申请日2017.01.24
公开(公告)日2017.06.13
IPC分类号F23G7/00
摘要
本发明一种基于微波淬灭的污泥热解处置方法，包括垃圾进料装置、热解炉、微波燃烧炉、尾气净化装置以及炉渣固废清理装置，把垃圾在热解炉中热解后的残碳排入微波燃烧炉中作为强吸波介质，使其快速升温将热解炉中产生的热解气在穿过高温残碳层时充分燃烧，从而彻底消除热解气中的二恶英等有毒有害气体，更大程度地减小垃圾焚烧对环境的损害。步骤简单、操作方便、实用性强。
摘要附图
权利要求书
1.一种基于微波淬灭的污泥热解处置装置，包括：进料装置、热解装置、微波燃烧装置、尾气净化装置、炉渣固废清理装置、风机、空预器，其特征在于，所述进料装置、热解装置、微波燃烧装置和炉渣固废清理装置依次相连，所述热解装置与微波燃烧装置之间还设置有气体循环管道;所述热解装置还与空预器、尾气净化装置依次相连;使用时，所述热解装置产生的热解气和热解残碳分别通过风机和物料通道输入到微波燃烧装置中、充分燃烧后，产生的高温尾气依次回流到热解装置、空预器、尾气净化装置;所述热解处置装置密闭且处于负压状态。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进料装置为两级进料仓。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热解气经过止回阀被风机送入微波燃烧炉顶部进风口。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微波燃烧装置底部设置有用于承接热解残炭的高温板。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述高温板的开孔尺寸满足防止微波泄露的要求。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微波燃烧装置底部设置有螺旋出料装置。
7.一种基于微波淬灭的污泥热解处置方法，其特征在于，包括：
将粉碎后的污泥进行热解处理，得热解气和热解残炭;
将热解残炭作为强吸波介质进行微波加热至1205～1510℃，并使穿过上述热解残炭的热解气与空气的混合气体充分燃烧，收集尾气;
将收集的尾气进行余热利用后，净化、排除。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述热解温度为710℃～806℃。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述微波加热过程中，热解残炭和热解气用量比为：0.8～1kg：1000～1200L;
或所述混合气体中，热解气与空气的体积比为3.5-8.5：2.5-7.5。
10.权利要求1-6所述的装置在处理污泥中的应用。
说明书
一种基于微波淬灭的污泥热解处置方法
技术领域
本发明属于污泥处理领域，特别涉及一种基于微波淬灭的污泥热解处置方法。
背景技术
目前，国内污泥的数量及危害性不断增加，污泥处理方法主要有填埋、焚烧、堆肥、土地利用和建材利用，而焚烧能够最大限度的实现污泥的减量化，所有病原物均可杀灭，有毒污染物被氧化，灰泥中的重金属活性比污泥中的要低得多，卫生条件也大为提高，但核心问题是系统投资大、处理费用高、有机物燃烧产生二恶英等剧毒物质，虽然能够在一定程度上使污泥减量化，但该方法属富氧燃烧且焚烧烟尘尾气处理量大，需要配备完善的尾气净化系统。依靠的焚烧法已经不能满足当前的环保要求。在现有新的处理技术中，热解焚烧法由于具有产生二恶英等毒害物质少，尾气排放量少，剩余残渣量少，处理成本低廉等优势，得到了快速发展。然而热解焚烧产生的热解气需在燃烧室内停留足够的时间进行充分燃烧，导致焚烧系统对自动控制水平要求非常高，所需空间较大，这些成为热解焚烧法在实际应用中的不便之处。
发明内容
为了克服上述不足，一种基于微波淬灭的污泥热解处置方法，其处理污泥彻底、简单环保。利用污泥在热解炉中热解后的残碳排入微波炉中作为强吸波介质，使其快速升温将热解炉中产生的热解气在穿过高温残碳层时充分燃烧，从而彻底消除热解气中的二恶英等有毒有害气体，更大程度地减小垃圾焚烧对环境的损害，并且设备无需较高的自动控制系统、占用空间较小。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于微波淬灭的污泥热解处置装置，包括：进料装置、热解装置、微波燃烧装置、尾气净化装置、炉渣固废清理装置、风机、空预器;所述进料装置、热解装置、微波燃烧装置和炉渣固废清理装置依次相连，所述热解装置与微波燃烧装置之间还设置有气体循环管道;所述热解装置还与空预器、尾气净化装置依次相连;使用时，所述热解装置产生的热解气和热解残碳分别通过风机和物料通道输入到微波燃烧装置中、充分燃烧后，产生的高温尾气依次回流到热解装置、空预器、尾气净化装置;所述热解处置装置整体密闭且处于负压状态。
本发明将热解后的残炭和热解气分别导入微波燃烧装置内，其中，热解残碳作为强吸波介质在反应腔内吸波快速升温，提供热量给热解气，使其达到着火温度;热解气在与一定量的助燃气体混合达到着火极限，吸收上述热解残炭释放的热量而燃烧，最大化消耗热解废料的同时，还大幅降低了燃烧能耗。实验结果表明：本发明的垃圾处理装置较现有的热解焚烧炉、废气微波燃烧炉相比能耗降低20%～30%。
本发明中所述的“微波燃烧装置”是指：可对物料进行微波加热、使气体在其中燃烧的装置。
优选的，所述进料装置为两级进料仓。以保证热解炉的密封状态与内部负压控制要求。
优选的，所述热解气经过止回阀被风机送入微波燃烧炉顶部进风口。
优选的，所述微波燃烧装置底部设置有用于承接热解残炭的高温板。
优选的，所述高温板的开孔尺寸满足防止微波泄露的要求。
优选的，所述微波燃烧装置底部设置有螺旋出料装置。为保证整个焚烧炉系统的密封状态与内部负压控制要求，固体残渣在微波燃烧炉内烧成灰渣后，主要经过螺旋装置排除，渗漏部分经过微波炉底部排渣口排除。
本发明还提供了一种基于微波淬灭的污泥热解处置方法，包括：
将粉碎后的污泥进行热解处理，得热解气和热解残炭;
将热解残炭作为强吸波介质进行微波加热至1205～1510℃，并使穿过上述热解残炭的热解气与空气的混合气体充分燃烧，收集尾气;
将收集的尾气进行余热利用后，净化、排除。
本发明利用热解残碳作为微波燃烧炉内的强吸波介质，其来源主要为热解炉排入的残碳与吸附净化尾气的活性炭。
本发明研究发现：1kg污泥在750℃的热解温度下可产生100L至120L热解气，可产生400g至450g热解残碳，其中热解残碳是作为强吸波介质在反应腔内吸波快速升温，提供热量给热解气，使其达到着火温度，其中450g热解残碳作为吸波介质大约可持续吸波8min，期间持续产生大量的热，而使120L的热解气完全燃烧大约仅需要2min，经换算可知，1kg残碳可以处理1000L的热解气。因此单位质量的污泥所产生的热解残碳足以提供给热解气燃烧所需的热量。
优选的，所述热解温度为710℃～806℃。
优选的，所述微波加热过程中，热解残炭和热解气用量比为：0.8～1kg：1000～1200L。
优选的，所述混合气体中，热解气与空气的体积比为3.5-8.5：2.5-7.5。实际运行过程中，空气的用量满足热解气的燃烧要求即可。本领域技术人员可根据热解气的燃烧情况进行常规选择。
优选的，所述高温尾气先被风机送入热解炉内利用其余热热解炉内垃圾，然后再进入空气预热器内加热冷空气，尾气进行两级余热利用。
本发明还提供了一种较优的基于微波淬灭的污泥热解处置方法，包括垃圾进料装置、热解炉、微波燃烧炉、尾气净化装置以及炉渣固废清理装置，整个热解焚烧系统密闭且处于负压状态。垃圾粉碎后，经过两级密封进料仓送入热解炉内热解，其中热解炉的形式可采用目前技术成熟的回转炉。热解气被风机抽送至微波炉顶部进风口，在此热解气与另一风机送入的预热后的空气混合燃烧，并在其穿过高温残碳层时充分燃烧，彻底消除二恶英等有毒有害气体。然后高温尾气送入热解炉进行余热利用以热解炉内垃圾，降温后的尾气从热解炉内出来，接着进入空气预热器用以加热冷空气，最后尾气经过活性炭处理装置达标后排放。
本发明的工作原理为：污泥在落料口处被粉碎后，送入热解炉内热解，其中热解炉的形式可采用目前技术成熟的回转炉。回转炉中产生的热解气被风机抽送至微波炉顶部进风口，在此热解气与另一风机送入的空气混合燃烧。热解残碳落至微波燃烧炉内的高温板上作为强吸波介质，加热残碳层使其温度达到1205～1510℃，高温板的开孔尺寸满足防止微波泄露的要求。热解混合气体在穿过高温残碳层时充分燃烧，彻底消除二恶英等有毒有害气体，然后高温尾气送入热解炉进行余热利用以热解炉内垃圾，降温后的尾气从热解炉内出来，接着进入空气预热器用以加热冷空气，最后尾气经过活性炭处理装置达标后排放。
本发明的有益效果
1、利用微波深度淬灭污泥;实现了污泥处理地减量化、无害化、资源化。
2、利用在微波作用下，残碳吸热及C-C放电效应可形成局部热点温度，提高燃烧炉内的能量密度，使炉内温度达到1500℃，彻底消除二恶英等有毒有害气体;
3、高温尾气两级余热利用，更节能环保;
4、热解炉与微波燃烧炉组合运行，简化自动控制要求，缩小系统占地面积。
5、本发明装置简单、处理效率高、实用性强，易于推广。
