)有單層或多層滾動(dòng)爐排；爐體下部外爐壁上設(shè)有出氣管與燃?xì)廨敵龉艿肋B通，即為下出氣結(jié)構(gòu)；在爐體的頂部設(shè)有進(jìn)料裝置和爐膛上端口密封裝置，即為上進(jìn)料結(jié)構(gòu)；在所述橫隔板A、B之間的內(nèi)外爐壁上設(shè)有通入爐膛內(nèi)并帶密封蓋的點(diǎn)火裝置和觀火孔；在爐體下方設(shè)有出渣裝置；內(nèi)外爐壁上設(shè)有數(shù)個(gè)測(cè)溫?zé)犭娕迹凰鰡螌踊蚨鄬訝t排布置在內(nèi)爐壁的下方，為耐熱材料制成的中空或?qū)嵭臐L動(dòng)輥棒支撐的鏈條爐排；所述爐排的中空輥棒的一端設(shè)有進(jìn)氣管，另一端設(shè)有出氣管，該出氣管通過一個(gè)支管連接到爐體上部爐膛內(nèi)，并通過另一支管進(jìn)入橫隔板A和爐頂之間的空隙內(nèi)；所述進(jìn)料裝置由擠壓式進(jìn)料裝置或斗式提升進(jìn)料裝置構(gòu)成；所述擠壓式進(jìn)料裝置為內(nèi)設(shè)螺旋軸的螺旋擠壓式進(jìn)料裝置或氣缸擠壓方式的進(jìn)料裝置；所述爐體下方的出渣裝置為濕法出渣裝置，設(shè)有出渣水槽和水封擋板。

該專利申請(qǐng)存在垃圾干燥層高度低，垃圾含水率升高時(shí)，易熄火，時(shí)空(單位時(shí)間單位空間)效率低等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種生活垃圾熱解濕煙氣循環(huán)利用裝置及方法，能夠精確控制干燥、熱解、還原氣化、氧化燃燒、燃燼等過程，即可充分利用煙氣熱量對(duì)垃圾進(jìn)行干燥，又可以將干燥所產(chǎn)生的水蒸汽作為熱解氣化劑加以利用，還可以高熱解氣化氣體熱值，提高熱解氣化的時(shí)空效率，防止局部高溫結(jié)焦。

本發(fā)明解決問題的技術(shù)方案是：一種生活垃圾熱解濕煙氣循環(huán)利用裝置，包括爐體單元、排渣單元和空氣輸入單元，所述排渣單元設(shè)置于所述爐體單元的底部，所述空氣輸入單元通過管道與所述爐體單元連通；

所述爐體單元包括設(shè)置于爐體頂部的用于投入垃圾的進(jìn)料口，所述進(jìn)料口的下方從上到下依次為干燥熱解室、熱解氣化室和焙燒室；

在所述干燥熱解室的內(nèi)部設(shè)有用于承載燃料的干燥熱解室旋轉(zhuǎn)爐條，在所述爐體的頂部設(shè)有濕煙氣出口，在所述干燥室旋轉(zhuǎn)爐條的上方設(shè)有干燥熱解進(jìn)風(fēng)管；

在所述熱解氣化室的內(nèi)部設(shè)有熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐條，在所述熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐條的上方設(shè)有熱解氣化進(jìn)氣管，在所述熱解氣化室上部設(shè)有熱解氣化氣體出口；

在所述焙燒室內(nèi)部設(shè)有焙燒室進(jìn)氣管，在所述焙燒室的底部與所述排渣單元連通，在所述焙燒室上部設(shè)有通過管道與所述濕煙氣出口連通的濕煙氣入口；

所述排渣單元包括出渣室，所述出渣室的出口連接除渣機(jī)，在所述出渣室的底部設(shè)有出渣爐排，在所述出渣爐排的下表面設(shè)有出渣室灰斗；

所述空氣輸入單元包括鼓風(fēng)機(jī)，通過管道分別與所述干燥熱解進(jìn)風(fēng)管、所述熱解氣化進(jìn)氣管和所述焙燒室進(jìn)氣管連通，在所述鼓風(fēng)機(jī)與所述干燥熱解進(jìn)氣管之間設(shè)有高溫空氣預(yù)熱器，在所述鼓風(fēng)機(jī)與所述熱解氣化進(jìn)氣管之間設(shè)有低溫空氣預(yù)熱器。

進(jìn)一步的，所述干燥熱解進(jìn)風(fēng)管與所述高溫空氣預(yù)熱器之間設(shè)有高溫空氣調(diào)節(jié)閥。

進(jìn)一步的，所述熱解氣化進(jìn)氣管與所述低溫空氣預(yù)熱器之間設(shè)有低溫空氣調(diào)節(jié)閥。

進(jìn)一步的，所述焙燒室進(jìn)氣管與所述鼓風(fēng)機(jī)之間設(shè)有常溫空氣調(diào)節(jié)閥。

進(jìn)一步的，所述干燥熱解室旋轉(zhuǎn)爐條、所述熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐條和所述出渣爐排能夠活動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述干燥熱解室旋轉(zhuǎn)爐條和所述熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐條用爐排代替。

進(jìn)一步的，通過所述裝置對(duì)生活垃圾進(jìn)行熱解濕煙氣循環(huán)利用的方法，包括：

1.在所述干燥熱解室旋轉(zhuǎn)爐條上放置燃料并點(diǎn)燃；

2.從所述垃圾進(jìn)料口將垃圾投入到所述干燥熱解室；

3.啟動(dòng)所述鼓風(fēng)機(jī)，自然風(fēng)通過所述高溫空氣預(yù)熱器，從所述干燥熱解進(jìn)風(fēng)管進(jìn)入所述干燥熱解室，使得垃圾與高溫空氣充分接觸，垃圾被干燥，并在所述干燥熱解室的底部發(fā)生縮容和部分熱解反應(yīng)；

4.通過所述干燥熱解室旋轉(zhuǎn)爐條的旋轉(zhuǎn)，被縮容的垃圾落入所述熱解氣化室的所述熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐條上；

5.所述鼓風(fēng)機(jī)將自然空氣引入管道，并且經(jīng)過所述低溫空氣預(yù)熱器預(yù)熱后，通過所述熱解氣化進(jìn)氣管進(jìn)入所述熱解氣化室，與垃圾充分接觸；

6.垃圾進(jìn)行缺氧燃燒、熱解氣化反應(yīng)；

7.所述干燥熱解室上部的濕煙氣在所述熱解氣化氣體出口負(fù)壓的作用下，從所述濕煙氣出口流出，由所述濕煙氣入口進(jìn)入所述焙燒室上部，穿過所述熱解氣化室，濕煙氣與所述熱解氣化爐條上的灼熱碳發(fā)生水煤氣反應(yīng)，產(chǎn)生的熱解氣化氣體從所述熱解氣化室上部所述熱解氣化氣體出口排出；

8.灰渣通過所述熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐條的旋轉(zhuǎn)，落入所述焙燒室；

9.自然空氣通過所述鼓風(fēng)機(jī)引入管道后，通過所述焙燒室進(jìn)氣管進(jìn)入所述焙燒室，與灰渣充分混合，進(jìn)一步去除灰渣中的殘?zhí)迹?/p>

10.灰渣在所述焙燒室經(jīng)過足氧燃燒后，產(chǎn)生的高溫二氧化碳?xì)怏w，在所述熱解氣化氣體出口負(fù)壓的引導(dǎo)下穿過所述熱解氣化室，被還原為一氧化碳，從所述熱解氣化氣體出口排出；

11.經(jīng)焙燒熱灼減率達(dá)標(biāo)合格的灰渣，落入所述出渣室的所述出渣爐排，再通過所述出渣爐排的活動(dòng)，按照預(yù)設(shè)的速度送入所述除渣機(jī)。

進(jìn)一步的，通過所述高溫空氣調(diào)節(jié)閥、所述低溫空氣調(diào)節(jié)閥和所述常溫空氣調(diào)節(jié)閥分別調(diào)節(jié)高溫空氣進(jìn)入所述干燥熱解室的高溫空氣量、低溫空氣進(jìn)入所述熱解氣化室的低溫空氣量和常溫空氣進(jìn)入所述焙燒室的常溫空氣量。

進(jìn)一步的，通過所述干燥熱解室旋轉(zhuǎn)爐條、所述熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐條和所述出渣爐排分別調(diào)節(jié)所述干燥熱解室、所述熱解氣化室和所述出渣室的物料的移動(dòng)速度。

本發(fā)明的有益效果為：

減少了熱解氣中的水分，又增加了熱解氣的熱值，同時(shí)因?yàn)闈駸煔鈱?duì)熱解氣化料層溫度的調(diào)節(jié)，可以減少熱解氣化料層結(jié)焦的風(fēng)險(xiǎn)，還可以降低灰渣中的含碳量。

附圖說明

圖1所述裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-垃圾進(jìn)料口，2-干燥熱解室，3-熱解氣化室，4-焙燒室，5-出渣室，6-除渣機(jī)，7-出渣室灰斗，8-出渣爐排，9-焙燒室進(jìn)氣管，10-熱解氣化進(jìn)氣管，11-干燥熱解進(jìn)風(fēng)管，12-濕煙氣出口，13-高溫空氣調(diào)節(jié)閥，14-干燥熱解室旋轉(zhuǎn)爐條，15-熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐條，16-高溫空氣預(yù)熱器，17-低溫空氣預(yù)熱器，18-鼓風(fēng)機(jī)，19-低溫空氣調(diào)節(jié)閥，20-常溫空氣調(diào)節(jié)閥，21-濕煙氣入口，22-熱解氣化氣體出口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例一

所述裝置，如圖1所示，包括爐體單元、排渣單元和空氣輸入單元，所述排渣單元設(shè)置于所述爐體單元的底部，所述空氣輸入單元通過管道與所述爐體單元連通；

所述爐體單元包括設(shè)置于爐體頂部的用于投入垃圾的進(jìn)料口1，所述進(jìn)料口的下方從上到下依次為干燥熱解室2、熱解氣化室3和焙燒室4；

在所述干燥熱解室2的內(nèi)部設(shè)有用于承載燃料的干燥熱解室旋轉(zhuǎn)爐條14，在所述爐體的頂部設(shè)有濕煙氣出口12，在所述干燥室旋轉(zhuǎn)爐條的上方設(shè)有干燥熱解進(jìn)風(fēng)管11；

在所述熱解氣化室3的內(nèi)部設(shè)有熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐條15，在所述熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐條的上方設(shè)有熱解氣化進(jìn)氣管10，在所述熱解氣化室上部設(shè)有熱解氣化氣體出口22；

在所述焙燒室4內(nèi)部設(shè)有焙燒室進(jìn)氣管9，在所述焙燒室4的底部與所述排渣單元連通，在所述焙燒室上部設(shè)有通過管道與所述濕煙氣出口12連通的濕煙氣入口21；

所述排渣單元包括出渣室5，所述出渣室5的出口連接除渣機(jī)6，在所述出渣室5的底部設(shè)有出渣爐排8，在所述出渣爐排8的下表面設(shè)有出渣室灰斗7；

所述空氣輸入單元包括鼓風(fēng)機(jī)18，通過管道分別與所述干燥熱解進(jìn)風(fēng)管11、所述熱解氣化進(jìn)氣管10和所述焙燒室進(jìn)氣管9連通，在所述鼓風(fēng)機(jī)18與所述干燥熱解進(jìn)氣管11之間設(shè)有高溫空氣預(yù)熱器16，在所述鼓風(fēng)機(jī)18與所述熱解氣化進(jìn)氣管10之間設(shè)有低溫空氣預(yù)熱器17。

進(jìn)一步的，所述干燥熱解進(jìn)風(fēng)管11和所述高溫空氣預(yù)熱器16之間設(shè)有高溫空氣調(diào)節(jié)閥13。

進(jìn)一步的，所述熱解氣化進(jìn)氣管10與所述低溫空氣預(yù)熱器17之間設(shè)有低溫空氣調(diào)節(jié)閥19。

進(jìn)一步的，所述焙燒室進(jìn)氣管9與所述鼓風(fēng)機(jī)18之間設(shè)有常溫空氣調(diào)節(jié)閥20。

進(jìn)一步的，所述干燥熱解室旋轉(zhuǎn)爐條14、所述熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐條15和所述出渣爐排8能夠活動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述干燥熱解室旋轉(zhuǎn)爐條11和所述熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐條10可用爐排代替。

進(jìn)一步的，通過所述裝置對(duì)生活垃圾進(jìn)行熱解濕煙氣循環(huán)利用的方法，包括：

1.在所述干燥熱解室旋轉(zhuǎn)爐條14上放置燃料并點(diǎn)燃；

2.從所述垃圾進(jìn)料口1將垃圾投入到所述干燥熱解室2；

3.啟動(dòng)所述鼓風(fēng)機(jī)18，自然風(fēng)通過所述高溫空氣預(yù)熱器16，從所述干燥熱解進(jìn)風(fēng)管11進(jìn)入所述干燥熱解室2，使得垃圾與高溫空氣充分接觸，垃圾被干燥，并在所述干燥熱解室2的底部發(fā)生縮容和部分熱解反應(yīng)；

4.通過所述干燥熱解室旋轉(zhuǎn)爐條14的旋轉(zhuǎn)，被縮容的垃圾落入所述熱解氣化室3的所述熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐條15上；

5.所述鼓風(fēng)機(jī)18將自然空氣引入管道，并且經(jīng)過所述低溫空氣預(yù)熱器17預(yù)熱后，通過所述熱解氣化進(jìn)氣管10進(jìn)入所述熱解氣化室3，與垃圾充分接觸；

6.垃圾進(jìn)行缺氧燃燒、熱解氣化反應(yīng)；

7.所述干燥熱解室2上部的濕煙氣在所述熱解氣化氣體出口22負(fù)壓的作用下，從所述濕煙氣出口12流出，由所述濕煙氣入口21進(jìn)入所述焙燒室4上部，穿過所述熱解氣化室3，濕煙氣與所述熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐爐條15上的灼熱碳發(fā)生水煤氣反應(yīng)，產(chǎn)生的熱解氣化氣體從所述熱解氣化室3上部所述熱解氣化氣體出口22排出；

8.灰渣通過所述熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐條15的旋轉(zhuǎn)，落入所述焙燒室4；

9.自然空氣通過所述鼓風(fēng)機(jī)18引入管道后，通過所述焙燒室進(jìn)氣管9進(jìn)入所述焙燒室4，與灰渣充分混合燃燼，進(jìn)一步去除灰渣中的殘?zhí)迹?/p>

10.灰渣在所述焙燒室4經(jīng)過足氧燃燒后，產(chǎn)生的高溫二氧化碳?xì)怏w，在所述熱解氣化氣體出口22負(fù)壓的引導(dǎo)下穿過所述熱解氣化室3，被還原為一氧化碳，從所述熱解氣化氣體出口22排出；

11.經(jīng)焙燒熱灼減率達(dá)標(biāo)合格的灰渣，落入所述出渣室5的所述出渣爐排8上，再通過所述出渣爐排8的活動(dòng)，按照預(yù)設(shè)的速度送入所述除渣機(jī)6。

進(jìn)一步的，通過所述高溫空氣調(diào)節(jié)閥13、所述低溫空氣調(diào)節(jié)閥19和所述常溫空氣調(diào)節(jié)閥20分別調(diào)節(jié)高溫空氣進(jìn)入所述干燥熱解室2的高溫空氣量、低溫空氣進(jìn)入所述熱解氣化室3的低溫空氣量和常溫空氣進(jìn)入所述焙燒室4的常溫空氣量。

進(jìn)一步的，通過所述干燥熱解室旋轉(zhuǎn)爐條14、所述熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐條15和所述出渣爐排8分別調(diào)節(jié)所述干燥熱解室2、所述熱解氣化室3和所述出渣室4的物料的移動(dòng)速度。

本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何變形、改進(jìn)、替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。