垃圾制取燃油的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種垃圾制取燃油的方法及系統(tǒng)，所述垃圾制取燃油的系統(tǒng)包括分選裝置；進(jìn)一步包括依次連通的第一熱解裝置、第二熱解裝置、反應(yīng)器、裂解裝置、冷凝裝置、儲液容器；所述反應(yīng)器內(nèi)具有粉末狀單質(zhì)鐵；燃燒室，所述第二熱解裝置輸入的炭渣、冷凝裝置輸出的氣體輸送到該燃燒室；加熱裝置，所述加熱裝置用于加熱第二熱解裝置輸出的氣態(tài)組分。本發(fā)明具有資源利用率高、經(jīng)濟(jì)效益好、環(huán)保性能好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】垃圾制取燃油的方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及垃圾處理，特別涉及利用垃圾制取燃油的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會與經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，塑料的使用量越來越大，且逐年大幅度增加。中國目前已是世界上生產(chǎn)、使用和消費(fèi)塑料制品最多的國家。2010年，我國塑料制品總產(chǎn)量不低于5830萬噸，人均塑料消費(fèi)量不低于46公斤。隨著塑料制品消費(fèi)量不斷增大，廢棄塑料也不斷增多。2012年，我國廢塑料產(chǎn)生量約3413萬噸，再生利用量為2487.8多萬噸，僅占我國塑料消費(fèi)量的30%左右；未能回收利用的廢塑料已經(jīng)給環(huán)境形成很大的污染，帶來很大的壓力，長期的“白色污染” 一直未能徹底解決。
[0003]目前，含廢舊塑料垃圾的處理方法主要有填埋和焚燒。由于塑料幾百年都難以自然降解，填埋會造成嚴(yán)重的環(huán)境危害，且浪費(fèi)了自身含有的大量能源與資源；焚燒會產(chǎn)生大量的劇毒物質(zhì)二噁英，已經(jīng)對環(huán)境和健康造成極大的危害。
[0004]因此，如何高效、環(huán)保地處置含廢舊塑料的垃圾已經(jīng)成為急需解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本發(fā)明提供了一種資源利用率高、經(jīng)濟(jì)效益好、環(huán)保性能好的垃圾制取燃油的方法。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]垃圾制取燃油的方法`，所述垃圾制取燃油的方法包括以下步驟:
[0008](Al)垃圾經(jīng)過分選后進(jìn)入第一熱解裝置內(nèi)；
[0009](A2)垃圾在第一熱解裝置內(nèi)熱解，熱解溫度為180-320°C，生成熱解產(chǎn)物及含有酸性成分的第一氣態(tài)組分，所述第一氣態(tài)組分排出第一熱解裝置；
[0010](A3)所述熱解產(chǎn)物進(jìn)入第二熱解裝置內(nèi)并發(fā)生熱解，熱解溫度為350-550°C，生成炭渣及第二氣態(tài)組分；
[0011](A4)所述第二氣態(tài)組分進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，并與反應(yīng)器內(nèi)的粉末狀單質(zhì)鐵發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)溫度不低于570°C ；
[0012](A5)排出所述反應(yīng)器的第三氣態(tài)組分發(fā)生裂解，冷凝裂解產(chǎn)物，形成液態(tài)可燃物及氣體。
[0013]根據(jù)上述的方法，可選地，步驟(Al)進(jìn)一步包括以下步驟:
[0014](BI)分選后的垃圾進(jìn)入干燥裝置內(nèi)，干燥后的垃圾進(jìn)入所述第一熱解裝置內(nèi)。
[0015]根據(jù)上述的方法，可選地，所述垃圾制取燃油的方法進(jìn)一步包括以下步驟:
[0016](A6)所述炭渣和所述氣體燃燒，產(chǎn)生的煙氣與空氣換熱，換熱后的空氣通入所述第一熱解裝置和/或第二熱解裝置內(nèi)，換熱后的煙氣通入所述干燥裝置內(nèi)。
[0017]根據(jù)上述的方法，可選地，步驟(A2)進(jìn)一步包括以下步驟:
[0018](Cl)排出第一熱解裝置的第一氣態(tài)組分進(jìn)入吸收塔內(nèi)，所述酸性成分與吸收塔內(nèi)的堿性反應(yīng)物反應(yīng)。
[0019]根據(jù)上述的垃圾制取燃油的方法，優(yōu)選地，所述垃圾為生活垃圾，包括塑料、布料或皮革。
[0020]本發(fā)明的目的還在于提供了一種資源化利用率高、經(jīng)濟(jì)效益好、污染物產(chǎn)生量小、使用壽命長的垃圾制取燃油的系統(tǒng)；該發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案的得以實(shí)現(xiàn):
[0021]一種垃圾制取燃油的系統(tǒng)，所述垃圾制取燃油的系統(tǒng)包括分選裝置；所述垃圾制取燃油的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:
[0022]依次連通的第一熱解裝置、第二熱解裝置、反應(yīng)器、裂解裝置、冷凝裝置、儲液容器；所述反應(yīng)器內(nèi)具有粉末狀單質(zhì)鐵；
[0023]燃燒室，所述第二熱解裝置輸入的炭渣、冷凝裝置輸出的氣體輸送到該燃燒室；
[0024]加熱裝置，所述加熱裝置用于加熱第二熱解裝置輸出的氣態(tài)組分。
[0025]根據(jù)上述的垃圾制取燃油的系統(tǒng)，可選地，所述垃圾制取燃油的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:
[0026]換熱裝置，所述換熱裝置具有空氣進(jìn)口、出口以及煙氣進(jìn)口、出口，空氣出口連通所述第一熱解裝置和/或第二熱解裝置，所述燃燒室輸出的煙氣連通換熱裝置。
[0027]根據(jù)上述的系統(tǒng)，可選地，所述垃圾制取燃油的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:
[0028]干燥裝置，所述干燥裝置設(shè)置在所述分選裝置和第一熱解裝置之間，且內(nèi)部互相連通。
[0029]根據(jù)上述的系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述燃燒室的煙氣出口連通所述干燥裝置。
[0030]根據(jù)上述的系統(tǒng)，可選地，所述垃圾制取燃油的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:
[0031]吸收塔，所述吸收塔連通所述第一熱解裝置的氣體排出口，且內(nèi)置堿性反應(yīng)物。
[0032]根據(jù)上述的系統(tǒng)，可選地，所述垃圾制取燃油的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:
[0033]溫控裝置，所述溫控裝置用于控制所述第一熱解裝置內(nèi)的溫度。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為:
[0035]1、通過分選垃圾，可以高效回收可再生資源(如金屬、玻璃等)，同時，篩下物可以進(jìn)行發(fā)酵制肥與產(chǎn)沼氣，篩上物可用于制燃料油，資源利用率高；具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0036]a、快速:當(dāng)天垃圾，當(dāng)天處理，日產(chǎn)日清。
[0037]b、無害:全封閉作業(yè)，故無臭氣外溢；處理快速，滲濾液產(chǎn)生少。
[0038]C、占地面積小。
[0039]d、資源化、產(chǎn)業(yè)化程度高:因前分選分類徹底、故可回收物資全部再生利用，同時減少了焚燒量，降低二噁英的產(chǎn)生，減少環(huán)境污染，也需要最終處置的垃圾大幅減少(減量近五分之四)。
[0040]2、對含塑料垃圾進(jìn)行預(yù)熱解，可以有效去除其中的水分和酸性氣體，避免其對熱解液體產(chǎn)物一毛油的品質(zhì)影響，同時避免酸性氣體對設(shè)備的腐蝕，延長設(shè)備的使用壽命；
[0041]3、毛油裂解可制得燃料油，裂解的油化率高，最高可達(dá)85%，并可以通過進(jìn)一步的精煉制成柴油和汽油，一定程度上緩解愈來愈嚴(yán)重的石油危機(jī)。能夠提升生活垃圾處理處置及資源化的整體經(jīng)濟(jì)效益，使其工業(yè)化生產(chǎn)成為可能。
[0042]4、利用自身產(chǎn)物的燃燒提供熱源，用于垃圾熱解或干燥，整體能源利用效率高?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0043]參照附圖，本發(fā)明的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于舉例說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非意在對本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中:
[0044]圖1為本發(fā)明的垃圾制取燃油的方法的流程圖；
[0045]圖2為本發(fā)明的垃圾制取燃油的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]圖1、2和以下說明描述了本發(fā)明的可選實(shí)施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)施和再現(xiàn)本發(fā)明。為了教導(dǎo)本發(fā)明技術(shù)方案，已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實(shí)施方式的變型或替換將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發(fā)明的多個變型。由此，本發(fā)明并不局限于下述可選實(shí)施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。
[0047]實(shí)施例1:
[0048]圖1示意性地給出了本發(fā)明實(shí)施例的垃圾制取燃油的方法的流程圖，如圖1所示，所述垃圾制取燃油的方法包括以下步驟:
[0049](Al)垃圾經(jīng)過分選后進(jìn)入第一熱解裝置內(nèi)；通過分選，使得去除垃圾中的玻璃、菜葉等成分，而保留塑料、皮革、衣料等成分；所述分選是本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述；
[0050](A2)垃圾在第一熱解裝置內(nèi)熱解，熱解溫度為180-320°C，生成熱解產(chǎn)物及含有酸性氣體成分的第一氣態(tài)組分，所述第一氣態(tài)組分排出第一熱解裝置，從而避免酸性成分腐蝕下游設(shè)備；
[0051](A3)所述熱解產(chǎn)物進(jìn)入第二熱解裝置內(nèi)并發(fā)生熱解，熱解溫度為350-550°C，生成炭渣及第二氣態(tài)組分；所述第二氣態(tài)組分中包含大量的可燃?xì)怏w成分；
[0052](A4)所述第二氣態(tài)組分進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，并與反應(yīng)器內(nèi)的粉末狀單質(zhì)鐵發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)溫度不低于570°C，使得輸往下游的氣態(tài)組分中不含影響催化劑使用效能的成分，如水蒸氣；
[0053](A5)排出所述反應(yīng)器的第三氣態(tài)組分發(fā)生催化裂解，冷凝裂解產(chǎn)物，形成液態(tài)可燃物及不可冷凝氣體；具體催化裂解技術(shù)是本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述；
[0054]上述熱解裝置采用現(xiàn)有技術(shù)中的熱解爐，具體結(jié)構(gòu)及工作方式在此不再贅述。
[0055]為了提高垃圾熱解處理效能，可選地，步驟(Al)進(jìn)一步包括以下步驟:
[0056](BI)分選后的垃圾進(jìn)入干燥裝置內(nèi)，干燥后的垃圾進(jìn)入所述第一熱解裝置內(nèi)。
[0057]為了進(jìn)一步提高能源利用率，可選地，所述垃圾制取燃油的方法進(jìn)一步包括以下步驟:
[0058](A6)所述炭渣和所述氣體燃燒，產(chǎn)生的煙氣與空氣換熱，換熱后的空氣通入所述第一熱解裝置和/或第二熱解裝置內(nèi)，換熱后的煙氣通入所述干燥裝置內(nèi)。
[0059]為了處理排出第一熱解裝置的氣態(tài)組分中的酸性成分，防止污染環(huán)境及維護(hù)人員健康，可選地，步驟(A2)進(jìn)一步包括以下步驟: [0060](Cl)第一熱解裝置 排 出的第一氣態(tài)組分進(jìn)入吸收塔內(nèi)，所述酸性成分與吸收塔內(nèi)的堿性反應(yīng)物反應(yīng)，從而中和掉酸性物質(zhì)。
[0061]圖2示意性地給出了本發(fā)明實(shí)施例的(用于實(shí)施上述方法的)垃圾制取燃油的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖，如圖2所示，所述垃圾制取燃油的系統(tǒng)包括:
[0062]分選裝置，依次連通的第一熱解裝置、第二熱解裝置、反應(yīng)器、裂解裝置、冷凝裝置、儲液容器；所述反應(yīng)器內(nèi)具有反應(yīng)物-鐵；
[0063]燃燒室，所述第二熱解裝置輸入的炭渣、冷凝裝置輸出的氣體輸送到該燃燒室，燃燒室輸出的煙氣連通換熱裝置；
[0064]換熱裝置，所述換熱裝置具有空氣進(jìn)口、出口以及煙氣進(jìn)口、出口，空氣出口連通所述第一熱解裝置和/或第二熱解裝置；
[0065]加熱裝置，所述加熱裝置用于加熱第二熱解裝置輸出的氣態(tài)組分，使得反應(yīng)器內(nèi)的氣態(tài)組分溫度不低于570°C。
[0066]為了提高垃圾處理效能，可選地，所述垃圾制取燃油的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:
[0067]干燥裝置，所述干燥裝置設(shè)置在所述分選裝置和第一熱解裝置之間，且內(nèi)部連通。優(yōu)選地，所述燃燒室的煙氣出口連通所述干燥裝置。
[0068]為了處理第一熱解裝置排出的氣態(tài)組分中的酸性成分，防止污染環(huán)境及維護(hù)人員健康，可選地，所述垃圾制取燃油的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:
[0069]吸收塔，所述吸收塔連通所述第一熱解裝置的氣體排出口，且內(nèi)置堿性反應(yīng)物。
[0070]為了保證整個系統(tǒng)的工作壽命，降低維護(hù)量，可選地，所述垃圾制取燃油的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:`
[0071]溫控裝置，所述溫控裝置用于控制所述第一熱解裝置、第二熱解裝置及反應(yīng)器內(nèi)的溫度，使得溫度不低于預(yù)熱解、熱解及反應(yīng)的要求。
[0072]實(shí)施例2:
[0073]根據(jù)實(shí)施例1的垃圾制取燃油的方法及系統(tǒng)在生活垃圾處理處置及資源化中的應(yīng)用例，生活垃圾中含有塑料、廢舊衣料、皮革、玻璃、金屬等成分。
[0074]在該應(yīng)用例中，干燥裝置設(shè)置在分選裝置和第一熱解裝置，第一熱解裝置的氣體輸出口連通吸收塔，吸收塔內(nèi)具有堿性物溶液。第二熱解裝置和反應(yīng)器之間的管道上設(shè)有加熱裝置，反應(yīng)器上也設(shè)置加熱裝置，使得反應(yīng)器內(nèi)的氣態(tài)組分的溫度不低于570°C。冷凝裝置的氣體出口連通鍋爐的燃燒室，燃燒室的煙氣出口連通熱交換器，換熱后的煙氣通往所述干燥裝置，用于加熱垃圾。換熱后的空氣通往第一熱解裝置及第二熱解裝置。
[0075]上述垃圾制取燃油的系統(tǒng)的工作過程(也即垃圾制取燃油的方法)包括以下步驟:
[0076](Al)通過垃圾分選，可以高效回收可再生資源(如金屬、玻璃等)，同時，篩下物可以進(jìn)行發(fā)酵制肥與產(chǎn)沼氣，篩上物(包括塑料、皮革、衣料)通入干燥裝置內(nèi)；具體的分選方式是本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述；
[0077](BI)分選后的垃圾進(jìn)入干燥裝置內(nèi)，外界送來的換熱后的煙氣通入所述干燥裝置內(nèi)，干燥后的垃圾進(jìn)入所述第一熱解裝置內(nèi)；
[0078](A2)垃圾在第一熱解裝置內(nèi)熱解，熱解溫度為180-320°C，生成熱解產(chǎn)物及含有酸性氣體成分的第一氣態(tài)組分，所述第一氣態(tài)組分排出第一熱解裝置，從而避免酸性成分腐蝕下游設(shè)備；[0079](Cl)排出第一熱解裝置的第一氣態(tài)組分進(jìn)入吸收塔內(nèi)，所述酸性成分與吸收塔內(nèi)的堿性反應(yīng)物反應(yīng)，從而中和掉酸性，防止污染空氣及損害人員身體健康；
[0080](A3)所述熱解產(chǎn)物進(jìn)入第二熱解裝置內(nèi)并發(fā)生熱解，熱解溫度為350_550°C，生成炭渣及第二氣態(tài)組分；所述第二氣態(tài)組分中包含大量的可燃?xì)怏w成分；
[0081](A4)所述第二氣態(tài)組分進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，并與反應(yīng)器內(nèi)的粉末狀單質(zhì)鐵發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)溫度不低于570°C，使得輸往下游的氣態(tài)組分中不含影響催化劑使用效能的成分，如水蒸氣；
[0082](A5)排出所述反應(yīng)器的第三氣態(tài)組分發(fā)生催化裂解，冷凝裂解產(chǎn)物，形成液態(tài)可燃物(油)及不可冷凝氣體；具體催化裂解技術(shù)是本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述；
[0083](A6)所述炭渣和所述氣體通入鍋爐的燃燒室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生的煙氣排出燃燒室后，與空氣換熱，換熱后的空氣通入所述第一熱解裝置和第二熱解裝置內(nèi)，有效地利用了垃圾處理中產(chǎn)生的熱量，換熱后的煙氣通往所述干燥裝置內(nèi)。
[0084]上述熱解 裝置采用現(xiàn)有技術(shù)中的熱解爐，具體結(jié)構(gòu)及工作方式在此不再贅述。
【權(quán)利要求】
1.垃圾制取燃油的方法，所述垃圾制取燃油的方法包括以下步驟: (Al)垃圾經(jīng)過分選后進(jìn)入第一熱解裝置內(nèi)； (A2)垃圾在第一熱解裝置內(nèi)熱解，熱解溫度為180-320°C，生成熱解產(chǎn)物及含有酸性成分的第一氣態(tài)組分，所述第一氣態(tài)組分排出第一熱解裝置； (A3)所述熱解產(chǎn)物進(jìn)入第二熱解裝置內(nèi)并發(fā)生熱解，熱解溫度為350-550°C，生成炭渣及第二氣態(tài)組分； (A4)所述第二氣態(tài)組分進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，并與反應(yīng)器內(nèi)的粉末狀單質(zhì)鐵發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)溫度不低于570°C ； (A5)排出所述反應(yīng)器的第三氣態(tài)組分發(fā)生裂解，冷凝裂解產(chǎn)物，形成燃料油及氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(Al)進(jìn)一步包括以下步驟: (BI)分選后的垃圾進(jìn)入干燥裝置內(nèi)，干燥后的垃圾進(jìn)入所述第一熱解裝置內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述垃圾制取燃油的方法進(jìn)一步包括以下步驟: (A6)所述炭渣和所述氣體燃燒，產(chǎn)生的煙氣與空氣換熱，換熱后的空氣通入所述第一熱解裝置和/或第二熱解裝置內(nèi)，換熱后的煙氣通入所述干燥裝置內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(A2)進(jìn)一步包括以下步驟: (Cl)第一熱解裝置排出的第·一氣態(tài)組分進(jìn)入吸收塔內(nèi)，所述酸性成分與吸收塔內(nèi)的堿性反應(yīng)物反應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述垃圾為生活垃圾，包括塑料、布料、皮革。
6.一種垃圾制取燃油的系統(tǒng)，所述垃圾制取燃油的系統(tǒng)包括分選裝置；其特征在于:所述垃圾制取燃油的系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 依次連通的第一熱解裝置、第二熱解裝置、反應(yīng)器、裂解裝置、冷凝裝置、儲液容器；所述反應(yīng)器內(nèi)具有粉末狀單質(zhì)鐵； 燃燒室，所述第二熱解裝置輸入的炭渣、冷凝裝置輸出的氣體輸送到該燃燒室； 加熱裝置，所述加熱裝置用于加熱第二熱解裝置輸出的氣態(tài)組分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述垃圾制取燃油的系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 換熱裝置，所述換熱裝置具有空氣進(jìn)口、出口以及煙氣進(jìn)口、出口，空氣出口連通所述第一熱解裝置和/或第二熱解裝置，所述燃燒室輸出的煙氣連通換熱裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述垃圾制取燃油的系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 干燥裝置，所述干燥裝置設(shè)置在所述分選裝置和第一熱解裝置之間，且內(nèi)部互相連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述燃燒室的煙氣出口連通所述干燥裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述垃圾制取燃油的系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 吸收塔，所述吸收塔連通所述第一熱解裝置的氣體排出口，且內(nèi)置堿性反應(yīng)物。
【文檔編號】C10B53/00GK103849408SQ201410108571
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】黃國勝, 王輝, 葛守飛, 林德寶 申請人:蕪湖昌能環(huán)保技術(shù)有限公司