CN209379643U - 一种固体有机废弃物真空热解*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种固体有机废弃物的处理技术领域，具体涉及一种固体有机废弃物真空热解***，包括：储备罐、破碎装置、脱水压缩输送装置、密封污水净化装置、水泵、布朗气热解炉、阻火装置、裂解残渣喷淋分离装置、高温蒸汽回收利用装置、烟气冷却装置、水气分离器、油水分离装置、焦油回收装置、正负压风机、可燃气体提纯装置、布朗气电解发生装置、二次热能转换装置、冷却塔、污泥风干压块自动回收装置、可再生有机物自动分选打包装置。本***为专门使用布朗气作为燃料的真空闭环处理***，以电能、化学能、物理能三者相互置换运行，具有环境友好、减少邻避效应、效率高、成本低，实现无害化、减量化且将固体有机废弃物资源化的优点。

Description

一种固体有机废弃物真空热解***

技术领域

本实用新型涉及一种固体有机废弃物的处理技术领域，具体涉及一种固体有机废弃物真空热解***。

背景技术

我国固体有机废弃物如生活垃圾产生现状非常严峻，目前我国平均每天每人产生0.8～1.1kg垃圾，并且每年仍以8％～10％的速度增长，预计到2030年将会达到4.09亿吨。历年累积堆存的城市生活垃圾总量更是高达70亿吨，全国几乎所有的城市垃圾填埋现场处于即将填满或已填满的状态，城市被垃圾围城。当前，国内的垃圾处置方式主要是卫生填埋和焚烧发电。卫生填埋影响填埋地的生态环境，土地占有量大，填埋场容易产生甲烷等气体，填埋多年后容易矿化,矿化后的填埋场复垦困难,再次进行处理更困难。而垃圾焚烧会产生二噁英等大量有毒有害气体，污染空气，危害人类健康，因“邻避效应”导致项目难于落地，此外，投资需要巨额资金规模和占用大量土地，同时建设垃圾焚烧发电项目最低需要垃圾日产生量600吨以上，对于县级城市的垃圾产生量根本达不到此规模等等难题。

垃圾热解是在无氧的条件下加热使其中大分子有机物发生化合键断裂、异构化和小分子有机物发生聚合等反应，转化为小分子气体燃料(CH₄、CO、H₂等)、液体燃料(有机酸、芳烃、焦油)和活性焦(生物炭、炉渣)的反应过程。近年来，随着人们生活水平的提高，生活垃圾中纸张、塑料、合成纤维等所占比重日益增长。这使得热解生活垃圾获得燃料油、燃料气成为一种新的垃圾资源化方式。

由于生活垃圾组成复杂，热解过程中会产出多种大分子及小分子化合物，其中焦油和蜡质产物影响热解产物的品质。通过垃圾分选、提髙热解温度、延长保温时间等手段，能够促进这类物质分解为小分子化合物，进而提高产物品质。布朗气是严格地按水摩尔当量配比电解出2：1的氢氧混合气体，具有内爆特征和通电即产即用的应用安全优势和真空工况下可直接燃烧优势，燃烧产物为水，且具有变温特性和催化特性使火焰温度与被燃物相关的机理(约125℃～6000℃之间)、典型“复杂链锁反应”作用等优点，是理想的新型燃能。由于上述优点，布朗气是裂解垃圾废品的理想燃料，目前已有布朗气应用于垃圾焚烧尾气处理甚至是垃圾直接处理的热解炉应运而生，如200510095199.1一种布朗气式一体化固体废物焚烧炉、201710748482.2一种节能环保型固废粉碎焚烧装置等。然而，目前尚未有针对使用布朗气直接热解垃圾等危废物而设计的完整***。另一方面，布朗气燃烧可以在真空缺氧环境下燃烧工况和布朗气体具有碱性物质，是抑制和不能生成二噁英的特势；布朗气具有变温、催化等化学特征，通过热能的转换，能有效促使炉膛温度(热量)达到2000℃甚至以上，促进垃圾在炉内进一步加快热解同时由于炉内温度的高温和布朗气的催化特性，对燃烧炉膛的积碳、硫、硝等明显降量和垃圾成分要求范围较广，即使对排放的尾气不作进一步的处理，也符合当下排放标准，使多种混合垃圾均可同炉处理的优势；而且通过电解产生，即产即用。由于与其他传统燃料特性大不相同，布朗气在实际应用转化中的热解技术能完全适用于现有的生活、工业垃圾热解***。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本实用新型的目的是提供一种使用清洁能源，具有环境友好、垃圾处理效率高、成本低廉，从电能、化学能、物理能三者循环相互置换和利用的优点，提供将固体有机废弃物资源化的真空热解***。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种固体有机废弃物真空热解***，包括：设有污水过滤分流装置的第一储备罐和第二储备罐、破碎装置、至少1组脱水压缩输送装置、至少3个三级以上密封污水净化装置、水泵、至少1个布朗气热解炉、阻火装置、至少1个裂解残渣喷淋分离装置、高温蒸汽回收利用装置、烟气冷却装置、至少1个水气分离器、油水分离装置、焦油回收装置、正负压风机、可燃气体提纯装置、布朗气电解发生装置、二次热能转换装置、冷却塔、污泥风干压块自动回收装置、可再生有机物自动分选打包装置；所述第一储备罐、第二储备罐的进料口设有阻气自动检测闸门，阻气自动检测闸门在进料时为打开状态，停止进料时关闭状态；所述第一储备罐、第二储备罐顶部设有气体输出阀门，底部设有高温蒸汽输入自动检测阀门、污水排放阀门；所述布朗气热解炉的顶部设置有超压***阀，所述布朗气热解炉的炉膛设置从上至下分为400～600℃温区、1200～1500℃温区、2000℃温区、 300℃以下残渣临存区，每个区域设置有温度检测仪，通过检测仪监控所在区域温度；所述布朗气热解炉设置有换热无害化水管，所述换热无害化水管通过布朗气热解炉的1200～1500℃温区或2000℃温区；所述换热无害化水管底部外接排渣阀门及排渣管；所述换热无害化水管出水端上部设置有高温蒸汽出口；所述高温蒸汽出口、高温蒸汽回收利用装置、第二储备罐的水蒸气输入自动检测阀门依次以风管连接；所述脱水压缩输送装置为设有污水过滤分流装置的双辊压榨脱水装置、螺旋压缩输送装置以输料管依次连接；所述第一储备罐的出料口、破碎装置、脱水压缩输送装置、布朗气热解炉、裂解残渣喷淋分离装置、可再生有机物自动分选打包装置通过输料管依次连接，所述第一储备罐、破碎装置、脱水压缩输送装置相互间设置有阀门，所述布朗气热解炉与裂解残渣喷淋分离装置之间设置有阀门；所述布朗气电解发生装置与阻火装置连接，所述阻火装置分别与布朗气热解炉的燃气入口、可燃气体提纯装置、二次热能转换装置的助燃气体入口通过风管连接；所述第一储备罐的气体输出阀门、螺旋压缩输送装置的排气口、布朗气热解炉的排气口并联后与烟气冷却装置、水气分离器、正负压风机、可燃气体提纯装置的燃气入口、二次热能转换装置依次以风管连接；所述水气分离器的液体出口与油水分离装置入口、油水分离装置排油口与焦油回收装置分别以油管连接；所述第一储备罐的污水排放阀门、双辊压榨脱水装置的排水口并联后与第一密封污水净化装置、水泵、换热无害化水管、裂解残渣喷淋分离装置的进水口以水管连接，裂解残渣喷淋分离装置的排水口与油水分离装置排水口并联后与第二密封污水净化装置、冷却塔依次以水管连接；所述第一密封污水净化装置与第二储备罐以输料管连接；所述冷却塔分别与水气分离器、烟气冷却装置、阻火装置、布朗气电解发生装置的冷却水入口以水管连接，水气分离器、烟气冷却装置、阻火装置、布朗气电解发生装置的冷却水出口以水管连接，所述第三密封污水净化装置出水口分别与布朗气电解发生装置电解水入口、生活用水储备容器入口以水管连接；所述第二密封污水净化装置的污泥出口与污泥风干压块自动回收装置的进料口以输料管连接。其中，储备罐、脱水压缩输送装置、污水净化装置、布朗气热解炉、裂解残渣喷淋分离装置、水气分离器数目根据安装设备的区域面积、固体有机废弃物处理量确定。此外，螺旋压缩输送装置与布朗气热解炉以输料管与风管相通，布朗气热解炉内热量通过输料管的固体有机废弃物与风管的烟气传递到螺旋压缩输送装置，使其中的固体有机废弃物得到预热干燥。另外，污水经过净化进入换热无害化水管中加热后，会有残渣沉淀在底部，因此在换热无害化水管外接排渣阀门及排渣管以便定期排污。

优选地，所述水气分离器设置有两个，分别为第一水气分离器、第二水气分离器，所述第一水气分离器、正负压风机、第二水气分离器、可燃气体提纯装置依次以风管连接。

优选地，所述螺旋压缩输送装置的旋转轴的出料端设置有布朗气加热装置，所述布朗气加热装置与阻火装置以风管连接。利用在旋转轴中燃烧布朗气，对固体有机废弃物进一步加热，使破碎前的螺旋压缩输送装置中形成低温预热区，破碎后的螺旋压缩输送装置中形成中温预热区。

优选地，所述脱水压缩输送装置设置有两组，第一组脱水压缩输送装置与第二组脱水压缩输送装置以输料管连接。

优选地，所述换热无害化水管为U型管，所述换热无害化水管的进水口与出水口分布在布朗气热解炉的1200～1500℃温区，换热无害化水管的中部分布在布朗气热解炉的2000℃温区；优选地，所述布朗气热解炉的壳体由外至内由外壳层、保温层、导热层组成，所述换热无害化水管安装在保温层与导热层之间。U型设计可使水进入换热无害化水管后逐渐升温，经过最2000℃温区后与热解炉排渣输出水分离装置连接，水蒸气回收输入第一储备罐加速固体有机废弃物化学反应而释出更多沼气。

优选地，所述裂解残渣喷淋分离装置包括喷淋设备与一个以上目数不同的分离筛选网循环输送机构组成，使固体残渣按照不同粒径分离的不同目数的筛网，出料口端的分离筛选网的目数比进料口端的分离筛选网的目数大。

优选地，二次热能转换装置为火力发电装置，所述火力发电装置的电流输出端、外电源并联后与布朗气电解发生装置的电流输入端通过电路连接。

优选地，还包括电力分配***，所述火力发电装置的电源输出端与***外电源的输出端并联后与所述电力分配***、布朗气电解发生装置通过电路依次串联连接。电力分配***可以把火力发电装置产生的电力分配给固体有机废弃物真空热解***的包括布朗气电解发生装置的所有用电装置，如果电力有富余，还可以把电力供给工厂其他用电设备使用，甚至出售。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

本实用新型提供了一种使用清洁能源，具有环境友好、减少邻避效应、处理效率高、成本低廉，实现无害化、减量化、利用电能、化学能、物理能三者循环相互置换和利用的优点，而且可以将固体有机废弃物资源化的固体有机废弃物处理***。本***为专门使用清洁燃能-布朗气作为燃料的真空闭环处理***，布朗气通过电解水得到以水摩尔量比例的氢氧混合气体，在真空缺氧工况下可直接燃烧，利用该气体变温特征产生高温以热解固体有机废弃物，处理固体有机废弃物过程中产生的可燃气体用于发电或其他热置形式换再次利用，过程中产生的水及蒸汽在无害化处理后用作布朗气原料和作为冷却水、加速原生固体有机废弃物化学反应使用，焦油、残渣分选可再生物料和二次残渣利用。

在机固体废弃物含水量多的时候，产生的水除了用于***运作，还可以用来浇花。如果发电满足自身需求还有盈余，还可以出售。

本***由于真空闭环，不产生对环境、对人体有危害的烟气，不会有臭气溢出，影响周边环境，甚至可以建立在公园，处理后剩余的残渣直接作为泥土种植景观树木、花草。

有机固体废弃物在处理前可以分选，也可以不分选，处理量可大可小，适应性强。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的螺旋压缩输送装置结构示意图。

图3是本实用新型的布朗气热解炉中换热无害化水管安装结构示意图。

图4是本实用新型的换热无害化水管安装在布朗气热解炉壳体夹层剖面示意图。

图中：1a.第一储备罐，1b.第二储备罐，2.破碎装置，301a.第一双辊压榨脱水装置，301b.第二双辊压榨脱水装置，302.螺旋压缩输送装置，302a.第一螺旋压缩输送装置，302b.第二螺旋压缩输送装置，3021.布朗气加热装置，4.布朗气热解炉，4001.外壳层，4002.保温层，4003.导热层，401.换热无害化水管，4011.排渣阀门，4012.排渣管，402.400～600℃温区，403.1200～1500℃温区，404.2000℃温区，405.300℃以下残渣临存区，406.超压***阀，407.温度检测仪，5.裂解残渣喷淋分离装置，6.烟气冷却装置，7a.第一水气分离器， 7b.第二水气分离器，8.正负压风机，9.可燃气体提纯装置，10.火力发电装置，11.电力分配***，12.布朗气电解发生装置，13.阻火装置，1401.第一三级密封污水净化装置，1402.第二三级密封污水净化装置，1403.第三三级密封污水净化装置，15.水泵，16.冷却塔，17.高温蒸汽回收利用装置，18.油水分离装置，19.焦油回收装置，20.污泥风干压块自动回收装置，21.可再生有机物自动分选打包装置，22.***外电源，23.输料管，24.水管，25.油管， 26.风管，27.电路。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1所示，一种固体有机废弃物真空热解***，包括：第一储备罐1a、第二储备罐1b、破碎装置2、第一组脱水压缩输送装置(第一双辊压榨脱水装置301a、第一螺旋压缩输送装置302a)、第二组脱水压缩输送装置(第二双辊压榨脱水装置301b、第二螺旋压缩输送装置302b)、第一三级密封污水净化装置1401、第二三级密封污水净化装置1402、第三三级密封污水净化装置1403、水泵15、布朗气热解炉4、阻火装置13、裂解残渣喷淋分离装置5、高温蒸汽回收利用装置17、烟气冷却装置6、第一水气分离器7a、第二水气分离器7b、油水分离装置18、焦油回收装置19、正负压风机8、可燃气体提纯装置9、布朗气电解发生装置12、火力发电装置10、电力分配***11、冷却塔16、污泥风干压块自动回收装置20、可再生有机物自动分选打包装置21。

第一储备罐1a、第二储备罐1b的进料口设有阻气自动检测闸门，阻气自动检测闸门在进料时为打开状态，停止进料时关闭状态；第一储备罐1a、第二储备罐 1b顶部设有气体输出阀门，底部设有高温蒸汽输入自动检测阀门、污水排放阀门。

如图3所示，所述布朗气热解炉的顶部设置有超压***阀406，布朗气热解炉4 的炉膛设置从上至下分为400～600℃温区402、1200～1500℃温区403、2000℃温区 404、300℃以下残渣临存区405，每个区域设置有温度检测仪407，通过检测仪监控所在区域温度。布朗气热解炉4设置有换热无害化水管401，换热无害化水管401 为U型管，换热无害化水管401的进水口与出水口分布在布朗气热解炉4的 1200～1500℃温区403，换热无害化水管401的中部分布在布朗气热解炉4的2000℃温区。换热无害化水管401底部外接排渣阀门4011及排渣管4012；换热无害化水管401出水端上部设置有高温蒸汽出口；高温蒸汽出口、高温蒸汽回收利用装置 17、第二储备罐1b的水蒸气输入自动检测阀门依次以风管26连接。

第一双辊压榨脱水装置301a、第一螺旋压缩输送装置302a、第二双辊压榨脱水装置301b、第二螺旋压缩输送装置302b以输料管23依次连接。

第一储备罐1a的出料口、破碎装置2、第一组脱水压缩输送装置、第二组脱水压缩输送装置、布朗气热解炉4、裂解残渣喷淋分离装置5、可再生有机物自动分选打包装置21通过输料管23依次连接，第一储备罐1a、破碎装置2、脱水压缩输送装置相互间设置有阀门，布朗气热解炉4与裂解残渣喷淋分离装置5之间设置有阀门；

布朗气电解发生装置12与阻火装置13连接，阻火装置13分别与布朗气热解炉4 的燃气入口、可燃气体提纯装置9、火力发电装置10的助燃气体入口通过风管26 连接；

第一储备罐1a的气体输出阀门、第一螺旋压缩输送装置302a的排气口、第二螺旋压缩输送装置302b的排气口、布朗气热解炉4的排气口并联后与烟气冷却装置6、第一水气分离器7a、正负压风机8、第二水气分离器7b、可燃气体提纯装置 9的燃气入口、火力发电装置10依次以风管26连接；

第一水气分离器7a、第二水气分离器7b的液体出口分别与油水分离装置18入口以油管25连接，油水分离装置18排油口与焦油回收装置19以油管25连接；

第一储备罐1a的污水排放阀门、双辊压榨脱水装置的排水口并联后与第一三级密封污水净化装置1401、水泵15、换热无害化水管401、裂解残渣喷淋分离装置5的进水口以水管24连接，裂解残渣喷淋分离装置5的排水口与油水分离装置18 排水口并联后与第二三级密封污水净化装置1402、冷却塔16依次以水管24连接；

第一三级密封污水净化装置1401与第二储备罐1b以输料管23连接；

冷却塔16分别与第一水气分离器7a、第二水气分离器7b、烟气冷却装置6、阻火装置13、布朗气电解发生装置12的冷却水入口以水管24连接，第一水气分离器 7a、第二水气分离器7b、烟气冷却装置6、阻火装置13、布朗气电解发生装置12 的冷却水出口并联后与第三三级密封污水净化装置1403进水口以水管24连接，第三三级密封污水净化装置1403出水口分别与布朗气电解发生装置12电解水入口、生活用水储备容器入口以水管24连接；

第二三级密封污水净化装置1402的污泥出口与污泥风干压块自动回收装置20 的进料口以输料管23连接。

裂解残渣喷淋分离装置5包括喷淋设备与三个目数不同的分离筛选网循环输送机构501组成，使固体残渣按照不同粒径分离的不同目数的筛网，出料口端的分离筛选网的目数比进料口端的分离筛选网的目数大。

火力发电装置10的电源输出端与***外电源22的输出端并联后与电力分配***11、布朗气电解发生装置12通过电路27依次串联连接。

如图2所示，螺旋压缩输送装置302的旋转轴的出料端设置有布朗气加热装置3021，布朗气加热装置3021与阻火装置13以风管26连接。

如图4所示，布朗气热解炉4的壳体由外至内由外壳层4001、保温层4002、导热层组成4003，换热无害化水管401安装在保温层4002与导热层4003之间。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种固体有机废弃物真空热解***，其特征在于：所述***包括：

设有污水过滤分流装置的第一储备罐和第二储备罐、破碎装置、至少1组脱水压缩输送装置、至少3个三级以上密封污水净化装置、水泵、至少1个布朗气热解炉、阻火装置、至少1个裂解残渣喷淋分离装置、高温蒸汽回收利用装置、烟气冷却装置、至少1个水气分离器、油水分离装置、焦油回收装置、正负压风机、可燃气体提纯装置、布朗气电解发生装置、二次热能转换装置、冷却塔、污泥风干压块自动回收装置、可再生有机物自动分选打包装置；

所述第一储备罐、第二储备罐的进料口设有阻气自动检测闸门，阻气自动检测闸门在进料时为打开状态，停止进料时关闭状态；所述第一储备罐、第二储备罐顶部设有气体输出阀门，底部设有高温蒸汽输入自动检测阀门、污水排放阀门；

所述布朗气热解炉的顶部设置有超压***阀，所述布朗气热解炉的炉膛设置从上至下分为400～600℃温区、1200～1500℃温区、2000℃温区、300℃以下残渣临存区，每个区域设置有温度检测仪，通过检测仪监控所在区域温度；

所述布朗气热解炉设置有换热无害化水管，所述换热无害化水管通过布朗气热解炉的1200～1500℃温区或2000℃温区；所述换热无害化水管底部外接排渣阀门及排渣管；所述换热无害化水管出水端上部设置有高温蒸汽出口；所述高温蒸汽出口、高温蒸汽回收利用装置、第二储备罐的水蒸气输入自动检测阀门依次以风管连接；

所述脱水压缩输送装置为设有污水过滤分流装置的双辊压榨脱水装置、螺旋压缩输送装置以输料管依次连接；

所述第一储备罐的出料口、破碎装置、脱水压缩输送装置、布朗气热解炉、裂解残渣喷淋分离装置、可再生有机物自动分选打包装置通过输料管依次连接，所述第一储备罐、破碎装置、脱水压缩输送装置相互间设置有阀门，所述布朗气热解炉与裂解残渣喷淋分离装置之间设置有阀门；

所述布朗气电解发生装置与阻火装置连接，所述阻火装置分别与布朗气热解炉的燃气入口、可燃气体提纯装置、二次热能转换装置的助燃气体入口通过风管连接；

所述第一储备罐的气体输出阀门、螺旋压缩输送装置的排气口、布朗气热解炉的排气口并联后与烟气冷却装置、水气分离器、正负压风机、可燃气体提纯装置的燃气入口、二次热能转换装置依次以风管连接；

所述水气分离器的液体出口与油水分离装置入口、油水分离装置排油口与焦油回收装置分别以油管连接；

所述第一储备罐的污水排放阀门、双辊压榨脱水装置的排水口并联后与第一密封污水净化装置、水泵、换热无害化水管、裂解残渣喷淋分离装置的进水口以水管连接，裂解残渣喷淋分离装置的排水口与油水分离装置排水口并联后与第二密封污水净化装置、冷却塔依次以水管连接；

所述第一密封污水净化装置与第二储备罐以输料管连接；

所述冷却塔分别与水气分离器、烟气冷却装置、阻火装置、布朗气电解发生装置的冷却水入口以水管连接，水气分离器、烟气冷却装置、阻火装置、布朗气电解发生装置的冷却水出口并联后与第三密封污水净化装置进水口以水管连接，所述第三密封污水净化装置出水口分别与布朗气电解发生装置电解水入口、生活用水储备容器入口以水管连接；

所述第二密封污水净化装置的污泥出口与污泥风干压块自动回收装置的进料口以输料管连接。

2.根据权利要求1所述的一种固体有机废弃物真空热解***，其特征在于：所述水气分离器设置有两个，分别为第一水气分离器、第二水气分离器，所述第一水气分离器、正负压风机、第二水气分离器、可燃气体提纯装置依次以风管连接。

3.根据权利要求1所述的一种固体有机废弃物真空热解***，其特征在于：所述螺旋压缩输送装置的旋转轴的出料端设置有布朗气加热装置，所述布朗气燃烧枪加热装置与阻火装置以风管连接。

4.根据权利要求3所述的一种固体有机废弃物真空热解***，其特征在于：所述脱水压缩输送装置设置有两组，第一组脱水压缩输送装置与第二组脱水压缩输送装置以输料管连接。

5.根据权利要求1所述的一种固体有机废弃物真空热解***，其特征在于：所述换热无害化水管为U型管，所述换热无害化水管的进水口与出水口分布在布朗气热解炉的1200～1500℃温区，换热无害化水管的中部分布在布朗气热解炉的2000℃温区；所述布朗气热解炉的壳体由外至内由外壳层、保温层、导热层组成，所述换热无害化水管安装在保温层与导热层之间。

6.根据权利要求1所述的一种固体有机废弃物真空热解***，其特征在于：所述裂解残渣喷淋分离装置包括喷淋设备与一个以上目数不同的分离筛选网循环输送机构组成，使固体残渣按照不同粒径分离的不同目数的筛网，出料口端的分离筛选网的目数比进料口端的分离筛选网的目数大。

7.根据权利要求1所述的一种固体有机废弃物真空热解***，其特征在于：二次热能转换装置为火力发电装置，所述火力发电装置的电流输出端、外电源并联后与布朗气电解发生装置的电流输入端通过电路连接。

8.根据权利要求7所述的一种固体有机废弃物真空热解***，其特征在于：还包括电力分配***，所述火力发电装置的电源输出端与***外电源的输出端并联后与所述电力分配***、布朗气电解发生装置通过电路依次串联连接。