一种垃圾裂解处理系统的制作方法

本实用新型属于垃圾处理领域，特别是涉及一种垃圾裂解处理系统。

背景技术：

国家要求“零填埋”，然而，目前我国生活垃圾处理的主要处理技术就是垃圾填埋和焚烧处理两种方式。垃圾填埋技术使用时间有限，且侵占了宝贵的土地资源，地下水系统受到了污染的威胁。大型垃圾焚烧技术的缺点是占地面积大；高温燃烧容易产生二噁英类有毒气体，对环境污染大；垃圾的运距长，在运输中容易产生二次污染。更关键的是焚烧方式选址难，社会矛盾突出，同时建设投资大，周期长。当规模不足，稳定的垃圾供给低于500吨/天时，垃圾处理成本高。

由此可见，现有技术的上述两种处理方式，不适合某地新建设垃圾处理。而裂解是利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧的条件下，利用热能使化合物的化合键断裂，由大分子量的有机物转化为小分子量的可燃气体、焦油和炭的过程。但由于裂解技术不成熟，裂解的工艺过程控制不合理，无法达到预期的裂解效果，不能将生活垃圾彻底地转化为资源化物质，严重影响了该方法的推广应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种成本低、垃圾处理彻底的垃圾裂解处理系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型公开的一种垃圾裂解处理系统，包括：

垃圾进料系统、裂解炉、二燃室、半干式反应塔、及与外部连通的烟囱；

所述垃圾进料系统的输入端连接封闭的垃圾储坑，所述垃圾进料系统的输出端与所述裂解炉连通；

所述裂解炉上方的输入端通过烟道与所述二燃室连通，所述裂解炉下方的输出端并列设置多个落灰口；

所述半干式反应塔上方的输入端同时与所述二燃室的输出端、及能够喷射碱液的喷嘴连通，所述半干式反应塔下方设有排烟道；

所述排烟道与所述烟囱连通；

为所述裂解炉提供一次风风源的供风装置的输入端设在所述垃圾储坑的上方，所述供风装置包括依次对所述一次风风源加压的风机、以及对所述一次风风源加热的换热器；

二次风风源顺序通过风机加压，换热器加热后，通过管道输送至喷嘴后喷进所述二燃室。

进一步的，所述垃圾进料系统包括垃圾行车、抓斗、垃圾料斗、溜槽、和推料器；

所述垃圾储坑里的垃圾由所述垃圾行车和抓斗抓入所述垃圾料斗内、并通过所述溜槽落入至所述推料器，由所述推料器推进垃圾进入所述裂解炉。

进一步的，所述二燃室为四通道多折流结构。

进一步的，所述垃圾裂解处理系统还包括布袋除尘器；

所述排烟道与所述烟囱通过第一烟道连通；

所述第一烟道中的所述布袋除尘器设有滤袋，所述滤袋表层用以吸附所述第一烟道中的粉尘。

进一步的，所述垃圾裂解处理系统还包括置于所述第一烟道中的活性炭喷射系统；

所述活性炭喷射系统位于所述排烟道与所述布袋除尘器中间；

所述活性炭喷射系统包括活性炭料斗、定量给料器、压缩空气装置；

活性炭从所述活性炭料斗流出，经所述定量给料器后通过所述压缩空气装置提供的压缩空气喷入所述第一烟道。

进一步的，所述滤袋设有连通压缩空气的喷嘴。

进一步的，所述垃圾裂解处理系统还包括碱液制备系统用以向所述半干式反应塔提供所述碱液；

固体原料经过定量给料机加到制备罐内，用以配置碱液；

所述制备罐内设有搅拌器；

所述制备罐内的碱液通过供给槽进入所述储备槽；储备罐设有搅拌机和液位计；

所述储备槽的输出端与水泵连接，所述水泵是碱液的输送动力设备。

进一步的，所述所述第一烟道中的活性炭喷射系统和所述布袋除尘器之间还有消石灰喷射系统用以将消石灰通过干粉喷射风机喷入所述第一烟道。

进一步的，所述垃圾进料系统设有将料斗与所述裂解炉的输入端隔离的隔离闸门。

在上述技术方案中，本实用新型提供的一种垃圾裂解处理系统，具有以下有益效果：

该系统首先将垃圾在裂解炉中裂解为小分子可燃气体，然后在二燃室进行高温燃烧，可避免因垃圾直接焚烧产生二噁英等有毒气体。二燃室燃烧产生的热量，供本系统循环使用。将有机质垃圾减量化90％以上，且几乎不产生飞灰，排出的炉渣可资源化利用或送入生活垃圾填埋场。占地面积小、投资少，选址局限性较小，可快速实现垃圾就地处理，节省长途运输垃圾或填埋垃圾的运输费用。

整体采取封闭式建设，垃圾不外漏，可形成无二次污染的垃圾处理站，将垃圾及处理设备完全封闭在密闭空间内，垃圾转运车到达本实用新型的系统后，将垃圾直接倒入封闭的垃圾储坑，地面完全看不到垃圾痕迹。

本系统提供的垃圾处理设备是基于有机物气化裂解原理，垃圾进入设备中先经过干燥，然后在裂解炉进行裂解反应,裂解产生的可燃气体和焦油被集中收集后燃烧,放出热量。循环利用此热量使干燥的垃圾开始迅速裂解。裂解后的残渣以及固体废物中的惰性物质(如玻璃、金属、陶瓷等)一起从裂解炉下方排出。垃圾在几乎静态下裂解处理，不产生飞灰，收集的可燃气体高温燃烧，能提供850度2秒以上的热解环节，从而基本上消除了二噁英等有害物质产生的可能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是垃圾裂解处理系统结构示意图。

1、垃圾进料系统；2、裂解炉；3、二燃室；4、半干式反应塔；5、烟囱；6、布袋除尘器；41、排烟道；7、出渣机；8、引风机；9、高温除尘器；10、活性炭喷射系统；11、消石灰喷射系统；21、换热器。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

参见图1所示；

一种垃圾裂解处理系统包括：垃圾进料系统1、裂解炉2、二燃室3、半干式反应塔4、及与外部连通的烟囱5；

垃圾进料系统1的输入端连接封闭的垃圾储坑，垃圾进料系统1的输出端与裂解炉2连通；

裂解炉2上方的输出端通过烟道与二燃室3连通，裂解炉2下方的输出端并列设置多个落灰口；

半干式反应塔4上方的输入端同时与二燃室3的输出端、及能够喷射碱液的喷嘴连通，半干式反应塔4下方设有排烟道41；

排烟道41与烟囱5连通；

为裂解炉2提供一次风的供风装置的输入端设在垃圾储坑的上方，供风装置包括依次对一次风加压的第一风机、以及对一次风加热的换热器；

二次风顺序通过第二风机加压，换热器加热后，通过管道输送至喷嘴后喷进二燃室3。

具体的，裂解炉2从上往下设有干燥空间、裂解气化空间、燃烧空间。在推料器的作用下，垃圾首先进入干燥空间，通过落料动作，垃圾完成了干燥，接着是裂解气化的过程。在裂解气化空间供给不足量的助燃空气，使生活垃圾在一定温度(650～850℃)内进行裂解。其中可燃物质于高温缺氧下分解为短链有机气体(包括一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯等)及微量氢气，但由于缺氧，这些有机气体将流入二燃室3才能燃烧,裂解可燃气体通过裂解炉2的顶部烟道、即裂解炉2的烟气输出端进入二燃室3。二燃室3内垃圾在富氧的情况下可燃气体充分燃烧，烟气在1050～850℃的高温停留时间大于2s,保证二噁英及其他有害气体的完全分解，裂解剩余碳及不燃物落到二燃室3下方的出料口对应的推灰炉排后经过剧烈的氧化反应后，剩余无机分全部由炉排推出进入湿式出渣机7。

而裂解炉2裂解气化后的固体则为固定碳及灰份。优选的，裂解气化空间在上、燃烧空间在下，中间是分开的，裂解气化空间具有控制与燃烧空间连通或关闭的炉门，会定期打开裂解气化空间的炉门将裂解气化空间的固定碳及灰粉往燃烧空间输送。燃烧空间设有与裂解气化空间炉门出口相对应的板材，承接裂解气化空间的固定碳及灰份。优选的，裂解气化空间的输出端通过推料机等本领域公知的送料装置将裂解气化后的固体送到燃烧空间中。

燃烧空间的输入端与裂解气化空间的输出端连通。在燃烧空间内来自裂解气化空间的固定碳与足够的氧气进行反应生成c02,以达完全燃烧并释放出热量，此热量给供给裂解气化空间上部的垃圾进行裂解气化,从而循环利用热量,此热量使干燥的垃圾低温状态下就开始迅速裂解。由于没有像直火型焚烧炉中的搅拌作用，因而产生的飞灰很少。燃烧空间的垃圾燃烧后的残渣以及固体废物中的惰性物质(如玻璃、金属、陶瓷等)能够从裂解炉2下部、与燃烧空间连通的落灰口排出。同时垃圾储藏和处理过程中产生的滲滤液协同一次性处理。

裂解炉2的干燥空间与裂解气化空间顶面的一端连通，裂解气化空间顶面的另一端，即没有被干燥空间覆盖的一端，设置用于烟气输出的烟气输出端，和二燃室3连通。

一次风的第一风机的吸入口设在垃圾池的上方，吸取垃圾储坑内的空气作为燃烧空气，使垃圾贮坑内保持负压状态，避免臭气外泄，一次风通过第一风机加压，换热器加热至设定温度后，经由风道、炉下灰斗(兼风箱)送入裂解炉2的燃烧空间。

二次风通过第二风机加压，换热器加热至设定温度后，经由管道喷嘴以较高的速度喷进二燃室3，使可燃气体产生搅动，让可燃气体与空气充分混合，达到完全燃烧的目的。

本项目充分考虑国内垃圾高水分、低热值的特点，将一次风温度提高至23℃,使高水分垃圾干燥效果更好，有利于燃烧的稳定进行。

高速的二次风喷入，能使裂解炉2产生的可燃气体与助燃空气充分的混合。在低空比的情况下实现可燃气的完全燃烧，减少烟气处理设备的负荷同时能保证排除的co浓度为10mg/nm³。为满足风温的要求，一次风、二次风配有对应换热器、也就是空气预热器。换热器优选采用半干式反应塔4后的高温烟气进行加热。优选的，半干式反应塔4后的高温烟气通过换热器后依次进过活性炭喷射系统、消石灰喷射系统、布袋除尘器6。

优选的，裂解炉2下部设有3个落灰口，在不停炉的情况下，实现在线清灰。

从二燃室3输出端出口来的烟气，首先从侧面进入半干式反应塔4内并向下运动。二流体喷嘴喷出的碱液、ca(oh)2作为碱液同二燃室3出来的烟气接触，在半干式反应塔4内与hci、hf、s02等气体进行传热和化学中和反应。随后烟气从排烟道排出，部分颗粒物及反应残余物从下方落灰口排出。

优选的，半干式反应塔4下方设有倒锥体的排烟道41。上粗下细的排烟道41便于半干式反应塔4中的烟气集中传送到后续烟道中。排烟道41和烟囱5连接通道中可采用高温除尘器9等公知方法进行进一步烟气处理。引风机8与烟囱5连通便于进一步烟气处理。可以利用公知的余热换热器与系统中的烟道连通，收集热量并循环用于系统。二燃室的热量，不直接供给裂解炉。烟气经半干式反应塔4进行降温除酸处理后约200℃左右，然后会通过换热器加热一次风，再然后加热后的一次风进入裂解炉，循环利用了部分二燃室的热量。

所处理垃圾不需要分拣，含水量不做特定要求；可以直接对垃圾进行裂解处理。在裂解环节可收集分解出来的一氧化碳、甲烷、氢等可燃气体，通过这些可燃气体的燃烧提供裂解需要的热量，通过温度传感器等提取运行参数，控制程序时刻调节推料器的推料速度和各种设备运行状态，以达到自我能量平衡。从而在不需要外能的情况下，完全裂解垃圾中的有机质，只残留垃圾中的沙土，砖石等无机惰性物质。

垃圾进料系统1包括垃圾行车、抓斗、垃圾料斗、溜槽、和推料器；

垃圾储坑里的垃圾由垃圾行车和抓斗抓入垃圾料斗内、并通过溜槽落入至推料器，由推料器推进垃圾进入裂解炉。

具体的，每台裂解炉2都配有垃圾行车、抓斗、垃圾料斗、溜槽和推料器。垃圾储坑里的垃圾由垃圾行车和抓斗抓入垃圾料斗内、并通过溜槽落下，由推料器均匀推进裂解炉2内。推料器根据裂解炉2处理负荷和垃圾性质调节给料速度。

优选的，推料器下面设有渗滤液收集和渗滤液排放装置；渗滤液排放装置设有控制与裂解炉2连通或断开的阀体。

二燃室3为四通道多折流结构。

具体的，二燃室3采用多通道结构，4通道多折流的设计尽可能多的除去烟气中的粉尘。即二燃室3的上底面或下底面有3个隔板用以形成4个通道，每个隔板均与安装隔板底面相对的底面留有距离，用以每个通道可以相通，相邻隔板不同时位于上底面或下底面上。

垃圾裂解处理系统还包括布袋除尘器6；

排烟道41与烟囱5通过第一烟道连通；

第一烟道中的布袋除尘器6设有滤袋，滤袋表层用以吸附第一烟道中的粉尘。

具体的，排烟道41的烟气进入布袋除尘器6，烟气中的粉尘会吸附在滤袋表层，并形成粉尘层。净化后的烟气由安装滤袋的支撑板的上方通孔排出。

为防止二次吸附，减少除尘器阻力，延长布袋寿命，采用分室离线清灰。

布袋除尘器的滤袋耐温大于230℃,而换热器出口烟气的最高温度200℃，故即使换热器出来的烟气温度未下降，也不会对布袋除尘器的滤袋造成损坏。布袋除尘器设计为在线清灰也可离线清灰，并可离线维修。在正常运转时，布袋清灰利用布袋除尘器的压差进行自动控制。通过调整控制盘内的定时器可以设定清灰作业周期。

布袋除尘器6的滤袋过滤面积合适，有合理的气布比使风速小于0.9m/min。滤袋材质采用纯ptfe加覆膜，能够保证使用寿命不小于3年。

垃圾裂解处理系统还包括置于第一烟道中的活性炭喷射系统；

活性炭喷射系统位于排烟道41与布袋除尘器6中间；

活性炭喷射系统包括活性炭料斗、定量给料器、压缩空气装置；

活性炭从活性炭料斗流出，经定量给料器后通过压缩空气装置提供的压缩空气喷入第一烟道。

具体的，活性炭储存在活性炭料斗中，通过活性炭计量给料装置经压缩空气输送到第一烟道中，以去除烟气中的二噁英和重金属。

活性炭料斗的容量应满足焚烧线正常运行2天的活性炭用量。在活性炭料斗和活性炭给料机的中间安装球阀，以便在检查和维修时切断活性炭的给料。

活性炭从活性炭料斗料斗流出经活性炭计量给料装置落入活性炭喷射管中，再通过压缩空气将活性炭粉吹入第一烟道内。活性炭喷嘴接到烟气管道中，依靠烟气的流动使其分散在烟气中。活性炭的出口端为尽可能延长活性炭在烟气中同烟气接触时间，确保活性炭与烟气混合均匀，最终活性炭均匀吸附在布袋除尘器6的滤袋上，继续吸附烟气中的hg等重金属，在随着布袋除尘器6的清灰，落入灰斗中，随同细灰一起排出。

滤袋设有连通压缩空气的喷嘴。

具体的，布袋清灰方式釆用压缩空气。压缩空气在极短的时间内，顺序通过各脉冲阀，由喷嘴向滤袋内喷射。附着在滤袋外表面上的粉尘在滤袋膨胀产生振动和反向气流的作用下，脱离滤袋落入第一烟道在布袋除尘器6对应位置设置的收集飞灰的灰斗内。

活性炭料斗和定量给料器的中间安装有球阀。用以控制活性炭料斗中的活性炭数量。

垃圾裂解处理系统还包括碱液制备系统用以向半干式反应塔4提供碱液；

固体碱液原料经过定量给料机加到制备罐内，用以配置石灰浆；

制备罐内设有搅拌器；

制备罐内的石灰浆通过供给槽进入储备槽；储备罐设有搅拌机和液位计；

储备槽的输出端与水泵连接，水泵是碱液的输送动力设备。

1～2％的石灰浆作为碱液，碱液制备系统包括料斗、定量给料机、碱液的制备罐、碱液的储备罐、清水箱、清水输送泵、水泵及连接各个设备的管道、阀门、清洗措施等。

每套碱液制备系统设置定量给料机1台、制备罐1台，储备罐1台，清水箱1台、清水输送泵2台(1用1备)、水泵2台(1用1备)。

石灰浆制备时，先开启供水电磁阀，供水量达到设定值时停止供水。配浆所需的石灰经过定量给料机加到制备罐内，配置1～2％的石灰浆。制备罐内设有搅拌器，以使石灰浆均质和防止沉淀。

制备罐内配制好的的石灰浆液排入供给槽内。

储备罐用于储存配制好的石灰浆液，并向水泵供料。储备罐设有搅拌机和液位计，当液位低时，启动配浆系统向储备罐供浆。水泵是碱液制备系统的输送动力设备。

由于石灰浆是一种悬浮液，ca(oh)2只有一小部分溶解于水，大部分呈微小颗粒悬浮于水中，容易沉淀和有较高的琢磨性，因此水泵釆用离心泵，并设有清水冲洗系统，以防止石灰在泵及管路内沉积堵塞。本实用新型设置有消石灰溶液管道的清洗设施。

垃圾进料系统1设有将料斗与所述裂解炉2的输入端隔离的隔离闸门。

具体的，垃圾料斗设有密封性能良好的隔离闸门，在启停炉等必要状况下将垃圾料斗与裂解炉2的垃圾入口隔离，具有一定的应急能力，在断电、设备需要维修等意外情况下，关闭隔离闸门，限制垃圾料斗中垃圾的移动，与裂解炉2分离。垃圾料斗内料位釆用工业电视监控，显示器布置在垃圾抓斗起重机操作室。

第一烟道中的活性炭喷射系统10和所述布袋除尘器6之间还有消石灰喷射系统11用以将消石灰通过干粉喷射风机喷入所述第一烟道.

具体的，前述的滤袋表面粉尘层中含有大量的未反的消石灰，可以与烟气中的有害酸性气体继续进行反应，提高去除率。

使用方法：收集后的生活垃圾在垃圾储坑停留5到7天后由垃圾给料系统输送到裂解炉内，垃圾在裂解炉内完成裂解气化，大约停留2小时，裂解可燃气体经上部烟道进入二燃室，剩余主渣、主要是无机不燃物，由下部湿式出渣机排出，减量化达到90％以上。

裂解可燃气体进入二燃室后在富氧的环境下充分燃烧,温度在900～1050℃环境下使二噁英等有害物质完全分解，停留时间大于2s,并保证出口温度高于850℃。

二燃室排出的烟气经过半干式反应塔中和、降温、活性炭吸附、布袋过滤后经烟囱排出。

垃圾渗滤液不超标排放，送至厂内渗滤液处理车间处理。垃圾热值较高的情况下，时回喷至裂解炉高温焚烧。

灰渣由专车外运。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

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