本发明专利技术涉及用于无废热解处理和完全利用城市和生活垃圾的系统和方法。废物顺序通过分类、粉碎、干燥、储存装置，并且送至用于热解处理的热解反应器。热解中产生的合成气通过干净化、除尘、用水的第一湿净化、用碱的第二湿净化、和浮选装置，该浮选装置用于分离净化后可用于工业用途的水。净化的合成气还流经吸收器然后用作发电装置如可发电的燃气涡轮热电联供装置的工作介质。热解反应的固体产物如焦炭回到反应器用于二次燃烧，并且反应热可在干燥器等中利用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及废物处理，更具体而言涉及通过热解处理来进行无废处理和完全利用城市和生活固体废物的方法、系统和反应器。
技术介绍
城市废物、工业废物、农业废物和其它类型废物的清除问题随着人口增加和生产发展日益严重，特别是在工业发达国家中。每年美国产生110亿吨(100亿公吨)的固体废物。固体废物是含水量小于70% 的废料。该种类废料包括如生活垃圾、某些工业废物、某些矿业废物和油田废物(如钻屑) 等材料。液体废物通常为含有小于固体的废水。此类废物可包含高浓度的溶解盐类和金属。淤泥是一种介于液体和固体之间的废物。它通常包含3%-25%的固体，其余的材料是水溶性材料。联邦条例将废物归类为三种不同种类，例如无危险的废物(如生活垃圾)、普通有害废物(如具有可燃性或反应性的那些废物)和特殊的有害废物(如放射性废物和医疗废物)。有许多不同的处理废物的方法，其中最普通的是填埋处理。在现代填埋中，废物是稀疏展开，并且压实层由干净泥土层覆盖。废物处理的另一方法是焚烧。燃烧使得废物消失的荒诞说法已经导致焚烧成为处理包括有害废物在内的多种废物的广泛使用的方法。然而，伴随着废物的消除，焚烧炉产生剧毒气体。此外，焚烧灰受到重金属、未燃化学品和在燃烧过程中形成的新化学品的污染。 然后这些灰被埋入填埋场中或倾倒在环境中。换句话说，焚烧是工业将大量废物分解并且通过空气、水和灰排放将其散播至环境中。因此，工业隐藏了目前的废物问题并且将它们转嫁给后代。现有数据表明即使是在“现代化”焚烧炉中燃烧有害废物，也会产生重金属、未燃有毒化学品，并且产生新污染物-在焚烧过程中形成的全新化学品。废物处理的另一种方法是废物的热解。热解是在无氧气情况下通过加热进行材料的化学分解。已有许多不同的方法和装置在本领域中用于废物的热解处理。例如，1982年对S. Stokes授权的专利号为4，308，807的美国专利公开了利用明火和对流加热的放射性加热来热解处理由可受热分解的固体材料组成的城市废物和其它废物的装置。该专利技术目的在于部分初始能量输入的回收。初始热能输入源可从可再生燃料如木屑等的气化到一次燃料的燃烧而变化，但是最好是通过燃烧至少一部分由废物处理而产生的气态热解气体来增加初始热能输入源。此装置能够在即能在热解处理前处理废物也能在热解处理后处理废物。热解温度相对较低，为250°C-600°C。未处理的废物直接在热解反应器中干燥。副产物包含液体燃料如油。尽管由装置产生的热在废物处理系统中再使用，但装置没有产生热能作为其最终产物。它的另一缺点是在处理中产生的气体未经初步净化就排放到空气中。5 1997年对D. Buizza等人授权的专利号为5，678，496的美国专利记载了用于热解处理含有机材料的废物，特别是城市固体废物的方法和装置。该方法将废物装载到运输车上，将载有废物的电车引入具有热解室的处理隧道中，通过将废物间接加热至 5000C -6000C的温度进行废物的热解，从热解室中排出由热解产生的气相物质，并且从隧道中移开电车以卸载留在电车上的固体残渣。由热解获得的气体通过碳酸氢盐处理进行预先净化，包括使用成核剂和/或吸附剂，例如碳酸氢钠或活性炭细粉。预先净化的气体散逸进入空气中，同时热解的碳残渣可被利用。1999年对A. Hansen等人授权的专利号为5，868，085的美国专利公开了废料烃成分的热解系统。该系统包括处理装置，其特征为具有形成第一反应釜半部和第二反应釜半部的横截面为椭圆形的反应釜。在系统运行的任何特定时期，待处理材料每次仅选择性地沉积在反应釜的半部上。这样做是为了避免未使用半部的磨损，从而延长了反应釜组件的寿命。为了改善系统效率，热解中形成的气体被重新调整直接进入反应釜内部。在排入空气中之前，热解的气体产物通过使用多个可选择性拆卸的注气管去除污染物得到净化，成为气体热氧化的燃料。各注入管可独立于任何其它注入管被拆除掉用于净化，并且拆除可在不中断系统运行的情况下完成。系统具有使用太阳能的干燥器，其显著限制了系统的使用区域。2001年对M. Kaneko等人授权的专利号为6，178，899的美国专利记载了用于工业和家庭废物的热解处理的装置，其通过在隔绝空气条件下碳化含有机物质的废物以便将废物分离为热解气体和热解残渣。该热解处理在1000°C-120(TC的高温下进行。在该方法的气相裂化步骤中，热解气体与氧化物组分反应以热分解热解气体中的高分子烃。氧化反应产生的热使包含低分子烃的裂解气生成。然后产物通过残渣冷却步骤，冷却和固化热解残渣。获得的固体残渣经机械压碎后分类获得主要由热解的有机物质和无机组分构成的热解炭。将获得的热解炭与燃料和氧气或空气混合使其在高温下燃烧，熔融和气化碳组分以获得包含低分子烃的气化气体。因此，从裂解炉中获得的热解气体和热解残渣被分别处理。该方法中获得的净化气体储存在贮气罐中并且可按要求将其提供给气体发动机、锅炉、热解室或任何其它装置。尽管气体在多个步骤中净化，但系统并未除去CO2，这会妨碍得到的气体燃料中含热量的增加。2005年公开的美国专利(申请公开号20059939650，专利技术人C. Cole等人)记载了以某种方式通过温度改变引起容器的极小移动或弯曲的废物处理热解反应器。在反应器中借助单叶轴混合废物。2003年对W. Walker授权的美国专利(专利号6，619，214)公开了用于废物处理的方法和装置。该装置包括四个主要相互配合的子系统，即热解转炉、两级热氧化炉、蒸汽发生器和由蒸汽发生器产生的蒸汽驱动的汽轮机。在运转中，加热热解转炉时火焰不接触反应器组件，待热解废料由一对纵向延伸的并行材料传输机构输送通过热解转炉的反应室。 然而，系统仅设计用于气体的二次燃烧，无法进行后续处理以将气体产物作为发电机燃料。 尽管废物进料器制造为两个平行搅龙，但后者只能输送废物而不能有效混合废物。2007年公开的美国专利申请(公开号20070113761，专利技术人C. Cole，等人)公开了具有双刀间阀的废物处理热解反应器。该装置具有热容器、连接热容器的用于将废料供入热容器的进料口、加热热容器的加热器、和至少一个双刀闸阀，其位于装置中用于控制废料通过装置的内部空间的通道并且限制气体进入热容器。双刀闸阀具有至少一个向另一桨叶移动的活动桨叶。废物在移动过程没有得到有效混合。2007年公开的美国专利申请(公开号20070186829，专利技术人C. Cole，等人)公开了变速废物处理热解装置，包括热解室和适合于使废物以不同速度沿热解室的长度方向移动通过热解室的运动机构。该系统的总构思是改变材料通过热解室的运动速率。具体而言， 当材料刚刚进入室时其可以以较慢速率运动，而在将它加热后向热解室出口运动时可以以较快速率运动。运动机构包含配有螺杆的两个轴，螺杆转变为浆叶。轴以相反方向旋转，因此可从中心区获得材料并将其输送至热解室外围。2007年公开的美国专利申请(公开号20070289507，专利技术人W. Parrott等人)公开了在多个热解室中热解废物以生产气体燃料和残留材料的系统、方法和装置。将气体燃料送至二次燃烧室，可向其中加入其它原料以产生具有预定温度的加热气体。可在各种设备，例如热交换器等中使用该加热气体。但该系统没有配备材料碾碎机和干燥器本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种处理和利用城市和生活废物的系统，包括以下串联的主要模块：废物预处理和进料模块、热解反应器、合成气净化模块和能量产生装置，其中废物预处理和进料模块包括：废物分选装置，用于将待处理的废物分类并且除去不能处理的物质；废物混合物粉碎机，用于将预分类废物粉碎以生产适合于处理和利用的预定尺寸的粉碎废物，该废物混合物粉碎机与废物分选装置连接；用于干燥所述粉碎废物的干燥器，该干燥器与废物混合物粉碎机连接；和具有装载机构和卸载机构的干燥废物储存器，装载机构连接干燥器，而卸载机构连接将废物主要分解为合成气和热解固体产物的热解反应器；合成气净化模块包括：干净化器，其包括除尘器且与热解反应器连接用于接收热解中产生的合成气；用于降低气体温度的气体冷却器；与气体冷却器连接的湿净化级联，其包括与气体冷却器连接并且用水流净化合成气的第一湿合成气净化器，和与第一湿合成气净化器连接并且用碱溶液流净化合成气的第二湿合成气净化器；以及与湿净化级联连接的吸收器，用于接收来自湿净化级联的合成气以及从合成气中至少分离出可再用的气体二氧化碳；该系统还包括：与湿净化级联连接并且生产可再用水的浮选器；与热解反应器的卸载机构连接的离心器，其用来提纯热解的固体产物；与吸收器连接的解吸器，其具有将从吸收器中获得的ＣＯ２－饱和水溶液分离为ＣＯ２和生产用水的装置。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·费雷尔，
申请(专利权)人：绿灯能源解决方案有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US
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