一种在垃圾热解进料过程中实现绝氧环境的系统和方法与流程

本发明属于垃圾能源化利用技术领域，具体涉及一种在垃圾热解进料过程中实现绝氧环境的系统和方法。

背景技术：

随着世界经济与技术的高速发展，生活垃圾的产量也速增。生活垃圾能源化利用越来越得到人们的重视，如何实现垃圾变废为宝，完成资源的二次利用，是人们一直研究的热点课题。一般垃圾的处理方式分为堆肥、填埋、焚烧等技术。随着生活水平不断提高，生活垃圾中可燃物、易燃物的含量大幅增长，提高了垃圾的热值，为生活垃圾燃烧技术的应用和发展提供了必要条件，垃圾焚烧发电成为当今世界上泛应用的生活垃圾处理技术。在垃圾焚烧技术发展前期，由于对其认识不足，导致焚烧过程中产生二噁英，由于其具有高毒、持久、生物积累性，在世界范围内对人们的身体健康造成恶劣影响。随着焚烧技术的发展，主要通过提高焚烧温度，减少了二噁英的产生，但是增加了生产成本，对焚烧的经济性产生了影响。

产生二噁英的条件为：有形成二噁英的基本元素(碳、氧、氯、氢)或前驱物，一定的温度范围、金属催化剂、氧化所需的氧气。热解过程由于是在还原气氛下进行，能有效的抑制二噁英的合成。其次，经过净化处理后的热解气不存在具有催化作用的物质(金属或其氧化物)，其高温燃烧过程是一个彻底而洁净的氧化过程。

无氧环境的建立从源头上切断了二噁英从头合成的可能性，大大的减少了二噁英的生成，随着环保要求的提高，采用热解技术处理生活垃圾越来越得到人们的重视。其次，空气进入到热解反应器中，与高温的油气接触，存在爆炸的危险。热解技术大部分处于研发阶段，由于垃圾属于固体物料，要实现工业化连续生产，需要垃圾进行连续进料，现有专利技术中多数并未提及如何对垃圾热解进料的密封，热解反应器的密封是阻碍垃圾热解技术产业化的难点之一。

技术实现要素：

本发明的目的在于：本发明提供一种在垃圾热解进料过程中实现绝氧环境的系统和方法，在一定程度上解决已有技术中存在的连续进料密封性问题、通过建立料位实现了热载体循环过程的动态密封，克服现有技术中的缺陷，降低生活垃圾处理的成本，增加垃圾热解的安全性，实现生活垃圾的无害化及资源化处理，实现其经济效益与社会效益。

本发明的技术方案如下：

一种在垃圾热解连续固体进料过程中实现绝氧环境的系统，包括热解反应器、氮气置换口、热解气出口、垃圾进料装置、热载体进料装置和返料装置。

所述的氮气置换口，用于在系统开车时先通入氮气，对热解反应器进行氮气置换。

氮气置换口设置在热解反应器上。

热解气出口设置在热解反应器上。

垃圾进料装置、热载体进料装置通过管道与热解反应器相连接。

返料装置通过管道与热解反应器相连接。

所述的垃圾进料装置，用于垃圾进入热解反应器，通过内部结构的设计实现对垃圾的挤压使垃圾在下料管内堆积形成料封，隔绝空气。

所述的热载体进料装置，用于热载体进入热解反应器，控制热载体进入热解反应器的流量。

所述的返料装置，采用无轴螺旋形式。

一种在垃圾热解连续固体进料过程中实现绝氧环境的方法，包括以下步骤：

步骤一，开车时，氮气由氮气置换口进入到热解反应器中，置换其内部和与之相连接的设备内部的空气；

步骤二，垃圾由垃圾进料装置进入到热解反应器中，其中垃圾进料装置通过内部结构的设计实现对垃圾的挤压，在下料管中形成料封，隔绝大气与热解反应器的连通；

步骤三，被加热的热载体经过热载体进料装置进入到热解反应器中，与垃圾直接接触传热进行热解反应，热解反应产生的高温油气通过热解气出口进入到下游装置中；

步骤四，热载体进料装置，用于控制热载体进入热解反应器的流量，保证在热解反应器上端的管道中，有一段热载体的料柱，实现热载体的料封；

步骤五，热解反应完成后的形成的热解残碳与热载体一起，在重力的作用下进入到返料装置中，由返料装置中的无轴螺旋输送至热载体加热装置中，控制无轴螺旋的旋转速率，实现在返料装置上端的管道中有一段物料的料柱，形成物料的料封。

本发明的显著效果在于：

本发明采用自主研发的进料、返料及下料装置，通过氮气置换、垃圾物料密封、热载体料柱密封，热解产物料柱密封的方式，实现了垃圾进料及热载体循环的动态密封，保证了热解反应器的无氧环境，实现了垃圾连续进料工况下的无氧操作，杜绝了垃圾在热解过程中二噁英从头合成的可能性，而且避免了因漏气产生的爆炸危险，降低生活垃圾处理的成本，实现垃圾的无害化、资源化利用，符合现阶段节能减排的大方针。

附图说明

图1为本发明所述的一种在垃圾热解进料过程中实现绝氧环境的系统的结构示意图。

图中：热解反应器1、氮气置换口2、热解气出口3、垃圾进料装置4、热载体进料装置5、返料装置6。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明所述的一种在垃圾热解进料过程中实现绝氧环境的系统和方法作进一步详细说明。

如图1所示，本发明一种在垃圾热解连续固体进料过程中实现绝氧环境的系统，包括热解反应器1、氮气置换口2、热解气出口3、垃圾进料装置4、热载体进料装置5和返料装置6；其中，热解反应器1上设有氮气置换口2、热解气出口3，其中垃圾进料装置4、热载体进料装置5与返料装置6均通过管道与热解反应器1相连接，并且通过料封，实现大气与热解反应器内部的隔绝，使热解反应器1在垃圾热解过程中处于绝氧状态。

在本实施例中，所述的氮气置换口2，用于在系统开车时先通入氮气，对热解反应器1进行氮气置换，保证热解反应器1内的无氧环境。所述的垃圾进料装置4，用于垃圾进入热解反应器1，通过内部结构的设计实现对垃圾的挤压使垃圾在下料管内堆积形成料封，隔绝空气。所述的热载体进料装置5，用于热载体进入热解反应器1，控制热载体进入热解反应器1的流量，保证在热解反应器1上端热载体进料装置5的管道中，有一段热载体的料柱，实现热载体的料封。所述的返料装置6，采用无轴螺旋形式，控制螺旋转速，保证热解残碳及热载体在管道中有一定的料柱，隔绝空气。

基于上述系统的一种在垃圾热解连续固体进料过程中实现绝氧环境的方法，包括以下步骤：

步骤一，开车时，氮气由氮气置换口2进入到热解反应器1中，置换其内部和与之相连接的设备内部的空气；

步骤二，垃圾由垃圾进料装置4进入到热解反应器1中，其中垃圾进料装置4通过内部结构的设计实现对垃圾的挤压，在下料管中形成料封，隔绝大气与热解反应器1的连通；

步骤三，被加热的热载体经过热载体进料装置5进入到热解反应器1中，与垃圾直接接触传热进行热解反应，热解反应产生的高温油气通过热解气出口3进入到下游装置中；

步骤四，热载体进料装置5，用于控制热载体进入热解反应器1的流量，保证在热解反应器1上端的管道中，有一段热载体的料柱，实现热载体的料封；

步骤五，热解反应完成后的形成的热解残碳与热载体一起，在重力的作用下进入到返料装置6中，由返料装置6中的无轴螺旋输送至热载体加热装置中，控制无轴螺旋的旋转速率，实现在返料装置6上端的管道中有一段物料的料柱，形成物料的料封。

上述实现热解反应器无氧环境的系统，从源头杜绝了二噁英从头合成的可能性，从而大大降低了二噁英的生成量，并且增加了垃圾热解过程的安全性。