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申请/专利权人：苏州骏泰新能源管理有限公司

摘要：本发明公开了一种重返式有机垃圾热解系统，包括依次连接的进料系统、热解气化炉、油气重返系统、物料处理系统和物料收集系统，有机垃圾从进料系统进入经过热解气化炉处理后的气体和固体物料通过物料处理系统后分类进入物料收集系统；其中，所述热解气化炉从进料端至出料端依次为干燥层、裂解层、氧化反应层、还原反应层和冷却层，所述油气重返系统与热解气化炉的氧化反应层连通，经过热解气化炉处理后的气液混合物料通过油气重返系统返回氧化反应层处理。本发明中驱动整个反应过程所需要的热能全部由有机物垃圾自身的氧化反应所产生的热量来维持，节省大量投资，实现有机物垃圾资源化利用。

主权项：1.一种重返式有机垃圾热解系统，用于焚烧处理有机垃圾的同时并从有机垃圾中制取富氢合成燃气，其特征在于：包括依次连接的进料系统、热解气化炉、油气重返系统、物料处理系统和物料收集系统，有机垃圾从进料系统进入经过热解气化炉处理后的气体和固体物料通过物料处理系统后分类进入物料收集系统；其中，所述热解气化炉从进料端至出料端依次为干燥层、裂解层、氧化反应层、还原反应层和冷却层，所述油气重返系统与热解气化炉的氧化反应层连通，经过热解气化炉处理后的气液混合物料通过油气重返系统返回氧化反应层处理。

全文数据：一种重返式有机垃圾热解系统及其垃圾热解工艺技术领域本发明属于固废处理技术领域，具体涉及一种重返式有机垃圾热解系统及其垃圾热解工艺。背景技术垃圾，是指在人类日常生活中或者为人类日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为人类生活垃圾的固体废物。其主要来自于居民家庭、商业、餐饮业、旅馆业、旅游业、服务业、市政环卫业、交通运输业、街道打扫垃圾、建筑遗留垃圾、文教卫生业和行政事业单位、工业企业单位、水处理污泥和其它零散垃圾等。垃圾的成分包括有机物和无机物，如厨余物、废纸、废塑料、废织物、废金属、废玻璃、陶瓷碎片、砖瓦渣土、废旧电池、废旧家用电器等。目前我们面临的垃圾问题，已不再是单纯的“何处处理”，而是要作到“如何处理”，才能避免其所造成的环境危害。垃圾处理通常是指通过物理、化学、生物、物化及生化方法把垃圾转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程。垃圾处理的目标是无害化、减量化、资源化。氢气的高热值可达到12789KJm3，氢和氧燃烧只生成水，因此氢能被认为是取代矿物燃料的理想能源。传统的氢气制取主要电解法是和化石燃料催化重整法。而电解法的原料虽可再生，但耗电量惊人。化石燃料催化重整法消耗的是石油、煤、天然气等无法再生的能源，碳氢化合物的杂质和高温下碳的沉积会使催化剂失活，从而影响转换制氢，整个系统被加热到反应温度需要一定的时间，所以采用催化制氢不容易实现随时灵活地关启。目前采用的主要方法包括填埋、热处理、生物处理等。热处理包括焚烧法、热解法及其它处理法。热解法是指将垃圾置于无氧或少量氧气的状态下，利用热能裂解使其分解成为气体、液体或残渣的处理方法，热解产生的油气混合物通常采用闪蒸分离、冷凝工艺产生液态的冷凝油与不凝性热解气，通常要建立复杂的冷凝、蒸馏系统。由于传统的热裂解工艺需要等离子矩或微波等外部热能实现气体重整反应，等离子矩和微波设备都需要额外的电能消耗，投资巨大，设备使用寿命短，维修复杂而频繁，维修成本高昂等缺点，从而影响推广使用。发明内容为了解决上述现有技术中的问题，本发明提供一种重返式有机垃圾热解系统及其垃圾热解工艺能够避免采用过于复杂的重整反应设备二次处理热解产生的油气混合物。本发明所采用的技术方案为：一种重返式有机垃圾热解系统，用于焚烧处理有机垃圾的同时并从有机垃圾中制取富氢合成燃气，其特征在于：包括依次连接的进料系统、热解气化炉、油气重返系统、物料处理系统和物料收集系统，有机垃圾从进料系统进入经过热解气化炉处理后的气体和固体物料通过物料处理系统后分类进入物料收集系统；其中，所述热解气化炉从进料端至出料端依次为干燥层、裂解层、氧化反应层、还原反应层和冷却层，所述油气重返系统与热解气化炉的氧化反应层连通，经过热解气化炉处理后的气液混合物料通过油气重返系统返回氧化反应层处理。进一步的，所述热解气化炉为立式结构，其内底部设有旋转炉排，通过设置与热解气化炉底部连通的固体分选设备对由旋转炉排排出的干料进行筛分；所述油气重返系统的进料端与热解气化炉上部的裂解层连通，油气重返系统的出料端与氧化反应层连通。进一步的，所述进料系统包括依次连接的取料设备、第一输送设备、破碎设备、第二输送设备、烘干设备和第三输送设备，所述第三输送设备与热解气化炉的进料端连通。进一步的，所述进料系统还包括送风系统，所述送风系统包括依次通过管路连通的抽风机和鼓风机，所述鼓风机与热解气化炉的氧化反应层连通。进一步的，所述第一输送设备为A封闭式传输机，第二输送设备为B封闭式传输机，第三输送设备为C封闭式传输机。进一步的，所述物料处理系统包括用于处理固体炭渣的分选机和用于处理气体物料的分离系统，所述分离系统包括至少一个旋风分离器和脱硫洗涤塔，所述脱硫洗涤塔的出料端与物料收集系统中的气体收集器连接；所述分选机与旋风分离器的出料端均与物料收集系统中的固体收集器连接。进一步的，所述热解气化炉为三套筒式结构。一种垃圾热解工艺，采用上述所述的重返式有机垃圾热解系统，具体步骤如下：G1.首先，将有机垃圾转运至存放区堆放；G2.然后通过取料设备抓取定量有机垃圾进入A封闭式传输机中；G3.由A封闭式传输机将有机垃圾输送至破碎设备中进行破碎；G4.破碎设备破碎后的物料通过B封闭式传输机输送至烘干设备中进行烘干；G5.烘干后的物料通过C封闭式传输机从顶部进入热解气化炉中，同时通过送风系统从热解气化炉底部送风，物料在物料在外部热源的作用下开始进行氧化焚烧反应，当炉内温度达到1000-1400℃的温度时稳定反应，物料从顶部的干燥层依次到裂解层、氧化反应层、还原反应层和冷却层，而在裂解反应层初次裂解产生的油气混合物从气化焚烧炉顶部通过重返系统重新进入高温氧化反应区域进行重整反应，固体物料在冷却层向下落出的固体炭渣从旋转炉排排出；G6.在分裂层产生的富氢合成气进过旋风分离器和脱硫洗涤塔处理后进入气体收集器；所述固体炭渣通过分选机分选后得到金属、焦炭和灰分，并分别进入不同的固体收集器。进一步的，所述步骤G5中的热解气化炉的温度在1200℃。进一步的，所述热解气化炉在整个工艺开始运行时的首次加热通过外部加热装置加热，当有富氢合成气产生且热解气化炉的物料投入量达到生产恒定值时便停止外部加热装置加热，由内部氧化反应自身产热持续运行。本发明的有益效果为：本发明中通过将有机垃圾在热裂解气化炉中的有氧条件中发生激烈的氧化反应，气化剂为饱和蒸气和空气或氧气，有机物垃圾发生氧化反应所产生大量的热能使有机物垃圾发生热裂解气化反应，产生富氢合成燃气，驱动整个反应过程所需要的热能全部由有机物垃圾自身的氧化反应所产生的热量来维持（其中包括产生饱和蒸汽的热能），而不需要外部提供热能支持，可以极大地减少额外的成本开支，节省大量投资，实现有机物垃圾资源化利用。而且，通过重返机构绕开有机垃圾物的干燥层、裂解层、还原反应层，直接进入热裂解气化炉下面的高温氧化层区域进行重整反应，而不需要再经过等离子、微波等其它重整设备。使初次裂解产生的油气混合物中所携带的大量焦油，二恶英、呋喃等有害物质，再次得到热裂解，生成富氢合成燃气，经净化后，可直接用于燃气涡轮，发电或直接送入燃烧室作为合成气燃料使用。附图说明图1是本发明的结构框图。其中：1-热解气化炉，2-取料设备，3-A封闭式传输机，4-破碎设备，5-B封闭式传输机，6-烘干设备，7-C封闭式传输机，8-A旋风分离器，9-脱硫洗涤塔，10-B旋风分离器，11-气体收集器，12-分选机。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。实施例1：本实施例是一种重返式有机垃圾热解系统，用于焚烧处理有机垃圾的同时并从有机垃圾中制取富氢合成燃气，其特征在于：包括依次连接的进料系统、热解气化炉、油气重返系统、物料处理系统和物料收集系统，有机垃圾从进料系统进入经过热解气化炉处理后的气体和固体物料通过物料处理系统后分类进入物料收集系统；其中，所述热解气化炉从进料端至出料端依次为干燥层、裂解层、氧化反应层、还原反应层和冷却层，所述油气重返系统与热解气化炉的氧化反应层连通，经过热解气化炉处理后的气液混合物料通过油气重返系统返回氧化反应层处理。热解气化炉为立式结构，其内底部设有旋转炉排，通过设置与热解气化炉底部连通的固体分选设备对由旋转炉排排出的干料进行筛分；所述油气重返系统的进料端与热解气化炉上部的裂解层连通，油气重返系统的出料端与氧化反应层连通。所述进料系统包括依次连接的取料设备、第一输送设备、破碎设备、第二输送设备、烘干设备和第三输送设备，所述第三输送设备与热解气化炉的进料端连通。进料系统还包括送风系统，所述送风系统包括依次通过管路连通的抽风机和鼓风机，所述鼓风机与热解气化炉的氧化反应层连通。所述第一输送设备为A封闭式传输机，第二输送设备为B封闭式传输机，第三输送设备为C封闭式传输机。物料处理系统包括用于处理固体炭渣的分选机和用于处理气体物料的分离系统，所述分离系统包括至少一个旋风分离器和脱硫洗涤塔，所述脱硫洗涤塔的出料端B旋风分离器连接，该分离器主要分离水气，而B旋风分离器的出料口与物料收集系统中的气体收集器连接；所述分选机与旋风分离器的出料端均与物料收集系统中的固体收集器连接。热解气化炉为三套筒式结构。其原理为：首先，将有机垃圾转运至存放区堆放；然后通过取料设备抓取定量有机垃圾进入A封闭式传输机中；由A封闭式传输机将有机垃圾输送至破碎设备中进行破碎；破碎设备破碎后的物料通过B封闭式传输机输送至烘干设备中进行烘干。烘干后的物料通过C封闭式传输机从顶部进入热解气化炉中，同时通过送风系统从热解气化炉底部送风，物料在物料在外部热源的作用下开始进行氧化焚烧反应，当炉内温度达到1200℃的温度时稳定反应，物料从顶部的干燥层依次到裂解层、氧化反应层、还原反应层和冷却层，而在裂解反应层初次裂解产生的油气混合物从气化焚烧炉顶部通过重返系统重新进入高温氧化反应区域进行重整反应，固体物料在冷却层向下落出的固体炭渣从旋转炉排排出；在分裂层产生的富氢合成气进过旋风分离器和脱硫洗涤塔处理后进入气体收集器；所述固体炭渣通过分选机分选后得到金属、焦炭和灰分，并分别进入不同的固体收集器。实施例2：本实施例是一种重返式有机垃圾热解系统，用于焚烧处理有机垃圾的同时并从有机垃圾中制取富氢合成燃气，其特征在于：包括依次连接的进料系统、热解气化炉、油气重返系统、物料处理系统和物料收集系统，有机垃圾从进料系统进入经过热解气化炉处理后的气体和固体物料通过物料处理系统后分类进入物料收集系统；其中，所述热解气化炉从进料端至出料端依次为干燥层、裂解层、氧化反应层、还原反应层和冷却层，所述油气重返系统与热解气化炉的氧化反应层连通，经过热解气化炉处理后的气液混合物料通过油气重返系统返回氧化反应层处理。热解气化炉为立式结构，其内底部设有旋转炉排，通过设置与热解气化炉底部连通的固体分选设备对由旋转炉排排出的干料进行筛分；所述油气重返系统的进料端与热解气化炉上部的裂解层连通，油气重返系统的出料端与氧化反应层连通。所述进料系统包括依次连接的取料设备、第一输送设备、破碎设备、第二输送设备、烘干设备和第三输送设备，所述第三输送设备与热解气化炉的进料端连通。进料系统还包括送风系统，所述送风系统包括依次通过管路连通的抽风机和鼓风机，所述鼓风机与热解气化炉的氧化反应层连通。所述第一输送设备为A封闭式传输机，第二输送设备为B封闭式传输机，第三输送设备为C封闭式传输机。物料处理系统包括用于处理固体炭渣的分选机和用于处理气体物料的分离系统，所述分离系统包括至少一个旋风分离器和脱硫洗涤塔，所述脱硫洗涤塔的出料端B旋风分离器连接，该分离器主要分离水气，而B旋风分离器的出料口与物料收集系统中的气体收集器连接；所述分选机与旋风分离器的出料端均与物料收集系统中的固体收集器连接。热解气化炉为三套筒式结构。热解气化炉在整个工艺开始运行时的首次加热通过外部加热装置加热，当有富氢合成气产生且热解气化炉的物料投入量达到生产恒定值时便停止外部加热装置加热，由内部氧化反应自身产热持续运行。具体原理为：建立了5000kgh往复式热裂解组合从有机物垃圾中制取合成燃气系统，将5000kgh有机物垃圾干燥后引入破碎设备4破碎到5cm的直径以下，破碎后的垃圾经给料口注入往复式的热解气化炉1，热解气化炉1的尺寸为Φ2700mm×4000mm。热解气化炉1内，在1000℃-1200℃有氧条件下发生氧化反应，从而驱动垃圾发生热裂解反应，产生固体炭渣和油气混合物两部分，固体炭渣由热裂炉旋转炉排排出后，经回收物分选机12分离出金属、焦炭和灰分。热裂解产生的油气混合物通过回流直接进入热裂解气化炉高温氧化层区域进行重整反应，经重整反应后生成富氢的合成气，其中所述的富氢合成气的具体成分如下：H2体积含量：32％CO体积含量：28％CO2体积含量：30％CH4体积含量：7.5%CnHm体积含量2.5%气体热值为12MJm³，合成燃气通过合成气收集设备收集净化后送入燃烧室内作为合成气燃料使用。本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

权利要求：1.一种重返式有机垃圾热解系统，用于焚烧处理有机垃圾的同时并从有机垃圾中制取富氢合成燃气，其特征在于：包括依次连接的进料系统、热解气化炉、油气重返系统、物料处理系统和物料收集系统，有机垃圾从进料系统进入经过热解气化炉处理后的气体和固体物料通过物料处理系统后分类进入物料收集系统；其中，所述热解气化炉从进料端至出料端依次为干燥层、裂解层、氧化反应层、还原反应层和冷却层，所述油气重返系统与热解气化炉的氧化反应层连通，经过热解气化炉处理后的气液混合物料通过油气重返系统返回氧化反应层处理。2.根据权利要求1所述的一种重返式有机垃圾热解系统，其特征在于：所述热解气化炉为立式结构，其内底部设有旋转炉排，通过设置与热解气化炉底部连通的固体分选设备对由旋转炉排排出的干料进行筛分；所述油气重返系统的进料端与热解气化炉上部的裂解层连通，油气重返系统的出料端与氧化反应层连通。3.根据权利要求1或2所述的一种重返式有机垃圾热解系统，其特征在于：所述进料系统包括依次连接的取料设备、第一输送设备、破碎设备、第二输送设备、烘干设备和第三输送设备，所述第三输送设备与热解气化炉的进料端连通。4.根据权利要求3所述的一种重返式有机垃圾热解系统，其特征在于：所述进料系统还包括送风系统，所述送风系统包括依次通过管路连通的抽风机和鼓风机，所述鼓风机与热解气化炉的氧化反应层连通。5.根据权利要求4所述的一种重返式有机垃圾热解系统，其特征在于：所述第一输送设备为A封闭式传输机，第二输送设备为B封闭式传输机，第三输送设备为C封闭式传输机。6.根据权利要求5所述的一种重返式有机垃圾热解系统，其特征在于：所述物料处理系统包括用于处理固体炭渣的分选机和用于处理气体物料的分离系统，所述分离系统包括至少一个旋风分离器和脱硫洗涤塔，所述脱硫洗涤塔的出料端与物料收集系统中的气体收集器连接；所述分选机与旋风分离器的出料端均与物料收集系统中的固体收集器连接。7.根据权利要求1或2所述的一种重返式有机垃圾热解系统，其特征在于：所述热解气化炉为三套筒式结构。8.一种垃圾热解工艺，其特征在于：采用上述权利要求6所述的重返式有机垃圾热解系统，具体步骤如下：G1.首先，将有机垃圾转运至存放区堆放；G2.然后通过取料设备抓取定量有机垃圾进入A封闭式传输机中；G3.由A封闭式传输机将有机垃圾输送至破碎设备中进行破碎；G4.破碎设备破碎后的物料通过B封闭式传输机输送至烘干设备中进行烘干；G5.烘干后的物料通过C封闭式传输机从顶部进入热解气化炉中，同时通过送风系统从热解气化炉底部送风，物料在物料在外部热源的作用下开始进行氧化焚烧反应，当炉内温度达到1000-1400℃的温度时稳定反应，物料从顶部的干燥层依次到裂解层、氧化反应层、还原反应层和冷却层，而在裂解反应层初次裂解产生的油气混合物从气化焚烧炉顶部通过重返系统重新进入高温氧化反应区域进行重整反应，固体物料在冷却层向下落出的固体炭渣从旋转炉排排出；G6.在分裂层产生的富氢合成气进过旋风分离器和脱硫洗涤塔处理后进入气体收集器；所述固体炭渣通过分选机分选后得到金属、焦炭和灰分，并分别进入不同的固体收集器。9.根据权利要求8所述的一种垃圾热解工艺，其特征在于：步骤G5中的热解气化炉的温度为1200℃。10.根据权利要求8所述的一种垃圾热解工艺，其特征在于：所述热解气化炉在整个工艺开始运行时的首次加热通过外部加热装置加热，当有富氢合成气产生且热解气化炉的物料投入量达到生产恒定值时便停止外部加热装置加热，由内部氧化反应自身产热持续运行。

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