專利名稱：一種微波碳熱裂解城市生活垃圾制備燃?xì)獾墓に嚨闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生活垃圾的處理工藝，特別是一種利用微波技術(shù)無(wú)害化處理城市生活垃圾，并獲得燃?xì)獾墓に?，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、城市化進(jìn)程不斷加快，城市生活垃圾也以每年10%的速度遞增。全國(guó)600多座城市已堆放或填滿生活垃圾80億噸，約1/3城市被垃圾包圍，在占用了大量土地的同時(shí)，對(duì)環(huán)境造成了污染。自上世紀(jì)七、八十年代以來(lái)，美日等發(fā)達(dá)國(guó)家都進(jìn)行了大量垃圾裂解技術(shù)的研究及應(yīng)用，但普遍存在諸多問(wèn)題當(dāng)采用外熱加熱方式時(shí)，器壁積碳嚴(yán)重，系統(tǒng)難以長(zhǎng)期穩(wěn)定 運(yùn)行；采用內(nèi)熱加熱方式時(shí)，則需要使垃圾充分燃燒以產(chǎn)生足夠的熱量，但可能導(dǎo)致二噁英的產(chǎn)生；熱滯后問(wèn)題嚴(yán)重，熱效率低，降低了資源化水平；受我國(guó)消費(fèi)習(xí)慣和垃圾接收方式的影響，垃圾中水分大，種類繁多，造成大量能量消耗，有害成分、重金屬可能進(jìn)入尾氣中，對(duì)環(huán)境造成污染。中國(guó)專利CN101712458A公開(kāi)了一種利用垃圾高溫裂解制氫的方法，其方法是將含有一定水分的常溫垃圾送入1000°c以上的高溫環(huán)境中進(jìn)行裂解重組，垃圾在升溫過(guò)程中吸收熱能脫水并析出揮發(fā)成分和焦油，當(dāng)溫度升到700°c以上時(shí)，揮發(fā)成分和焦油裂解成小分子，最后生成氫氣、一氧化碳、二氧化碳或灰分，獲得氫氣的方法。該方法揮發(fā)成分和焦油，無(wú)法充分裂解，會(huì)形成芳香烴等物質(zhì)，會(huì)形成二噁英等劇毒物質(zhì)，并污染環(huán)境。中國(guó)專利CN101633846A公開(kāi)了一種微波加熱法從垃圾分選物中提取煤氣的方法及裝置，其方法是處理垃圾分選物過(guò)程中，采用微波加熱式裂解氣化爐，其裝置中裂解反應(yīng)室和固留物儲(chǔ)運(yùn)室集成在一體，原料進(jìn)入裂解反應(yīng)室實(shí)現(xiàn)低溫裂解、裂解產(chǎn)生的煤氣經(jīng)過(guò)冷卻分離后，儲(chǔ)存利用，裂解出來(lái)的碳化固留物加工成焦炭產(chǎn)品。該方法只是簡(jiǎn)單采用微波加熱方式進(jìn)行裂解，由于微波加熱的體積加熱特性，這種方法獲得的氣體量少，垃圾裂解不充分，能源消耗大；同時(shí)，裂解出的碳化固留物雖然具有較高的熱值，但其燃燒效果并不好，無(wú)法充分獲得其中的能量，造成資源的浪費(fèi)。中國(guó)專利1397763公開(kāi)一種垃圾處理方法及其裝置，其方法為垃圾從料倉(cāng)(10)經(jīng)過(guò)料斗(9)加入爐體￠)中，氣化劑進(jìn)入灰渣層發(fā)生熱交換，加熱后氣化劑向上進(jìn)入氧化層，放熱，熱量由氧化反應(yīng)產(chǎn)物CO2攜帶到還原層，與碳發(fā)生還原反應(yīng)和水煤氣反應(yīng)，生成可燃?xì)怏w，主要成分為CO和H2，產(chǎn)生的可燃?xì)饨?jīng)燃?xì)馊肟?12)，通過(guò)燃?xì)獬隹?7、16)向爐外輸出；在干鎦層產(chǎn)生的燃?xì)庀蛳逻M(jìn)入900 1100攝氏度的還原層，二噁英類有毒物質(zhì)在高溫下發(fā)生完全分解，然后進(jìn)入燃?xì)膺M(jìn)口(12)，通過(guò)燃?xì)獬隹?7、16)向爐外輸出。此方法的目的為了獲得無(wú)毒、無(wú)污染的燃?xì)猓洳捎靡淮瘟呀獾姆绞?，垃圾中的生物質(zhì)在溫度300°C時(shí)開(kāi)始裂解，生成大量氣體和焦油等，氣體的不斷生成，會(huì)造成裂解爐中氣壓的持續(xù)升高，而導(dǎo)致氣體在未達(dá)到充分裂解的1000°C高溫時(shí)被排出裂解爐，二噁英等有毒物質(zhì)未充分裂解，造成環(huán)境污染。
不難看出，以上公開(kāi)的專利技術(shù)由于均采用一個(gè)裂解爐進(jìn)行裂解，即垃圾固體裂解為大分子氣體、大分子氣體裂解為小分子氣體同時(shí)進(jìn)行，因此當(dāng)垃圾固體裂解成大分子氣體時(shí)，體積會(huì)迅速膨脹，而且隨著溫度的上升，裂解膨脹速度也變得更快，從而導(dǎo)致大分子氣體無(wú)法在所需的時(shí)間、溫度等環(huán)境條件下進(jìn)行裂解，未充分裂解即被迅速排出，獲得的氣體成分復(fù)雜，無(wú)法根除二噁英的產(chǎn)出，造成了環(huán)境污染，嚴(yán)重影響了工程實(shí)施及技術(shù)推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有垃圾無(wú)害化處理方法無(wú)法根除二噁英的產(chǎn)出，造成環(huán)境污染，且能耗高，無(wú)害可燃?xì)怏w得率不高的問(wèn)題，提供一種無(wú)害化的微波碳熱裂解城市生活垃圾制備燃?xì)獾墓に?。該工藝方法可最大限度提取垃圾中的能量物質(zhì)，且產(chǎn)出能量高于或與現(xiàn)有技術(shù)中消耗的能量持平，并在獲得大量無(wú)害可燃?xì)怏w的同時(shí)，根除了二噁英等有毒、異味物質(zhì)的產(chǎn)生，有效保護(hù)了環(huán)境。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種微波碳熱裂解城市生活垃圾制備燃?xì)獾墓に?，具體工藝步驟如下
I) 預(yù)處理和垃圾打包將堆積I個(gè)月 5年的城市生活垃圾去除石頭、泥土等土灰后，擠壓打包成標(biāo)準(zhǔn)垃圾包；
所述標(biāo)準(zhǔn)垃圾包的形狀為邊長(zhǎng)500 3000mm的矩形，即長(zhǎng)寬高為500 3000mmX500 3000mmX500 3000mmo2)微波第一次裂解將標(biāo)準(zhǔn)垃圾包送入微波加熱設(shè)備中，在溫度為300 800°C下裂解產(chǎn)生不完全裂解氣體、水蒸氣、生物油、固定碳以及殘?jiān)?br> 3)分選和成型將步驟2)產(chǎn)生的固定碳和殘?jiān)M(jìn)行分離后，再將分離出的固定碳制成疏松、利于氣體通過(guò)的形狀，如顆粒狀、蜂窩狀、管狀等；
所述固定碳和殘?jiān)遣捎蔑L(fēng)選或水洗等方式進(jìn)行的分離，分離后的固定碳的純度為60 99%。4) 第二次裂解和水煤氣發(fā)生將步驟3)制成的具有一定形狀的固定碳在缺氧環(huán)境下持續(xù)加熱至1000 1800°C，并將步驟2)產(chǎn)生的不完全裂解氣體、水蒸氣以及生物油連續(xù)通過(guò)持續(xù)加熱的固定碳，其中，
不完全裂解氣和生物油充分裂解，生成烷烴、炔烴、氫氣、一氧化碳等充分裂解的無(wú)毒可燃?xì)怏w；
水蒸氣與熱固定碳反應(yīng)，消耗固定碳并生成水煤氣；同時(shí)再將常規(guī)工藝制備的水蒸氣連續(xù)通過(guò)持續(xù)加熱的固定碳，使熱固定碳與水蒸氣反應(yīng)，消耗固定碳并獲得水煤氣；
所述加熱的熱源為電能或微波能；微波能選擇功率為30kW 2000kW、頻率為2450MHz或915Mz的微波。步驟4)中所述的缺氧是指在密閉環(huán)境下，空氣中的氧氣在高溫下與固定碳產(chǎn)生氧化反應(yīng)，生產(chǎn)二氧化碳、一氧化碳等，同時(shí)消耗空氣中的氧氣，因其是在密閉環(huán)境下，氧氣迅速反應(yīng),并消耗氧氣,達(dá)到缺氧的環(huán)境。5) 固定碳堆積預(yù)熱將步驟3)制成的具有一定形狀的固定碳堆積至步驟4)氣體出口端，吸收氣體中的熱量，使氣體降溫，同時(shí)預(yù)熱固定碳，預(yù)熱后的固定碳補(bǔ)充步驟4)中水煤氣反應(yīng)中消耗的固定碳；
6) 氣體凈化將步驟5)降溫后的氣體進(jìn)行脫硫、脫磷等凈化處理后即可獲得無(wú)害的可燃?xì)怏w。通過(guò)本發(fā)明工藝帶來(lái)的有益技術(shù)效果表現(xiàn)在
1、由于城市生活垃圾多為廚余，且多在垃圾堆放場(chǎng)放置半年以上，大部分物質(zhì)已降解，此時(shí)，將這些垃圾進(jìn)行簡(jiǎn)單的篩分，去除其中的石頭、泥土等灰分，進(jìn)行擠壓打包，不但有利于微波進(jìn)行整體穿透式的加熱裂解，重要的是打包后更有利于對(duì)垃圾進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化模塊化的運(yùn)輸、計(jì)算、后續(xù)流程加工及結(jié)算等操作；
2、微波第一次裂解時(shí)，采用微波加熱方式(功率10 500kW，頻率2450MHz或915MHz的微波)對(duì)整個(gè)垃圾標(biāo)準(zhǔn)包加熱，實(shí)現(xiàn)了垃圾包在較低的功率下即被加熱至300 800°C，因而產(chǎn)出燃?xì)饬看蟆⒘呀庋杆?、充分；·? 3、為充分回收資源以達(dá)到節(jié)約成本和保護(hù)環(huán)境等目的，由于常規(guī)裂解以及本工藝中的微波第一次裂解時(shí)產(chǎn)生的混合裂解氣多為大分子氣體，即常規(guī)工藝及本工藝中微波第一次裂解無(wú)法將大分子氣體裂解成小分子氣體，而且其氣體中還有一定數(shù)量的芳香烴等物質(zhì)，會(huì)產(chǎn)生如二噁英等有毒物質(zhì)和異味物質(zhì)，其燃燒熱量也有限，與裂解所需能量不成比例，燃燒后也會(huì)造成環(huán)境的重度污染。同時(shí)垃圾進(jìn)行裂解時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量的固定碳，將裂解后的固定碳與石頭、泥土等灰分分離后，制成疏松的、利于氣體通過(guò)的形狀后，利用電能、微波能等方式可以很容易將其加熱至1000°C以上，此時(shí)再將第一次裂解時(shí)產(chǎn)出的大分子的混合氣體、生物油通過(guò)固定碳，大分子氣體、生物油在高溫的環(huán)境下會(huì)迅速裂解成小分子氣體，芳香烴等物質(zhì)也會(huì)充分裂解，生成高能量的無(wú)害燃?xì)?；同時(shí)，裂解氣中的水蒸氣與固定碳在高溫環(huán)境下產(chǎn)生水煤氣反應(yīng)，生成水煤氣，并將外部常規(guī)制備的水蒸氣也與高溫環(huán)境下的固定碳進(jìn)行反應(yīng)，則生成了大量的水煤氣，同時(shí)，也消耗掉了固定碳。因此，通過(guò)一定形狀的固定碳及第二次裂解消耗一定的能量，使第一次裂解時(shí)產(chǎn)生的大分子混合裂解氣體、生物油、水蒸氣得到了很好利用，從而獲得了大量的無(wú)毒、無(wú)害、高熱量、易于燃燒的烷烴、炔烴、氫氣、一氧化碳等氣體。4、于氣體出口處放置前序步驟制成的一定形狀的固定碳，不但可起到降低氣體溫度的作用，而且還可進(jìn)一步凈化氣體成分；同時(shí)，固定碳也會(huì)被預(yù)熱，用以補(bǔ)充所消耗的碳。5、進(jìn)行脫硫、脫磷等凈化處理后獲得的高能量、無(wú)毒無(wú)害、易于燃燒的氣體，可直接用于發(fā)電等。總之，采用本發(fā)明微波碳熱裂解城市生活垃圾制備燃?xì)獾恼麄€(gè)工藝效果在于
a)產(chǎn)出燃?xì)饬看蟆嶂蹈?，其能量可持平或高于其工藝所消耗的能量?br> b)采用微波加熱固定碳及燃?xì)鈺r(shí)，可產(chǎn)生微波化學(xué)反應(yīng)，有利于氣體裂解，節(jié)約能
源；
c)氣體燃燒后無(wú)毒、無(wú)異味，不不污染環(huán)境；
d)整個(gè)工藝只生成不污染環(huán)境的燃?xì)夂蜔o(wú)害的固體殘?jiān)鼉煞N物質(zhì)；
e)工藝過(guò)程先進(jìn)，各步驟均為成熟設(shè)備和技術(shù)，運(yùn)行成本低廉。


圖I為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一 1)、將堆積半年，大部分廚余降解的城市生活垃圾進(jìn)行簡(jiǎn)單篩分，除去灰土后，無(wú)需分類即進(jìn)行擠壓打包成3000mmX IOOOmmX 500mm的矩形標(biāo)準(zhǔn)垃圾包；2)、將標(biāo)準(zhǔn)垃圾包送入微波加熱設(shè)備中，在溫度為500°C下進(jìn)行裂解，產(chǎn)生不完全裂解氣體、水蒸氣、生物油、固定碳以及殘?jiān)?)、將固定碳和殘?jiān)M(jìn)行分離，將分離的固定碳制成疏松、利于氣體通過(guò)的管狀；4)、將管狀的固定碳持續(xù)加熱至1500°C，將不完全裂解氣體、水蒸氣以及生物油連續(xù)通過(guò)持續(xù)加熱的固定碳，其中不完全裂解氣和生物油充分裂解，生成烷烴、炔烴、氫氣、一氧化碳等充分裂解的可燃?xì)怏w；其中水蒸氣與熱碳反應(yīng)，消耗固定碳并生成水煤氣；同時(shí)將常規(guī)工藝制備的水蒸氣連續(xù)通過(guò)持續(xù)加熱的固定碳，使水蒸氣與熱碳反應(yīng)，消耗固定碳并獲得水煤氣；5)、將上述步驟3)制成的管狀的固定碳堆積至步驟4)氣體出口端，吸收氣體中的熱量，使氣體降溫，同時(shí)預(yù)熱固定碳；預(yù)熱后的固定碳補(bǔ)充步驟4)中水煤氣反應(yīng)中消耗的固定碳；6)、將降溫后的氣體脫硫、脫磷等凈化處理后即可獲得無(wú)害的可燃?xì)怏w。實(shí)施例二 1)、將堆積3個(gè)月，大部分廚余降解的城市生活垃圾進(jìn)行簡(jiǎn)單篩分，除 去灰土后，無(wú)需分類即進(jìn)行擠壓打包成尺寸為邊長(zhǎng)500_的矩形垃圾包；2)、將標(biāo)準(zhǔn)垃圾包送入功率為10kW、頻率為2450MHz的微波加熱設(shè)備中，在溫度為300°C下進(jìn)行裂解，產(chǎn)生不完全裂解氣體、水蒸氣、生物油、固定碳以及殘?jiān)?)、將固定碳和殘?jiān)M(jìn)行分離，將分離的固定碳制成疏松的、利于氣體通過(guò)的顆粒狀；4)、采用功率為30kW、頻率為2450Mz的微波將顆粒狀固定碳持續(xù)加熱至1000°C，將不完全裂解氣體、水蒸氣以及生物油連續(xù)通過(guò)持續(xù)加熱的顆粒狀固定碳，其中不完全裂解氣和生物油充分裂解，生成烷烴、炔烴、氫氣、一氧化碳等充分裂解的可燃?xì)怏w；其中水蒸氣與熱碳反應(yīng)，消耗固定碳并生成水煤氣；并將常規(guī)工藝制備的水蒸氣連續(xù)通過(guò)持續(xù)加熱的固定碳，使水蒸氣與熱碳反應(yīng)，消耗固定碳并獲得水煤氣；5)、將上述步驟3)制成顆粒狀固定碳堆積至步驟4)氣體出口端，吸收氣體中的熱量，使氣體降溫，同時(shí)預(yù)熱固定碳；預(yù)熱后的固定碳補(bǔ)充步驟4)中水煤氣反應(yīng)中消耗的固定碳；6)、將降溫后的氣體進(jìn)行脫硫、脫磷等凈化處理后即可獲得無(wú)害的可燃?xì)怏w。實(shí)施例三1)、將堆積I年，大部分廚余降解的城市生活垃圾進(jìn)行簡(jiǎn)單篩分，除去灰土后，無(wú)需分類即進(jìn)行擠壓打包成尺寸為邊長(zhǎng)3000_的矩形垃圾包；2)、將標(biāo)準(zhǔn)垃圾包送入功率為500kW、頻率為915MHz的微波加熱設(shè)備中，在溫度為800°C下進(jìn)行裂解，產(chǎn)生不完全裂解氣體、水蒸氣、生物油、固定碳以及殘?jiān)?)、將固定碳和殘?jiān)M(jìn)行分離，將分離的固定碳制成疏松的、利于氣體通過(guò)的蜂窩狀；4)、采用功率為2000kW、頻率為915Mz的微波將蜂窩狀固定碳持續(xù)加熱至1800°C，將不完全裂解氣體、水蒸氣以及生物油連續(xù)通過(guò)持續(xù)加熱的蜂窩狀固定碳，其中不完全裂解氣和生物油充分裂解，生成烷烴、炔烴、氫氣、一氧化碳等充分裂解的可燃?xì)怏w；其中水蒸氣與熱碳反應(yīng)，消耗固定碳并生成水煤氣；并將常規(guī)工藝制備的水蒸氣連續(xù)通過(guò)持續(xù)加熱的固定碳，使水蒸氣與熱碳反應(yīng)，消耗固定碳并獲得水煤氣；5)、將上述步驟3)制成蜂窩狀固定碳堆積至步驟4)氣體出口端，吸收氣體中的熱量，使氣體降溫，同時(shí)預(yù)熱固定碳；預(yù)熱后的固定碳補(bǔ)充步驟4)中水煤氣反應(yīng)中消耗的固定碳；6)、將降溫后的氣體經(jīng)脫硫、脫磷等凈化處理后即可獲得無(wú)害的可燃?xì)怏w。實(shí)施例四I)、將堆積7個(gè)月，大部分廚余降解的城市生活垃圾進(jìn)行簡(jiǎn)單篩分，除去灰土后，無(wú)需分類即進(jìn)行擠壓打包成2000mmX800mmX500mm的矩形標(biāo)準(zhǔn)垃圾包；2)、將標(biāo)準(zhǔn)垃圾包送入功率為200kW、頻率為915MHz的微波加熱設(shè)備中，在溫度為600°C下進(jìn)行裂解，產(chǎn)生不完全裂解氣體、水蒸氣、生物油、固定碳以及殘?jiān)?)、將固定碳和殘?jiān)M(jìn)行分離，將分離的固定碳制成疏松的、利于氣體通過(guò)的蜂窩 狀；4)、采用電能(SOOkW)將蜂窩狀固定碳持續(xù)加熱至1700°C，將不完全裂解氣體、水蒸氣以及生物油連續(xù)通過(guò)持續(xù)加熱的蜂窩狀固定碳，其中不完全裂解氣和生物油充分裂解，生成烷烴、炔烴、氫氣、一氧化碳等充分裂解的可燃?xì)怏w；其中水蒸氣與熱碳反應(yīng)，消耗固定碳并生成水煤氣；并將常規(guī)工藝制備的水蒸氣連續(xù)通過(guò)持續(xù)加熱的固定碳，使水蒸氣與熱碳反應(yīng)，消耗固定碳并獲得水煤氣；5)、將上述步驟3)制成的蜂窩狀固定碳堆積至步驟4)氣體出口端，吸收氣體中的熱量，使氣體降溫，同時(shí)預(yù)熱固定碳；預(yù)熱后的固定碳補(bǔ)充步驟4)中水煤氣反應(yīng)中消耗的固定碳；6)、將降溫后的氣體經(jīng)脫硫、脫磷等凈化處理后即可獲得無(wú)害的可燃?xì)怏w。實(shí)施例五1)、將堆積I個(gè)月，大部分廚余降解的城市生活垃圾進(jìn)行簡(jiǎn)單篩分，除去灰土后，無(wú)需分類即進(jìn)行擠壓打包成尺寸為邊長(zhǎng)1000_的矩形垃圾包；2)、將標(biāo)準(zhǔn)垃圾包送入功率為100kW、頻率為915MHz的微波加熱設(shè)備中，在溫度為400°C下進(jìn)行裂解，產(chǎn)生不完全裂解氣體、水蒸氣、生物油、固定碳以及殘?jiān)?)、將固定碳和殘?jiān)M(jìn)行分離，將分離的固定碳制成疏松的、利于氣體通過(guò)的顆粒狀；4)、采用功率為800kW、頻率為2450Mz的微波將顆粒狀固定碳持續(xù)加熱至1200°C，將不完全裂解氣體、水蒸氣以及生物油連續(xù)通過(guò)持續(xù)加熱的顆粒狀固定碳，其中不完全裂解氣和生物油充分裂解，生成烷烴、炔烴、氫氣、一氧化碳等充分裂解的可燃?xì)怏w；其中水蒸氣與熱碳反應(yīng)，消耗固定碳并生成水煤氣；并將常規(guī)工藝制備的水蒸氣連續(xù)通過(guò)持續(xù)加熱的固定碳，使水蒸氣與熱碳反應(yīng)，消耗固定碳并獲得水煤氣；5)、將上述步驟3)制成的顆粒狀固定碳堆積至步驟4)氣體出口端，吸收氣體中的熱量，使氣體降溫，同時(shí)預(yù)熱固定碳；預(yù)熱后的固定碳補(bǔ)充步驟4)中水煤氣反應(yīng)中消耗的固定碳；6)、將降溫后的氣體經(jīng)脫硫、脫磷等凈化處理后即可獲得無(wú)害的可燃?xì)怏w。實(shí)施例六1)、將堆積3年，大部分廚余降解的城市生活垃圾進(jìn)行簡(jiǎn)單篩分，除去灰土后，無(wú)需分類即進(jìn)行擠壓打包成尺寸為邊長(zhǎng)2000_的矩形垃圾包；2)、將標(biāo)準(zhǔn)垃圾包送入功率為400kW、頻率為915MHz的微波加熱設(shè)備中，在溫度為600°C下進(jìn)行裂解，產(chǎn)生不完全裂解氣體、水蒸氣、生物油、固定碳以及殘?jiān)?)、將固定碳和殘?jiān)M(jìn)行分離，將分離的固定碳制成疏松的、利于氣體通過(guò)的管狀；4)、采用功率為200kW、頻率為2450Mz的微波將蜂窩狀固定碳持續(xù)加熱至1500°C，將不完全裂解氣體、水蒸氣以及生物油連續(xù)通過(guò)持續(xù)加熱的管狀固定碳，其中不完全裂解氣和生物油充分裂解，生成烷烴、炔烴、氫氣、一氧化碳等充分裂解的可燃?xì)怏w；其中水蒸氣與熱碳反應(yīng)，消耗固定碳并生成水煤氣；并將常規(guī)工藝制備的水蒸氣連續(xù)通過(guò)持續(xù)加熱的固定碳，使水蒸氣與熱碳反應(yīng)，消耗固定碳并獲得水煤氣；5)、將上述步驟3)制成的管狀固定碳堆積至步驟4)氣體出口端，吸收氣體中的熱量，使氣體降溫，同時(shí)預(yù)熱固定碳；預(yù)熱后的固定碳補(bǔ)充步驟4)中水煤氣反應(yīng)中消耗的固定碳；
6)、將降溫后的氣體經(jīng)脫硫、脫磷等凈化處理后即可獲得無(wú)害的可燃?xì)怏w。實(shí)施例七1)、將堆積5年，大部分廚余降解的城市生活垃圾進(jìn)行簡(jiǎn)單篩分，除去灰土后，無(wú)需分類即進(jìn)行擠壓打包成尺寸為IOOOmmX IOOOmmX500mm的矩形垃圾包；2)、將標(biāo)準(zhǔn)垃圾包送入功率為200kW、頻率為2450MHz的微波加熱設(shè)備中，在溫度為500°C下進(jìn)行裂解，產(chǎn)生不完全裂解氣體、水蒸氣、生物油、固定碳以及殘?jiān)?)、將固定碳和殘?jiān)M(jìn)行分離，將分離的固定碳制成疏松的、利于氣體通過(guò)的蜂窩狀；4)、采用功率為1200kW、頻率為915Mz的微波將蜂窩狀固定碳持續(xù)加熱至1300°C，將不完全裂解氣體、水蒸氣以及生物油連續(xù)通過(guò)持續(xù)加熱的蜂窩狀固定碳，其中不完全裂解氣和生物油充分裂解，生成烷烴、炔烴、氫氣、一氧化碳等充分裂解的可燃?xì)怏w；其中水蒸氣與熱碳反應(yīng)，消耗固定碳并生成水煤氣；并將常規(guī)工藝制備的水蒸氣連續(xù)通過(guò)持續(xù)加熱的固定碳，使水蒸氣與熱碳反應(yīng)，消耗固定碳并獲得水煤氣；5)、將上述步驟3)制成的管狀固定碳堆積至步驟4)氣體出口端，吸收氣體中的熱量，使氣體降溫，同時(shí)預(yù)熱固定碳 ；預(yù)熱后的固定碳補(bǔ)充步驟4)中水煤氣反應(yīng)中消耗的固定碳；6)、將降溫后的氣體經(jīng)脫硫、脫磷等凈化處理后即可獲得無(wú)害的可燃?xì)怏w。
權(quán)利要求
1.一種微波碳熱裂解城市生活垃圾制備燃?xì)獾墓に?，其特征在于具體工藝步驟如下 1)預(yù)處理和垃圾打包將堆積I個(gè)月 5年的城市生活垃圾去除石頭、泥土等土灰后，擠壓打包成標(biāo)準(zhǔn)垃圾包； 2)微波第一次裂解將標(biāo)準(zhǔn)垃圾包送入微波加熱設(shè)備中，在溫度為300 800°C下裂解產(chǎn)生不完全裂解氣體、水蒸氣、生物油、固定碳以及殘?jiān)? 3)分選和成型將步驟2)產(chǎn)生的固定碳和殘?jiān)M(jìn)行分離后，再將分離出的固定碳制成疏松、利于氣體通過(guò)的形狀； 4)第二次裂解和水煤氣發(fā)生將步驟3)制成的具有一定形狀的固定碳在缺氧環(huán)境下持續(xù)加熱至1000 1800°C，并將步驟2)產(chǎn)生的不完全裂解氣體、水蒸氣以及生物油連續(xù)通過(guò)持續(xù)加熱的固定碳，其中， 不完全裂解氣和生物油充分裂解，生成烷烴、炔烴、氫氣、一氧化碳等充分裂解的可燃?xì)怏w； 水蒸氣與熱固定碳反應(yīng)，消耗固定碳并生成水煤氣；同時(shí)再將常規(guī)工藝制備的水蒸氣連續(xù)通過(guò)持續(xù)加熱的固定碳，使熱固定碳與水蒸氣反應(yīng)，消耗固定碳并獲得水煤氣； 5)固定碳堆積預(yù)熱將步驟3)制成的具有一定形狀的固定碳堆積至步驟4)氣體出口端，吸收氣體中的熱量，使氣體降溫，同時(shí)預(yù)熱固定碳，預(yù)熱后的固定碳補(bǔ)充步驟4)中水煤氣反應(yīng)中消耗的固定碳； 6)氣體凈化將步驟5)降溫后的氣體進(jìn)行脫硫、脫磷的凈化處理后即獲得無(wú)害的可燃?xì)怏w。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微波碳熱裂解城市生活垃圾制備燃?xì)獾墓に?，其特征在于步驟I)中所述標(biāo)準(zhǔn)垃圾包的形狀為邊長(zhǎng)500 3000mm的矩形，即長(zhǎng)寬高為500 3000mmX500 3000mmX500 3000mmo
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微波碳熱裂解城市生活垃圾制備燃?xì)獾墓に嚕涮卣髟谟诓襟E2)中所述固定碳和殘?jiān)遣捎蔑L(fēng)選或水洗方式進(jìn)行的分離，分離后的固定碳的純度為60 99%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微波碳熱裂解城市生活垃圾制備燃?xì)獾墓に嚕涮卣髟谟诓襟E2)中所述固定碳的形狀呈顆粒狀、蜂窩狀或管狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微波碳熱裂解城市生活垃圾制備燃?xì)獾墓に?，其特征在于步驟4)中所述加熱的熱源為電能，或者功率為30kW 2000kW、頻率為2450MHz或915Mz的微波能。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微波碳熱裂解城市生活垃圾制備燃?xì)獾墓に?，其特征在于步驟2)中所述微波加熱設(shè)備為功率10kW 500kW、頻率為2450MHz或915MHz的微波。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微波碳熱裂解城市生活垃圾制備燃?xì)獾墓に?，其特征在于步驟4)或步驟5)中所述的固定碳，為微波第一次裂解時(shí)產(chǎn)出的固定碳經(jīng)處理后制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微波碳熱裂解城市生活垃圾制備燃?xì)獾墓に?，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。具體工藝方法是將堆積一定時(shí)間的城市生活垃圾除去灰土后擠壓打包送入微波加熱設(shè)備中進(jìn)行裂解；裂解產(chǎn)生的固定碳和殘?jiān)蛛x后，將固定碳制成疏松、利于氣體通過(guò)的形狀；固定碳被持續(xù)加熱，不完全裂解氣和生物油充分裂解生成可燃?xì)怏w；水蒸氣與熱固定碳反應(yīng)生成水煤氣；氣體經(jīng)脫硫、脫磷的凈化處理后即獲得無(wú)害的可燃?xì)怏w。本發(fā)明產(chǎn)出燃?xì)饬看?、熱值高，其能量持平或高于其工藝所消耗的能量，運(yùn)行成本低廉，并在獲得大量無(wú)害可燃?xì)怏w的同時(shí)，根除了二噁英等有毒、異味物質(zhì)的產(chǎn)生，有效保護(hù)了環(huán)境。
文檔編號(hào)C10J3/66GK102719279SQ20121022710
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月3日
發(fā)明者劉毅, 周川, 周昆, 姚波, 康琪, 游俊 申請(qǐng)人:四川宏普微波科技有限公司