一種蓄熱式垃圾熱解處理系統及其方法與流程

2023-05-08 07:42:31 2

本發明屬於垃圾清潔處理技術，具體涉及到一種蓄熱式垃圾熱解處理系統及其方法。

背景技術：

我國每年垃圾產量巨大，特別是大城市都出現了垃圾圍城。垃圾的處理方式主要包括填埋和焚燒處理，由於填埋需要佔用大量土地，並給地下水和土壤帶來二次汙染，因此很多城市選擇垃圾焚燒發電處理。但垃圾焚燒發電過程中需要花費很大的代價才能控制焚燒過程中二噁英的產生。由於二噁英是一種強致癌物質，所以目前很多城市上垃圾焚燒項目都給周邊居民帶來了很大的不安，造成了大量的遊行和抗議。

垃圾熱解處理技術被稱為第三代垃圾處理技術，具有隔絕空氣處理的特點，從而從機理上抑制了二噁英的產生，是一種先進的、清潔的垃圾處理技術。垃圾熱解由於需要消耗很大的能量，目前很多熱解處理工藝都存在成本過高或工藝複雜的問題。因此，開發出一種工藝簡單、成本低的垃圾處理技術，對實現有效、低投入地處理垃圾具有重要意義。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提出了一種蓄熱式垃圾熱解處理系統及其方法，區別於其他成本過高或工藝複雜的垃圾處理技術，利用內置式蓄熱式輻射管作為加熱源，通過對蓄熱輻射管的合理布置，實現了反應器溫度合理控制，並能夠簡化輻射管的設計，降低投資成本，無二噁英產生，綠色環保，結合垃圾副產物的綜合利用，達到對垃圾清潔和有效的資源化處理。同時，實現了連續的炭化工藝，工藝簡單，生產效率更高，降低生產成本。

為了解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案：

一種蓄熱式垃圾熱解處理系統，其特徵在於，包括：

鏈板式烘乾機；

料鬥，所述料鬥與所述鏈板式烘乾機相連；

蓄熱式熱解反應器，包括：熱解室、雙蓄熱式輻射管系統、進料口、焦油入口、出料口和熱解氣出口系統，其中，

所述雙蓄熱式輻射管系統包括：輻射管、蓄熱體、空氣風機、煙氣風機、空氣管線、煙氣管線、燃氣管線、燃氣燒嘴、換向閥，

所述熱解氣出口系統包括：設置在所述熱解室側壁上並且位於相鄰兩層輻射管之間的多個熱解氣出口、將多個所述熱解氣出口連接的管路以及位於所述熱解反應器下方側部的熱解氣導出口，所述管路的下端與所述熱解氣導出口連接；其中，

所述輻射管沿所述蓄熱式熱解反應器的高度方向呈多層布置在所述熱解室內部，每層具有多根沿水平方向布置的所述輻射管，所述輻射管的兩端分別與所述熱解室的側壁固定連接；

所述蓄熱體左右對稱的設置在所述蓄熱式熱解反應器的外壁上，所述蓄熱體中心設有所述燃氣燒嘴，用於使通入的燃氣和空氣燃燒，產生煙氣；

所述蓄熱式熱解反應器外壁與所述熱解室的側壁之間形成密閉通道，所述密閉通道與所述輻射管和所述燃氣燒嘴連通，用於將所述燃氣燒嘴燃燒產生的煙氣通入所述輻射管中，並使煙氣通過熱解室側壁直接加熱所述熱解室；

所述空氣風機、煙氣風機分別經所述空氣管線、煙氣管線與所述換向閥連接，所述換向閥和所述燃氣管線分別與所述燃氣燒嘴連接，並且，所述煙氣風機與所述鏈板式烘乾機連接，用於將所述蓄熱式熱解反應器排出煙氣送入所述鏈板式烘乾機作為烘乾熱源；

半焦氣化爐，所述半焦氣化爐分別與所述熱解反應器的出料口和淨化系統連接，用於將熱解半焦氣化，並將氣化產生的可燃氣經燃氣管送入所述淨化系統；

冷凝鼓風系統，所述冷凝鼓風系統設置在所述蓄熱式熱解反應器和淨化系統之間，其入口與所述熱解氣導出口連接，出口分別與所述熱解反應器頂部的焦油入口和所述淨化系統連接，用於將所述熱解反應器產生的熱解氣進行冷凝鼓風處理，其中，得到的可燃氣送入淨化系統，得到的焦油經所述焦油入口進入所述熱解反應器進行反應；

淨化系統，所述淨化系統分別與所述半焦氣化爐、燃氣發電機組、所述冷凝鼓風系統和所述燃氣燒嘴連接，用於將所述半焦氣化爐和所述冷凝鼓風系統產生的可燃氣經淨化後送入到所述燃氣燒嘴和所述燃氣發電機組；

燃氣發電機組，所述燃氣發電機組與所述淨化系統連接，用於將所述淨化系統產生的淨燃氣進行發電。

發明人發現，本發明提出了一種蓄熱式垃圾熱解處理系統及其方法，區別於其他成本過高或工藝複雜的垃圾處理技術，利用內置式蓄熱式輻射管作為加熱源，通過對蓄熱輻射管的合理布置，實現了反應器溫度合理控制，並能夠簡化輻射管的設計，降低投資成本，並且無二噁英產生，綠色環保，結合垃圾副產物的綜合利用，達到對垃圾清潔和有效的資源化處理。同時，實現了連續的炭化工藝，工藝簡單，生產效率更高，降低生產成本。

根據本發明的具體實施例，所述蓄熱式熱解反應器為立式爐結構。

根據本發明的具體實施例，所述蓄熱體沿所述蓄熱式熱解反應器的高度方向多層布置，每層包括左右對稱的位於所述輻射管兩端的兩個蓄熱體。

根據本發明的具體實施例，所述換向閥通過空氣/煙氣管線與燃氣燒嘴連接；所述燃氣管一端與所述半焦氣化爐的可燃氣出口連接，另一端與所述淨化系統連接；所述燃氣管線一端與所述淨化系統連接，另一端與所述燃氣燒嘴連接。

根據本發明的具體實施例，所述蓄熱體為陶瓷蜂窩體材料，每層的蓄熱體為4-8層的輻射管提供作為加熱源的所述煙氣。

根據本發明的具體實施例，所述換向閥根據所述蓄熱體溫度變化設置換向時間間隔，優選的，為20-150s，以使所述雙蓄熱式輻射管系統的兩側交替進行燃燒-排煙氣。

根據本發明的具體實施例，所述料鬥與所述進料口相連，所述出料口與半焦氣化爐之間設有半焦輸送裝置。

根據本發明的具體實施例，燃氣和空氣在所述燃氣燒嘴中燃燒，產生600-1000℃的高溫煙氣；所述煙氣經所述輻射管後，溫度下降至500-900℃，並將所述蓄熱體加熱到500-850℃。

同時，本發明提供了一種利用前面所述的系統進行垃圾蓄熱式熱解反應的方法，包括以下步驟：

a. 將垃圾破碎篩分送入鏈板式烘乾機，煙氣經煙氣風機引入鏈板式烘乾機作為烘乾熱源，對垃圾原料進行烘乾；

b. 燃氣和空氣在一側的燃氣燒嘴中燃燒產生高溫煙氣，所述高溫煙氣通過熱解室側壁直接加熱熱解室，並把煙氣通過輻射管內置在熱解室中，為熱解反應提供熱源；所述高溫煙氣經所述輻射管後，對另一側的蓄熱體進行加熱，最終煙氣經所述煙氣風機引入鏈板式烘乾機中；

c. 換向閥根據所述蓄熱體溫度變化設置換向時間間隔，當換向閥換向後，所述一側的燃氣燒嘴停止供燃氣，而所述另一側燒嘴開始供燃氣燃燒並產生高溫煙氣，以使所述雙蓄熱式輻射管系統的兩側交替進行燃燒-排煙氣，為熱解反應提供熱源；

d. 烘乾的垃圾原料進入料鬥，通過進料口加入到蓄熱式熱解反應器中，經布置在所述反應器中的輻射管均布和加熱，在所述熱解反應器的熱解室中完成熱解過程，產生熱解氣和熱半焦；產生的熱解氣通過設置在相鄰兩層的所述輻射管之間的多個熱解氣出口匯集，並從熱解反應器下部的熱解氣導出口導出，產生的熱半焦通過出料口排出到半焦氣化爐中產生可燃氣，所述可燃氣送入淨化系統進行淨化處理；

e．所述熱解氣進入冷凝鼓風系統，在冷凝鼓風過程中得到焦油和可燃氣；產生的焦油回送至所述熱解反應器頂部的焦油入口，與原料一起進入熱解反應器進行反應，冷卻後的可燃氣送入淨化系統進行淨化處理；

f．經淨化系統產生的淨可燃氣，一部分送入燃氣發電機組進行發電，另一部分送入燃氣燒嘴中作為燃料。

根據本發明的具體實施例，所述垃圾原料的粒徑範圍小於200mm；所述高溫煙氣為600-1000℃；所述煙氣經所述輻射管後，溫度下降至500-900℃，並將所述蓄熱體加熱到500-850℃。

本發明的有益效果如下：

本發明提出了一種蓄熱式垃圾熱解處理系統及其方法，區別於其他成本過高或工藝複雜的垃圾處理技術，利用內置式蓄熱式輻射管作為加熱源，通過對蓄熱輻射管的合理布置，實現了反應器溫度合理控制，並能夠簡化輻射管的設計，降低投資成本，並且無二噁英產生，綠色環保，結合垃圾副產物的綜合利用，達到對垃圾清潔和有效的資源化處理。同時，實現了連續的炭化工藝，工藝簡單，生產效率更高，降低生產成本。

附圖說明

圖1為本發明熱解處理系統的結構圖。

其中，1、鏈板式烘乾機，2、料鬥，3、蓄熱式熱解反應器，301、輻射管，302、蓄熱體，303、空氣風機，304、煙氣風機，305、燃氣燒嘴，306、換向閥，307、熱解氣出口系統，4、半焦氣化爐，5、冷凝鼓風系統，6、淨化系統，7、燃氣發電機組。

具體實施方式

為了使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。下面描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。實施例中未註明具體技術或條件的，按照本領域內的文獻所描述的技術或條件或者按照產品說明書進行。

根據本發明的一個方面，本發明提供了一種蓄熱式垃圾熱解處理系統，如圖1所示，包括：鏈板式烘乾機1；料鬥2，所述料鬥與所述鏈板式烘乾機相連；蓄熱式熱解反應器3，包括：熱解室、雙蓄熱式輻射管系統、進料口、焦油入口、出料口和熱解氣出口系統307，其中，所述雙蓄熱式輻射管系統包括：輻射管301、蓄熱體302、空氣風機303、煙氣風機304、空氣管線、煙氣管線、燃氣管線、燃氣燒嘴305、換向閥306，所述熱解氣出口系統包括：設置在所述熱解室側壁上並且位於相鄰兩層輻射管之間的多個熱解氣出口、將多個所述熱解氣出口連接的管路以及位於所述熱解反應器下方側部的熱解氣導出口，所述管路的下端與所述熱解氣導出口連接；半焦氣化爐4，所述半焦氣化爐分別與所述熱解反應器的出料口和淨化系統連接，用於將熱解半焦氣化，並將氣化產生的可燃氣經燃氣管送入所述淨化系統；冷凝鼓風系統5，所述冷凝鼓風系統設置在所述蓄熱式熱解反應器和淨化系統之間，其入口與所述熱解氣導出口連接，出口分別與所述熱解反應器頂部的焦油入口和所述淨化系統連接，用於將所述熱解反應器產生的熱解氣進行冷凝鼓風處理；淨化系統6，所述淨化系統分別與所述半焦氣化爐、燃氣發電機組、所述冷凝鼓風系統和所述燃氣燒嘴連接，用於將所述半焦氣化爐和所述冷凝鼓風系統產生的可燃氣經淨化後送入到所述燃氣燒嘴和所述燃氣發電機組；燃氣發電機組7，所述燃氣發電機組與所述淨化系統連接，用於將所述淨化系統產生的淨燃氣進行發電。

發明人發現，本發明提出了一種蓄熱式垃圾熱解處理系統及其方法，區別於其他成本過高或工藝複雜的垃圾處理技術，利用內置式蓄熱式輻射管作為加熱源，通過對蓄熱輻射管的合理布置，實現了反應器溫度合理控制，並能夠簡化輻射管的設計，降低投資成本，並且無二噁英產生，綠色環保，結合垃圾副產物的綜合利用，達到對垃圾清潔和有效的資源化處理。同時，實現了連續的炭化工藝，工藝簡單，生產效率更高，降低生產成本。

根據本發明的具體實施例，所述蓄熱式熱解反應器包括：熱解室、雙蓄熱式輻射管系統、進料口、焦油入口、出料口和熱解氣出口系統，其中，所述熱解氣出口系統包括：設置在所述熱解室側壁上並且位於相鄰兩層輻射管之間的多個熱解氣出口、將多個所述熱解氣出口連接的管路以及位於所述熱解反應器下方側部的熱解氣導出口，所述管路的下端與所述熱解氣導出口連接。在本發明的一些具體實施例中，垃圾原料從進料口進入所述蓄熱式熱解反應器，在原料下行移動過程中進入熱解室，經熱解反應器中的輻射管的均布和加熱後，垃圾原料在隔絕空氣的氛圍下發生熱解反應，產生熱解氣和熱半焦，產生的熱解氣通過熱解氣出口系統排出去，產生的熱半焦通過出料口排出。在本發明的一些具體實施例中，所述料鬥與所述進料口相連，用於將料鬥中的垃圾原料加入到所述蓄熱式熱解反應器中進行處理，所述出料口與半焦氣化爐相連，用於將產生的熱半焦通過出料口排到所述半焦氣化爐中。優選的，所述出料口與半焦氣化爐之間設有半焦輸送裝置，使得半焦運輸更加高效。

根據本發明的具體實施例，所述蓄熱式熱解反應器，其形狀不受具體的限制，只要能夠將垃圾進行熱解處理即可。在本發明的一些具體實施例中，所述蓄熱式熱解反應器為爐結構，可以立式爐結構或者臥式爐結構。優選的，所述蓄熱式熱解反應器為立式爐結構。

根據本發明的具體實施例，所述雙蓄熱式輻射管系統包括：輻射管、蓄熱體、空氣風機、煙氣風機、空氣管線、煙氣管線、燃氣管線、燃氣燒嘴、換向閥，用於對所述蓄熱式熱解反應器進行加熱。在本發明的一些具體實施例中，所述蓄熱體設置在蓄熱式熱解反應器的四周外面，用於將高溫煙氣通過外壁來直接加熱所述蓄熱式熱解反應器；所述輻射管設置在蓄熱式熱解反應器的內部，用於將高溫煙氣通過蓄熱式輻射管的管壁來直接加熱所述蓄熱式熱解反應器。由此，所述雙蓄熱式輻射管系統實現了外熱和內熱結合的高效率的所述蓄熱式熱解反應器。

根據本發明的具體實施例，所述輻射管的具體設置方式和數量不受具體限制，只要能夠加熱所述蓄熱式熱解反應器即可。在本發明的一些具體實施例中，所述輻射管的設置方式可以是沿所述蓄熱式熱解反應器的高度方向呈多層布置在所述熱解室內部，每層的所述輻射管沿水平方向布置，所述輻射管的兩端分別與所述熱解室的側壁固定連接；所述輻射管的數量可以為多根，優選的，所述輻射管可以呈多層布置，每層的所述輻射管可以具有多根沿水平方向布置。由此，所述輻射管實現了從所述蓄熱式熱解反應器內部對其進行高效加熱。

根據本發明的具體實施例，所述蓄熱體的具體設置方式、材質和數量不受具體限制，只要能夠加熱所述蓄熱式熱解反應器即可。在本發明的一些具體實施例中，所述蓄熱體左右對稱的設置在所述蓄熱式熱解反應器的外壁上，所述蓄熱體沿所述蓄熱式熱解反應器的高度方向多層布置，並且，所述蓄熱體中心設有所述燃氣燒嘴，用於使通入的燃氣和空氣燃燒，產生煙氣；所述蓄熱體的材質為陶瓷蜂窩體材料，具有單位體積表面大，熱穩定好、耐腐蝕等優點；所述蓄熱體呈多層布置，每層包括左右對稱的位於所述輻射管兩端的兩個蓄熱體。由此，所述蓄熱體實現了從所述蓄熱式熱解反應器外部對其進行高效加熱。

根據本發明的具體實施例，所述輻射管和所述蓄熱體的連接關係不受具體限制，只要能夠實現高效率的加熱所述蓄熱式熱解反應器即可。在本發明的一些具體實施例中，所述蓄熱式熱解反應器外壁與所述熱解室的側壁之間形成密閉通道，所述密閉通道與所述輻射管和所述燃氣燒嘴連通，用於將所述燃氣燒嘴燃燒產生的煙氣通入所述輻射管中，並使煙氣通過熱解室側壁直接加熱所述熱解室。優選的，每層的蓄熱體為4-8層的輻射管提供作為加熱源的所述煙氣。由此，實現了外熱和內熱結合的高效率的所述蓄熱式熱解反應器。

根據本發明的具體實施例，所述雙蓄熱式輻射管系統的空氣風機的設置方式不受具體限制，只要能夠為所述蓄熱式熱解反應器提供空氣即可。在本發明的一些具體實施例中，所述空氣風機與所述換向閥連接，優選的，兩者之間通過空氣管線進行連接。

根據本發明的具體實施例，所述雙蓄熱式輻射管系統的煙氣風機的設置方式不受具體限制，只要能夠對所述蓄熱式熱解反應器進行煙氣運輸即可。在本發明的一些具體實施例中，所述煙氣風機與所述換向閥連接，優選的，兩者之間通過煙氣管線進行連接；所述煙氣風機與所述鏈板式烘乾機連接，用於將所述蓄熱式熱解反應器排出的煙氣送入所述鏈板式烘乾機作為烘乾熱源。由此，實現了煙氣餘熱的有效利用，降低投資成本。

根據本發明的具體實施例，所述換向閥的設置方式和工作方式不受具體限制，只要能夠起到換向的作用即可。在本發明的一些具體實施例中，所述換向閥的設置方式為一端通過空氣/煙氣管線與燃氣燒嘴連接，另一端通過空氣/煙氣管線分別與相應的空氣/煙氣風機連接；所述換向閥的工作方式可以根據所述蓄熱體溫度變化設置換向時間間隔，優選的，為20-150s，以使所述雙蓄熱式輻射管系統的兩側交替進行燃燒-排煙氣。

根據本發明的具體實施例，所述燃氣燒嘴的設置方式不受具體限制，只要能夠產生高溫煙氣即可。在本發明的一些具體實施例中，所述燃氣燒嘴設置在蓄熱體中心；所述換向閥通過空氣/煙氣管線與燃氣燒嘴連接，用於為所述燃氣燒嘴提供空氣來進行燃燒和將低溫煙氣排放到換向閥；所述燃氣燒嘴與所述燃氣管線連接，用於將可燃氣輸送到所述燃氣燒嘴中，進一步的，所述燃氣燒嘴通過所述燃氣管線與所述淨化系統連接，用於將所述淨化系統中的淨可燃氣輸送到所述燃氣燒嘴中提供燃料。

根據本發明的具體實施例，所述淨化系統提供的燃氣和所述換向閥提供的空氣在左邊的燃氣燒嘴中燃燒產生600-1000℃高溫煙氣，所述高溫煙氣經4-8個所述輻射管進入所述蓄熱式熱解反應器中作為加熱源提供熱解反應需要的能量，煙氣溫度下降至500-900攝氏度後經過右邊的所述蓄熱體材料，把煙氣溫度降至200℃以下經由所述煙氣管道排出到所述換向閥，而右邊的所述蓄熱體材料被加熱到500-850℃；所述換向閥根據所述蓄熱體溫度變化設置了間隔換向時間，一般為20-150s，當換向閥換向後，左邊的燃氣燒嘴停止由所述淨化系統提供燃氣，而右邊的燃氣燒嘴開始由所述淨化系統提供燃氣進行燃燒，所述換向閥提供的空氣通過原先的煙氣管線進入右邊的蓄熱體材料，經蓄熱體加熱，常溫空氣加熱至500-750℃後，與燃氣混合在右邊的燃氣燒嘴中燃燒，產生高溫煙氣通過所述輻射管進入所述蓄熱式熱解反應器中。

根據本發明的具體實施例，該系統還包括冷凝鼓風系統，所述冷凝鼓風系統設置在所述蓄熱式熱解反應器和淨化系統之間，其入口與所述熱解氣導出口連接，其出口分別與所述熱解反應器頂部的焦油入口和所述淨化系統連接，用於將所述熱解反應器產生的熱解氣進行冷凝鼓風處理。進一步的，得到的可燃氣送入淨化系統，得到的焦油經所述焦油入口進入所述熱解反應器進行反應。由此，實現了達到對垃圾清潔和有效的資源化處理。

根據本發明的具體實施例，該系統還包括淨化系統，所述淨化系統分別與所述半焦氣化爐、燃氣發電機組、所述冷凝鼓風系統和所述燃氣燒嘴連接，用於將所述半焦氣化爐和所述冷凝鼓風系統產生的可燃氣經淨化後送入到所述燃氣燒嘴和所述燃氣發電機組。優選的，所述淨化系統和所述半焦氣化爐通過所述燃氣管連接。

根據本發明的具體實施例，該系統中的垃圾原料的粒徑不受具體限制，只要能夠進行熱解處理即可。在本發明的一些具體實施例中，所述垃圾原料的粒徑範圍小於200mm，有利於所述垃圾原料在所述蓄熱式熱解反應器內進行有效地熱解處理。

根據本發明的另一個方面，本發明提供了一種利用前面所述的系統進行垃圾蓄熱式熱解反應的方法，包括以下步驟：

a. 將垃圾破碎篩分送入鏈板式烘乾機，煙氣經煙氣風機引入鏈板式烘乾機作為烘乾熱源，對垃圾原料進行烘乾。根據本發明的具體實施例，所述垃圾原料為經分選和破碎的粒徑範圍小於200mm的垃圾，經煙氣風機引過來的150-250℃的煙氣在鏈板式烘乾機中烘乾，直至垃圾水分小於15%,有利於所述垃圾原料在所述蓄熱式熱解反應器內進行有效地熱解處理。

b. 燃氣和空氣在一側的燃氣燒嘴中燃燒產生高溫煙氣，所述高溫煙氣通過熱解室側壁直接加熱熱解室，並把煙氣通過輻射管內置在熱解室中，為熱解反應提供熱源；所述高溫煙氣經所述輻射管後，對另一側的蓄熱體進行加熱，最終煙氣經所述煙氣風機引入鏈板式烘乾機中。

根據本發明的具體實施例，所述淨化系統提供的燃氣和所述換向閥提供的空氣在左邊的燃氣燒嘴中燃燒產生600-1000℃高溫煙氣，所述高溫煙氣經4-8個所述輻射管進入所述蓄熱式熱解反應器中作為加熱源提供熱解反應需要的能量，煙氣溫度下降至500-900攝氏度後經過右邊的所述蓄熱體材料，把煙氣溫度降至200℃以下排出，而右邊的所述蓄熱體材料被加熱到500-850℃，最終排出的200℃以下煙氣經所述煙氣風機引入鏈板式烘乾機中，對鏈板式烘乾機中的垃圾原料進行烘乾處理。

c. 換向閥根據所述蓄熱體溫度變化設置換向時間間隔，當換向閥換向後，所述一側的燃氣燒嘴停止供燃氣，而所述另一側燒嘴開始供燃氣燃燒並產生高溫煙氣，以使所述雙蓄熱式輻射管系統的兩側交替進行燃燒-排煙氣，為熱解反應提供熱源。

根據本發明的具體實施例，所述換向閥根據所述蓄熱體溫度變化設置了間隔換向時間，一般為20-150s，當換向閥換向後，左邊的燃氣燒嘴停止由所述淨化系統提供燃氣，而右邊的燃氣燒嘴開始由所述淨化系統提供燃氣進行燃燒，所述換向閥提供的空氣通過原先的煙氣管線進入右邊的蓄熱體材料，經蓄熱體加熱，常溫空氣加熱至500-750℃後，與燃氣混合在右邊的燃氣燒嘴中燃燒，產生高溫煙氣通過所述輻射管進入所述蓄熱式熱解反應器中。由此，實現了所述雙蓄熱式輻射管系統的兩側交替進行燃燒-排煙氣，為熱解反應提供熱源。

d. 烘乾的垃圾原料進入料鬥，通過進料口加入到蓄熱式熱解反應器中，經布置在所述反應器中的輻射管均布和加熱，在所述熱解反應器的熱解室中完成熱解過程，產生熱解氣和熱半焦；產生的熱解氣通過設置在相鄰兩層的所述輻射管之間的多個熱解氣出口匯集，並從熱解反應器下部的熱解氣導出口導出，產生的熱半焦通過出料口排出到半焦氣化爐中產生可燃氣，所述可燃氣送入淨化系統進行淨化處理。

根據本發明的具體實施例，所述蓄熱式熱解反應器包括：熱解室、雙蓄熱式輻射管系統、進料口、焦油入口、出料口和熱解氣出口系統，其中，所述熱解氣出口系統包括：設置在所述熱解室側壁上並且位於相鄰兩層輻射管之間的多個熱解氣出口、將多個所述熱解氣出口連接的管路以及位於所述熱解反應器下方側部的熱解氣導出口，所述管路的下端與所述熱解氣導出口連接。在本發明的一些具體實施例中，垃圾原料從進料口進入所述蓄熱式熱解反應器，經熱解反應器中的輻射管的均布和加熱後，垃圾停留時間為30-400分鐘後，垃圾移動至所述蓄熱式熱解反應器下部的出料口排出。在原料下行移動過程中，垃圾原料從進料口進入到熱解室，經熱解反應器中的輻射管的均布和加熱後，垃圾原料在隔絕空氣的氛圍下發生熱解反應，產生熱解氣和熱半焦；其中，產生的熱解氣的溫度為400-700℃，通過熱解氣出口系統排出去，即，在所述熱解室側壁上並且位於相鄰兩層輻射管之間設置了多個熱解氣出口，熱解氣通過物料和輻射管之間的縫隙進入所述熱解氣出口，然後經由將多個所述熱解氣出口連接的管路匯集到位於所述熱解反應器下方側部的熱解氣導出口導出；產生的熱半焦的溫度範圍為400-750℃，通過出料口排出。在本發明的一些具體實施例中，所述料鬥與所述進料口相連，用於將料鬥中的垃圾原料加入到所述蓄熱式熱解反應器中進行處理；所述出料口與半焦氣化爐相連，用於將產生的熱半焦通過出料口排到所述半焦氣化爐中，並配入空氣或水蒸汽，把熱半焦氣化成可燃氣，所述可燃氣排入淨化系統進行淨化處理，得到淨可燃氣，然後送入燃氣燒嘴中作為燃料使用。

e．所述熱解氣進入冷凝鼓風系統，在冷凝鼓風過程中得到焦油和可燃氣；產生的焦油回送至所述熱解反應器頂部的焦油入口，與原料一起進入熱解反應器進行反應，冷卻後的可燃氣送入淨化系統進行淨化處理。

根據本發明的具體實施例，所述熱解氣進入冷凝鼓風系統後溫度降至22-30℃，在冷凝鼓風過程中，得到焦油和可燃氣。產生的焦油回送至所述熱解反應器頂部的焦油入口，與原料一起再次進入熱解反應器進行反應，冷卻後的可燃氣送入淨化系統進行淨化處理。

f．經淨化系統產生的淨可燃氣，一部分送入燃氣發電機組進行發電，另一部分送入燃氣燒嘴中作為燃料。

根據本發明的具體實施例，該系統還包括淨化系統，所述淨化系統分別與所述半焦氣化爐、燃氣發電機組、所述冷凝鼓風系統和所述燃氣燒嘴連接，用於將所述半焦氣化爐和所述冷凝鼓風系統產生的可燃氣經淨化後送入到所述燃氣燒嘴和所述燃氣發電機組。在本發明的一些具體實施例中，脫除燃氣中的雜質氣後得到的淨可燃氣，約25-45%送入輻射管中作為燃料使用，剩餘的淨可燃氣送入燃氣發電機組進行發電。經檢測，發電燃氣中的二噁英含量低於0.03ng/Nm3，為歐盟垃圾處理二噁英排放標準（0.1ng/Nm3）的三分之一以下。

發明人發現，本發明提出了一種蓄熱式垃圾熱解處理系統及其方法，區別於其他成本過高或工藝複雜的垃圾處理技術，利用內置式蓄熱式輻射管作為加熱源，通過對蓄熱輻射管的合理布置，實現了反應器溫度合理控制，並能夠簡化輻射管的設計，降低投資成本，並且無二噁英產生，綠色環保，結合垃圾副產物的綜合利用，達到對垃圾清潔和有效的資源化處理。同時，實現了連續的炭化工藝，工藝簡單，生產效率更高，降低生產成本。

實施例1

利用蓄熱式垃圾熱解反應系統對垃圾進行處理，垃圾經破碎後分選出粒徑範圍為小於200mm，熱解停留時間為60分鐘，垃圾的分析數據、工藝操作參數和物料平衡見表1-表3。從表3得出的生物炭產率高達45.6%。

表1：垃圾分析數據

表2：工藝操作參數

表3：基本參數表

在本發明的描述中，需要理解的是，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵「上」或「下」可以是第一和第二特徵直接接觸，或第一和第二特徵通過中間媒介間接接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」 可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。

在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、 或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。

儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型，同時，對於本領域的一般技術人員，依據本申請的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處。