本發(fā)明涉及固廢資源化利用與土壤修復(fù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用秸稈燃燒放熱進(jìn)行垃圾制炭系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，城鎮(zhèn)垃圾迅猛增加，一方面污染土壤、水體和大氣，傳播疾病，另一方面又是當(dāng)今世界唯一不斷增長(zhǎng)的資源。如何在無害化、減量化的同時(shí)對(duì)垃圾中的資源進(jìn)行充分利用，是世界各國所面臨的重要問題。
垃圾熱解制取生物炭在資源綜合利用、節(jié)能、減少溫室氣體排放、以廢治廢等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，所制取的生物碳具有很高的電荷密度和大量的表面負(fù)電荷，能吸附水、土壤或沉積物中的無機(jī)離子(如Pb2+、Hg2+和NO3-等)以及極性或非極性有機(jī)化合物，可用于處理廢水和污染的土壤。另外生物碳還作為土壤活性調(diào)理劑，通過添加氮磷鉀，制成生物肥料。因此，垃圾熱解制取生物炭技術(shù)越來越被認(rèn)為是解決垃圾處理問題最佳處理技術(shù)之一。.
市面上的間接加熱炭化爐(如電加熱爐、夾套加熱爐)運(yùn)行成本高，并且現(xiàn)有燒炭技術(shù)均是將產(chǎn)生的廢氣直接排放或作簡(jiǎn)易處理，不具備轉(zhuǎn)化再利用的條件，因此存在著一定的浪費(fèi)。
本發(fā)明提出一種利用秸稈燃燒放熱進(jìn)行垃圾制炭系統(tǒng)，一方面將生活垃圾變成生物炭，變廢為寶；另一方面，利用農(nóng)村豐富的秸稈，將秸稈燃燒所放出的熱量提供給垃圾干燥和熱解過程，為秸稈和垃圾處理同時(shí)提供一種出路。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)以上缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種能將秸稈和生活垃圾合理利用，進(jìn)一步變成生物炭的利用秸稈燃燒放熱進(jìn)行垃圾制炭系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種利用秸稈燃燒放熱進(jìn)行垃圾制炭系統(tǒng)，包括秸稈燃燒爐(2)、導(dǎo)熱油換熱器(3)、垃圾干燥爐(8)、冷卻塔(9)和炭化爐(13)，所述秸稈燃燒爐(2)的排氣口通過氣體管道與導(dǎo)熱油換熱器(3)的進(jìn)氣口連接，所述導(dǎo)熱油換熱器(3)的出油口通過輸油管道與垃圾干燥爐(8)的進(jìn)油口連接，所述垃圾干燥爐(8)的排氣口通過氣體管道與冷卻塔(9)的進(jìn)氣口連接，且所述冷卻塔(9)的排氣口通過氣體管道與秸稈燃燒爐(2)的進(jìn)氣口連接；
所述垃圾干燥爐(8)的出油口通過輸油管道與導(dǎo)熱油換熱器(3)的進(jìn)油口連接，且所述垃圾干燥爐(8)的垃圾出口通過垃圾管道與炭化爐(13)的垃圾入口連接；
所述秸稈燃燒爐(2)的排氣口通過氣體管道與炭化爐(13)的進(jìn)氣口連接，所述炭化爐(13)的排氣口通過氣體管道與秸稈燃燒爐(2)的進(jìn)氣口連接。
進(jìn)一步的，所述導(dǎo)熱油換熱器(3)的排氣口通過氣體管道連接煙囪(4)，且導(dǎo)熱油換熱器(3)至煙囪(4)的連接管道上依次安裝有除塵器(7)、引風(fēng)機(jī)(6)和酸洗塔(5)。
進(jìn)一步的，所述垃圾干燥爐(8)出油口與導(dǎo)熱油換熱器(3)進(jìn)油口的連接管道上安裝有導(dǎo)熱油箱(11)和導(dǎo)熱油循環(huán)泵(12)。
進(jìn)一步的，所述垃圾干燥爐(8)垃圾出口連接炭化爐(13)垃圾入口的管道上安裝有鎖氣閥(10)。
進(jìn)一步的，所述炭化爐(13)排氣口連接秸稈燃燒爐(2)進(jìn)氣口的管道上安裝有熱解氣循環(huán)風(fēng)機(jī)(14)。
進(jìn)一步的，所述秸稈燃燒爐(2)通過氣體管道連接有鼓風(fēng)機(jī)(1)。
本發(fā)明的有益效果為：
1.相比間接加熱炭化爐(如電加熱爐、夾套加熱爐)，本發(fā)明采用秸稈燃燒放熱給炭化爐提供熱源，利用農(nóng)業(yè)廢棄物，實(shí)現(xiàn)以廢治廢，運(yùn)行成本大大降低。
2.本發(fā)明采用高溫?zé)煔庵苯优c垃圾接觸，干燥速率和炭化速率大，整個(gè)截面反應(yīng)均勻，不會(huì)出現(xiàn)局部過熱或過冷現(xiàn)象。炭化爐可采用耐火磚+保溫磚+外碳鋼護(hù)板結(jié)構(gòu)，投資成本小。相比炭化爐采用間接加熱方式，具有傳熱快、炭化速率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、故障率低、能耗小、設(shè)備投資低等特點(diǎn)。另外炭化爐單臺(tái)處理量大大超過間接加熱炭化爐。
3.炭化爐產(chǎn)生的可燃組分和焦油作為燃燒風(fēng)通入秸稈燃燒爐，一方面實(shí)現(xiàn)能量梯級(jí)利用，無能量浪費(fèi)；另一方面解決焦油污染環(huán)境問題。
4.本發(fā)明部分高溫?zé)煔饧訜釋?dǎo)熱油，加熱后的導(dǎo)熱油對(duì)垃圾進(jìn)行間接加熱，垃圾干燥過程產(chǎn)生的臭氣通入秸稈燃燒爐，系統(tǒng)無臭氣排放。
5.本發(fā)明系統(tǒng)流程簡(jiǎn)單，每個(gè)單元設(shè)備都有成熟產(chǎn)品，運(yùn)行可靠，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益明顯。
附圖說明
圖1是本發(fā)明利用秸稈燃燒放熱進(jìn)行垃圾制炭系統(tǒng)流程示意圖。
附圖標(biāo)記說明
1-鼓風(fēng)機(jī)、2-秸稈燃燒爐、3-導(dǎo)熱油換熱器、4-煙囪、5-酸洗塔、6-引風(fēng)機(jī)、7-除塵器、8-垃圾干燥爐、9-冷卻塔、10-鎖氣閥、11-導(dǎo)熱油箱、12-導(dǎo)熱油循環(huán)泵、13-炭化爐、14-熱解氣循環(huán)風(fēng)機(jī)、a-秸稈、b-秸稈灰、c-高溫?zé)煔?、d-高溫導(dǎo)熱油、e-垃圾、f-干垃圾、g-生物炭、h-廢水。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
如圖1所示，一種利用秸稈燃燒放熱進(jìn)行垃圾制炭系統(tǒng)，包括秸稈燃燒爐2、導(dǎo)熱油換熱器3、垃圾干燥爐8、冷卻塔9和炭化爐13，秸稈燃燒爐2的排氣口通過氣體管道與導(dǎo)熱油換熱器3的進(jìn)氣口連接，導(dǎo)熱油換熱器3的出油口通過輸油管道與垃圾干燥爐8的進(jìn)油口連接，垃圾干燥爐8的排氣口通過氣體管道與冷卻塔9的進(jìn)氣口連接，且冷卻塔9的排氣口通過氣體管道與秸稈燃燒爐2的進(jìn)氣口連接。
垃圾干燥爐8的出油口通過輸油管道與導(dǎo)熱油換熱器3的進(jìn)油口連接，且連接管道上安裝有導(dǎo)熱油箱11和導(dǎo)熱油循環(huán)泵12。垃圾干燥爐8的垃圾出口通過垃圾管道與炭化爐13的垃圾入口連接，且連接管道上安裝有鎖氣閥10。
導(dǎo)熱油換熱器3的排氣口通過氣體管道連接煙囪4，且導(dǎo)熱油換熱器3至煙囪4的連接管道上依次安裝有除塵器7、引風(fēng)機(jī)6和酸洗塔5。
秸稈燃燒爐2的排氣口通過氣體管道與炭化爐13的進(jìn)氣口連接，炭化爐13的排氣口通過氣體管道與秸稈燃燒爐2的進(jìn)氣口連接，且炭化爐13排氣口連接秸稈燃燒爐2進(jìn)氣口的管道上安裝有熱解氣循環(huán)風(fēng)機(jī)14。秸稈燃燒爐2通過氣體管道連接有鼓風(fēng)機(jī)1。炭化爐13采用移動(dòng)床結(jié)構(gòu)。
下面闡述應(yīng)用本發(fā)明的具體方法步驟及相應(yīng)工作原理：
秸稈燃料燃燒產(chǎn)生850℃左右高溫?zé)煔?，煙氣含氧量控制?％左右，高溫?zé)煔庖徊糠诌M(jìn)入炭化爐，一部分進(jìn)入導(dǎo)熱油換熱器。
考慮到垃圾干燥過程中會(huì)有少量臭氣產(chǎn)生，本發(fā)明采用垃圾間接干燥方法。將秸稈a放入秸稈燃燒爐，秸稈燃燒爐出來的高溫?zé)煔鈉一部分進(jìn)入導(dǎo)熱油換熱器，對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，高溫?zé)煔饨禍睾笠来谓?jīng)過除塵器、引風(fēng)機(jī)、酸洗塔后由煙囪排空。導(dǎo)熱油換熱器出來的高溫導(dǎo)熱油d進(jìn)入垃圾干燥爐，對(duì)放入的垃圾e進(jìn)行間接加熱。加熱完的導(dǎo)熱油從垃圾干燥爐中流出，通過導(dǎo)熱油循環(huán)泵一同流入導(dǎo)熱油換熱器。而垃圾干燥爐出來的高含濕量的廢氣經(jīng)過冷卻塔排除廢水h后，作為補(bǔ)充風(fēng)通入秸稈燃燒爐，在燃燒爐內(nèi)徹底分解垃圾干燥產(chǎn)生的臭氣，同時(shí)加熱過后的干垃圾f通過垃圾管道進(jìn)入炭化爐，管道上的鎖氣閥則限制了廢氣的通過。
在炭化爐內(nèi)，高溫?zé)煔鈉從下而上流過，干垃圾f從上而下運(yùn)動(dòng)。高溫?zé)煔鈉一方面為垃圾炭化反應(yīng)提供熱源，另一方面煙氣中含有的少量氧氣與垃圾發(fā)生氣化反應(yīng)，提供部分熱量。因煙氣中氧氣量較少，炭化爐整體上處于吸熱反應(yīng)狀態(tài)，垃圾在缺氧狀態(tài)下經(jīng)過預(yù)熱、炭化、氣化等階段裂解成生物炭g。炭化爐溫度控制在400℃～800℃，固體停留時(shí)間15-120min。炭化爐采用移動(dòng)床結(jié)構(gòu)，出口熱解氣含塵量很少。
炭化爐頂部排氣口出來的廢氣含有垃圾氣化和炭化過程產(chǎn)生的一定量的可燃組分(CO、H2、CxHy等)、焦油、水分，可燃組分和焦油具有一定的熱值，廢氣通過熱解氣循環(huán)風(fēng)機(jī)后與鼓風(fēng)機(jī)輸送的空氣一起作為秸稈燃燒爐的燃燒風(fēng)。在燃燒爐高溫環(huán)境下，炭化爐產(chǎn)生的可燃組分發(fā)生燃燒反應(yīng)，焦油發(fā)生徹底分解燃燒，一方面實(shí)現(xiàn)能量梯級(jí)利用，無能源浪費(fèi)；另一方面，系統(tǒng)無焦油和臭氣排放，廠區(qū)周圍環(huán)境得到有效改善。并且燃燒后的秸稈灰b從秸稈燃燒爐的排渣口排出處理。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明熱源為秸稈，也可為煤矸石、木屑等燃料。本發(fā)明采用垃圾制炭，也可利用廢輪胎、農(nóng)林廢物等物料。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，做出的改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。