一種無(wú)害化免分類固體廢棄物裂解設(shè)備及裂解方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固體廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種無(wú)害化免分類固體廢棄物裂解設(shè)備和裂解方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)處理垃圾采用填埋、焚燒、裂解等方法，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的垃圾裂解多采用回轉(zhuǎn)窯式裂解設(shè)備其局限性在于:
[0003]回轉(zhuǎn)窯能夠使垃圾隨轉(zhuǎn)窯前進(jìn)，但是整個(gè)運(yùn)行過(guò)程要求對(duì)垃圾進(jìn)行粉碎和脫水處理。
[0004]垃圾的破碎需要大功率電機(jī)，電能的消耗很高，這對(duì)于要求垃圾處理成本，保證垃圾處理行業(yè)逐步擺脫政府補(bǔ)貼的要求相差甚遠(yuǎn)。
[0005]設(shè)備特點(diǎn)要求垃圾提前進(jìn)行分選，由于垃圾的不確定性，破碎機(jī)不能滿足于垃圾中存在大型金屬器物和大型的石塊。此類設(shè)備往往因混入難于破碎的物質(zhì)造成裂解過(guò)程中回轉(zhuǎn)式裂解爐的停機(jī)故障，設(shè)備本身屬于耗能較大設(shè)備，一次停機(jī)的損失比較大。其次城市垃圾處理不允許停機(jī)時(shí)間太久，因此此類設(shè)備在國(guó)內(nèi)沒(méi)有廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種無(wú)害化免分類固體廢棄物裂解設(shè)備，高溫?zé)o氧裂解，將垃圾中的有機(jī)質(zhì)完全處理，資源轉(zhuǎn)化率高，實(shí)現(xiàn)垃圾的無(wú)害化、減量化和資源化處理。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明的無(wú)害化免分類固體廢棄物裂解設(shè)備，包括依次連接的上料段、裂解設(shè)備和下料段;設(shè)備包括貫穿上料段、裂解設(shè)備和下料段的托架，安裝在托架兩側(cè)的傳動(dòng)輥，傳動(dòng)輥和鏈條嚙合，傳動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，鏈輪帶動(dòng)與之嚙合的鏈條驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)輥轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0008]傳動(dòng)輥上放置料筐，料筐內(nèi)放置固體廢棄物，料筐可沿上料段、裂解設(shè)備和下料段移動(dòng)；
[0009]裂解設(shè)備主體為爐體，連接上料段和下料段兩側(cè)的爐體上設(shè)置活動(dòng)的密封門(mén)，沿上料段、下料段延伸的兩側(cè)爐壁和頂壁、密封門(mén)形成一密閉空間；爐體內(nèi)設(shè)置裂解室和燃燒室，裂解室置于燃燒室上方，燃燒室所在爐體外側(cè)安裝燃燒器，其燃燒氣體出口通入燃燒室;裂解室內(nèi)設(shè)置若干過(guò)熱蒸汽管道，外置的過(guò)熱氣體發(fā)生裝置通過(guò)過(guò)熱蒸汽管道向裂解室內(nèi)通入過(guò)熱蒸汽，裂解室頂部設(shè)置油氣內(nèi)管路，油氣內(nèi)管路接入裂解室頂部的觸媒發(fā)生器內(nèi)，觸媒發(fā)生器出口接油氣外管路。
[0010]上述方案中，爐體有外殼體、內(nèi)殼體和填充在內(nèi)、外殼體之間的輕質(zhì)硅酸鋁纖維層，輕質(zhì)硅酸鋁纖維層厚度200_;內(nèi)殼體、裂解室、燃燒室主體材料選用耐熱不銹鋼。
[0011]托架由S30408型鋼焊合骨架。3個(gè)料筐放于托架上，每個(gè)料筐最大載重量4.5噸。料筐外形尺寸:長(zhǎng)3米寬1.5米高I米。料箱底部和底部裙邊采用2mmS30408鋼板焊接。其余采用Imm沖孔篩網(wǎng)做成，外加Z 60X60角鋼做骨架，料箱底部設(shè)有放料活動(dòng)插板，加設(shè)卸料裝置后可連續(xù)工作。料筐全部材質(zhì):S30408不銹鋼。
[0012]3個(gè)料筐連接放置于托架之上，托架與料筐放于傳動(dòng)輥之上。通過(guò)爐外鏈輪鏈條的傳動(dòng)帶動(dòng)傳動(dòng)輥將物料送進(jìn)或送出爐外。爐內(nèi)設(shè)料筐的限位裝置。料筐、托架、傳動(dòng)輥均采用S30408材質(zhì)。
[0013]爐體內(nèi)設(shè)置燃燒室和裂解室。裂解室成方形，底部及底部以上厚度在1000毫米以內(nèi)的爐體，使用材料耐腐蝕材料06Cr25Ni20，厚度在1000毫米以上的使用耐腐蝕材料lCrl8Ni9Ti。保證其能夠在1000°C左右的溫度中長(zhǎng)時(shí)間工作，兩種耐腐蝕材料保證固廢裂解產(chǎn)生的裂解氣體不會(huì)快速腐蝕裂解室。通過(guò)整體焊接確保整體裂解室的密封性。
[0014]密封門(mén)體同樣采用06Crl8NillTi中間使用06Crl9Nil0外側(cè)使用優(yōu)質(zhì)Q235型鋼焊接整體骨架。密封門(mén)內(nèi)側(cè)鋼板材質(zhì)選用S32168,外側(cè)鋼板材質(zhì)選用Q235-A，中間填充優(yōu)質(zhì)輕質(zhì)硅酸鋁。兩端密封門(mén)4周高溫硅橡膠條，密封門(mén)采用氣缸上下升降，兩端密封門(mén)落下時(shí)通過(guò)斜槽自動(dòng)卡緊密封條，使?fàn)t內(nèi)密封。
[0015]S31008爐體內(nèi)殼體及型鋼結(jié)構(gòu)選用S32168，外殼體及型鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)需用Q235B。外殼體和內(nèi)殼體之間填充優(yōu)質(zhì)輕質(zhì)硅酸鋁纖維。燃燒室與裂解室之間殼體材質(zhì)選用S31008。
[0016]進(jìn)一步地，爐體內(nèi)設(shè)置3條過(guò)熱蒸汽管路，分別安裝在爐體的上部和兩側(cè)。分別吹掃3個(gè)料箱的上部及兩側(cè)。
[0017]爐頂設(shè)有3支熱電偶，與下方料箱對(duì)應(yīng)，作為物料溫度顯示。
[0018]燃燒爐尾氣經(jīng)尾氣管路通過(guò)爐頂設(shè)置的排氣風(fēng)機(jī)排出。
[0019]進(jìn)一步完善，爐體為方形，燃燒室剖面為U形，裂解室置于燃燒室的U形凹陷內(nèi)。
[0020]尾氣管路上設(shè)置熱電偶，檢測(cè)排氣溫度。
[0021]本發(fā)明還涉及一種無(wú)害化免分類固體廢棄物裂解方法，包括如下步驟:
[0022]I)第一階段:料筐裝載固體廢棄物置于裂解設(shè)備的裂解室中，升溫至150°C，反應(yīng)時(shí)間:XX小時(shí)；
[0023]2)第二階段:升溫至600°C，反應(yīng)時(shí)間:XX小時(shí);產(chǎn)生可燃?xì)怏w、裂解氣和固體碳粉；
[0024]3)第三階段:冷卻后排出油氣混合物和固體粉末。
[0025]上述方案中，步驟2)所得裂解氣體經(jīng)化學(xué)催化劑反應(yīng)冷凝后得到包括汽油、柴油和重油的混合油。
[0026]進(jìn)一步地，步驟2)所得可燃?xì)怏w回收引入燃燒器，提供步驟I)和步驟2)的熱源。
[0027]城市生活垃圾經(jīng)過(guò)壓縮處理后放入裂解爐中，生活垃圾在高溫蒸汽氛圍中發(fā)生熱解氣化。熱解氣化的基本過(guò)程:在開(kāi)始階段，物料被加熱、升溫和析出水分；當(dāng)溫度升到一定程度時(shí)，物料進(jìn)入激烈的等溫分解階段，開(kāi)始析出大量揮發(fā)性成分，并通過(guò)裂解和聚合等復(fù)雜的熱化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，生成可燃?xì)狻⒂袡C(jī)液態(tài)和固體殘留物等;之后，隨著有機(jī)成分量的減少，反應(yīng)過(guò)程逐步減弱，直至結(jié)束。
[0028]從裂解爐出來(lái)的氣體經(jīng)過(guò)催化反應(yīng)器時(shí)，在催化劑的作用下進(jìn)一步發(fā)生化學(xué)反應(yīng)提高產(chǎn)品的質(zhì)量。最后氣體通過(guò)冷凝器的冷凝變成液體儲(chǔ)存到油罐中。
[0029]本發(fā)明的無(wú)害化免分類固體廢棄物裂解方法的化學(xué)原理在于:通過(guò)過(guò)熱水蒸氣600°C作裂解固廢的熱傳遞介質(zhì)，其他燃料在自主研發(fā)的燃燒系統(tǒng)燃燒提供熱能，保證裂解溫度。在升溫150°C開(kāi)始進(jìn)行裂解，達(dá)到600°C后主動(dòng)冷卻，產(chǎn)生裂解氣體，可燃燒氣體(CO、、H2、CH4、CnHm等)及固體的炭粉。產(chǎn)生的裂解氣體經(jīng)過(guò)在觸媒反應(yīng)器中添加化學(xué)催化劑后逐步冷凝為混合油(包含汽油、柴油、重油等)，再經(jīng)過(guò)精煉成為符合國(guó)V標(biāo)準(zhǔn)的汽柴油和重油。
[0030]本發(fā)明的無(wú)害化免分類固體廢棄物裂解設(shè)備及裂解方法，具有如下效果:
[0031]I)固廢裂解前無(wú)需分選:方形的操作設(shè)備滿足長(zhǎng)時(shí)間批量垃圾處理，大型的生產(chǎn)料筐可以盛放各類固廢，經(jīng)過(guò)裂解反應(yīng)后產(chǎn)生碳粉和不可裂解的物質(zhì)，根據(jù)目前的中國(guó)的垃圾特點(diǎn)，不可裂解物通常只占裂解前的體積的2%，可裂解的物質(zhì)已經(jīng)變成粉末狀的碳粉，極大降低了分選的難度，根本上改善了分選的衛(wèi)生環(huán)境。
[0032]2)使用過(guò)熱水蒸氣600°C作裂解固廢的熱傳遞介質(zhì)，在幾乎無(wú)氧的密閉環(huán)境下進(jìn)行裂解。
[0033]3)整體裂解設(shè)備為方形，裂解室獨(dú)特的封閉內(nèi)膽設(shè)計(jì)，被U型燃燒室包裹，充分利用燃燒室的熱能，燃燒室外部是200毫米整體保溫層，將傳動(dòng)軸、傳動(dòng)輥、鏈輪、鏈條隔離在高溫區(qū)以外。
[0034]4)可調(diào)節(jié)裂解效果，自動(dòng)下卸反應(yīng)剩余的碳粉的料筐，能夠盛放標(biāo)準(zhǔn)的垃圾產(chǎn)生的滲濾液，進(jìn)入裂解室處理，使得設(shè)備能夠處理垃