生活垃圾低溫熱解系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種生活垃圾低溫熱解系統(tǒng)，其包括廢氣綜合處理裝置、自動控制系統(tǒng)和低溫熱解爐。低溫熱解爐是以蓄熱材料儲存熱能，與生活垃圾進行熱能交換，促使生活垃圾有機物低溫熱解，對生活垃圾進行無害化處理，并且廢氣綜合處理裝置使用電捕焦油器的基本原理和電暈等離子體對生活垃圾熱解煙塵進行凈化的技術(shù)，從而達到生活垃圾的無煙、無異味直排的目的。
【專利說明】
生活垃圾低溫熱解系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型涉及垃圾處理領(lǐng)域，特別地涉及一種生活垃圾低溫熱解系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 垃圾是人類日常生活和生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體廢棄物。垃圾處理就是要把垃圾迅速清 除，并進行無害化處理，最后加以合理的利用。
[0003] 目前世界上常用的垃圾處理方法主要有填埋、高溫堆肥和焚燒等，這三種主要垃 圾處理方式的比例，因地理環(huán)境;垃圾成份、經(jīng)濟發(fā)展水平等因素不同而有所區(qū)別。
[0004] 垃圾填埋會導致嚴重的地質(zhì)性水土污染。因為人類的生活垃圾包括很多有毒有害 物質(zhì)和病菌、病毒以及各種重金屬元素，極易危害人類和生物的正常生存繁衍。而高溫堆肥 采用普通加溫或投加石灰等殺菌方法難于完全殺滅生活垃圾中內(nèi)含的大量病菌、病毒、寄 生蟲卵等病原體，這些廢物作為肥料施于農(nóng)田，有些病菌能在土壤中生存數(shù)月之久，造成土 壤和水源污染，威脅人類和牲畜的健康。
[0005] 垃圾焚燒一直未能被廣大民眾接受，其弊病突出表現(xiàn)在其潛伏性污染更重、耗資 昂貴、操作復雜和浪費資源等方面。焚燒爐尾氣中排放的上百種主要污染物，組成極其復 雜。尤其是二噁英，屬于公認的一級致癌物，即使微量也能在體內(nèi)長期蓄積。生活垃圾焚燒 煙氣中的二噁英是近幾年來世界各國所普遍關(guān)心的問題。
[0006] 垃圾熱解技術(shù)被各國環(huán)保專家普遍看好，認為這是垃圾處理無害化、減量化和資 源化的一條新路。熱解技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)已有很長的歷史，木材和煤的干餾、重油裂解生 產(chǎn)各種燃料油等都源于熱解原理。國外已經(jīng)將熱解原理應(yīng)用到固體廢物處理，國外典型的 熱解工藝有移動床、爐排床、回轉(zhuǎn)窯、雙塔循環(huán)式流動床、外熱式固定床等；國內(nèi)垃圾的熱解 設(shè)備都是在過去燃煤鍋爐的基礎(chǔ)上進行改制的，主要包括固定床、流化床、回轉(zhuǎn)窯、燒蝕床、 熔融浴等幾大類。
[0007] 迄今為止國內(nèi)外已成功工業(yè)化應(yīng)用的熱解或氣化技術(shù)還十分有限，尤其是在垃圾 處理上更是不盡人意。大部分熱解氣化研究局限在試驗階段，很多技術(shù)面臨著技術(shù)環(huán)節(jié)和 經(jīng)濟效益的等難題的阻礙。
[0008] 生活垃圾成分非常復雜，在熱解過程中必定會產(chǎn)生一些二次污染物，主要包括一 些廢氣5(^、勵^〇)、!1(：1，焦油，以及一些痕量或超痕量的污染物如重金屬(？13、0(1、取等）、二 噁英(PCDD/Fs)以及多環(huán)芳烴(PAHs)等。該類污染物如不經(jīng)高效凈化后排出，會對大氣造成 嚴重污染，對空氣質(zhì)量構(gòu)成嚴重威脅。
[0009] 針對上述復合氣態(tài)污染物的治理，傳統(tǒng)處理方法有吸附法、燃燒法或生物法等。催 化燃燒法凈化效率高，但缺點是催化劑易受垃圾熱解煙氣中焦油及炭黑類固態(tài)物質(zhì)影響而 失效，設(shè)備體積較大，一次性投資及設(shè)備運行能耗較大，且存在安全隱患。吸附法、吸收法凈 化效果理想，但吸附/吸收后的污染物仍需處置，再生能耗較大。冷凝法應(yīng)用范圍受限，僅對 中、高濃度易揮發(fā)性有機氣體處理效果較好。生物法投資和運行費用較低，但運行操作復 雜、占地面積較大，存在二次污染的可能性。
[0010] 相比傳統(tǒng)技術(shù)，低溫等離子體技術(shù)是實現(xiàn)復合污染物同時去除的有效途徑之一。 通過高壓放電獲得低溫等離子體，含有大量的高能電子及高能電子激勵產(chǎn)生活性粒子，可 將有害氣體污染物氧化成C〇2、H 2O等其它無害物或低毒物，同時，氣體中固態(tài)及液態(tài)微粒通 過脈沖放電產(chǎn)生的高能電子實現(xiàn)荷電，在電場力作用下收集到集塵板表面。
[0011] 本實用新型實現(xiàn)了生活垃圾低溫熱解并應(yīng)用電捕焦油器的基本原理和電暈等離 子體對生活垃圾熱解煙塵進行凈化的技術(shù)，是一項新的熱解煙塵凈化技術(shù)，從而達到生活 垃圾熱解爐的無煙、無異味直排的目的。 【實用新型內(nèi)容】
[0012] 本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種生活垃圾低溫熱解系統(tǒng)，實 現(xiàn)生活垃圾處理的減量化、無害化、資源化。其以蓄熱材料儲存熱能，與生活垃圾進行熱能 交換，促使生活垃圾有機物低溫熱解。熱解溫度控制在150~280°C范圍內(nèi)，在保證熱解效率 的前提下，將熱解過程處于一個缺少空氣的還原氛圍下，使反應(yīng)后產(chǎn)生氣體的量相對少，抑 制二噁英的生成。
[0013] 收集處理高、中分子有機液體(焦油、芳香烴、有機酸等）和氣體(CH4、H2、⑶、CO2、 n〇x、s〇2、hci)，達到無煙、無異味直排。焦油類物質(zhì)是熱解法處理生活垃圾不可避免的副產(chǎn) 物，是一種重要的化工原料，有效捕集后進行提取，是一種再生的資源。
[0014] 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0015] 一種生活垃圾低溫熱解系統(tǒng)，其特征在于：包括廢氣綜合處理裝置、自動控制系 統(tǒng)、和熱解爐。
[0016] 在一個實施方式中，所述生活垃圾低溫熱解系統(tǒng)還包括太陽能熱源系統(tǒng)。
[0017] 在一個實施方式中，所述熱解爐包括底座、爐壁和爐頂;其中在所述爐壁下部設(shè)置 有爐底門，在所述爐頂上設(shè)置有上料口，在所述爐壁和所述爐頂上設(shè)置有溫度變送裝置和 溫度調(diào)節(jié)裝置，在爐頂內(nèi)設(shè)置有導流系統(tǒng)和集水系統(tǒng)，并且在所述爐壁、所述底座和所述爐 頂內(nèi)設(shè)置有保溫層。
[0018] 在一個實施方式中，爐體內(nèi)部自上而下包括水氣層(氣室）、蒸發(fā)層、熱解層、碳化 層和灰分層，其中水氣層又稱為氣室，即生活垃圾熱解產(chǎn)生的水蒸氣、飛灰、焦油混合形成 氣溶膠的空間，二者在本領(lǐng)域中是可以交換地使用的；
[0019] 在一個實施方式中，在所述爐體內(nèi)還設(shè)置有蓄傳熱系統(tǒng)。
[0020] 在一個實施方式中，所述蓄傳熱系統(tǒng)包括蓄熱材料層，其敷設(shè)在所述保溫層與爐 內(nèi)壁、和所述保溫層與爐底板之間；蓄熱臺體，其設(shè)置在所述爐底板上;傳熱管，其設(shè)置在所 述底座和/或所述蓄熱臺體中；和傳熱孔，其設(shè)置在所述爐內(nèi)壁、所述爐底板、所述蓄熱臺體 和所述傳熱管上，其中在所述蓄熱臺體和所述傳熱管內(nèi)敷設(shè)蓄熱材料。
[0021 ]在一個實施方式中，所述傳熱孔的直徑小于所述蓄熱材料的直徑。
[0022] 在一個實施方式中，所述爐壁內(nèi)的所述蓄熱材料層的高度不超過所述熱解層，所 述爐內(nèi)壁上的傳熱孔的高度低于所述爐壁內(nèi)的所述蓄熱材料層的高度，并且所述傳熱管的 高度不超過所述碳化層。
[0023] 在一個實施方式中，所述導流系統(tǒng)包括設(shè)置在所述爐頂中的導流圈和在所述導流 圈下端吊裝的導流傘。
[0024] 在一個實施方式中，所述集水系統(tǒng)包括所述導流傘下端連接的集水環(huán)、所述集水 環(huán)側(cè)部連接的引水管、與所述引水管連接的儲水槽、和與所述儲水槽連接的排放閥，其中所 述排放閥設(shè)置在所述爐壁上。
[0025] 在一個實施方式中，所述溫度變送裝置包括設(shè)置在爐頂上的水氣層(氣室)溫度變 送器;和設(shè)置在爐壁上的蒸發(fā)層溫度變送器、熱解層溫度變送器和碳化層溫度變送器，其分 別位于所述蒸發(fā)層、所述熱解層和所述碳化層。
[0026] 在一個實施方式中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置在爐頂上的水氣層(氣室)溫度調(diào) 節(jié)閥，和設(shè)置在爐壁上的蒸發(fā)層溫度調(diào)節(jié)閥、熱解層溫度調(diào)節(jié)閥和碳化層溫度調(diào)節(jié)閥，其分 別位于所述蒸發(fā)層、所述熱解層和所述碳化層。
[0027] 在一個實施方式中，所述熱解爐還包括超聲物位傳感器，其設(shè)置在所述爐頂上。
[0028] 在一個實施方式中，所述熱解爐還包括傳熱管插板和連桿，其設(shè)置在所述底板中， 用于控制中空的傳熱管與環(huán)境進行氣體交換。
[0029] 在一個實施方式中，所述蓄熱材料為堇青石、致密高鋁、剛玉莫來石、石英石或其 組合。
[0030] 在一個實施方式中，所述保溫層的材料為輕質(zhì)保溫磚，并且其厚度不小于65mm。
[0031] 在其中包括太陽能熱源系統(tǒng)的實施方式中，所述熱解爐還包括傳熱盤管，其圍繞 所述爐體的輪廓設(shè)置在所述爐壁中的蓄熱材料層內(nèi)，并且所述傳熱盤管中填充有導熱油。 [0032]在一個實施方式中，所述廢氣綜合處理裝置包括布氣室、廢氣處理室、高壓箱體和 排放氣室；其中所述廢氣處理室包括蜂窩沉淀極和電暈極;其中所述布氣室布置在所述廢 氣綜合處理裝置底部用于接收待處理的廢氣;所述蜂窩沉淀極布置在所述布氣室上方;所 述電暈極位于各個蜂窩沉淀極的中心位置;所述排放氣室布置在所述蜂窩沉淀極上方;所 述高壓箱體布置在所述蜂窩沉淀極的側(cè)面。
[0033] 在一個實施方式中，所述蜂窩沉淀極的數(shù)量為19-37個，所述蜂窩沉淀極為正六邊 形，所述正六邊形的內(nèi)切圓直徑為200_250mm。
[0034] 在一個實施方式中，所述布氣室底端連接有出氣筒，所述出氣筒上端連接導流積 液傘，所述出氣筒的外壁與所述布氣室的內(nèi)壁構(gòu)成冷凝液儲槽。
[0035] 在一個實施方式中，所述布氣室底端連接有冷凝液排放閥，所述布氣室側(cè)壁裝有 人孔，用于人進入所述布氣室安裝、維修。
[0036] 在一個實施方式中，所述高壓箱體內(nèi)安放高壓絕緣瓷瓶，所述高壓絕緣瓷瓶上連 接導電承托，所述導電承托穿過高壓室輸電口置于蜂窩沉淀極上方。
[0037] 在一個實施方式中，所述導電承托上方連接電暈極固定架，所述電暈極固定架下 端連接電暈極定位桿。
[0038] 在一個實施方式中，所述電暈極下方連接有吊墜平衡架，所述吊墜平衡架下方設(shè) 置若干個吊墜，用于平衡電暈極。
[0039] 在一個實施方式中，所述高壓箱體外部裝有高壓可控硅脈沖直流電源，所述直流 電源一端的直流高壓線與所述導電承托連接，另一端的控制線與自動控制系統(tǒng)連接。
[0040]在一個實施方式中，所述電暈極與所述蜂窩沉淀極之間的電壓梯度E = 400V/mm， 所述電暈極與所述蜂窩沉淀極之間的電位差為30_50kV。
[0041] 在一個實施方式中，所述電暈極直徑為2.0-2.5cm。
[0042] 在一個實施方式中，所述電暈極的材料為鎢或不銹鋼(304)。
[0043] 在一個實施方式中，所述排放氣室上端連接氣體排放口，所述氣體排放口側(cè)壁連 接取樣口用于取樣分析，所述氣體排放口側(cè)壁上端連接氣體引流環(huán)，用于引流排放的氣體。
[0044] 在一個實施方式中，所述高壓箱體下部裝有防露風機。
[0045] 在一個實施方式中，橡膠阻液環(huán)固定在所述導電承托上。
[0046] 在一個實施方式中，所述電暈極定位桿上設(shè)置有吊鉤，所述電暈極上下設(shè)置有電 暈極掛環(huán)，所述電暈極通過所述電暈極掛環(huán)連接至所述吊鉤和所述吊墜平衡架。
[0047]本實用新型的自動控制系統(tǒng)采用微處理器，將中央處理器(CPU)所包含的運算器、 控制器、內(nèi)部存儲器、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊 固化在集成電路板上。通過觸摸屏操作，觸摸屏設(shè)置組態(tài)畫面，可直觀看到運行狀況。運行 模式分為:手動模式、自動模式。
[0048]本實用新型可以用于村鎮(zhèn)生活垃圾的低溫熱解處理。
[0049] 農(nóng)村缺乏基本的垃圾處理設(shè)施，再加上廣大農(nóng)民的環(huán)保意識比較薄弱，垃圾隨意 丟棄和堆放現(xiàn)象普遍，造成污染源較為分散，收集處理成本高，從而使農(nóng)村生活垃圾污染治 理的難度加大，產(chǎn)生潛在危害的可能性也隨之加大。
[0050] 本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果是利用有機物低溫熱解的特性，采用蓄熱材料與之能量 交換，有機物吸收熱能分解達到垃圾處理的目的。由于有機物在低溫下熱解抑制了二噁英 生成的條件，熱解過程所產(chǎn)生的污染物通過電捕焦油、煙塵綜合處理器的捕集，達到無煙直 排的效果。
[0051 ]而且，本發(fā)明的熱解系統(tǒng)占地面積小，可實現(xiàn)垃圾源頭就地處理，無需收集轉(zhuǎn)運和 集中處理，可節(jié)約大量土地資源。適用于偏遠分散、不便集中轉(zhuǎn)運的生活垃圾處理場所，如： 城鎮(zhèn)、自然村、旅游景區(qū)、海島、公路服務(wù)區(qū)等。
[0052]此外，本發(fā)明的熱解系統(tǒng)對垃圾成分的選擇性較小，適合我國城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村生活垃圾 熱值、組分特征，應(yīng)用時只需剔除磚瓦、石土塊、玻璃、金屬等無機物。
[0053]另外，本發(fā)明的熱解系統(tǒng)處理垃圾時操作簡便，運行成本較低。操作人員通過短期 培訓均能操作，維護保養(yǎng)簡單，無需附加保養(yǎng)費用，且處理垃圾時不用添加任何輔助燃料。
【附圖說明】
[0054] 圖1是本實用新型的生活垃圾低溫熱解系統(tǒng)的一個實施方式的主視圖。
[0055] 圖2是圖1本實用新型的廢氣綜合處理裝置的一個實施方式的主視圖、右視圖和俯 視圖。
[0056] 圖3是本實用新型的熱解爐的一個實施方式的沿圖1中1-1的剖面圖。
[0057] 圖4是本實用新型的熱解爐的一個實施方式的沿圖1中2-2的剖面圖。
[0058] 圖5是本實用新型的熱解爐的一個實施方式的沿圖1中3-3的剖面圖。
[0059] 圖6是本實用新型的熱解爐的一個實施方式的沿圖1中4-4的剖面圖。
[0060] 圖7是本實用新型的廢氣綜合處理裝置的一個實施方式的沿圖2中5-5的剖面圖。
[0061] 圖8是本實用新型的廢氣綜合處理裝置的一個實施方式的沿圖2中6-6的剖面圖。
[0062] 圖9是本實用新型的廢氣綜合處理裝置的一個實施方式的沿圖2中7-7的剖面圖。
[0063] 圖10是本實用新型的廢氣綜合處理裝置的一個實施方式的沿圖2中8-8的剖面圖。
[0064]圖11是本實用新型的生活垃圾低溫熱解系統(tǒng)的另一個實施方式的主視圖。
[0065]圖12是圖11中本實用新型的廢氣綜合處理裝置的另一個實施方式的主視圖、右視 圖和俯視圖。
[0066] 圖13是本實用新型的熱解爐的另一個實施方式的沿圖11中1-1的剖面圖。
[0067] 圖14是本實用新型的熱解爐的另一個實施方式的沿圖11中2-2的剖面圖。
[0068] 圖15是本實用新型的熱解爐的另一個實施方式的沿圖11中3-3的剖面圖。
[0069] 圖16是本實用新型的熱解爐的另一個實施方式的沿圖11中4-4的剖面圖。
[0070] 圖17是本實用新型的廢氣綜合處理裝置的另一個實施方式的沿圖12中5-5的剖面 圖。
[0071] 圖18是本實用新型的廢氣綜合處理裝置的另一個實施方式的沿圖12中6-6的剖面 圖。
[0072] 圖19是本實用新型的廢氣綜合處理裝置的另一個實施方式的沿圖12中7-7的剖面 圖。
[0073]圖20是本實用新型的廢氣綜合處理裝置的另一個實施方式的沿圖12中8-8的剖面 圖。
[0074]在圖1和11中，I-太陽能熱源系統(tǒng)；II-熱解爐；III-廢氣綜合處理裝置;IV-自動控 制系統(tǒng)。
[0075] 在圖2-10和12-20中，1-底座;2-爐底門；3-爐外壁;4-保溫層;5-傳熱盤管;6-蓄熱 材料A; 7-上料口； 8-集水系統(tǒng)(8-1集水環(huán)，8-2引水管，8-3儲水槽，8-4排放閥）；9-導流圈； 10-導流傘;11-超聲物位傳感器;12-氣室(水氣層)溫度變送器;13-氣室(水氣層)溫度調(diào)節(jié) 閥；14-爐內(nèi)壁；15-爐內(nèi)壁傳熱孔；16-蒸發(fā)層溫度變送器；17-熱解層溫度調(diào)節(jié)閥；18-熱解 層溫度變送器；19-碳化層溫度調(diào)節(jié)閥；20-碳化層溫度變送器;21-傳熱管插板及連桿;22-周邊傳熱管;23-蓄熱材料B; 24-中心傳熱管;25-蓄熱臺體;26-蓄熱材料C; 27-爐底板;28-冷凝液儲槽;29-冷凝液排放閥；30-高壓箱體排液閥；31-高壓(絕緣瓷瓶)箱體;32-高壓絕 緣瓷瓶;33-導電承托;34-高壓室輸電口；35-橡膠阻液環(huán);36-蜂窩沉淀極;37-電暈極固定 架;38-排放氣室;39-取樣口；40-氣體引流環(huán);41-氣體排放口；42-電暈極;43-電暈極定位 桿;44-高壓電進口； 45-布氣室;46-吊墜掛環(huán);47-吊墜;48-吊墜平衡架;49-人孔;50-導流 積液傘;51-出氣筒;52-直流高壓線；53-高壓可控硅脈沖直流電源;54-電源支架;55-電暈 極定位環(huán);56-防露風機;57-手孔。
【具體實施方式】
[0076] 下面結(jié)合附圖進一步詳細說明本實用新型。應(yīng)當理解的是，本實用新型的各種實 施方式僅是說明性的，并不構(gòu)成對權(quán)利要求的范圍的限制。
[0077] 參照圖1和圖11，生活垃圾低溫熱解系統(tǒng)由I-太陽能熱源系統(tǒng)；II-熱解爐；III-廢 氣綜合處理裝置;IV-自動控制系統(tǒng)組成。其中太陽能熱源系統(tǒng)用戶可以根據(jù)實際情況進行 選擇。
[0078] 廢氣綜合處理裝置
[0079]圖2和12示出了廢氣綜合處理裝置的主視圖、右視圖和俯視圖，圖7-10和17-20為 廢氣綜合處理裝置的不同剖面的剖面圖。
[0080] 廢氣綜合處理裝置下端為布氣室45,布氣室45底端焊接出氣筒51，垃圾處理后的 廢氣經(jīng)出氣筒進入布氣室45,出氣筒51上端連接導流積液傘50,導流積液傘可使部分氣體 冷凝，并順著導流積液傘接流下，出氣筒51外壁與布氣室45內(nèi)壁構(gòu)成冷凝液儲槽28，冷凝液 流入冷凝液儲槽中儲存，布氣室45底端接有冷凝液排放閥29，用于適時將儲存的冷凝液排 出布氣室。
[0081 ] 布氣室45側(cè)壁裝有人孔49,人可以進出該人孔，用于對布氣室45內(nèi)的各個組件進 行檢修和維護。
[0082] 在布氣室45上方是廢氣處理室，其包括蜂窩沉淀極36和電暈極42。
[0083]在布氣室45上部焊接蜂窩沉淀極36,在一個實施方式中，蜂窩沉淀極的數(shù)量是19， 蜂窩沉淀極的形狀為正六邊形，單個正六邊形面積為0.0382m2。
[0084] 在蜂窩沉淀極36上端焊接排放氣室38,排放氣室38上端焊接氣體排放口 41，從該 氣體排放口排出處理后的氣體。氣體排放口 41側(cè)壁焊接取樣口 39,用于取樣檢測排出氣體 的組成。可選地，氣體排放口 41側(cè)壁上端焊接氣體引流環(huán)40，引導氣體的排出。
[0085] 蜂窩沉淀極36與排放氣室38兩側(cè)對稱焊接高壓(絕緣瓷瓶)箱體31，高壓(絕緣瓷 瓶)箱體31底部裝有高壓箱體排液閥30，高壓(絕緣瓷瓶)箱體31內(nèi)安放高壓絕緣瓷瓶32，高 壓絕緣瓷瓶32上連接導電承托33,導電承托33穿過高壓室輸電口 34置于蜂窩沉淀極36上 方，橡膠阻液環(huán)35固定在導電承托33上。
[0086]導電承托33上方焊接電暈極固定架37,電暈極固定架37下端焊接電暈極定位桿 43,電暈極定位桿43上的吊鉤鉤接電暈極掛環(huán)(上、下)46與電暈極42連接，電暈極掛環(huán)(下） 46與吊墜47掛接，下方通過吊墜平衡架47平衡，電暈極位于蜂窩沉淀極中心位置。
[0087]可選地，高壓(絕緣瓷瓶)箱體31下部裝有防露風機56。在一端的高壓(絕緣瓷瓶） 箱體31外部裝有高壓可控硅脈沖直流電源51，直流電源51-端的直流高壓線52與導電承托 33連接，另一端的控制線與自動控制系統(tǒng)IV連接。
[0088]下面詳細闡述廢氣綜合處理裝置的工作原理和工作過程。
[0089] 生活垃圾成分非常復雜，在熱解過程中必定會產(chǎn)生一些二次污染物，主要包括一 些廢氣5(^、勵^〇)、!1(：1，焦油，以及一些痕量或超痕量的污染物如重金屬(？13、0(1、取等）、二 噁英(P⑶D/Fs)以及多環(huán)芳烴(PAHs)等。
[0090] (1)廢氣污染物
[0091] a 氯化氫(HCl)
[0092]垃圾熱解過程所排放的煙氣中HCl的來源有兩個：
[0093 ]①有機氯源，如垃圾中的PVC塑料、橡膠、皮革等；
[0094] ②無機氯源，主要以NaCl形式存在。
[0095] b硫氧化物（SOx)
[0096] 硫氧化物通常由垃圾中含硫化合物燃燒氧化所致，大部分為S02。硫氧化物一般以 垃圾中的紙類、蛋白質(zhì)系列的廚余垃圾、以硫酸鹽形式的無機硫及含硫橡膠等含硫元素作 為發(fā)生源。一般認為有機硫在熱解過程中傾向于被氧化，而各種硫酸鹽則可能根據(jù)具體反 應(yīng)環(huán)境，在高溫下?lián)]發(fā)、分解甚至包含在灰分中。
[0097] c氮氧化物(NOx)
[0098]氮氧化物主要包括NO、N20、NO2等，其中NO和如2能夠?qū)Υ髿庠斐晌廴?。由固體廢物 中的有機氮(蛋白質(zhì)系列的廚余垃圾、含氮尿素和含氮樹脂等)形成的氮氧化物。通常在600 ~900°C溫度下生成。
[0099] ⑵焦油
[0100]焦油組分主要包括三類物質(zhì)：一是脂肪族化合物，如脂肪酸等；二是芳香族化合 物，如苯酚、甲酚、萘、甲苯、烷基衍生物;三是烴類含氧有機物，如酚、醛、酮、酯、酐、呋喃類。
[0101] (3)重金屬
[0102] 對于重金屬通常把密度作為決定性因素，一般將密度(比重)大于5mg/m3的金屬元 素定義為重金屬。重金屬一般是指具有顯著毒性的元素，如鉛、鉻、汞、鎘及類金屬砷。
[0103] a 汞（Hg)
[0104] 主要來自于電池(如Hg-Zn電池和堿性電池）、電器(如熒光燈管）、報紙、雜志、溫度 計等。
[0105] Mft(Pb)
[0106] 來自于塑料、橡膠、顏料等。
[0107] c 鎘（Cd)
[0108] 來源于電器、塑料、電池(鎳鎘電池）、半導體及顏料等。
[0109] d 鉻（Cr)
[0110] 來自于塑料、報紙、紡織品、彩色膠卷、雜草等。
[0111] e 銅（Cu)
[0112] 主要來自于紡織品和塑料等。
[0113] (4)二噁英
[0114] 二噁英實際上是兩個系列的氯代三環(huán)芳香化合物的總稱，包括多氯代二苯并_對_ 二噁英(P⑶Ds)和多氯代二苯并呋喃(P⑶Fs)，統(tǒng)稱為P⑶D/Fs。
[0115] 在垃圾焚燒工藝中，垃圾中的含氯高分子化合物如聚氯乙烯、氯代苯、五氯苯酚等 二惡英的前體物，在適宜溫度下(300°C~500°C)并在FeCl 3、CuCl2等金屬催化物的催化作用 下與02、HC1反應(yīng)，通過重排、自由基縮合、脫氯等過程生成二惡英類。主要條件因素有：
[0116] ① HCl，O2，前體物的存在；
[0117] ②在300 °C~500 °C溫度范圍內(nèi)停留的時間；
[0118] ③氯化銅，氯化鐵催化劑的存在。
[0119] 熱解爐出口排放的污染物是以水蒸氣、焦油、飛灰(重金屬）、煙氣等融合在一起的 氣溶膠類物質(zhì)。
[0120] 因此，生活垃圾熱解二次污染物處理的技術(shù)方案，選擇"將電捕焦油器技術(shù)與電暈 等離子體空氣凈化技術(shù)相結(jié)合"的綜合處理方案。
[0121] 在一定條件下，通過物質(zhì)與外界不斷交換能量，物質(zhì)的各態(tài)之間可以互相轉(zhuǎn)化。外 界供給能量可使固體轉(zhuǎn)化為液體，如果外界進一步供給能量，液體可轉(zhuǎn)化為氣體。如果再對 氣體供給足夠的能量，只要使每個粒子中電子的動能超過原子的電離能時，電子將會脫離 原子的束縛而成為自由電子，而原子則因失去電子而成為帶正電的離子，這個過程稱為電 離。當氣體中足夠多的原子被電離后，這種電離的氣體已不足原來的氣體了，而轉(zhuǎn)化成為新 的物態(tài)一等離子體。是物質(zhì)存在的又一種聚集態(tài)，稱為物質(zhì)第四態(tài)，或稱為等離子態(tài)。
[0122] 應(yīng)用電捕焦油器的基本原理和電暈等離子體對生活垃圾熱解煙塵進行凈化的技 術(shù)，是一項新的熱解煙塵凈化技術(shù)。一是將熱解廢棄物中的以水蒸氣、焦油、飛灰(重金屬）、 廢氣等融合在一起的氣溶膠類物質(zhì)有效捕集；二是將廢氣中的一氧化碳(CO)、二氧化硫 (SO2)、氮氧化物(NOx)、碳氫化合物、芳香烴等凈化。從而達到生活垃圾熱解爐的無煙、無異 味直排(零排放)的目的。
[0123] 電捕焦油器、電暈等離子體共同點是利用極不均勻高壓直流電場，形成電暈放電， 產(chǎn)生等離子體，其中包含的大量電子和正負離子在電場梯度的作用下，與空氣中的顆粒污 染物發(fā)生非彈性碰撞，從而附著在這些粒子上，使之成為荷電粒子，在電場的作用下向集塵 極運動進而被集塵極所收集，從而可以有效地清除空氣中的顆粒污染物。
[0124] 其處理過程分三個階段：
[0125] l)e+M(污染物分子)-M_
[0126] 2)M-+SP(固體顆粒) - (SPM)-
[0127] 3) (SPM)--(沉積在集塵極上）
[0128] 電暈放電可在一定空間產(chǎn)生非平衡態(tài)低溫等離子體，可以用來凈化空氣中的有害 氣體。其催化凈化機理包括兩個方面：
[0129] 1)在產(chǎn)生等離子體的過程中，高頻放電產(chǎn)生的瞬時高能量，打開某些有害氣體分 子的化學鍵，使其分解成單原子或無害分子。
[0130] 2)等離子體中包含了大量的高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子和具有強氧化性的自由 基，這些活性粒子的平均能量約為5~20eV，近高于一般氣體分子的鍵能，它們和有害氣體 分子發(fā)生頻繁的碰撞，打開氣體分子的化學鍵生成單原子分子或無害分子。同時產(chǎn)生的大 量· 0H、· H02、· 0等自由基和氧化性極強的臭氧跟有害氣體分子發(fā)生化學反應(yīng)生成無害 產(chǎn)物。
[0131]生活垃圾熱解時產(chǎn)生的有害氣體主要有⑶、勵^302、!〇，本方案就是利用等離子 體的這種催化凈化機理來凈化垃圾熱解時產(chǎn)生的有害氣體。
[0132] 電暈放電時，產(chǎn)生大量的自由電子和離子，在脈沖電場的作用下，自由電子可獲得 較高的能量，轟擊空氣中的O2，可將其分解成氧原子：
[0133] e+〇2~>20+θ
[0134] 高速電子具有足夠的動能(5~20eV)。緊接著通過三體碰撞反應(yīng)形成臭氧。
[0135] 0+〇2+M->〇3+Μ
[0136] 與此同時，原子氧和電子也同樣與臭氧反應(yīng)形成氧分子，最終臭氧的濃度達到平 衡。
[0137] 〇+〇3^2〇2
[0138] e+03^0+〇2+e
[0139] 氮氧化物的降解反應(yīng)式：
[0140] N0x+e^N2+02
[0141] -氧化碳的凈化反應(yīng)式：
[0142] 〇3+CO^C〇2+〇2
[0143] · 0H+C0-C02+· H
[0144] 二氧化硫的凈化反應(yīng)式：
[0145] 〇3+S〇2^S〇3+〇2
[0146] 〇2+2S〇2^2S〇3
[0147] 〇3+3S〇2^3S〇3
[0148] 熱解爐排出的煙氣量(含水蒸氣)為800-1000m3/h;煙氣流速為0.5-0.75m/s;煙氣 停留時間為5-10s;煙氣進口溫度為60-80°C。
[0149] 高壓電源選型：高頻電源、脈沖電源、臨界脈沖（軟穩(wěn)）電源均可選用。以臨界脈沖 (軟穩(wěn))電源為首選。
[0150] 電捕焦油器、電暈等離子體凈化廢氣裝置是由兩項技術(shù)復合而成，應(yīng)用在生活垃 圾低溫熱解的廢物處理是一項創(chuàng)新。
[0151]電捕焦油器工作原理是在金屬導線與金屬管壁間施加高壓直流電，以維持足以使 氣體產(chǎn)生電離的電場，使陰陽極之間形成電暈區(qū)。按電場理論，正離子吸附于帶負電的電暈 極，負離子吸附于帶正電的沉淀極，所有被電離的正負離子均充滿電暈極與沉淀極之間的 整個空間。當含焦油霧滴等雜質(zhì)的廢氣通過該電場時，吸附了負離子和電子的雜質(zhì)在電場 庫倫力的作用下，移動到沉淀極后釋放出所帶電荷，并吸附于沉淀極上，從而達到凈化廢氣 的目的，通常稱為荷電現(xiàn)象。當吸附于沉淀極上的雜質(zhì)量增加到大于其附著力時，會自動向 下流趟，從電捕焦油器底部排出。
[0152] 電暈等離子體凈化廢氣的原理是利用高壓脈沖電暈放電，使氣體電離，從而使廢 氣顆粒荷電，然后在電場力的作用下向集塵極板移動，帶電荷的顆粒與集塵板接觸后失去 電荷，成為中性而沉積在集塵極板上，從而達到凈化廢氣的目的。同時氣體電離時會產(chǎn)生大 量的高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子和具有強氧化性的自由基，這些活性粒子的平均能量高于 氣體分子的鍵能，它們和有害氣體分子發(fā)生頻繁的碰撞，打開氣體分子的化學鍵生成單原 子分子和無害氣體分子，同時還產(chǎn)生的大量· 0H、· H02、· 0等自由基和氧化性極強的臭氧 跟有害氣體分子發(fā)生化學反應(yīng)生成無害產(chǎn)物。
[0153] 兩項技術(shù)的共同點其原理都是電暈放電。兩項技術(shù)的結(jié)合點在于電暈放電時所選 用的電源："臨界脈沖軟穩(wěn)電源"或"脈沖高壓直流電源"；選擇適合的電暈極，一是需要二次 電子發(fā)射系數(shù)(Sm)大;二是需要可靠的耐蝕性和化學、物理穩(wěn)定性。因此，鎢最適合作電暈 極(δπι 1.4)，不銹鋼(δπι 1.24)其次。
[0154] 廢氣經(jīng)布氣室，進入蜂窩沉淀極與電暈極之間的空間，在外加電場作用下，氣體被 電離，從而使廢氣顆粒帶電荷，然后在電場力的作用下向蜂窩沉淀極移動，與蜂窩沉淀極接 觸后失去電荷，成為中性而沉積在蜂窩沉淀極上，從而達到凈化廢氣的目的。隨著吸附量的 增加，吸附的物質(zhì)可自由落下，無需清理蜂窩沉淀極。
[0155] 同時，氣體電離時會產(chǎn)生大量的高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子和具有強氧化性的自 由基，這些活性粒子的平均能量高于氣體分子的鍵能，它們和有害氣體分子發(fā)生頻繁的碰 撞，打開氣體分子的化學鍵生成單原子分子和無害氣體分子，同時還產(chǎn)生的大量· 0Η、· Η02、· 0等自由基和氧化性極強的臭氧跟有害氣體分子發(fā)生化學反應(yīng)生成無害產(chǎn)物。
[0156] 廢氣處理的有益效果：一是將熱解廢棄物中的以水蒸氣、焦油、飛灰(重金屬）、廢 氣等融合在一起的氣溶膠類物質(zhì)有效捕集；二是將廢氣中的一氧化碳（CO)、二氧化硫 (SO 2 )、氮氧化物(NOx )、碳氫化合物、芳香烴等凈化。
[0157] 兩項技術(shù)在生活垃圾熱解廢氣的處理應(yīng)用，徹底改變了垃圾熱解廢氣排放方式， 無煙、無異味直排(零排放）。
[0158] 熱解爐
[0159] 圖3-6和13-16為熱解爐的不同剖面的剖面圖。
[0160] 熱解爐底座1上焊接爐外壁3,在爐外壁3內(nèi)側(cè)和底座1上面敷設(shè)輕質(zhì)保溫磚保溫層 4〇
[0161] 在水平敷設(shè)的保溫層上敷設(shè)蓄熱材料B 23,在蓄熱材料B 23上面安裝蓄熱臺體 25,臺體25內(nèi)敷設(shè)蓄熱材料B 23,將蓄熱臺體25與底座1上的周邊傳熱管22和中心傳熱管24 焊接固定，向周邊傳熱管22和中心傳熱管24內(nèi)敷設(shè)蓄熱材料C 26并焊上封帽。
[0162] 在蓄熱臺體25上焊接爐內(nèi)壁14,在爐外壁3和爐內(nèi)壁14之間安裝爐底門2、碳化層 溫度變送器20、碳化層溫度調(diào)節(jié)閥19、傳熱盤管5(可選）、熱解層溫度調(diào)節(jié)閥17、熱解層溫度 變送器18、蒸發(fā)層溫度變送器16、集水系統(tǒng)排放閥8-4。
[0163] 在保溫層4和爐內(nèi)壁14之間敷設(shè)蓄熱材料A 6，將預(yù)制的爐頂與爐外壁3和爐內(nèi)壁 14焊接，爐內(nèi)壁14上開有爐內(nèi)壁傳熱孔15。
[0164] 爐頂上安裝有上料口 7、導流圈9、超聲物位傳感器11(可選）、氣室(水氣層)溫度變 送器12、氣室(水氣層)溫度調(diào)節(jié)閥13,在導流圈9下端吊裝導流傘10,導流傘10下端連接集 水環(huán)8-1，集水環(huán)8-1側(cè)部接引水管8-2,接引水管8-2與儲水槽8-3連接，儲水槽8-3接排放閥 8 -4〇
[0165] 在熱解爐中自下而上分為灰分層、碳化層（半焦）、熱解層（有機物）、蒸發(fā)層（水 分）、水氣層(氣室）。
[0166] 灰分層
[0167] 碳化層半焦碳化后產(chǎn)生的灰渣在灰分層灰化和冷卻。
[0168]碳化層
[0169] 半焦(垃圾碳)在碳化層碳化放熱，產(chǎn)生高溫煙氣和灰渣。碳化釋放的熱能被蓄能 材料吸收儲存，當向爐內(nèi)添加生活垃圾時，生活垃圾熱解所吸收的熱量由碳化層和儲能材 料放熱提供，碳化層的放熱量大于增添上垃圾的熱解吸熱量，熱解反應(yīng)才能進行下去。因此 需要保證碳化層的碳化溫度。在碳化層裝有溫度變送器，將測得的溫度以模擬量(〇_24mA) 信號輸入到自動控制系統(tǒng)微處理器中，通過微處理器的模擬量輸出信號控制碳化層的溫度 調(diào)節(jié)閥的狀態(tài)，控制碳化層的溫度。碳化層的溫度控制在450 °C~500 °C。
[0170] 熱解層
[0171] 垃圾經(jīng)過脫水反應(yīng)后，繼續(xù)吸熱，當溫度超過200°C時，垃圾中有機物分子中的甲 基、乙基等側(cè)鏈開始斷裂，分別脫去碳和氫，生成甲烷、氫氣以及其他碳氫化合物等小分子 氣體。隨著溫度的進一步升高，脫掉側(cè)鏈的有機物的主鏈發(fā)生斷裂，生成許多小分子物質(zhì)。 垃圾的熱解不是嚴格按照一定的次序進行的，許多反應(yīng)都是交叉進行的。熱解所產(chǎn)生的小 分子經(jīng)過縮合反應(yīng)又重新組合成大分子的有機物，而這些大分子的有機物還可以經(jīng)過裂解 再次變?yōu)樾》肿拥挠袡C物，所以垃圾的熱解是一個非常復雜的物理、化學過程。在碳化層裝 有溫度變送器，將測得的溫度以模擬量(〇_24mA)信號輸入到自動控制系統(tǒng)微處理器中，通 過微處理器的模擬量輸出信號控制熱解層的溫度調(diào)節(jié)閥的狀態(tài)，控制熱解層的溫度。熱解 層的溫度控制在150~280°C。
[0172]蒸發(fā)層
[0173]在蒸發(fā)層內(nèi)，垃圾吸熱后溫度逐漸升高，達到HKTC以上，首先揮發(fā)出游離態(tài)的水， 然后發(fā)生有機物分子內(nèi)的脫水反應(yīng)，如羥基斷裂生成水。隨著垃圾不斷被干燥，水蒸氣的產(chǎn) 生量逐漸減少。水分逸出以后，會在垃圾內(nèi)部形成許多空隙，對后面的傳熱傳質(zhì)起了重要的 作用。蒸發(fā)層的溫度在80~100°C。
[0174] 水氣層
[0175] 碳化層放熱、熱解層吸熱，有機物的水分在蒸發(fā)層被蒸發(fā)，水蒸氣(廢氣）向上升到 爐頂時，水氣層時溫度控制在60~80°C，以保證廢氣處理系統(tǒng)的最佳工作條件。在水氣層裝 有溫度變送器，將測得的溫度以模擬量(〇_24mA)信號輸入到自動控制系統(tǒng)微處理器中，通 過微處理器的模擬量輸出信號控制水氣層的溫度調(diào)節(jié)閥的狀態(tài)，控制水氣層的溫度。水氣 層(氣室）的溫度控制在60 °C~80 °C。
[0176] 當水氣層溫度超過85°C時，自動控制系統(tǒng)微處理器發(fā)出聲光報警提示，需要人工 干預(yù)處理?？赡艿脑颍豪ニ趾罂斩醇哟螅瑹犭A層溫度竄入所致，此時需要添加垃 圾補缺空洞即可。
[0177] 在水氣層可以裝有超聲物位傳感器，將測量的物位界面高度以模擬量(0-24mA)信 號輸入到自動控制系統(tǒng)微處理器中，設(shè)定臨界高度，到時聲光報警提示，及時向爐內(nèi)添加垃 圾。也可以從上料口人工觀察是否需要添加垃圾。一般而言，當爐內(nèi)垃圾高度下降1/5至2/5 時添加垃圾。
[0178] 生活垃圾熱解過程中，一方面水分蒸發(fā)要吸收熱量，阻礙了熱量的傳遞，延長了熱 解時間；另一方面水分的蒸發(fā)速度快于有機物的熱解速度，當水分迅速析出后，垃圾中剩余 的有機物密度下降，有利于縮短熱解時間。
[0179] 隨著垃圾中水分的增加，實際的處理能力下降，能量消耗增加。實際垃圾中的含水 率很高，可以達到50%以上，垃圾中的水分不僅降低了氣體的熱值，并且增加了垃圾處理的 熱量消耗。對于含水率高的垃圾，可以采用摻合干垃圾的方法進行中和，降低垃圾的含水 率。另外可采用太陽能加熱的方法(可選），提高蒸發(fā)層的熱值，快速蒸發(fā)垃圾的水分，能保 證處理工藝的順利進行。
[0180] 生活垃圾的熱解是從蒸發(fā)垃圾中的水分開始，熱解爐的出口有水蒸氣排出，在排 氣口裝有導流傘和導流圈，阻攔煙氣中的飛灰顆粒物，但也阻止了水蒸氣的正常排放，部分 水蒸氣被阻擋。因此需要在導流傘下敷設(shè)集水系統(tǒng)，將被攔截的水蒸氣收集后排除爐體外， 避免水分重新回到爐內(nèi)，影響熱解效率。
[0181] 對熱解爐的形狀沒有特別限制，例如其橫截面可以為本文圖解的圓形和矩形，比 如雙矩形。
[0182] 太陽能熱源系統(tǒng)
[0183] 在一個實施方式中，利用太陽能聚光碟或真空集熱管收集太陽的輻射熱量，加熱 密閉容器內(nèi)的導熱流體(導熱油），通過的熱流體栗(導熱油栗)將導熱流體輸送到爐體內(nèi)的 傳熱盤管，與敷設(shè)在盤管周圍的蓄熱材料交換熱能并儲存(溫度300°C~350Γ)，爐內(nèi)的生 活垃圾(有機物)吸熱，首先揮發(fā)出游離態(tài)的水，然后發(fā)生有機物分子內(nèi)的脫水反應(yīng)。隨著垃 圾不斷被干燥，水蒸氣的產(chǎn)生量逐漸減少，水分逸出以后，會在垃圾內(nèi)部形成許多空隙，此 時可以用點燃的紙肩引燃底層的干燥垃圾，完成熱解爐的首次啟動。
[0184] 自動控制系統(tǒng)
[0185] 自動控制系統(tǒng)采用微處理器，將中央處理器(CPU)所包含的運算器、控制器、內(nèi)部 存儲器、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊固化在集成 電路板上。通過觸摸屏操作，觸摸屏設(shè)置組態(tài)畫面，可直觀看到運行狀況。運行模式分為:手 動模式、自動模式。
[0186] 本實用新型的熱解爐和廢氣綜合處理裝置可以是任何合適的形狀或構(gòu)造，二者的 形狀使得廢氣綜合處理裝置能夠安裝在熱解爐上方。另外，本實用新型的熱解爐內(nèi)部可以 采用如圖12-16所示的構(gòu)造，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解熱解爐內(nèi)隔室的數(shù)目可以是合適的 任何數(shù)目。
[0187] 本實用新型的生活垃圾低溫熱解系統(tǒng)可以采用手動或自動操作模式，在上述不同 操作模式下，本實用新型的各個部件(例如，溫度調(diào)節(jié)裝置)也可以各自地是手動的或自動 的。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)具體情況選擇合適的操作模式。
[0188] 本實用新型的各個部件可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方式彼此連接，例如焊 接、拼接、嵌接等、或其組合。而且，本實用新型中的各個部件可以是一個或者多個，其可以 對稱分布或隨機分布，這些對本領(lǐng)域技術(shù)人員都是顯而易見的。
[0189] 實施例
[0190] 1.爐體形狀與體積
[0191] 下部爐身為圓柱體，內(nèi)徑1800mm，凈高為1300mm，作為生活垃圾有機物的熱解反應(yīng) 室，有效容積為3. Om3;上部爐頂為圓臺體，作為反應(yīng)后熱解氣室；出口為直徑600mm煙道，通 過法蘭與廢氣綜合處理裝置連接。
[0192] 2.爐身內(nèi)部結(jié)構(gòu)分布
[0193] 爐身自上而下分為水氣層(氣室）、蒸發(fā)層、熱解層、碳化層、灰分層。
[0194] 水氣層為氣室，溫度60~80°C。
[0195] 蒸發(fā)層：厚度 250mm ~300mm，溫度 80°C ~100°C;
[0196] 熱解層:厚度 350mm ~400mm，溫度 150°C ~280°C;
[0197] 碳化層:厚度120mm~150mm，溫度450°C ~500°C。
[0198] 3.蓄熱材料的選擇一一剛玉莫來石
[0199] 4.保溫層厚度
[0200] 保溫層采用輕質(zhì)保溫磚，導熱系數(shù)0.06W/m.K(400°C)，體積密度0.8-1.Og/cm3，保 溫層厚度不小于65_。
[0201] 5.爐體外徑
[0202] 外鋼板2 X 0.008m+保溫層2 X 0.065m+內(nèi)鋼板2 X 0.008m+蓄熱夾套2 X 0.05m+內(nèi)徑 1.8m = 2.062m，取值2.00m。
[0203] 6.半焦碳化給氧方式
[0204]爐底部中心豎直方向，Φ89管1個，高度距爐底板250mm，頂端略高于熱解層起始位 置;沿底部Φ 1500圓，120°夾角，Φ89管3個，高度距爐底板200mm，頂端置于熱解起始位置， 爐底部設(shè)置4個給氧通氣管，即周邊傳熱管22和中心傳熱管24,管壁氣孔置于碳化區(qū)域內(nèi)。 [0205] 7.溫度檢測點
[0206] (1)爐底測溫：熱電偶，爐壁橫向圓心方向。檢測爐底半焦碳化、熱解狀態(tài)下的溫 度；
[0207] (2)爐壁測溫:熱電偶，爐壁橫向圓心方向。檢測爐內(nèi)熱解層熱解溫度，距離爐體底 部400mm處設(shè)置；
[0208] (3)爐壁測溫:熱電偶，爐壁橫向圓心方向。檢測爐內(nèi)蒸發(fā)層熱解溫度，距離爐體底 部800mm處設(shè)置；
[0209] (4)氣室測溫:溫度表，爐壁橫向圓心方向。檢測爐內(nèi)氣室煙氣溫度溫度，距離爐體 底部1300mm處設(shè)置。
[0210] 8.爐內(nèi)溫度控制與調(diào)整
[0211 ] (1)爐壁橫向圓心方向，120°夾角，Φ89管3個，高度距爐底板300mm，頂端置于熱解 層中偏下位置，爐壁設(shè)置3個通氣孔即熱解層溫度調(diào)節(jié)閥17。
[0212]當爐內(nèi)熱解溫度高于300°C時，可通過調(diào)節(jié)閥與外界交換熱能，來平衡爐內(nèi)溫度。 采用PLC實現(xiàn)制動控制。
[0213] (2)爐頂圓臺體壁橫向圓心方向，120°夾角，Φ89管3個，高度距爐門上方IOOmm設(shè) 置3個通氣孔即氣室(水氣層)溫度調(diào)節(jié)閥13。
[0214] 當氣室煙氣溫度高于85°C時，報警提示，可通過調(diào)節(jié)閥與外界交換熱能，來平衡氣 室溫度，保證廢氣處理系統(tǒng)工況。采用PLC實現(xiàn)制動控制。
[0215] 9.廢氣綜合處理裝置
[0216] 廢氣處理能力1500m3/h，廢氣通過蜂窩沉淀極的流速為0.5m/s，則蜂窩體電場斷 面積為0.83m 2,直徑為210mm，蜂窩沉淀極的數(shù)量為21，為了方便布置，取值19。
[0217] 電暈極直徑2.3mm，電壓梯度E = 400V/mm，兩極電位差為41.5kV。
[0218] 10.廢氣處理效果
[0219] 為了評價本實用新型的廢氣處理效果，本發(fā)明人要求清華大學環(huán)境質(zhì)量檢測中心 對本實用新型的熱解排放物的空氣質(zhì)量和持久性有機污染物進行了檢測。
[0220] 其中，空氣質(zhì)量的檢測項目包括顆粒物、氮氧化物、二氧化硫、氯化氫、汞、鎘、銻_ 砷-鉛-鉻-鈷-銅-錳-鎳總量，每個項目均重復三次。該檢測主要依據(jù)"固定源廢氣監(jiān)測技術(shù) 規(guī)范HJ/T397-2007"，使用的儀器包括3012H煙塵(氣）采樣器、AL104-IC電子天平、DR5000紫 外可見分光光度計、XSERIES 2電感耦合等離子體質(zhì)譜儀。
[0221 ]持久性有機污染物的檢測項目包括二噁英類(PCCD/Fs)，重復檢測三次。檢測依據(jù) 為HJ77.2-2008 "環(huán)境空氣和廢氣二噁英類的測定同位素稀釋高分辨氣相色譜-高分辨質(zhì)譜 法"。使用的儀器設(shè)備包括：TECORA ISOSTACK BASIC/G4用于采樣，HRGC-HRMS、安捷倫 6890N/日本電子JMS-800D用于儀器分析。前處理方法包括以下步驟:鹽酸處理（用一定濃度 的鹽酸沖洗濾筒并用純水沖洗，然后將濾筒風干;水洗液用二氯甲烷進行液液萃取，萃取液 與下部提取液合并）、索氏提取(濾筒和樹脂用甲苯進行16h以上提取）、濃縮分割(將提取液 合并，濃縮，分隔）、凈化(硫酸處理、多層硅膠柱凈化和活性炭硅膠柱凈化)和制樣(將經(jīng)活 性炭硅膠柱凈化后所得樣品組分用高純氮氣吹至盡干并加入進樣內(nèi)標，用壬烷定容，待測 定）。氣相色譜條件如下，進樣方式：不分流進樣ΙμL(分流閥開啟時間：1.5min);色譜柱： BPX-DXN(長60m，內(nèi)徑0 · 25mm，膜厚0 · 25μπι);進樣口溫度:300 °C ;載氣壓力：25 · 4psi ;升溫程 序:初始溫度130°C，保持Imin后以15°C/min的速度升溫至210°C，停留Omin后以3°C/min的 速度升溫至310°C，停留Omin后再以5°C/min的速度升溫至320°C并保持lOmin。質(zhì)譜條件如 下，色質(zhì)接口溫度:300°C ;離子源溫度:300 °C ;離子化電流:500μΑ;電子轟擊離子源：38eV; 加速電壓:IOkV;質(zhì)量標準物質(zhì):PFK;質(zhì)譜分辨率:> 10000。
[0222] 根據(jù)上述檢測方法和檢測條件，本實用新型生活垃圾低溫熱解系統(tǒng)的排放物的實 測值見表1，其中表1中的平均限值來自于中元世聯(lián)環(huán)?？萍加邢薰綫/ZYSL · 0002-2016 《生活垃圾低溫熱解污染控制標準》規(guī)定的污染物排放限值。根據(jù)表1可知，本實用新型的實 測值完全符合上述標準。
[0223] 表1生活垃圾低溫熱解爐排放煙氣中污染物限值
[0226]目前，國家并未出臺相關(guān)的生活垃圾熱解污染物排放標準，因此可以參考生活垃 圾焚燒的歐洲和中國標準，對本實用新型進行評價。根據(jù)表2可知，中元世聯(lián)環(huán)?？萍加邢?公司Q/ZYSL · 0002-2016《生活垃圾低溫熱解污染控制標準》遠嚴格于現(xiàn)有的生活垃圾焚燒 的歐標和國標，而本實用新型的實測值更顯著地小于上述限制。因此，本實用新型的生活垃 圾低溫熱解系統(tǒng)達到了生活垃圾無煙、無異味直排的目的，從而實現(xiàn)了垃圾處理的無害化、 減量化和資源化。
[0227] 表2生活垃圾焚燒與生活垃圾熱解污染物控制標準對照
[0228]
[0229]最后，需要理解的是本文以上描述的裝置是本公開內(nèi)容的實施方式，對于本公開 內(nèi)容非限制性實例許多變化和擴展也是預(yù)期的。因此，本公開內(nèi)容包括本文公開的裝置的 所有新穎的和非明顯的組合以及子組合，以及其任何和所有的等價形式。
【主權(quán)項】
1. 一種熱解爐，包括底座、爐壁和爐頂； 其中在所述爐壁下部設(shè)置有爐底門，在所述爐頂上設(shè)置有上料口，在所述爐壁和所述 爐頂上設(shè)置有溫度變送裝置和溫度調(diào)節(jié)裝置，在所述爐頂內(nèi)設(shè)置有導流系統(tǒng)和集水系統(tǒng)， 并且在所述爐壁、所述底座和所述爐頂內(nèi)設(shè)置有保溫層； 爐體內(nèi)部自上而下包括水氣層、蒸發(fā)層、熱解層、碳化層和灰分層； 其特征在于在所述爐體內(nèi)還設(shè)置有蓄傳熱系統(tǒng)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱解爐，其特征在于所述蓄傳熱系統(tǒng)包括： 蓄熱材料層，其敷設(shè)在所述保溫層與爐內(nèi)壁、和所述保溫層與爐底板之間； 蓄熱臺體，其設(shè)置在所述爐底板上； 傳熱管，其設(shè)置在所述底座和/或所述蓄熱臺體中；和 傳熱孔，其設(shè)置在所述爐內(nèi)壁、所述爐底板、所述蓄熱臺體和所述傳熱管上， 其中在所述蓄熱臺體和所述傳熱管內(nèi)敷設(shè)蓄熱材料。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱解爐，其特征在于所述傳熱孔的直徑小于所述蓄熱材料的 直徑。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱解爐，其特征在于所述爐壁內(nèi)的所述蓄熱材料層的高度不 超過所述熱解層，所述爐內(nèi)壁上的所述傳熱孔的高度低于所述爐壁內(nèi)的所述蓄熱材料層的 高度，并且所述傳熱管的高度不超過所述碳化層。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱解爐，其特征在于所述導流系統(tǒng)包括設(shè)置在所述爐頂中的 導流圈和在所述導流圈下端吊裝的導流傘。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱解爐，其特征在于所述集水系統(tǒng)包括集水環(huán)、所述集水環(huán)側(cè) 部連接的引水管、與所述引水管連接的儲水槽、和與所述儲水槽連接的排放閥，其中所述排 放閥設(shè)置在所述爐壁上。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱解爐，其特征在于所述溫度變送裝置包括設(shè)置在所述爐頂 上的水氣層溫度變送器;和設(shè)置在所述爐壁上的蒸發(fā)層溫度變送器、熱解層溫度變送器和 碳化層溫度變送器，其分別位于所述蒸發(fā)層、所述熱解層和所述碳化層。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱解爐，其特征在于所述溫度調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置在所述爐頂 上的水氣層溫度調(diào)節(jié)閥，和設(shè)置在所述爐壁上的蒸發(fā)層溫度調(diào)節(jié)閥、熱解層溫度調(diào)節(jié)閥和 碳化層溫度調(diào)節(jié)閥，其分別位于所述蒸發(fā)層、所述熱解層和所述碳化層。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱解爐，其特征在于還包括超聲物位傳感器，其設(shè)置在所述爐 頂上。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱解爐，其特征在于所述保溫層為輕質(zhì)保溫磚，厚度不小于 65mm〇11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱解爐，其特征在于還包括傳熱管插板和連桿，其設(shè)置在所 述爐底板中，用于控制中空的傳熱管與環(huán)境進行氣體交換。12. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱解爐，其特征在于還包括傳熱盤管，其圍繞所述爐體的輪 廓設(shè)置在所述爐壁中的所述蓄熱材料層內(nèi)，并且所述傳熱盤管中填充有導熱油。13. -種生活垃圾低溫熱解系統(tǒng)，其特征在于包括廢氣綜合處理裝置、自動控制系統(tǒng)、 和根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項所述的熱解爐。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的生活垃圾低溫熱解系統(tǒng)，其特征在于所述廢氣綜合處理裝 置包括布氣室、廢氣處理室、高壓箱體和排放氣室； 其中所述廢氣處理室包括蜂窩沉淀極和電暈極； 其中所述布氣室布置在所述廢氣綜合處理裝置底部用于接收待處理的廢氣;所述蜂窩 沉淀極布置在所述布氣室上方;所述電暈極位于各個蜂窩沉淀極的中心位置;所述排放氣 室布置在所述蜂窩沉淀極上方;所述高壓箱體布置在所述蜂窩沉淀極的側(cè)面。15. -種生活垃圾低溫熱解系統(tǒng)，其特征在于包括太陽能熱源系統(tǒng)、廢氣綜合處理裝 置、自動控制系統(tǒng)、和根據(jù)權(quán)利要求12所述的熱解爐。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的生活垃圾低溫熱解系統(tǒng)，其特征在于所述廢氣綜合處理裝 置包括布氣室、廢氣處理室、高壓箱體和排放氣室； 其中所述廢氣處理室包括蜂窩沉淀極和電暈極； 其中所述布氣室布置在所述廢氣綜合處理裝置底部用于接收待處理的廢氣;所述蜂窩 沉淀極布置在所述布氣室上方;所述電暈極位于各個蜂窩沉淀極的中心位置;所述排放氣 室布置在所述蜂窩沉淀極上方;所述高壓箱體布置在所述蜂窩沉淀極的側(cè)面。
【文檔編號】B09B3/00GK205551064SQ201620307474
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月12日
【發(fā)明人】沈蘇偉, 王冬
【申請人】王冬