CN106670211A - 处理生活垃圾的***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理生活垃圾的***和方法，该***包括：预处理单元，其具有生活垃圾入口、无机垃圾出口和有机垃圾出口；热解炉，其内具有链板式炉底、蓄热式辐射管、有机垃圾入口、热解炭出口和热解油气出口；直燃锅炉，其内具有相连的燃烧室和换热室，燃烧室内有热解油气入口，换热室内有冷却水入口、过热蒸汽出口和低温烟气出口，汽轮发电机，汽轮发电机与过热蒸汽出口相连。采用该***可充分回收热解油气的显热和潜热，不存在焦油堵塞管道的现象，无二次污染，能耗低，能源利用率高、经济效益显著。
Description
技术领域
本发明属于固体废弃物资源化处理领域，具体而言，本发明涉及处理生活垃圾的***和方法。
背景技术
我国生活垃圾的产量与日俱增，尤其是一些大城市，面临着“垃圾围城”的危险。垃圾产生后，如果不经过有效、无害的处理，不仅会污染土壤、水源和大气，还会对居民的身体健康造成影响、恶化居住条件。因此，生活垃圾已经成为各个城市非常突出的环境问题。
目前，国内垃圾处理的主要方式有填埋、堆肥、焚烧等。垃圾填埋产生的渗滤液对地下水与土壤污染严重，并大量占用土地资源。垃圾堆肥处理量有限，并且无法控制对企业的风险。目前来说，焚烧法确实能够解决“垃圾围城”的危险，但其仍有很多技术问题需要解决。例如产生的二噁英造成严重空气污染，飞灰和重金属二次污染严重。虽然“十二五”期间国家鼓励垃圾焚烧技术，但也因为二噁英和二次污染等问题，难以被广大民众接受。
垃圾热解技术是将垃圾在无氧或绝氧的条件下进行热解，垃圾中的有机物转化为氢气、一氧化碳、甲烷等可燃性气体、油水混合液及固体产物，杜绝二噁英等有毒物质的生成，是一种污染小、投资低、回报好的垃圾处理技术。现有的生活垃圾热解技术难点主要是耗能较大、产品较少、操作复杂、处理量低等，会导致热解产品难以销售、经济性差。
因此，现有处理生活垃圾的技术有待进一步改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理生活垃圾的***和方法，采用该***可充分回收热解油气的显热和潜热，不存在焦油堵塞管道的现象，无二次污染，能耗低，能源利用率高、经济效益显著。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理生活垃圾的***。根据本发明的实施例，所述***包括：
预处理单元，所述预处理单元具有生活垃圾入口、无机垃圾出口和有机垃圾出口；
热解炉，所述热解炉内具有链板式炉底，所述炉底上下均布置有蓄热式辐射管，所述蓄热室辐射管的***方向垂直于所述炉底的传送方向，并且所述蓄热室辐射管在所述炉底的传送方向均匀分布，所述热解炉上靠近所述炉底的上游布置有机垃圾入口，所述有机垃圾入口与所述有机垃圾出口相连，所述热解炉上靠近所述炉底的下游布置有热解炭出口，所述热解炉顶部布置有热解油气出口；
直燃锅炉，所述直燃锅炉内具有相连的燃烧室和换热室，所述燃烧室布置有热解油气入口，所述热解油气入口与所述热解油气出口相连，所述换热室布置有冷却水入口、过热蒸汽出口和低温烟气出口，
汽轮发电机，所述汽轮发电机与所述过热蒸汽出口相连。
由此，根据本发明实施例的处理生活垃圾的***通过将生活垃圾进行预处理，可除去生活垃圾中绝大部分的金属、玻璃、砖块等无机物，有利于避免后续生活垃圾在热解炉内热解时产生飞灰，也可避免生活垃圾在后续预处理过程中，金属、玻璃等无机物对预处理设备的损坏，同时无机垃圾的去除有利于降低后续热解炉的能耗。经预处理后得到有机垃圾，因其粒径较小，可显著增加热解处理的效率，降低热解炉的能耗。在热解炉内，有机垃圾热解通过蓄热式辐射管进行加热，蓄热式辐射管内的烟气与热解炉炉膛内的气氛隔绝，有机垃圾在绝氧的条件下热解，可避免产生二噁英等二次污染物。同时因热解炉内能量损失小，可避免有机垃圾在热解过程中因热解温度低而析出焦油，从而避免出现焦油粘结管壁、堵塞管道的现象。将有机垃圾热解所得的热解油气供给至直燃锅炉中，热解油气在燃烧室内充分燃烧，得到高温烟气，在燃烧的过程中，热解油气中的水蒸气进一步吸热升温至与高温烟气的温度一致，随后该高温烟气和水蒸气一起进入换热室中与冷却水进行换热，换热过后，冷却水变为过热蒸汽，高温烟气变为低温烟气。过热蒸汽再经过汽轮发电机的主气阀、调节阀进入汽轮机，将过热蒸汽的热能转换为汽轮机转子旋转的机械能，驱动同步发电机旋转产生电能，产生的电能部分自用外并入电网。过热蒸汽还可用于冬季采暖供热或通入制冷***用于夏季空调及低温***。
另外，根据本发明上述实施例的处理生活垃圾的***还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述预处理单元包括依次相连的分选装置、干燥装置和破碎装置。由此，有利于提高后续热解炉的热解效率，降低热解炉的能耗。
在本发明的一些实施例中，所述低温烟气出口与所述与干燥装置相连。由此，可利用低温烟气的余热对生活垃圾进行干燥处理，有利于增加***的热利用率，降低***的能耗。
在本发明的一些实施例中，所述处理生活垃圾的***进一步包括：气化炉，所述气化炉具有热解炭入口和气化气出口，所述热解炭入口与所述热解炭出口相连，所述气化气出口与所述热解炉内的所述蓄热式辐射管相连。由此，可将热解炭转化为蓄热式辐射管的燃料使用，可进一步增加***的热利用率，降低***的能耗。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种利用上述处理生活垃圾的***处理生活垃圾的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：
(1)将生活垃圾供给至所述预处理单元中进行预处理，以便得到无机垃圾和有机垃圾；
(2)将所述有机垃圾供给至所述热解炉中，以便得到热解炭和热解油气；
(3)将所述热解油气依次供给至所述直燃锅炉中的燃烧室和换热室，以便得到过热蒸汽和低温烟气；
(4)将所述过热蒸汽供给至所述汽轮发电机用于发电。
由此，根据本发明实施例的处理生活垃圾的方法通过将生活垃圾进行预处理，可除去生活垃圾中绝大部分的金属、玻璃、砖块等无机物，有利于避免后续生活垃圾在热解炉内热解时产生飞灰，也可避免生活垃圾在后续预处理过程中，金属、玻璃等无机物对预处理设备的损坏，同时无机垃圾的去除有利于降低后续热解炉的能耗。经预处理后得到有机垃圾，因其粒径较小，可显著增加热解处理的效率，降低热解炉的能耗。在热解炉内，有机垃圾热解通过蓄热式辐射管进行加热，蓄热式辐射管内的烟气与热解炉炉膛内的气氛隔绝，有机垃圾在绝氧的条件下热解，可避免产生二噁英等二次污染物。同时因热解炉内能量损失小，可避免有机垃圾在热解过程中因热解温度低而析出焦油，从而避免出现焦油粘结管壁、堵塞管道的现象。将有机垃圾热解所得的热解油气供给至直燃锅炉中，热解油气在燃烧室内充分燃烧，得到高温烟气，在燃烧的过程中，热解油气中的水蒸气进一步吸热升温至与高温烟气的温度一致，随后该高温烟气和水蒸气一起进入换热室中与冷却水进行换热，换热过后，冷却水变为过热蒸汽，高温烟气变为低温烟气。过热蒸汽再经过汽轮发电机的主气阀、调节阀进入汽轮机，将过热蒸汽的热能转换为汽轮机转子旋转的机械能，驱动同步发电机旋转产生电能，产生的电能部分自用外并入电网。过热蒸汽还可用于冬季采暖供热或通入制冷***用于夏季空调及低温***。
另外，根据本发明上述实施例的处理生活垃圾的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述预处理依次包括分选处理、干燥处理和破碎处理。由此，有利于提高后续热解炉的热解效率，降低热解炉的能耗。
在本发明的一些实施例中，所述处理生活垃圾的方法进一步包括：(5)将步骤(3)得到的所述低温烟气供给至步骤(1)中的干燥处理过程作为干燥介质。由此，可利用低温烟气的余热对生活垃圾进行干燥处理，有利于增加***的热利用率，降低***的能耗。
在本发明的一些实施例中，所述处理生活垃圾的方法进一步包括：(6)将步骤(2)得到的所述热解炭供给至所述气化装置中进行气化处理，以便得到气化气，并将所述气化气供给至步骤(2)中的所述热解炉中的蓄热式辐射管作为燃料使用。由此，可将热解炭转化为蓄热式辐射管的燃料使用，可进一步增加***的热利用率，降低***的能耗。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的处理生活垃圾的***结构示意图；
图2是根据本发明再一个实施例的处理生活垃圾的***中热解炉的部分结构示意图；
图3是根据本发明又一个实施例的处理生活垃圾的***结构示意图；
图4是根据本发明又一个实施例的处理生活垃圾的***结构示意图；
图5是根据本发明一个实施例的处理生活垃圾的方法流程示意图；
图6是根据本发明再一个实施例的处理生活垃圾的方法流程示意图；
图7是根据本发明又一个实施例的处理生活垃圾的方法流程示意图；
图8是根据本发明又一个实施例的处理生活垃圾的***结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理生活垃圾的***。根据本发明的实施例，参考图1，该***包括：预处理单元100、热解炉200、直燃锅炉300和汽轮发电机400。
根据本发明的实施例，预处理单元100具有生活垃圾入口101、无机垃圾出口102和有机垃圾出口103，且适于将生活垃圾进行预处理，以便得到无机垃圾和有机垃圾。发明人发现，通过将生活垃圾进行预处理，可除去生活垃圾中绝大部分的金属、玻璃、砖块等无机物，有利于避免后续生活垃圾在热解炉内热解时产生飞灰，也可避免生活垃圾在后续预处理过程中，金属、玻璃等无机物对预处理设备的损坏，同时无机垃圾的去除有利于降低后续热解炉的能耗。经预处理后得到有机垃圾，因其粒径较小，可显著增加热解处理的效率，降低热解炉的能耗。
根据本发明的一个实施例，所述预处理单元包括依次相连的分选装置、干燥装置和破碎装置。发明人发现，通过将生活垃圾进行分选，可除去生活垃圾中绝大部分的金属、玻璃、砖块等无机物，有利于避免后续生活垃圾在热解炉内热解时产生飞灰，也可避免生活垃圾在后续预处理过程中，金属、玻璃等无机物对预处理设备的损坏，同时无机垃圾的去除有利于降低后续热解炉的能耗。生活垃圾经干燥处理后，可去除生活垃圾中的水分，可进一步降低后续热解炉的能耗。生活垃圾经破碎处理后得到有机垃圾，因其粒径较小，可显著增加热解处理的效率，降低热解炉的能耗。
具体的，将含水率40wt％～60wt％的生活垃圾送入分选装置，去除其中的金属、玻璃、砖块等无机物，再进入干燥装置，去除生活垃圾中的水分，使生活垃圾的含水率降至30wt％以下，最后通过传送带输送至破碎装置出进行破碎。
根据本发明的实施例，参考图1和2，热解炉200具有链板式炉底21、蓄热式辐射管22、有机垃圾入口201、热解炭出口202和热解油气出口203。
根据本发明的一个实施例，热解炉200外观可以为卧式圆柱形结构，链板式炉底21材质为耐高温带孔钢板，外观为链板式结构且可移动，其余炉体结构固定。
根据本发明的再一个实施例，参考图2，蓄热式辐射管22布置在链板式炉底21上下空间，蓄热室辐射管22的***方向垂直于炉底21的传送方向，并且蓄热室辐射管22在炉底21的传送方向均匀分布。由此，通过燃烧燃料以热辐射方式为炉内供热，提高热解炉内有机垃圾的热解效率。
根据本发明的又一个实施例，沿着链板式炉底21的传送方向，有机垃圾入口201布置在热解炉200上靠近链板式炉底21的上游位置，并且有机垃圾入口201与有机垃圾出口103相连，且适于将上述预处理单元得到的有机垃圾供给至热解炉中。
根据本发明的又一个实施例，沿着链板式炉底21的传送方向，热解炭出口202布置在热解炉200上靠近链板式炉底21的下游位置，且适于将热解炉内热解产生的热解炭排出热解炉。
根据本发明的又一个实施例，热解油气出口203布置在热解炉200顶部，且适于将有机垃圾热解产生的热解油气排出热解炉。
发明人发现，有机垃圾通过进料螺旋输送装置通过有机垃圾入口进入热解炉的链板式炉底，通过链板式炉底的上下两侧布置的蓄热式辐射管可以给链板式炉底上的有机垃圾加热至900摄氏度以上，有机垃圾在900摄氏度的高温氛围下热解，与此同时链板式炉底沿着传送方向运动，经一段时间后，有机垃圾热解为热解炭和热解油气。热解炭通过链板式炉底的出料螺旋经热解炭出口排出，热解油气通过炉顶的热解油气出口进入热解油气管路。
根据本发明的实施例，直燃锅炉300具有燃烧室31、换热室32、热解油气入口301、冷却水入口302、过热蒸汽出口303和低温烟气出口304。具体的，直燃锅炉300内具有相连的燃烧室31和换热室32，燃烧室31布置有热解油气入口301，热解油气入口301与热解油气出口203相连，换热室32布置有冷却水入口302、过热蒸汽出口303和低温烟气出口304，且适于将热解油气进行燃烧，并与冷却水进行换热，以便得到过热蒸汽和低温烟气。发明人发现，将有机垃圾热解所得的热解油气供给至直燃锅炉中，热解油气在燃烧室内充分燃烧，可以充分回收热解油气的显热和潜热，而且减少热解油气冷却分离步骤，不存在热解焦油堵塞管道的问题。热解油气燃烧后得到高温烟气，在燃烧的过程中，热解油气中的水蒸气进一步吸热升温至与高温烟气的温度一致，随后该高温烟气和水蒸气一起进入换热室中与冷却水进行换热，换热过后，冷却水变为过热蒸汽，高温烟气变为低温烟气。
具体的，热解油气管路与直燃锅炉的燃烧室相连，热解油气通过热解油气管路进入直燃锅炉的燃烧室，热解油气的主要成分包括氢气、甲烷、一氧化碳等热解气和热解焦油以及水蒸汽。燃烧室采用特殊设计的烧嘴，热解气和热解焦油可在燃烧室内充分燃烧，产生900-1200摄氏度的高温烟气，在燃烧过程中，热解油气中的水蒸汽进一步吸热升温至900-1200摄氏度。然后，900-1200摄氏度的高温烟气和水蒸汽的混合气进入直燃锅炉的换热室，与直燃锅炉内的冷却水换热产生300-500摄氏度的过热蒸汽和180-200摄氏度的低温烟气。
根据本发明的实施例，汽轮发电机400与过热蒸汽出口303相连，且适于将过热蒸汽用于发电。发明人发现，过热蒸汽经过汽轮发电机的主气阀、调节阀进入汽轮机，可将过热蒸汽的热能转换为汽轮机转子旋转的机械能，驱动同步发电机旋转产生电能，产生的电能部分自用外并入电网，整个过程无二次污染，具有很好的社会和经济效益。此外，过热蒸汽还可用于冬季采暖供热或通入制冷***用于夏季空调及低温***，充分利用了一次能源，提高了能源利用效率。
根据本发明实施例的处理生活垃圾的***通过将生活垃圾进行预处理，可除去生活垃圾中绝大部分的金属、玻璃、砖块等无机物，有利于避免后续生活垃圾在热解炉内热解时产生飞灰，也可避免生活垃圾在后续预处理过程中，金属、玻璃等无机物对预处理设备的损坏，同时无机垃圾的去除有利于降低后续热解炉的能耗。经预处理后得到有机垃圾，因其粒径较小，可显著增加热解处理的效率，降低热解炉的能耗。在热解炉内，有机垃圾热解通过蓄热式辐射管进行加热，蓄热式辐射管内的烟气与热解炉炉膛内的气氛隔绝，有机垃圾在绝氧的条件下热解，可避免产生二噁英等二次污染物。同时因热解炉内能量损失小，可避免有机垃圾在热解过程中因热解温度低而析出焦油，从而避免出现焦油粘结管壁、堵塞管道的现象。将有机垃圾热解所得的热解油气供给至直燃锅炉中，热解油气在燃烧室内充分燃烧，得到高温烟气，在燃烧的过程中，热解油气中的水蒸气进一步吸热升温至与高温烟气的温度一致，随后该高温烟气和水蒸气一起进入换热室中与冷却水进行换热，换热过后，冷却水变为过热蒸汽，高温烟气变为低温烟气。过热蒸汽再经过汽轮发电机的主气阀、调节阀进入汽轮机，将过热蒸汽的热能转换为汽轮机转子旋转的机械能，驱动同步发电机旋转产生电能，产生的电能部分自用外并入电网。过热蒸汽还可用于冬季采暖供热或通入制冷***用于夏季空调及低温***。
参考图3，根据本发明实施例的处理生活垃圾的***，低温烟气出口304与预处理单元100内的干燥装置相连，且适于将直燃锅炉得到的低温烟气作为干燥介质。发明人发现，通过将180-200摄氏度的低温烟气用于预处理单元中的干燥装置，一方面可除去生活垃圾中的水分，减少后续热解炉的能耗，另一方面可充分回收利用低温烟气中的显热和潜热以及低温烟气中水蒸汽的汽化潜热，显著降低了生活垃圾预处理的能耗。低温烟气经干燥装置后其温度可降至100-110摄氏度。
参考图4，根据本发明实施例的处理生活垃圾的***进一步包括：气化炉500。
根据本发明的实施例，气化炉500具有热解炭入口501和气化气出口502，热解炭入口501与热解炭出口202相连，气化气出口502与热解炉200内的蓄热式辐射管22相连，且适于将热解炉得到的热解炭进行气化处理，以便得到气化气，并将气化气供给至热解炉中的蓄热式辐射管作为燃料使用。由此，可显著降低热解炉的能耗，同时将低热值的热解炭转化为高热值的气化气，真正实现了垃圾的“无害化、减量化、资源化”处理。
如上所述，根据本发明实施例的处理生活垃圾的***可具有选自下列的优点至少之一：
根据本发明实施例的处理生活垃圾的***通过将热解炉产生的热解油气直接送入燃烧室燃烧，可以充分回收热解油气的显热和潜热，而且不会产生大量难以处理的废水，不存在热解焦油堵塞管道的问题。
根据本发明实施例的处理生活垃圾的***通过将热解油气燃烧产生的高温烟气直接与冷却水换热，产生的过热蒸汽进入汽轮发电机发电，产品为清洁的电能，无二次污染，具有很好的社会和经济效益。此外，过热蒸汽还可用于冬季采暖供热或通入制冷***用于夏季空调及低温***。由此，充分利用了一次能源，提高了能源利用效率。
根据本发明实施例的处理生活垃圾的***通过将换热后的低温烟气送入预处理单元的干燥装置中，既能进一步利用低温烟气中的潜热，将低温烟气温度降至100-110摄氏度，还可显著降低垃圾预处理单元的能耗。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种利用上述处理生活垃圾的***处理生活垃圾的方法。根据本发明的实施例，参考图5，该方法包括：
S100：将生活垃圾供给至预处理单元中进行预处理
该步骤中，将生活垃圾供给至预处理单元中进行预处理，以便得到无机垃圾和有机垃圾。发明人发现，通过将生活垃圾进行预处理，可除去生活垃圾中绝大部分的金属、玻璃、砖块等无机物，有利于避免后续生活垃圾在热解炉内热解时产生飞灰，也可避免生活垃圾在后续预处理过程中，金属、玻璃等无机物对预处理设备的损坏，同时无机垃圾的去除有利于降低后续热解炉的能耗。经预处理后得到有机垃圾，因其粒径较小，可显著增加热解处理的效率，降低热解炉的能耗。
根据本发明的一个实施例，预处理依次包括分选处理、干燥处理和破碎处理。发明人发现，通过将生活垃圾进行分选，可除去生活垃圾中绝大部分的金属、玻璃、砖块等无机物，有利于避免后续生活垃圾在热解炉内热解时产生飞灰，也可避免生活垃圾在后续预处理过程中，金属、玻璃等无机物对预处理设备的损坏，同时无机垃圾的去除有利于降低后续热解炉的能耗。生活垃圾经干燥处理后，可去除生活垃圾中的水分，可进一步降低后续热解炉的能耗。生活垃圾经破碎处理后得到有机垃圾，因其粒径较小，可显著增加热解处理的效率，降低热解炉的能耗。
具体的，将含水率40wt％～60wt％的生活垃圾送入分选装置，去除其中的金属、玻璃、砖块等无机物，再进入干燥装置，去除生活垃圾中的水分，使生活垃圾的含水率降至30wt％以下，最后通过传送带输送至破碎装置出进行破碎。
S200：将有机垃圾供给至热解炉中
该步骤中，将有机垃圾供给至热解炉中，以便得到热解炭和热解油气。发明人发现，有机垃圾通过进料螺旋输送装置通过有机垃圾入口进入热解炉的链板式炉底，通过链板式炉底的上下两侧布置的蓄热式辐射管可以给链板式炉底上的有机垃圾加热至900摄氏度以上，有机垃圾在900摄氏度的高温分为下热解，与此同时链板式炉底沿着传送方向运动，经一段时间后，有机垃圾热解为热解炭和热解油气。热解炭通过链板式炉底的出料螺旋经热解炭出口排出，热解油气通过炉顶的热解油气出口进入热解油气管路。
S300：将热解油气依次供给至直燃锅炉中的燃烧室和换热室
该步骤中，将热解油气依次供给至直燃锅炉中的燃烧室和换热室，以便得到过热蒸汽和低温烟气。发明人发现，将有机垃圾热解所得的热解油气供给至直燃锅炉中，热解油气在燃烧室内充分燃烧，可以充分回收热解油气的显热和潜热，而且减少热解油气冷却分离步骤，不存在热解焦油堵塞管道的问题。热解油气燃烧后得到高温烟气，在燃烧的过程中，热解油气中的水蒸气进一步吸热升温至与高温烟气的温度一致，随后该高温烟气和水蒸气一起进入换热室中与冷却水进行换热，换热过后，冷却水变为过热蒸汽，高温烟气变为低温烟气。
具体的，热解油气管路与直燃锅炉的燃烧室相连，热解油气通过热解油气管路进入直燃锅炉的燃烧室，热解油气的主要成分包括氢气、甲烷、一氧化碳等热解气和热解焦油以及水蒸汽。燃烧室采用特殊设计的烧嘴，热解气和热解焦油可在燃烧室内充分燃烧，产生900-1200摄氏度的高温烟气，在燃烧过程中，热解油气中的水蒸汽进一步吸热升温至900-1200摄氏度。然后，900-1200摄氏度的高温烟气和水蒸汽的混合气进入直燃锅炉的换热室，与直燃锅炉内的冷却水换热产生300-500摄氏度的过热蒸汽和180-200摄氏度的低温烟气。
S400：将过热蒸汽供给至汽轮发电机用于发电
该步骤中，将过热蒸汽供给至汽轮发电机用于发电。发明人发现，过热蒸汽经过汽轮发电机的主气阀、调节阀进入汽轮机，可将过热蒸汽的热能转换为汽轮机转子旋转的机械能，驱动同步发电机旋转产生电能，产生的电能部分自用外并入电网，整个过程无二次污染，具有很好的社会和经济效益。此外，过热蒸汽还可用于冬季采暖供热或通入制冷***用于夏季空调及低温***，充分利用了一次能源，提高了能源利用效率。
根据本发明实施例的处理生活垃圾的方法通过将生活垃圾进行预处理，可除去生活垃圾中绝大部分的金属、玻璃、砖块等无机物，有利于避免后续生活垃圾在热解炉内热解时产生飞灰，也可避免生活垃圾在后续预处理过程中，金属、玻璃等无机物对预处理设备的损坏，同时无机垃圾的去除有利于降低后续热解炉的能耗。经预处理后得到有机垃圾，因其粒径较小，可显著增加热解处理的效率，降低热解炉的能耗。在热解炉内，有机垃圾热解通过蓄热式辐射管进行加热，蓄热式辐射管内的烟气与热解炉炉膛内的气氛隔绝，有机垃圾在绝氧的条件下热解，可避免产生二噁英等二次污染物。同时因热解炉内能量损失小，可避免有机垃圾在热解过程中因热解温度低而析出焦油，从而避免出现焦油粘结管壁、堵塞管道的现象。将有机垃圾热解所得的热解油气供给至直燃锅炉中，热解油气在燃烧室内充分燃烧，得到高温烟气，在燃烧的过程中，热解油气中的水蒸气进一步吸热升温至与高温烟气的温度一致，随后该高温烟气和水蒸气一起进入换热室中与冷却水进行换热，换热过后，冷却水变为过热蒸汽，高温烟气变为低温烟气。过热蒸汽再经过汽轮发电机的主气阀、调节阀进入汽轮机，将过热蒸汽的热能转换为汽轮机转子旋转的机械能，驱动同步发电机旋转产生电能，产生的电能部分自用外并入电网。过热蒸汽还可用于冬季采暖供热或通入制冷***用于夏季空调及低温***。
参考图6，根据本发明实施例的处理生活垃圾的方法进一步包括：
S500：将S300得到的低温烟气供给至S100中的干燥处理过程作为干燥介质
该步骤中，将S300得到的低温烟气供给至S100中的干燥处理过程作为干燥介质。发明人发现，通过将180-200摄氏度的低温烟气用于预处理单元中的干燥装置，一方面可除去生活垃圾中的水分，减少后续热解炉的能耗，另一方面可充分回收利用低温烟气中的显热和潜热以及低温烟气中水蒸汽的汽化潜热，显著降低了生活垃圾预处理的能耗。低温烟气经干燥装置后其温度可降至100-110摄氏度。
参考图7，根据本发明实施例的处理生活垃圾的方法进一步包括：
S600：将S200得到的热解炭供给至气化装置中进行气化处理
该步骤中，将S200得到的热解炭供给至气化装置中进行气化处理，以便得到气化气，并将气化气供给至S200中的热解炉中的蓄热式辐射管作为燃料使用。由此，可显著降低热解炉的能耗，同时将低热值的热解炭转化为高热值的气化气，真正实现了垃圾的“无害化、减量化、资源化”处理。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例
参考图8，将含水率50wt％的生活垃圾送入分选装置，去除其中的金属、玻璃、砖块等无机物，再进入干燥装置，去除生活垃圾中的水分，使生活垃圾的含水率降至10wt％左右，最后通过传送带输送至破碎装置出进行破碎。
热解炉外观为卧式圆柱形结构，链板式炉底材质为耐高温带孔钢板，炉底为链板式结构且可移动，其余炉体结构固定。链板式炉底上下均布置有蓄热式辐射管，并且沿着链板式炉底的传送方向，热解炉上靠近链板式炉底的上游布置有机垃圾入口，有机垃圾入口与有机垃圾出口相连，热解炉上靠近链板式炉底的下游布置有热解炭出口，热解炉顶部布置有热解油气出口，且适于将有机垃圾进行热解，以便得到热解炭和热解油气。有机垃圾通过进料螺旋输送装置通过有机垃圾入口进入热解炉的链板式炉底，布料厚度为150mm，热解时间为80min，通过链板式炉底的上下两侧布置的蓄热式辐射管可以给链板式炉底上的有机垃圾加热至900摄氏度以上，有机垃圾在900摄氏度的高温分为下热解，与此同时链板式炉底沿着传送方向运动，经一段时间后，有机垃圾热解为热解炭和热解油气。热解炭通过链板式炉底的出料螺旋经热解炭出口排出，送至气化装置进行气化处理，得到气化气，并将气化气供给至热解炉中的蓄热式辐射管作为燃料使用。热解油气通过炉顶的热解油气出口进入热解油气管路。热解油气管路与直燃锅炉的燃烧室相连，热解油气通过热解油气管路进入直燃锅炉的燃烧室，热解油气的主要成分包括氢气、甲烷、一氧化碳等热解气和热解焦油以及水蒸汽。燃烧室采用特殊设计的烧嘴，热解气和热解焦油可在燃烧室内充分燃烧，产生950摄氏度的高温烟气，在燃烧过程中，热解油气中的水蒸汽进一步吸热升温至950摄氏度。然后，950摄氏度的高温烟气和水蒸汽的混合气进入直燃锅炉的换热室，与直燃锅炉内的冷却水换热产生420摄氏度、3.82MPa的过热蒸汽和180摄氏度的低温烟气。热能综合利用效率达到80％以上。将180摄氏度的低温烟气用于预处理单元中的干燥装置，低温烟气经干燥装置后其温度可降至100摄氏度。过热蒸汽经过汽轮发电机的主气阀、调节阀进入汽轮机，可将过热蒸汽的热能转换为汽轮机转子旋转的机械能，驱动同步发电机旋转产生电能，发电功率为50MW，产生的电能部分自用外并入电网。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种处理生活垃圾的***，其特征在于，包括：
预处理单元，所述预处理单元具有生活垃圾入口、无机垃圾出口和有机垃圾出口；
热解炉，所述热解炉内具有链板式炉底，所述炉底上下均布置有蓄热式辐射管，所述蓄热室辐射管的***方向垂直于所述炉底的传送方向，并且所述蓄热室辐射管在所述炉底的传送方向均匀分布，所述热解炉上靠近所述炉底的上游布置有机垃圾入口，所述有机垃圾入口与所述有机垃圾出口相连，所述热解炉上靠近所述炉底的下游布置有热解炭出口，所述热解炉顶部布置有热解油气出口；
直燃锅炉，所述直燃锅炉内具有相连的燃烧室和换热室，所述燃烧室布置有热解油气入口，所述热解油气入口与所述热解油气出口相连，所述换热室布置有冷却水入口、过热蒸汽出口和低温烟气出口，
汽轮发电机，所述汽轮发电机与所述过热蒸汽出口相连。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述预处理单元包括依次相连的分选装置、干燥装置和破碎装置。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述低温烟气出口与所述与干燥装置相连。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的***，其特征在于，进一步包括：
气化炉，所述气化炉具有热解炭入口和气化气出口，所述热解炭入口与所述热解炭出口相连，所述气化气出口与所述热解炉内的所述蓄热式辐射管相连。
5.一种采用权利要求1-4中任一项所述的***处理生活垃圾的方法，其特征在于，包括：
(1)将生活垃圾供给至所述预处理单元中进行预处理，以便得到无机垃圾和有机垃圾；
(2)将所述有机垃圾供给至所述热解炉中，以便得到热解炭和热解油气；
(3)将所述热解油气依次供给至所述直燃锅炉中的燃烧室和换热室，以便得到过热蒸汽和低温烟气；
(4)将所述过热蒸汽供给至所述汽轮发电机用于发电。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预处理依次包括分选处理、干燥处理和破碎处理。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：
(5)将步骤(3)得到的所述低温烟气供给至步骤(1)中的干燥处理过程作为干燥介质。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括：
(6)将步骤(2)得到的所述热解炭供给至所述气化装置中进行气化处理，以便得到气化气，并将所述气化气供给至步骤(2)中的所述热解炉中的蓄热式辐射管作为燃料使用。
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