本發(fā)明涉及固體廢棄物資源化處理領(lǐng)域，尤其涉及一種利用垃圾熱解產(chǎn)生的水蒸氣清除垃圾中空氣的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市化進程速度不斷加快，人民生活水平不斷提高，固體廢棄物，特別是城市生活垃圾的產(chǎn)量也在不斷增加，對環(huán)境造成了嚴重的污染。在可持續(xù)發(fā)展理念的影響下，固體廢棄物無害化、減量化和資源化處理技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化，將會面臨一個廣闊的前景。因此，固體廢棄物處理技術(shù)研究已成為繼廢水、廢氣處理研究之后的又一研究熱點。其中，固體廢棄物資源化處理是指采用管理和工藝措施從固體廢棄物中回收物質(zhì)和能源，可加速物質(zhì)和能量的循環(huán)，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟價值。

垃圾熱解法是指在無氧或缺氧的條件下，利用垃圾中有機物的熱不穩(wěn)定性，對其進行加熱蒸餾，使有機物發(fā)生裂解，經(jīng)冷凝后形成各種新的氣體、液體和固體，再從中提取燃料油、可燃氣等。

現(xiàn)有技術(shù)中涉及到一種輻射管隔絕煙氣加熱的轉(zhuǎn)底爐，轉(zhuǎn)底爐為環(huán)形結(jié)構(gòu)，爐體由轉(zhuǎn)動爐底和固定爐墻、爐頂組成，爐底由爐底機械帶動旋轉(zhuǎn)，被加熱的散狀物料鋪放在爐底上，物料隨爐底轉(zhuǎn)動，并且相對于爐底處于靜止狀態(tài)，從裝料口轉(zhuǎn)到出料口的過程完成加熱和化學反應(yīng)。爐膛內(nèi)設(shè)有若干輻射管加熱裝置，以輻射方式對爐內(nèi)的物料進行加熱。

采用上述轉(zhuǎn)底爐對垃圾進行熱解處理時，垃圾在爐內(nèi)隨爐底轉(zhuǎn)動，逐漸加熱升溫完成干燥、熱解過程。據(jù)此，可將轉(zhuǎn)底爐分為進料區(qū)、干燥區(qū)、熱解區(qū)、出料區(qū)。在干燥區(qū)內(nèi)，垃圾中水分被蒸發(fā)，形成水蒸氣， 同時由于輻射管溫度較高，會有少量垃圾發(fā)生熱解，形成可燃熱解氣。一般情況下，干燥形成的水蒸氣及垃圾熱解形成的熱解氣會一起被送往氣液分離系統(tǒng)進行氣液分離，水蒸氣被冷凝成液態(tài)水。在此過程中，干燥區(qū)生成的水蒸氣沒有被有效利用，而該水蒸氣量大，約為垃圾質(zhì)量的30％～50％，造成極大的浪費。并且，垃圾入爐前其縫隙間存在少量空氣，如直接熱解，造成有氧的環(huán)境，導致二噁英的生成。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在對垃圾進行熱解處理，并對熱解產(chǎn)物進行有效的回收利用，實現(xiàn)固體廢棄物資源化處理。利用垃圾熱解產(chǎn)生的水蒸氣清除垃圾縫隙間存在的空氣，保證轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的絕氧氣氛。

本發(fā)明公開了一種利用垃圾熱解產(chǎn)生的水蒸氣清除垃圾中空氣的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括進料裝置、轉(zhuǎn)底爐、風機、吹掃裝置；

所述轉(zhuǎn)底爐具有可轉(zhuǎn)動的環(huán)形爐底，用于放置所述垃圾；所述轉(zhuǎn)底爐爐膛上部設(shè)置有輻射管；

所述轉(zhuǎn)底爐依次具有進料區(qū)、干燥區(qū)、熱解區(qū)、出料區(qū)；所述進料區(qū)與所述干燥區(qū)之間設(shè)有擋板；所述干燥區(qū)與所述熱解區(qū)之間設(shè)有擋板；

所述進料裝置具有垃圾出口和水蒸氣入口；

所述進料區(qū)具有垃圾入口，該垃圾入口連接所述垃圾出口；

所述干燥區(qū)具有出氣口；

所述風機具有風機進氣口和風機出氣口，該風機進氣口連接所述干燥區(qū)的出氣口；

所述吹掃裝置具有進氣口，該進氣口連接所述風機出氣口；

所述吹掃裝置具有水蒸氣出口，該水蒸氣出口連接所述進料裝置的水蒸氣入口。

上述的系統(tǒng)中，進一步包括凈化裝置，所述凈化裝置具有進氣口，該進氣口連接所述進料裝置的出氣口。

進一步的，所述輻射管為間接加熱輻射管。

進一步的，所述轉(zhuǎn)底爐、吹掃裝置、風機的各個區(qū)域上設(shè)有多個進氣口或出氣口；所述風機為兩個或兩個以上。

進一步的，所述干燥區(qū)中設(shè)有垃圾翻轉(zhuǎn)裝置和多臺壓力檢測儀表。

進一步的，所述干燥區(qū)的出氣口處設(shè)有溫度檢測儀表和可燃氣成分檢測儀表。

本發(fā)明還公開了一種利用上述系統(tǒng)清除垃圾中空氣的方法，包括以下步驟：

A、將所述垃圾運送至所述進料裝置中，經(jīng)由所述垃圾出口運送至所述轉(zhuǎn)底爐的進料區(qū)，然后被運送至所述干燥區(qū)，產(chǎn)生水蒸氣；

B、將所述水蒸氣由所述風機經(jīng)由所述干燥區(qū)的出氣口抽出至所述吹掃裝置；

C、所述水蒸氣通過所述水蒸氣出口經(jīng)由所述水蒸氣入口進入所述進料裝置，吹掃清除所述垃圾中的空氣，得到混合氣體。

上述清除垃圾中空氣的方法中，在步驟C之后還包括步驟：所述混合氣體通過所述進料裝置的出氣口進入所述凈化裝置。

上述清除垃圾中空氣的方法中，將所述干燥區(qū)的壓力設(shè)定為比所述進料區(qū)的壓力高5～10Pa；

將所述干燥區(qū)的壓力設(shè)定為比所述熱解區(qū)的壓力高5～10Pa。

上述清除垃圾中空氣的方法中，將所述干燥區(qū)的出氣口處所述水蒸氣的溫度控制為120～400℃，并將其中可燃氣的含量控制為占總水蒸氣的≤1wt％。

本發(fā)明中的轉(zhuǎn)底爐采用間接加熱輻射管對垃圾進行熱解處理。在熱解過程中控制輻射管的溫度以及轉(zhuǎn)底爐各區(qū)域的壓力，并對垃圾進行翻轉(zhuǎn)，可有效避免在干燥區(qū)內(nèi)垃圾熱解生成可燃氣，從而保證產(chǎn)生高純度的水蒸氣。

本發(fā)明還利用水蒸氣對垃圾縫隙間的空氣進行吹掃清除，保證轉(zhuǎn)底爐內(nèi)的絕氧氣氛，避免二噁英的生成。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中利用垃圾熱解產(chǎn)生的水蒸氣清除垃圾中空氣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例中轉(zhuǎn)底爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例中利用垃圾熱解產(chǎn)生的水蒸氣清除垃圾中空氣的方法流程示意圖。

附圖中的附圖標記如下：

Ⅰ、進料裝置；Ⅱ、轉(zhuǎn)底爐；Ⅲ、風機；Ⅳ吹掃裝置；Ⅴ凈化裝置；

1、進料區(qū)；2、干燥區(qū)；3、熱解區(qū)；4、出料區(qū)；

5、出氣口；6、出氣口；7、出氣口。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案以及其各個方面的優(yōu)點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本發(fā)明的限制。

如圖1所示，本發(fā)明實施例中利用垃圾熱解產(chǎn)生的水蒸氣清除垃圾中空氣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括五個部分，分別為進料裝置Ⅰ、轉(zhuǎn)底爐Ⅱ、風機Ⅲ、吹掃裝置Ⅳ、凈化裝置Ⅴ。

如圖2所示，為上述轉(zhuǎn)底爐Ⅱ的結(jié)構(gòu)示意圖，該轉(zhuǎn)底爐依次具有進料區(qū)1、干燥區(qū)2、熱解區(qū)3、出料區(qū)4。干燥區(qū)2具有出氣口5，熱解區(qū)3具有出氣口6和出氣口7。

①、轉(zhuǎn)底爐Ⅱ的爐體包括環(huán)形爐墻、環(huán)形爐頂、可轉(zhuǎn)動的環(huán)形爐底，其中可轉(zhuǎn)動的環(huán)形爐底用于放置垃圾進行處理。并且，轉(zhuǎn)底爐Ⅱ的爐膛的上部空間設(shè)置有間接加熱輻射管。

干燥區(qū)2中設(shè)置有垃圾翻轉(zhuǎn)裝置，出氣口5處設(shè)置有溫度檢測儀表 和可燃氣成分檢測儀表。

進料區(qū)1與干燥區(qū)2的分界處a、干燥區(qū)2與熱解區(qū)3的分界處b分別設(shè)置有擋板a和擋板b，擋板a和擋板b的底部與環(huán)形爐底上的垃圾之間的距離＜100㎜。并且，分界處a和分界處b都設(shè)置有多臺壓力檢測儀表。

②、進料裝置Ⅰ用于向轉(zhuǎn)底爐Ⅱ中輸送清除空氣后的垃圾原料，具有垃圾入口、垃圾出口、水蒸氣入口、出氣口。

其中，垃圾出口與轉(zhuǎn)底爐Ⅱ中進料區(qū)1的垃圾入口連接，水蒸氣入口與吹掃裝置Ⅳ的水蒸氣出口連接，出氣口與凈化裝置Ⅴ的進氣口連接。

③、風機Ⅲ包括風機1和風機2，并且風機1和風機2都具有進氣口和出氣口。

其中風機1的進氣口與干燥區(qū)2的出氣口5連接。風機2的進氣口與進料區(qū)1、熱解區(qū)3、出料區(qū)4中的一個或多個出氣口連接。

④、吹掃裝置Ⅳ具有進氣口，該進氣口與風機1的出氣口連接。

如②中所述，吹掃裝置Ⅳ還具有水蒸氣出口，該水蒸氣出口與進料裝置Ⅰ的水蒸氣入口連接。用于將水蒸氣由吹掃裝置Ⅳ噴吹進入進料裝置Ⅰ中，利用水蒸氣對進料裝置Ⅰ中的垃圾進行吹掃，清除垃圾縫隙間存在的空氣。

如圖3所示，本發(fā)明實施例中利用垃圾熱解產(chǎn)生的水蒸氣清除垃圾中空氣的方法流程示意圖，包括如下四個步驟：

A、垃圾熱解產(chǎn)生水蒸氣：將垃圾通過進料裝置Ⅰ的垃圾入口運送至進料裝置Ⅰ中，并經(jīng)由垃圾出口被運送到轉(zhuǎn)底爐Ⅱ的進料區(qū)1中，放置在可轉(zhuǎn)動的環(huán)形爐底上，然后被運送至干燥區(qū)2中。在間接加熱輻射管的作用下，垃圾原料進行干燥產(chǎn)生水蒸氣。

其中，垃圾熱解包括兩個過程：干燥過程和熱解過程。在干燥區(qū)2中進行干燥過程產(chǎn)生水蒸氣，在熱解區(qū)3中進行熱解過程，產(chǎn)生熱解炭。其中，熱解炭被運送至出料裝置中。

ⅰ、在干燥區(qū)2中，垃圾翻轉(zhuǎn)裝置可對放置在環(huán)形爐底上的垃圾進行翻轉(zhuǎn)，保證垃圾均勻受熱。該垃圾翻轉(zhuǎn)裝置可避免垃圾局部過熱而生成大量可燃氣，從而有效控制水蒸氣中可燃氣成分的含量。

垃圾的干燥過程由輻射管提供熱量，由于輻射管采用的是間接輻射加熱的方式，使得轉(zhuǎn)底爐Ⅱ中垃圾熱解氣氛與燃燒供熱氣氛隔絕，從而保證產(chǎn)生水蒸氣的高純度。

擋板a可用于防止進料區(qū)1的氣體流入干燥區(qū)2，擋板b可防止熱解區(qū)3產(chǎn)生的可燃氣流入干燥區(qū)2，可保證干燥區(qū)2中產(chǎn)生的水蒸氣的高純度。

出氣口5處的可燃氣成分檢測儀表用于檢測水蒸氣中可燃氣的質(zhì)量含量。當其含量＞1wt％時(wt％指的是質(zhì)量含量)，風機1停止工作，并利用風機2經(jīng)由出氣口5以外的其它出氣口將干燥區(qū)2中氣體抽出轉(zhuǎn)底爐Ⅱ，從而保證水蒸氣的高純度。

ⅱ、干燥區(qū)2的分界處a設(shè)置的多臺壓力檢測儀表用于監(jiān)測進料區(qū)1和干燥區(qū)2的壓力差P1。當P1＜5Pa時，調(diào)節(jié)風機1，維持干燥區(qū)2的壓力比進料區(qū)1的壓力高5～10Pa。

干燥區(qū)2的分界處b設(shè)置的多臺壓力檢測儀表用于監(jiān)測干燥區(qū)2和熱解區(qū)3的壓力差P2。當P2＜5Pa時，調(diào)節(jié)風機1和風機2，降低熱解區(qū)3的壓力，維持干燥區(qū)2的壓力比熱解區(qū)3的壓力高5～10Pa。

ⅲ、出氣口5處的溫度檢測儀表用于檢測干燥區(qū)2中產(chǎn)生水蒸氣的溫度，進而控制輻射管的加熱能力，保證水蒸氣的溫度維持在120～400℃。

B、水蒸氣抽出至吹掃裝置：步驟A產(chǎn)生的水蒸氣通過出氣口5由風機1的進氣口進入風機1中，然后經(jīng)由風機1的出氣口運送至吹掃裝置Ⅳ中。

C，清除垃圾中空氣：水蒸氣通過吹掃裝置Ⅳ的水蒸氣出口，并經(jīng)由進料裝置Ⅰ的水蒸氣入口噴吹進入進料裝置Ⅰ中，對其中的垃圾進行吹掃，從而可以完全清除垃圾縫隙間存在的空氣，并得到混合氣體。

該步驟可以保證經(jīng)由進料裝置Ⅰ進入轉(zhuǎn)底爐Ⅱ中的垃圾不會攜帶空氣，從而保證轉(zhuǎn)底爐Ⅱ的絕氧氣氛。避免了在垃圾熱解處理過程中，由于氧的存在而導致生成有毒物質(zhì)二噁英。

D、步驟C中得到的混合氣體通過進料裝置Ⅰ的出氣口，并經(jīng)由凈化裝置Ⅴ的進氣口被運送至凈化裝置Ⅴ中。混合氣在凈化裝置Ⅴ中進行凈化處理，凈化達標之后外排。

本發(fā)明實施例中，混合氣體為包括水蒸氣和空氣的廢氣。

實施例1

將垃圾原料通過進料裝置經(jīng)由轉(zhuǎn)底爐的進料區(qū)運送至干燥區(qū)內(nèi)，通過干燥過程產(chǎn)生水蒸氣。該過程維持干燥區(qū)的壓力比進料區(qū)、熱解區(qū)壓力分別高5Pa，干燥區(qū)出氣口處水蒸氣溫度為120～180℃。

然后，將水蒸氣通過風機運送至吹掃裝置，再由吹掃裝置將水蒸氣噴吹進入進料裝置內(nèi)，對其中垃圾縫隙間的空氣進行清除。

實施例2

本實施例中的步驟同實施例1，維持干燥區(qū)的壓力比進料區(qū)、熱解區(qū)壓力分別高8Pa，干燥區(qū)出氣口處水蒸氣溫度為180～230℃，其他各條件同實施例1。

實施例3

本實施例中的步驟同實施例1，維持干燥區(qū)的壓力比進料區(qū)、熱解區(qū)壓力分別高10Pa，干燥區(qū)出氣口處水蒸氣溫度為230～400℃，其他各條件同實施例1。

變形例

基于本發(fā)明的具體實施方式和實施例還可拓展出許多變形例，例如：

轉(zhuǎn)底爐的爐體中爐墻、爐頂、可轉(zhuǎn)動爐底可為除環(huán)形之外的其他可構(gòu)成轉(zhuǎn)底爐的形狀，爐底可采用任意的轉(zhuǎn)動方式。

輻射管可設(shè)置在轉(zhuǎn)底爐的其它位置上，但不影響其加熱功能，或轉(zhuǎn)底爐內(nèi)可采用其它類型的加熱方式。

轉(zhuǎn)底爐內(nèi)各分區(qū)的連接順序可為其他不影響轉(zhuǎn)底爐工作的順序，或分區(qū)的數(shù)量可減少或增加，各區(qū)域中可設(shè)置任意數(shù)量的進氣口或出氣口。

溫度檢測儀表、可燃氣成分檢測儀表、擋板、壓力檢測儀表、風機的數(shù)量不加以限制。

進料裝置和凈化裝置的構(gòu)造不加以限制。

本發(fā)明所述系統(tǒng)不限于資源化處理垃圾。

最后應(yīng)說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。