本发明涉及固体废物处理技术领域，特别是涉及固体废物全热裂解工艺及其固体废物全热裂解装置。
背景技术：
固体废物处理是对一般固体废物、危险固体废物进行无害化、减量化和稳定化处理的过程。随着国家环境保护政策标准的提高，各废物的无害化处理也上到了一个新的台阶。在此情况下，废物完全无害化处理也已成为环境保护环节中最复杂、且成本需求最高的一部分。除此之外，当前最为紧迫的是缺乏比较科学、完善和适用的处理工艺及设备。
现有技术中的固体废物处理方法主要有以下几种：
焚烧处理工艺，焚烧处理是当前固体废物处理最常规、使用范围最广的一种方法，焚烧工艺具有技术难度低、设备结构简单、制造成本低廉的优点，因此也是当前采用最多的废物处理工艺。焚烧处理工艺存在不可克服的缺陷，即在焚烧过程中会产生大量的二恶英、飞灰等多种有毒、污染的气体，且焚烧不完全的残渣仍然具有染污性，会对环境带来二次污染。
热解加焚烧工艺，热解加焚烧工艺是将固体废物首先在缺氧状态下加热物料，使固体废物进行低温热解，然后再送入焚烧炉进行燃烧的工艺。该工艺可在一定程度上减少二恶英和飞灰的产生，对环境的二次污染影响优于焚烧工艺。但热解加焚烧工艺需将处理流程分为两个阶段，因此工艺更为复杂，设备制造及投入成本高，工艺操作及控制也存在难度，在操作不当的情况下常常出现与焚烧工艺相同的环境污染结果。
技术实现要素：
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种减量化、无害化的固体废物全热裂解工艺及其固体废物全热裂解装置。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种固体废物全热裂解工艺，包括以下步骤：
将固体废物置于含氧量低于15％的密闭腔室内；
对固体废物进行加热处理，加热处理的温度为300℃至2000℃之间，加热处理的时间为10分钟以上，加热处理的方式为间接式加热,从而使固体废物发生全热裂解反应。
在其中一个实施例中，所述含氧量低于15％的密闭腔室是利用充入气体或固体废物热裂解产生的气体进行置换使密闭腔室内的含氧量低于15％。
在其中一个实施例中，所述气体置换所用的气体为不可燃爆的安全气体。
在其中一个实施例中，所述加热处理的温度为600℃至2000℃。
本发明还提供如下技术方案：
一种固体废物全热裂解装置，包括壳体、加热机构以及承载并输送固体废物的输送机构，所述壳体内具有密闭腔室，所述加热机构以及所述输送机构安装于密闭腔室内，所述密闭腔室中的含氧量低于15％，所述加热机构对所述固体废物进行间接式加热，以使所述固体废物在所述密闭腔室内进行全热裂解。
在其中一个实施例中，所述壳体上开设有与所述密闭腔室连通的安全充气孔，所述安全充气孔用以向所述密闭腔室内冲入不可燃爆的安全气体，以排出所述密闭腔室内的氧气,使得所述密闭腔室中的含氧量低于15％
在其中一个实施例中，所述加热机构具有多组，所述输送机构与多组所述加热机构之间间隔设置。
在其中一个实施例中，所述不可燃爆的安全气体包括氮气、二氧化碳及氦气。
在其中一个实施例中，还包括固气分离装置，所述壳体上开设有热裂解气体出口，所述固气分离装置连接于所述热裂解气体出口处，所述固气分离装置用以将经热裂解固体废物过程中产生的固气混合物进行固、气分离处理。
在其中一个实施例中，还包括冷却装置，所述冷却装置与所述固气分离装置连接，用以对从所述固气分离装置中分离出来的气体进行降温处理。
与现有技术相比，固体废物全热裂解工艺及其固体废物全热裂解装置通过间接加热的方式，即固体废物是不参与直接燃烧，同时在含氧量低于15％的密闭腔室11内进行完全裂解，应该可以理解，在这个过程中，间接加热的方式使得固体废物是不参与直接燃烧，进而减少二氧化硫及飞灰的产生；其次，在含氧量低于15％的密闭腔室11内，固体废物中的有机物质将发生分子链重组，重新组合成无害的小分子结构，部分无机物质在所述密闭腔室内会经过蒸发、碳化等形式最大程度地得到无害化性能重组，并且固体废物经过上述的全裂解，其质量可以减少60％以上(含水80％左右的固体物质)。
附图说明
图1为本发明提供的固体废物全热裂解装置的结构示意图；
图2为本发明提供的输送机构的实施例1的结构示意图；
图3为本发明提供的输送机构的实施例2的结构示意图；
图4为本发明提供的固体废物全热裂解装置的另一结构示意图；
图5为本发明提供的固体废物全热裂解工艺的流程图。
图中，固体废物全热裂解装置100、固体废物101、壳体10、密闭腔室11、进料口12、出料口13、安全充气孔14、热裂解气体出口15、加热机构20、输送机构30、传动组件31、传动组件31a、传动组件31b、主动轮311、从动轮312、网带32、固气分离装置40、第一管路41、冷却装置50、第二管路51。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，本发明提供一种固体废物全热裂解装置100，所述固体废物全热裂解装置100用以对固体废物101进行无害化、减量化和稳定化全裂解。在本实施方式中，所述固体废物101包括固体颗粒、垃圾、工业固体废物、污泥，特别是指污泥和工业固体废物。
所述固体废物全热裂解装置100包括壳体10、加热机构20以及输送机构30，所述壳体10用以收容固体废物101，所述加热机构20、所述输送机构30均安装在所述壳体10内，所述加热机构20用以为固体废物101进行全裂解时提供高温，所述输送机构30作为工作平台，承载待全裂解的固体废物101并将全裂解后的固体废物101进行输送排出壳体10。
所述壳体10大致呈方形，所述壳体10内部具体密闭腔室11，所述加热机构20、所述输送机构30均安装在所述密闭腔室11内，所述密闭腔室11中的含氧量低于15％，从而使得所述固体废物101该环境工况下进行全裂解。
进一步地，所述壳体10上开设有用以供固体废物101进入所述密闭腔室11内的进料口12、排料的出料口13以及安全充气孔14。在本实施方式中，所述壳体10具有相对设置的上端以及下端，所述进料口12位于所述壳体10的上端，所述出料口13位于所述壳体10的下端，所述输送机构30位于所述进料口12和所述出料口13之间，从而所述固体废物101可以通过自有落体的方式从所述进料口12落入所述输送机构30上，经过全裂解后的固体废物101经所述出料口13排出所述密闭腔室11。
所述安全充气孔14用以往所述密闭腔室11充入不可燃爆的安全气体，以将所述密闭腔室11内的氧气排出，使得所述密闭腔室11内的含氧量达到低于15％的工况环境。在这里，所述安全气体包括氮气、二氧化碳及氦气等。当然，在其他实施方式中，所述密闭腔室11内的含氧量在固体废物101开始热裂解后，所述固体废物101所析出的气体可使所述密闭腔室11内的含氧量持续保持低于15％。
所述加热机构20可以为电加热或者燃气加热，在本实施方式中，所述加热机构20为电加热，包括套管以及电阻丝，所述电阻丝收容在所述套管内。在固体废物101进行全裂解的过程中，利用所述加热机构20对所述密闭腔室11进行加热至固体废物101裂解时所需要的温度，在本实施方式中，通过所述加热机构20的加热，使所述密闭腔室11内的温度上升至300℃-2000℃之间，以对固体废物101进行裂解，优选地，所述温度的范围为600℃-2000℃。当然，所述固体废物101实际所需的热裂解温度是由所述固体废物101的组成成分及需要达到的结果而决定。
所述固体废物101在裂解的过程中，在所述密闭腔室11内裂解时间为10分钟以上，以使所述固体废物101完全裂解，即通过所述加热机构20持续对所述密闭腔室11加热10分钟以上。当然，所述固体废物101实际所需的热裂解时间由固体废物101的组成成分及需要达到的结果而决定。
所述加热机构20的数量为多组，所述加热机构20不与所述固体废物101直接接触，即为对所述固体废物101的加热方式为间接加热，从而，在所述固体废物101裂解的过程中，所述固体废物101不参与直接燃烧，进而减少二氧化硫、二恶英及飞灰的产生。
在本实施方式中，所述加热机构20的数量为2组，两组所述加热机构20之间间隔设置，所述输送机构30位于两组所述加热机构20之间，并与所述加热机构20之间间隔设置，即实现所述加热机构20对所述固体废物101的间接加热。
实施例1：
输送机构30的为网带式结构，所述物料输送机构30包括动力组件(图未示)、一组传动组件31以及安装于所述传动组件31上并用以承载物料101的网带32，所述动力组件与所述传动组件31连接，所述动力组件带动所述传动组件31转动，以使所述网带32运动并将所述进料口12处的物料101输送至所述出料口13。
所述动力组件可以为普通电机或者伺服电机等，
所述传动组件31包括主动轮311及从动轮312，所述主动轮311与所述动力组件连接，所述主动轮311带动所述及从动轮312转动，所述网带32的套设在所述主动轮311及从动轮312上，从而当所述主动轮311转动带动所述从动轮312时，能够带动所述网带32运动，进行物料101的输送。
进一步地，在水平方向上，所述主动轮311的圆心与所述从动轮312的圆心位于同一直线上，从而以使所述网带32能够平铺地设于所述主动轮311及从动轮312上，保证固体物料101输送的稳定性。
所述网带32大致呈环状，所述网带32的内圈套设在主动轮311及从动轮312上，呈张紧状态，所述网带32的外圈表面用以承载固体物料101。
所述网带32由耐高温柔性材料制成，在这里，所述耐高温材料为：耐热钢或具有相似耐热性能的材料。具体地，所述耐热钢为2520耐热钢。
实施例2：
所述传动组件31的数量为多组，每组所述传动组件31上均安装有网带32，每组所述传动组件31可分别由单独的动力组件驱动，即一组传动组件31对应一组动力组件。当然，多组传动组件31也可以由一组动力组件进行驱动，即多组传动组件31对应一组组动力组件。
在本实施例中，相邻两组所述传动组件31之间在竖直方向,即y轴方向(如图3所示)间隔设置，即在竖直方向分为上层传动组件31a及下层传动组件31b，在水平方向，即x轴方向(如图3所示)互相错位设置。从而使得经上层传动组件31上的网带32输送的物料恰好能够被下层传动组件31b上的网带32承接，进行下一步的输送。
进一步地，在竖直方向，相邻的两组所述传动组件31中的主动轮311的转动方向相反，即当上层传动组件31a中的主动轮311为顺时针转动时，下层传动组件31b中的主动轮311为逆时针转动，从而保证固体物料101能够的正常输送。
在本实施例中，在竖直方向，相邻两组所述传动组件31之间的同一端，其中一组所述传动组件31中设置是的主动轮311或者从动轮312，那么对应地，另一组所述传动组件31中设置是的从动轮312或者主动轮312。
如图4所示，所述固体废物全热裂解装置100还包括固气分离装置40，所述壳体10上开设有热裂解气体出口15，所述固气分离装置40通过第一管路41连接于所述热裂解气体出口15处，所述固气分离装置40用以将经热裂解固体废物101过程中产生的固气混合物进行固、气分离处理，分离得到的气体经进一步处理后，输送至动力锅炉、取暖设备或其它热能源利用系统中资源化再利用。
在本实施方式中，在固体废物101热裂解的过程中，会产生大量可燃气体，如：甲烷、氢气、丙烷等，这些可燃气体经热裂解气体出口输送至固气分离装置40进行固、气分离。
进一步地，所述固气分离装置40可以为惯性分离器、湿式分离器、过滤器或者重力沉降器。
所述固体废物全热裂解装置100还包括冷却装置50，所述冷却装置50通过第二管路51与所述固气分离装置40连接，所述冷却装置50用以对从所述固气分离装置40中分离出来的气体进行降温处理，被降温后的气体可输送至动力锅炉、取暖设备或其它热能源利用系统中资源化再利用。
在本实施方式中，所述冷却装置50可以采用水冷、风冷、油冷和冷冻机组的方式对气体进行降温处理。
如图5所示，本发明还提供一种固体废物全热裂解工艺，所述固体废物全热裂解工艺包括以下步骤：
s1、将固体废物置于含氧量低于15％的密闭腔室11内；
s2、对固体废物进行加热处理，加热处理的温度为300℃至2000℃之间，加热处理的时间为10分钟以上，加热处理的方式为间接式加热,从而使固体废物发生全热裂解反应。
在s1步骤中，所述含氧量低于15％的密闭腔室是利用充入气体、固体废物101热裂解产生的气体使密闭腔室11内的含氧量低于15％、或者同过物料的燃烧消耗密闭腔室11的氧气，使使密闭腔室11内的含氧量低于15％。优选地，所述气体置换所用的气体为不可燃爆的安全气体，可以选地，所述安全气体包括氮气、二氧化碳和氦气。
在步骤s2中，所述加热处理的温度为600℃至2000℃。
本发明通过间接加热方式，使固体废物在含氧量低于15％的密闭腔室11，进行完全裂解；应该可以理解，在这个过程中，间接加热的方式使得固体废物不参与直接燃烧，进而减少二氧化硫、二恶英及飞灰的产生；其次，在含氧量低于15％的密闭腔室11内进行完全裂解，固体废物中的有机物质将发生分子链重组，重新组合成无害的小分子结构，部分无机物质在所述密闭腔室11内会经过蒸发、碳化等形式最大程度地得到无害化性能重组，并且固体废物经过上述的全裂解，其质量可以减少60％以上(含水80％左右的固体物质)；同时，本固体废物全热裂解装置100还提供了固气分离装置40以及冷却装置50，从而固体废物101在裂解过程中产生的可燃气体经过固、气分离以及冷却处理，可进一步被利用，提高资源化利用。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
技术特征：
1.一种固体废物全热裂解工艺，包括以下步骤：
将固体废物置于含氧量低于15％的密闭腔室内；
对固体废物进行加热处理，加热处理的温度为300℃至2000℃之间，加热处理的时间为10分钟以上，加热处理的方式为间接式加热,从而使固体废物发生全热裂解反应。
2.根据权利要求1所述的固体废物全热裂解工艺，其特征在于，所述含氧量低于15％的密闭腔室是利用充入气体或物料热裂解产生的气体进行置换使密闭腔室内的含氧量低于15％。
3.根据权利要求2所述的固体废物全热裂解工艺，其特征在于，所述气体置换所用的气体为不可燃爆的安全气体。
4.根据权利要求1所述的固体废物全热裂解工艺，其特征在于，所述加热处理的温度为600℃至2000℃。
5.一种固体废物全热裂解装置，其特征在于，包括壳体、加热机构以及承载并输送固体废物的输送机构，所述壳体内具有密闭腔室，所述加热机构以及所述输送机构安装于密闭腔室内，所述密闭腔室中的含氧量低于15％，所述加热机构对所述固体废物进行间接式加热，以使所述固体废物在所述密闭腔室内进行全热裂解。
6.根据权利要求1所述的固体废物全热裂解装置，其特征在于，所述壳体上开设有与所述密闭腔室连通的安全充气孔，所述安全充气孔用以向所述密闭腔室内冲入不可燃爆的安全气体，以排出所述密闭腔室内的氧气,使得所述密闭腔室中的含氧量低于15％。
7.根据权利要求1所述的固体废物全热裂解装置，其特征在于，所述加热机构具有多组，所述输送机构与多组所述加热机构之间间隔设置。
8.根据权利要求5所述的固体废物全热裂解装置，其特征在于，所述不可燃爆的安全气体包括氮气、二氧化碳及氦气。
9.根据权利要求5所述的固体废物全热裂解装置，其特征在于，还包括固气分离装置，所述壳体上开设有热裂解气体出口，所述固气分离装置连接于所述热裂解气体出口处，所述固气分离装置用以将经热裂解固体废物过程中产生的固气混合物进行固、气分离处理。
10.根据权利要求9所述的固体废物全热裂解装置，其特征在于，还包括冷却装置，所述冷却装置与所述固气分离装置连接，用以对从所述固气分离装置中分离出来的气体进行降温处理。
技术总结
本发明涉及固体废物处理技术领域，特别是涉及固体废物全热裂解工艺及其固体废物全热裂解装置。一种固体废物全热裂解工艺，包括以下步骤：将固体废物置于含氧量低于15％的密闭腔室内；对固体废物进行加热处理，加热处理的温度为300℃至2000℃之间，加热处理的时间为10分钟以上，加热处理的方式为间接式加热,从而使固体废物发生全热裂解反应。一种固体废物全热裂解装置，包括壳体、加热机构以及承载并输送固体废物的输送机构，所述壳体内具有密闭腔室，所述加热机构以及所述输送机构安装于密闭腔室内，所述密闭腔室中的含氧量低于15％，所述加热机构对所述固体废物进行间接式加热，以使所述固体废物在所述密闭腔室内进行全热裂解。
技术研发人员：方亮;卢为明;刘海军
受保护的技术使用者：因康热处理设备(上海)有限公司
技术研发日：.07.30
技术公布日：.02.11
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