專利名稱：處理和利用城市和生活廢物的方法、系統(tǒng)和反應器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及廢物處理，更具體而言涉及通過熱解處理來進行無廢處理和完全利用城市和生活固體廢物的方法、系統(tǒng)和反應器。
背景技術：
城市廢物、工業(yè)廢物、農(nóng)業(yè)廢物和其它類型廢物的清除問題隨著人口增加和生產(chǎn)發(fā)展日益嚴重，特別是在工業(yè)發(fā)達國家中。
每年美國產(chǎn)生110億噸(100億公噸)的固體廢物。固體廢物是含水量小于70% 的廢料。該種類廢料包括如生活垃圾、某些工業(yè)廢物、某些礦業(yè)廢物和油田廢物(如鉆屑) 等材料。液體廢物通常為含有小于固體的廢水。此類廢物可包含高濃度的溶解鹽類和金屬。淤泥是一種介于液體和固體之間的廢物。它通常包含3%-25%的固體，其余的材料是水溶性材料。
聯(lián)邦條例將廢物歸類為三種不同種類，例如無危險的廢物(如生活垃圾)、普通有害廢物(如具有可燃性或反應性的那些廢物)和特殊的有害廢物(如放射性廢物和醫(yī)療廢物)。
有許多不同的處理廢物的方法，其中最普通的是填埋處理。在現(xiàn)代填埋中，廢物是稀疏展開，并且壓實層由干凈泥土層覆蓋。
廢物處理的另一方法是焚燒。燃燒使得廢物消失的荒誕說法已經(jīng)導致焚燒成為處理包括有害廢物在內的多種廢物的廣泛使用的方法。然而，伴隨著廢物的消除，焚燒爐產(chǎn)生劇毒氣體。此外，焚燒灰受到重金屬、未燃化學品和在燃燒過程中形成的新化學品的污染。 然后這些灰被埋入填埋場中或傾倒在環(huán)境中。換句話說，焚燒是工業(yè)將大量廢物分解并且通過空氣、水和灰排放將其散播至環(huán)境中。因此，工業(yè)隱藏了目前的廢物問題并且將它們轉嫁給后代。
現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明即使是在“現(xiàn)代化”焚燒爐中燃燒有害廢物，也會產(chǎn)生重金屬、未燃有毒化學品，并且產(chǎn)生新污染物-在焚燒過程中形成的全新化學品。
廢物處理的另一種方法是廢物的熱解。熱解是在無氧氣情況下通過加熱進行材料的化學分解。已有許多不同的方法和裝置在本領域中用于廢物的熱解處理。
例如，1982年對S. Stokes授權的專利號為4，308，807的美國專利公開了利用明火和對流加熱的放射性加熱來熱解處理由可受熱分解的固體材料組成的城市廢物和其它廢物的裝置。該發(fā)明目的在于部分初始能量輸入的回收。初始熱能輸入源可從可再生燃料如木屑等的氣化到一次燃料的燃燒而變化，但是最好是通過燃燒至少一部分由廢物處理而產(chǎn)生的氣態(tài)熱解氣體來增加初始熱能輸入源。此裝置能夠在即能在熱解處理前處理廢物也能在熱解處理后處理廢物。熱解溫度相對較低，為250°C-600°C。未處理的廢物直接在熱解反應器中干燥。副產(chǎn)物包含液體燃料如油。盡管由裝置產(chǎn)生的熱在廢物處理系統(tǒng)中再使用，但裝置沒有產(chǎn)生熱能作為其最終產(chǎn)物。它的另一缺點是在處理中產(chǎn)生的氣體未經(jīng)初步凈化就排放到空氣中。
5 1997年對D. Buizza等人授權的專利號為5，678，496的美國專利記載了用于熱解處理含有機材料的廢物，特別是城市固體廢物的方法和裝置。該方法將廢物裝載到運輸車上，將載有廢物的電車引入具有熱解室的處理隧道中，通過將廢物間接加熱至 5000C -6000C的溫度進行廢物的熱解，從熱解室中排出由熱解產(chǎn)生的氣相物質，并且從隧道中移開電車以卸載留在電車上的固體殘渣。由熱解獲得的氣體通過碳酸氫鹽處理進行預先凈化，包括使用成核劑和/或吸附劑，例如碳酸氫鈉或活性炭細粉。預先凈化的氣體散逸進入空氣中，同時熱解的碳殘渣可被利用。
1999年對A. Hansen等人授權的專利號為5，868，085的美國專利公開了廢料烴成分的熱解系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括處理裝置，其特征為具有形成第一反應釜半部和第二反應釜半部的橫截面為橢圓形的反應釜。在系統(tǒng)運行的任何特定時期，待處理材料每次僅選擇性地沉積在反應釜的半部上。這樣做是為了避免未使用半部的磨損，從而延長了反應釜組件的壽命。為了改善系統(tǒng)效率，熱解中形成的氣體被重新調整直接進入反應釜內部。在排入空氣中之前，熱解的氣體產(chǎn)物通過使用多個可選擇性拆卸的注氣管去除污染物得到凈化，成為氣體熱氧化的燃料。各注入管可獨立于任何其它注入管被拆除掉用于凈化，并且拆除可在不中斷系統(tǒng)運行的情況下完成。系統(tǒng)具有使用太陽能的干燥器，其顯著限制了系統(tǒng)的使用區(qū)域。
2001年對M. Kaneko等人授權的專利號為6，178，899的美國專利記載了用于工業(yè)和家庭廢物的熱解處理的裝置，其通過在隔絕空氣條件下碳化含有機物質的廢物以便將廢物分離為熱解氣體和熱解殘渣。該熱解處理在1000°C-120(TC的高溫下進行。在該方法的氣相裂化步驟中，熱解氣體與氧化物組分反應以熱分解熱解氣體中的高分子烴。氧化反應產(chǎn)生的熱使包含低分子烴的裂解氣生成。然后產(chǎn)物通過殘渣冷卻步驟，冷卻和固化熱解殘渣。獲得的固體殘渣經(jīng)機械壓碎后分類獲得主要由熱解的有機物質和無機組分構成的熱解炭。將獲得的熱解炭與燃料和氧氣或空氣混合使其在高溫下燃燒，熔融和氣化碳組分以獲得包含低分子烴的氣化氣體。因此，從裂解爐中獲得的熱解氣體和熱解殘渣被分別處理。該方法中獲得的凈化氣體儲存在貯氣罐中并且可按要求將其提供給氣體發(fā)動機、鍋爐、熱解室或任何其它裝置。盡管氣體在多個步驟中凈化，但系統(tǒng)并未除去CO2，這會妨礙得到的氣體燃料中含熱量的增加。
2005年公開的美國專利(申請公開號20059939650，發(fā)明人C. Cole等人)記載了以某種方式通過溫度改變引起容器的極小移動或彎曲的廢物處理熱解反應器。在反應器中借助單葉軸混合廢物。
2003年對W. Walker授權的美國專利(專利號6，619，214)公開了用于廢物處理的方法和裝置。該裝置包括四個主要相互配合的子系統(tǒng)，即熱解轉爐、兩級熱氧化爐、蒸汽發(fā)生器和由蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽驅動的汽輪機。在運轉中，加熱熱解轉爐時火焰不接觸反應器組件，待熱解廢料由一對縱向延伸的并行材料傳輸機構輸送通過熱解轉爐的反應室。 然而，系統(tǒng)僅設計用于氣體的二次燃燒，無法進行后續(xù)處理以將氣體產(chǎn)物作為發(fā)電機燃料。 盡管廢物進料器制造為兩個平行攪龍，但后者只能輸送廢物而不能有效混合廢物。
2007年公開的美國專利申請(公開號20070113761，發(fā)明人C. Cole，等人)公開了具有雙刀間閥的廢物處理熱解反應器。該裝置具有熱容器、連接熱容器的用于將廢料供入熱容器的進料口、加熱熱容器的加熱器、和至少一個雙刀閘閥，其位于裝置中用于控制廢料通過裝置的內部空間的通道并且限制氣體進入熱容器。雙刀閘閥具有至少一個向另一槳葉移動的活動槳葉。廢物在移動過程沒有得到有效混合。
2007年公開的美國專利申請(公開號20070186829，發(fā)明人C. Cole，等人)公開了變速廢物處理熱解裝置，包括熱解室和適合于使廢物以不同速度沿熱解室的長度方向移動通過熱解室的運動機構。該系統(tǒng)的總構思是改變材料通過熱解室的運動速率。具體而言， 當材料剛剛進入室時其可以以較慢速率運動，而在將它加熱后向熱解室出口運動時可以以較快速率運動。運動機構包含配有螺桿的兩個軸，螺桿轉變?yōu)闈{葉。軸以相反方向旋轉，因此可從中心區(qū)獲得材料并將其輸送至熱解室外圍。
2007年公開的美國專利申請(公開號20070289507，發(fā)明人W. Parrott等人)公開了在多個熱解室中熱解廢物以生產(chǎn)氣體燃料和殘留材料的系統(tǒng)、方法和裝置。將氣體燃料送至二次燃燒室，可向其中加入其它原料以產(chǎn)生具有預定溫度的加熱氣體?？稍诟鞣N設備，例如熱交換器等中使用該加熱氣體。但該系統(tǒng)沒有配備材料碾碎機和干燥器。
2008年公開的美國專利申請(公開號20080236042，發(fā)明人J. Summerlin)公開了農(nóng)村城市廢物-能源轉化系統(tǒng)和通過厭氧消化(AD)和熱解/氣化將廢物轉化為可燃氣體的方法。將方法中獲得的可燃氣體混合后用于發(fā)電。通常由市政收集的城市固體廢物的量可能在體積上不足以生產(chǎn)足夠供應整個社區(qū)發(fā)電的充足可燃氣體。因此可能需要來自所包括的周圍地區(qū)的其它廢物。市政府必須具有其自己的公共電力設施，能夠為保證收益而進行必要的收費。不包括廢物干燥步驟，并且合成氣未經(jīng)任何初級凈化而與生物氣體混合。
2008年公開的美國專利申請(公開號20090020052，發(fā)明人F. Becchetti等人) 記載了用于固體廢物處理的方法，特別是城市固體廢物處理并伴隨熱能回收，其基于常規(guī)熱解處理并加以改進，以便在一方面提高能量產(chǎn)量，并且在另一方面降低將要送至廢物處理裝置的不可用的固體殘渣的量，無用的固體廢物被限制在初始殘渣總重量的10-15%。該方法及其相應裝置包括引入廢物的增壓處理，同時將廢物初步分離為三種固體部分，其中第一部分單獨進行初步干燥步驟，第三部分進行進一步粉碎。該方法及其對應裝置還包括用于從熱解焦炭回收能量的部分，其中對熱解焦炭進行熱化學處理，產(chǎn)生更多合成氣。系統(tǒng)僅干燥不超過80mm的那些廢物，而80mm-300mm的廢物不進行干燥。合成氣不用初步凈化就進行二次燃燒，但是二次燃燒后獲得的廢氣允許供鍋爐使用產(chǎn)生蒸汽，并且在排入空氣前凈化。電能由汽輪機產(chǎn)生。該專利沒有提供處理后碳殘渣的利用。
本領域已知的還有等離子體廢物加工系統(tǒng)(參見如2008年對W. Choi授權的專利號為7，394，041的美國專利)。但等離子體加工僅適用于氣體產(chǎn)物的處理。因此，在通過等離子體處理廢物前，必須將固體廢物轉化為氣態(tài)。例如，1996年對S. Camacho授權的美國專利(專利號5J44，597)公開了城市廢物的等離子體熱解和玻璃化。城市混合固體廢物被輸送至處理設備中，在放入反應器前將其壓實。壓縮裝置用來從廢物中除去大部分空氣和一些水以及密封反應器阻止漏氣。當廢物高度降低時，傳送裝置接收到反應器中廢物高度的信號后，不斷將壓實廢物塊堆積在反應器的頂部。反應器具有大面積可樞轉地安裝的等離子電弧焊槍作為熱源，有效地熱解有機廢物組分以產(chǎn)生需要的副產(chǎn)氣體?？刂萍尤肟諝夂驼羝牧恳蕴岣卟僮餍屎透纳聘碑a(chǎn)氣體組成。將不能熱解的殘留材料熔融并且冷卻為基本惰性的玻璃化塊料。
等離子體熱解系統(tǒng)的缺點是這種系統(tǒng)需要將固體廢物氣化，使成本增加。另一個問題是如果廢物在高于1200°C的溫度處理時間小于2秒，在將等離子體產(chǎn)物冷卻至低于 500°C的溫度后產(chǎn)生有害氣體如二噁英和呋喃。
等離子系統(tǒng)的另一缺點是這種系統(tǒng)在2500C-5000C的溫度運行。該溫度使系統(tǒng)的結構材料惡化并且導致頻繁和昂貴的保養(yǎng)及修理。
已知廢物處理系統(tǒng)和基于廢物熱解處理的反應器的分析表明這些系統(tǒng)和反應器的大部分需要在單獨的燃燒室中或在熱解反應器的獨立部分中進行合成氣的二次燃燒。由二次燃燒獲得的燃氣用于蒸汽渦輪中蒸汽或電能的產(chǎn)生，該蒸汽渦輪的能量產(chǎn)生效率低于燃氣渦輪熱電聯(lián)供裝置。某些系統(tǒng)可以使用合成氣利用燃氣渦輪發(fā)電機產(chǎn)生能量。然而，在有些情況下，合成氣未經(jīng)初步凈化與生物氣混合在一起，在其它情況下合成氣中的CO2并沒有被分離出去，因此能量產(chǎn)生效率較低。已知廢物處理系統(tǒng)的另一缺點是熱解反應器中缺少能有效進料和混料的機構、熱解反應器結構中金屬-能量轉換比較高，因此生產(chǎn)成本高， 氣體凈化不完全，其中的廢物粉塵與合成氣一起通過熱解室的上部通道排出。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是提供用于無廢熱解處理以及完全利用城市和生活廢物的新型方法、系統(tǒng)和反應器。另一目的是提供上述系統(tǒng)和反應器，其允許氣體的高度提純和燃氣渦輪熱電聯(lián)供裝置中能量的更有效產(chǎn)生。又一目的是提供從合成氣中分離CO2的上述方法、 系統(tǒng)和反應器，并且利用分離的CO2作為額外的商品，還降低排入空氣的氣體中有害組分的濃度。另一目的是提供不需要單獨收集不同種類廢物的上述系統(tǒng)。再一目的是提供不留下副產(chǎn)物如煉焦殘渣的上述系統(tǒng)。另一目的是提供能夠以獨立模式運行并且同時為外界能耗裝置產(chǎn)生能量的上述系統(tǒng)。
廢物處理系統(tǒng)，具體而言是本發(fā)明的反應器，用于處理城市和生活固體廢物(在下文中僅稱為“廢物”)。該系統(tǒng)包括以下串聯(lián)模塊廢物預處理和進料模塊、熱解反應器、 合成氣凈化模塊和能量產(chǎn)生裝置。
廢物預處理和進料模塊包括廢物分選裝置，該裝置能夠將未處理的廢物分類而且同時除去具有低能源潛力且不含烴類的那些廢物組分。在該裝置中，分類的廢物可與具有高烴含量的其它廢物合并。廢物預處理和進料模塊中的其它裝置包括廢物混合物粉碎機、 粉碎廢物干燥器、和用于儲存干燥至預定水平的廢物并且具有向熱解反應器中持續(xù)提供粉碎和干燥廢物的裝置的干燥廢物儲存器。熱解反應器具有一個用做隔絕氧氣的熱解室并且包括一對廢物進料螺桿的反應釜。
用于裝載廢物進入熱解反應器的裝載機構和卸載反應固體產(chǎn)物如焦炭的卸載機構彼此類似，這些機構各自包括上下滑動閥或閘門。廢物裝載機構安裝在熱解反應器的正面或近側面，而焦炭卸載機構安裝在熱解反應器的后面或遠側面。廢物從廢物儲存器落至關閉的上閘門上。然后上閘門打開，廢物落至下閘門上。在廢物累積至預定量后，上閘門則關閉，下間門打開使廢物落至裝載螺桿上，將廢物輸送至彈簧加載間門。當廢物壓實到超過彈簧加載間門的保持閾值的程度時，彈簧加載間門在廢物壓力下移動并讓裝載廢物進入反應釜內部的廢物進料螺桿的螺紋表面間的空隙中。這種雙閘彈簧加載閘門防止小顆粒廢物沒有熱解而被帶入氧化器中，減少了滲透進入反應釜的含氧大氣。廢物進料螺桿具有可變螺距，并沿材料的移動方向縮小。這降低了廢物占據(jù)的體積，從而減小廢物中空氣的體積。
8排氣力由固定在軸上覆蓋物的質量調節(jié)。
反應器卸載機構具有類似的雙閘機構，但是不同于裝載機構，區(qū)別在于從反應器卸載的材料是焦炭并且它不具有進料螺桿和彈簧加載閘門。
反應釜的橫截面為三葉草形狀，其中兩個較低的葉為各自的廢物進料螺桿形成空腔，較高的葉形成具有垂直壁的合成氣通道空腔。較高空腔的縱軸是水平的。廢物進料螺桿是借助于齒輪減速器利用液壓馬達驅動旋轉。較低的空腔和廢物進料螺桿具有錐形形狀，其螺紋具有圓周表面，并位于反應釜內壁的近熱傳遞端。廢物進料螺桿的螺紋彼此重疊而沒有直接接觸并且在螺紋表面之間留有空隙，以使進料器類似于齒輪泵運行，將廢料供入熱解反應器的遠端，即位于合成氣凈化模塊側的那端時有效混合廢料。上述空隙防止廢物在反應釜內部積聚。此外，上述空隙被邊界分為兩部分，將混合廢物流分為兩股單獨子流。這使廢物沿著熱解反應器壁移動并且延長了廢物與反應釜熱壁的接觸時間，從而提高了處理效率。廢物進料螺桿由可彼此分離且通過使用錐形螺紋元件連接的幾段組成。螺桿軸是中空的，并且其內部擁有絕熱材料。螺桿元件的連接區(qū)域沒有絕熱材料以便更有效冷卻廢物進料螺桿的這些部分。冷卻介質是空氣，其通過安裝在各廢物進料螺桿相應末端的入口和出口裝置流過中空螺桿。錐形廢物進料螺桿的縱軸是傾斜的，其遠端(即室的卸載位置端)低于近端(即室的裝載位置端)。廢物進料螺桿不僅為錐形和在垂直面內傾斜， 而且還在水平面會聚。更具體而言，螺桿在垂直面上低于水平面的傾斜角為1.5° -3°并且最佳值為2. 04°。螺桿在水平面上從近端至遠端的會聚角為1.8° -3°并且最佳值為 2.22°。螺紋在近端的最大直徑為1000-1200mm，最佳值為1200mm。螺紋在遠端的最小直徑為550mm-650mm，最佳值為600mm。上述安裝角可在士30分的范圍內調節(jié)，優(yōu)選在士 10 分的范圍內。角度的調整使得有可能在反應釜的壁和螺桿之間設定空隙。使用安裝在各自覆蓋層的支撐部件內的偏心軸襯進行調節(jié)。
三葉型反應釜(three-lobe retort)被具有六邊形橫截面的外殼圍繞，外殼具有耐火材料制成的外殼壁。外套管的內壁和反應釜的外表面之間的內部空間形成熔爐用于燃燒可燃氣體，其產(chǎn)生熱用于加熱熱解室內部并由此引起熱解室內部的熱解放熱反應?？扇細怏w可包含外部提供的天然氣或由熱解產(chǎn)生的氣體。將可燃氣體提供至設置在反應釜的較低空腔下的燃燒器中。在熔爐中燃燒可燃氣體產(chǎn)生的熱能通過室壁傳輸?shù)綗峤馐业膬炔俊?室中的熱解溫度為800°C -1000°C，優(yōu)選850°C _900°C。自動控制保持溫度在指定的最佳范圍內并且根據(jù)溫度條件來開或關燃燒器。
在燃燒器中，至少一個可指定用于燃燒由熱解獲得的焦炭。在這種情況下，熱解反應器的燃燒室不需要外部供熱。反應器中獲得的焦炭在離心機中提純，除去金屬、玻璃等殘渣，并且在上述燃燒器中燃燒。因此，反應器可基于氣體燃料和焦炭運行而不用外部供熱。
反應釜的輸出端連接至離心機，該離心機從熱解反應器的反應釜接收結焦碳質熱解殘渣并從熱解處理的結焦碳質殘渣中分離那些低能量組分，該組分在較早步驟中沒有從廢物混合物中分離。離心機的另一功能是將脫水焦油，從合成氣分離的含氯、氟和硫的組分與結焦碳質熱解殘渣的混合物一起混合。
熱解反應器還擁有用于同時將熱解反應中獲得的熱和/或廢氣脫除并提供至廢物預處理和進料模塊中粉碎廢物干燥器的裝置。
熱解反應器還擁有用于同時脫除熱解反應中獲得的合成氣并且將該合成氣的一
9部分作為熱添加源送至反應器的熔爐中的裝置。
合成氣凈化模塊包括具有除塵器(未顯示)的干凈化裝置和濕合成氣凈化級，在濕合成氣凈化級中，合成氣中的焦油和含氯、氟和硫混合物被去除干凈。濕凈化級聯(lián)包括用水凈化合成氣的第一濕合成氣凈化器和用堿凈化合成氣的第二濕合成氣凈化器。位于干凈化裝置和第一濕合成氣凈化器之間的氣體冷卻器用來在將氣體進行濕凈化前冷卻合成氣。
濕合成氣凈化器連接至從殘留雜質中分離水的浮選器。水與雜質的混合物經(jīng)由管送入浮選器中。該裝置產(chǎn)生可進一步利用的生產(chǎn)用水。浮選器的輸出端連接至熱解反應器的離心機并且可通過離心機提供脫水焦油以及含氯、氟和硫的組分，在浮選器中，這些組分與熱解處理中的結焦碳質殘渣的混合物合并。然后該混合物被送回至熱解反應器的熔爐中用于與上述混合物一起燃燒，從而保持反應器內部的熱解工作溫度。
濕凈化級聯(lián)還連接至吸收器，從合成氣中分離CO2-飽和水溶液，從而分離至少可再用的氣體二氧化碳。然后將CO2-飽和水溶液輸送至解吸器，隨后將溶液分解為(X)2和生產(chǎn)用水。
系統(tǒng)的能量產(chǎn)生模塊為一燃氣渦輪熱電聯(lián)供裝置，連接至吸收器出口，并且通過燃燒由吸收器獲得的去除污染組分的合成氣產(chǎn)生電能和熱能。熱電聯(lián)供裝置使用從吸收器獲得的合成氣作為工作介質。電能通過變電站和輸電線傳輸給用電設備。
系統(tǒng)以如下連續(xù)模式運行。
首先，將計劃處理的城市和生活廢物通過廢物分選裝置分類，該裝置能夠分類廢物并且同時除去具有低能源潛力且不含烴類的那些廢物組分。如有必要，分類的廢物在該裝置中與具有高烴含量的其它廢物合并。然后將預分類廢物供入廢物混合物粉碎機中，廢物在其中被粉碎至預定尺寸如50mm。粉碎機可為能夠粉碎處理廢物的任何類型。粉碎的廢物被供入干燥器中，在預定溫度例如在150-250°C干燥粉碎的廢物，直到廢物中的水分含量達到約20%的水平。干燥器可為鼓式，可基于從熱解反應器的輸出端獲得的熱運行。將廢物從干燥器送入干燥廢物儲存器中，干燥廢物儲存器用來儲存已干燥至預定水平的廢物并且具有將粉碎和干燥廢物持續(xù)供入熱解反應器的裝置。將廢物裝載進入熱解反應器的機構借助進料螺桿經(jīng)由上述雙閘結構向反應器進料。廢物從廢物儲存器落至關閉的上閘門上。 在廢物積累至預定量后，上閘門打開，廢物落至下閘門上。然后上閘門關閉，下閘門打開使廢物落至裝載螺桿上，將廢物輸送至彈簧加載間門。當廢物壓實到超過彈簧加載間門的保持閾值的程度時，后者在廢物壓力下移動并讓裝載廢物進入反應釜內部。
在熱解反應器中，通過在無氧條件下將廢物加熱至800°C -1000°C的溫度進行熱解處理。由于在水平面會聚并且在垂直面向下傾斜的錐形螺桿的旋轉，產(chǎn)物從反應器的裝載側輸送至卸載側。材料通過螺桿的螺紋之間的空隙進行輸送且同時通過螺桿的旋轉得以有效混合。
通過熱解，處理的產(chǎn)物分解為固相(包含焦炭和焦油的碳殘渣混合物)和氣相 (合成氣)。在熱解反應器熔爐中產(chǎn)生的一部分熱和廢氣被送至廢物干燥器。在熱解反應器中產(chǎn)生的一部分合成氣被送至反應器的燃燒器中，用作將熱解處理溫度保持在所需水平的附加燃料。結焦碳質殘渣被送至離心機中進行提純，分離出不含烴類且不能在分類級聯(lián)除去的廢物中的低能量殘渣。然后碳殘渣(含有2-10%的碳)被送回至反應器的燃燒器中用于二次燃燒。
合成氣從熱解反應器被送至具有除塵器的干凈化裝置以降低合成氣中粉塵水平， 然后合成氣通過濕式洗滌器(濕凈化級聯(lián))的第一級，在此用水流去除合成氣中的焦油和含氯、氟和硫的混合物。然后合成氣被供入濕洗滌第二級，在此除去分離的雜質。水與雜質的混合物從濕洗滌級(濕凈化級聯(lián))被送至浮選器中，浮選器生產(chǎn)出適合于其它適當用途的生產(chǎn)用水。同時，脫水焦油和脫水雜質混合物均被送至離心泵與熱解處理的結焦碳質殘渣混合，并且從那里送至反應器燃燒器用于二次燃燒。
從焦油和含氯、氟和硫混合物提純的合成氣被供入吸收器中生產(chǎn)CO2-飽和水溶液，溶液隨后被送至解吸器，分解為CO2和生產(chǎn)用水。凈化合成氣被供入熱電聯(lián)供裝置(活塞或燃氣渦輪型)，其中氣體用作熱電聯(lián)供裝置燃料。熱電聯(lián)供裝置生產(chǎn)能夠用于所需目的的電能，同時從熱電聯(lián)供裝置去除的熱可根據(jù)特定需求進行利用或轉化。


圖1是通過熱解處理來處理和利用固體工業(yè)廢物、城市廢物和生活廢物的系統(tǒng)的結構圖。
圖2是熱解反應器沿圖3的線II-II的橫斷面視圖。
圖3是反應器沿圖2的線III-III的縱斷面視圖。
圖4A是在熱解反應器中使用的兩個廢物進料螺桿的俯視圖。
圖4B是螺桿元件片段的局部縱斷面視圖。
圖4C是沿圖4B的線IVC-IVC的橫斷面視圖。
圖4D是用于調節(jié)本發(fā)明熱解反應器中螺桿外表面和反應釜內表面之間的空隙的螺桿軸上的偏心軸襯的三維視圖。
圖4E是由若干部分組成的熱解反應反應釜的斷片截面視圖。
圖5是反應器裝載(卸載)裝置的剖視圖。
圖6是工藝步驟的流程圖。
具體實施例方式如上所述，本發(fā)明涉及通過熱解處理來處理和利用城市和生活固體廢物的方法、 系統(tǒng)和反應器。
圖1所示為通過熱解處理來處理和利用城市和生活固體廢物的系統(tǒng)的結構圖。
由參考數(shù)20標明的整個系統(tǒng)包括以下串聯(lián)的主要模塊廢物預處理和進料模塊 22、熱解反應器M、合成氣凈化模塊沈和能量產(chǎn)生裝置四。
廢物預處理和進料模塊22依次包括廢物接收點21、線性傳送裝置Tl、廢物分選裝置或分類器觀，裝置觀接收來自線性傳送裝置Tl的未處理的廢物并且能夠分類未處理的廢物并同時除去具有低能源潛力且不含烴類的那些廢物組分。在該裝置中，分類的廢物可與具有高烴含量的其它廢物合并。廢物預處理和進料模塊22中的其它裝置包括通過第二線性傳送裝置T2與分類器連接的廢物混合物粉碎機30、粉碎廢物干燥器32和干燥廢物儲存器34，儲存器34用于儲存干燥至預定水平的廢物并且具有向熱解反應器M中持續(xù)提供粉碎和干燥廢物的裝置。將反應器對的出口連接至干燥器32的管用參考數(shù)3 標明，用于將一部分用于加熱反應器的廢氣從反應器熔爐輸送至干燥器中額外提供熱量。
作為熱解反應器M中發(fā)生的熱解反應的結果，廢物至少分解為合成氣和熱解固體產(chǎn)物如焦炭。
熱解反應器M沿圖3的線II-II的橫斷面視圖顯示在圖2中。圖3是反應器M 沿圖2的線III-III的縱斷面視圖。反應器M具有反應釜36，反應釜36為隔絕氧氣的熱解室38且包含一對廢物進料螺桿40和42。廢物進料螺桿40和42參見圖4A，其為廢物進料螺桿的俯視圖。
用于將廢物裝載進入熱解反應器M的機構39顯示在圖5中。用于卸載反應固體產(chǎn)物如焦炭的機構39’分別與圖5中所示的機構類似，因而沒有顯示和單獨考慮。上述機構各自包括上下閥門，例如圖5中所示的滑動式閘門44和46。廢物裝載機構39安裝在熱解反應器M的正面或近側面48 (圖3)，而焦炭卸載裝置(未顯示)安裝在熱解反應器M 的后面或遠側面50。在圖5所示的改進中，閘門44和46在相應的氣壓缸41和43以及連接到相應閘門44和46的活塞桿41a和43a的線性驅動下進入和離開打開和關閉位置。
廢物從廢物儲存器34(圖1)落至關閉的上閘門44上(圖3和5)。然后上閘門 44打開，廢物落在下閘門46上。在廢物累積至預定量后，上閘門44則關閉，下閘門46打開使廢物落至進料螺桿52 (圖幻上，將廢物輸送至安裝在反應器M前蓋50的入口的彈簧加載閘門討(圖3)。
當廢物壓實至超過彈簧加載閘門M的保持閾值的程度時，彈簧加載閘門M在廢物壓力下移動進入圖3由虛線5 所示的位置，并且讓裝載廢物進入反應釜36內部的廢物進料螺桿的螺紋表面60 (圖4A)之間的空隙。這種雙閘彈簧加載閘門防止小顆粒廢物不經(jīng)熱解而被帶入氧化器并防止含氧空氣滲透進入反應釜中。廢物進料螺桿40和42具有沿材料的移動方向縮小的螺距。這顯示在圖4B中，其為螺桿元件片段的局部縱斷面視圖。由圖 4B可見，廢物進料螺桿40 (與廢物進料螺桿42相同)具有沿材料的移動方向縮小的螺距。 換句話說，螺距Pl大于螺距P2，螺距P2大于螺距P3等。縮小的螺距使減小待處理廢物的體積成為可能，從而降低了包含在處理廢物中的空氣的體積。排氣力可由軸Mb(圖3)樞軸支承的樞軸彈簧加載間門M的質量調節(jié)。
如上所述，反應器卸載機構39’類似于加載機構，只是從反應器卸載的材料為焦炭。由于與裝載機構的類似性，卸載機構39’不作詳細描述。
由圖2可見，反應釜36的橫截面為三葉草形狀，其中兩個較低的葉36a和36b形成用于相應的廢物進料螺桿40和42的空腔，較高的葉36c具有垂直壁36d和36e并且界定合成氣通道空腔36f。螺桿利用液壓馬達56經(jīng)齒輪減速器58(圖幻驅動旋轉。
由圖2可見，廢物進料螺桿40、42具有錐形形狀，其螺紋40a和4 帶有螺旋狀圓周表面，并位于反應釜36的內壁36c的近熱傳遞端。廢物進料螺桿的螺紋40a和4 彼此重疊(圖4A)而沒有直接接觸并且在螺紋40a和42a的螺旋狀表面之間留下空隙60 (圖 4)，以使由廢物進料螺桿40和42形成的進料器類似于齒輪泵運行，有效混合廢料同時將其供入熱解反應器M的遠端，即位于合成氣凈化模塊26的側邊的那端(圖1)。
上述空隙60防止廢物在反應釜36內部積聚。此外，上述空隙60被邊界61分為兩部分，將混合廢物流分為兩股單獨子流。這使廢物沿著反應釜36壁移動并且延長了廢物與反應釜36的熱壁的接觸時間，從而提高了處理效率。
各廢物進料螺桿由可彼此分離的圖4B所示類型的幾段組成并且通過錐形螺紋元件43連接。如圖4C所示，其是沿圖4B的線IVC-IVC的橫斷面視圖，廢物進料螺桿4(K42) 是中空的，并且其內部45擁有絕熱材料47。螺桿元件的連接區(qū)域沒有絕熱材料以便更有效冷卻廢物進料螺桿的這些部分。冷卻介質是空氣，其通過中空廢物進料螺桿的內部45、經(jīng)過分別安裝在反應釜的裝載端和卸載端的入口和出口裝置73a和73b。
錐形廢物進料螺桿40和42的縱軸Xl和X2 (圖)是傾斜的(圖幻，其遠端40’和 42’ (即室38的卸載位置端)分別低于近端40”和42” (即室的裝載位置端)。由圖4A可見，廢物進料螺桿不僅為錐形和在垂直面內傾斜，而且還在水平面會聚(圖4A)。更具體而言，廢物進料螺桿在垂直面上低于水平面的傾斜角α (圖3)為1. 5° -3°，并且最佳值為 2.04°。在圖3和4中，角度以放大形式顯示。螺桿40和42在水平面上從近端40”和42” 至遠端40’和42，的會聚角β (圖4Α)為1. 8° -3°，并且最佳值為2. 22°。螺紋在近端的最大直徑為1000-1200mm，并且最佳值為1200mm。螺紋在遠端40，和42，的最小直徑為 550mm-650mm，并且最佳值為600mm。上述安裝角可在士30分的范圍內調節(jié)，優(yōu)選在士 10分的范圍內。角度的調整使得有可能在反應釜36的壁和螺桿40、42之間設定空隙。通過旋轉安裝在各自覆蓋層的支撐部件內的圖4D所示類型的偏心軸襯71a進行調節(jié)。圖4D是用于調節(jié)本發(fā)明熱解反應器M中螺桿外表面和反應釜36的內表面之間的空隙75(圖2)的螺桿40 軸上的偏心軸襯71a的三維視圖。
三葉型反應釜36被具有由耐火材料制成的外殼壁64的外殼62 (圖2~)圍繞。在外殼的內壁64和反應釜36的外表面之間的內部空間66(圖2和3)形成熔爐用于燃燒可燃氣體，其產(chǎn)生熱用于加熱熱解室38內部并且由此引起室38內部的熱解放熱反應?？扇細怏w可包含可經(jīng)由燃料供給管線69a(圖1)供入反應器的外部提供的天然氣或由熱解產(chǎn)生并且經(jīng)由管(未顯示)供入反應器的氣體。將合成氣提供至在反應釜36的較低空腔36a和 36b下設置的燃燒器68a、68b、. . . 68η。在熔爐66中燃燒可燃氣體產(chǎn)生的熱能通過室壁36a 傳輸?shù)綗峤馐襇的內部。熱解室中的熱解溫度為800°C-1000°C，優(yōu)選850°C-900°C。自動控制保持溫度在指定的最佳范圍內并且根據(jù)溫度條件來開或關燃燒器68a、68b、. . . 68η。
在燃燒器中，至少一個如燃燒器68b(圖幻可指定用于燃燒由熱解獲得的焦炭。在這種情況下，熱解反應器M的燃燒室66不需要外部供熱。反應器M中獲得的焦炭用螺旋傳送裝置70a供入焦炭儲存器70b并且從后者供入離心機70c (圖1)，離心機是用來從金屬、玻璃等殘渣中提純焦炭并且將凈化的焦炭送回至反應器M中用來在上述燃燒器68b中燃燒。因此，反應器M可基于氣體燃料和焦炭運行而不用外部供熱。
當離心機70c (圖1)接收來自熱解反應器M的熔爐66 (圖2)的結焦碳質熱解殘渣時，離心機70c分離那些低能量組分，該組分在該處理的較早步驟中沒有從廢物預處理和進料模塊22(圖1)中的廢物混合物分離。離心機70c另一功能是將脫水焦油和從合成氣分離的含氯、氟和硫的組分與結焦碳質熱解殘渣的混合物一起混合。
熱解反應器M還具有一些裝置，這些裝置用于脫除一部分熱解反應中獲得的合成氣，同時將這部分合成氣用作保持熱解處理溫度的附加燃料提供至熱解反應器M的燃燒器 68a、68b、. . . 68η 中。
合成氣凈化模塊沈(圖1)包括具有除塵器(未顯示)的干凈化裝置72和濕合成氣凈化級聯(lián)沈，在濕合成氣凈化級聯(lián)沈中，合成氣中的焦油和含氯、氟和硫的混合物被去除。濕凈化級聯(lián)沈由合成氣用水凈化的第一濕合成氣凈化器73和合成氣用堿凈化的第二濕合成氣凈化器74組成。位于干凈化裝置72和第一濕合成氣凈化器73之間的氣體冷卻器71用來在將氣體供入濕凈化前冷卻合成氣。
濕合成氣凈化器73和74連接至從殘留雜質中分離水的浮選器78。水與雜質的混合物經(jīng)由管78a和78b送入浮選器78中。該裝置產(chǎn)生可進一步利用的生產(chǎn)用水。浮選器 78的輸出端連接至熱解反應器M的離心機70c (圖1)并且可通過離心機提供脫水焦油以及含氯、氟和硫的組分，在離心機中，這些組分與熱解處理中結焦碳質殘渣的混合物合并。 然后該混合物經(jīng)由管道69b送回至熱解反應器M的熔爐66 (圖幻中用于與上述混合物一起燃燒，從而保持反應器M內部的熱解工作溫度。
濕凈化級聯(lián)沈還連接至吸收器76，其分離CO2-飽和水溶液并且由此從合成氣中至少分離出可再用的氣體二氧化碳。然后將CO2-飽和水溶液輸送至解吸器77，將溶液后續(xù)分解為ω2和生產(chǎn)用水。
系統(tǒng)20的能量產(chǎn)生模塊四(圖1)為燃氣渦輪熱電聯(lián)供裝置30a，其連接至吸收器出口并且通過燃燒從可能的污染組分提純的合成氣和由吸收器76獲得的合成氣產(chǎn)生電能和熱能。熱電聯(lián)供裝置30a使用從吸收器獲得的合成氣作為工作介質。電能通過變電站 81和輸電線83傳輸給用電設備。
現(xiàn)在將參考圖1和6描述本發(fā)明通過熱解處理來處理和利用城市和生活固體廢物的系統(tǒng)的運行，其中圖6是顯示工藝步驟的流程圖。首先，計劃處理的城市和生活廢物通過廢物分選裝置觀(圖1)分類(步驟1)，該裝置能夠分類廢物并且同時除去具有低能源潛力和不含烴類的那些廢物組分。如有必要，分類的廢物在該裝置中與具有高烴含量的其它廢物合并。
除去在該步驟中分離的金屬、玻璃和類似固體雜質并且將其送至再循環(huán)(步驟 2)。
然后將預分類廢物供入粉碎機30(步驟幻中，其中廢物被粉碎至預定尺寸如 50mm。粉碎的廢物被供入干燥器32中(步驟4)，在預定溫度例如在150_250°C干燥粉碎的廢物，直到廢物中的水分含量達到約20%的水平。干燥器32可基于從熱解反應器M的輸出端獲得的熱量運行。
廢物從干燥器32送入干燥廢物儲存器34(圖1)中，其用于儲存干燥至預定水平的廢物并且具有將粉碎和干燥廢物持續(xù)供入熱解反應器M的裝置。
將廢物裝載進入熱解反應器M的機構借助進料螺桿(圖3)經(jīng)由上述雙閘結構設置向反應器M進料。廢物從廢物儲存器34落至關閉的上閘門44(圖幻上。在廢物積累至預定量后，上閘門44打開，廢物落至下閘門46上。然后上閘門44關閉，下閘門打開使廢物落至裝載螺桿52 (圖幻上，將廢物輸送至彈簧加載間門M。當廢物壓實到超過彈簧加載閘門M的保持閾值的程度時，后者在廢物壓力下移動并讓裝載廢物進入反應釜36的內部。
在熱解反應器M中，通過在無氧條件下將廢物加熱至800°C -1000°C的溫度進行熱解處理(步驟幻。由于在水平面會聚并且在垂直面向下傾斜的錐形螺桿40和42的旋轉，產(chǎn)物從反應器M的裝載端輸送至卸載端。材料通過螺桿40和42的螺紋之間的空隙 60 (圖2和幻進行輸送且同時通過螺桿40和42 (圖4A)的旋轉得以有效混合。
通過熱解，處理的產(chǎn)物分解為固相(包含焦炭和焦油的碳殘渣的混合物)和氣相 (合成氣)。在熱解反應器中產(chǎn)生的一部分合成氣被送至廢物干燥器和/或反應器的燃燒器68a、68b、... 68η (圖2)中用作附加熱載體。結焦碳質殘渣被送至離心機70c中進行提純并分離不含烴類且不能從分類級聯(lián)的廢物中除去的低能量殘渣(步驟6)。然后碳殘渣 (含有2-10%的碳)被送回至反應器M的燃燒器中用于二次燃燒。
合成氣從熱解反應器M被送至干凈化裝置72，降低合成氣中粉塵的水平(步驟 7)，然后合成氣通過濕式洗滌器的第一級，在此用水流將合成氣中的焦油和含氯、氟和硫的混合物除去(步驟8)。然后合成氣被供入第二濕洗滌級，在此用堿金屬除去分離的雜質 (步驟9)。合成氣從第二濕凈化器(第二濕洗滌級)被送至吸收部分(步驟10)，在這里 CO2-飽和水溶液與合成氣分離，從這里氣體被送至發(fā)電部分，例如發(fā)電的燃氣渦輪熱電聯(lián)供裝置29 (步驟11)。
水與雜質的混合物也從濕洗滌級被送至浮選器78，產(chǎn)生適合于其它適當用途的生產(chǎn)用水(步驟12)。同時，脫水焦油和脫水雜質混合物被送至離心機70c用于與熱解處理的結焦碳質殘渣混合并且從那里送至反應器燃燒器用于二次燃燒。
從焦油和含氯、氟和硫混合物提純的合成氣被供入吸收器中生產(chǎn)CO2-飽和水溶液，溶液隨后被送至解吸器77，將溶液分解為(X)2和生產(chǎn)用水。
因此已經(jīng)表明，本發(fā)明提供了一種熱解處理的新型方法、系統(tǒng)和反應器，與同類的傳統(tǒng)方法、系統(tǒng)和反應器相比，本發(fā)明更有效利用城市和生活廢物。上述系統(tǒng)和反應器使氣體高度純化并在燃氣渦輪熱電聯(lián)供裝置中更有效產(chǎn)生能量。該系統(tǒng)從合成氣中分離(X)2并且利用分離的CO2作為附加工業(yè)品，并且降低排入大氣的氣體中有害成分的濃度。該系統(tǒng)不需要不同類型廢物的分類收集。本發(fā)明的系統(tǒng)和反應器沒有留下副產(chǎn)物如結焦殘渣。該系統(tǒng)能夠以獨立模式運行并且同時為外界用電設備生產(chǎn)能量。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參考具體實施方式
進行展示和描述，可以理解這些實施方式不應該限制本發(fā)明的范圍，并且任何改變和改進都是可能的，條件是這些改變和改進沒有脫離本申請所附權利要求的范圍。例如，反應釜和包圍反應釜的外殼可具有不同于圖中所示的那些形狀，并且可由不同的耐熱材料制成。熱解反應器的裝載和卸載機構可具有不同于圖5 所示的結構。例如，電驅動可用于開和關滑動式閘門。滑動式閘門可由可樞轉地安裝在加料斗的內壁上的旋轉閘門代替。
權利要求
1.一種處理和利用城市和生活廢物的系統(tǒng)，包括以下串聯(lián)的主要模塊廢物預處理和進料模塊、熱解反應器、合成氣凈化模塊和能量產(chǎn)生裝置，其中廢物預處理和進料模塊包括廢物分選裝置，用于將待處理的廢物分類并且除去不能處理的物質；廢物混合物粉碎機，用于將預分類廢物粉碎以生產(chǎn)適合于處理和利用的預定尺寸的粉碎廢物，該廢物混合物粉碎機與廢物分選裝置連接；用于干燥所述粉碎廢物的干燥器，該干燥器與廢物混合物粉碎機連接；和具有裝載機構和卸載機構的干燥廢物儲存器， 裝載機構連接干燥器，而卸載機構連接將廢物主要分解為合成氣和熱解固體產(chǎn)物的熱解反應器；合成氣凈化模塊包括干凈化器，其包括除塵器且與熱解反應器連接用于接收熱解中產(chǎn)生的合成氣；用于降低氣體溫度的氣體冷卻器；與氣體冷卻器連接的濕凈化級聯(lián)，其包括與氣體冷卻器連接并且用水流凈化合成氣的第一濕合成氣凈化器，和與第一濕合成氣凈化器連接并且用堿溶液流凈化合成氣的第二濕合成氣凈化器；以及與濕凈化級聯(lián)連接的吸收器，用于接收來自濕凈化級聯(lián)的合成氣以及從合成氣中至少分離出可再用的氣體二氧化碳；該系統(tǒng)還包括與濕凈化級聯(lián)連接并且生產(chǎn)可再用水的浮選器；與熱解反應器的卸載機構連接的離心器，其用來提純熱解的固體產(chǎn)物；與吸收器連接的解吸器，其具有將從吸收器中獲得的CO2-飽和水溶液分離為(X)2和生產(chǎn)用水的裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述能量產(chǎn)生裝置是產(chǎn)生電能的燃氣渦輪熱電聯(lián)供裝置。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述裝載機構和所述卸載機構各自包括雙閘結構，該雙閘結構包括具有用于在開啟位置和關閉位置之間轉換的裝置的第一閘門和具有用于在開啟位置和關閉位置之間轉換的閘門控制裝置的第二閘門，所述閘門控制裝置的運行使得當?shù)谝婚l門開啟時第二閘門關閉，且只有當?shù)谝婚l門關閉時第二閘門才能打開，反之亦然。
4.根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述裝載機構還包括位于第二閘門下的進料螺桿，用于進給當?shù)诙l門處于開啟位置時落在進料螺桿上的廢物。
5.根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述閘門控制裝置包括連接第一閘門的第一氣壓缸和連接第二間門的第二氣壓缸，所述第一氣壓缸和第二氣壓缸交替運行。
6.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述裝載機構還包括位于第二閘門下的進料螺桿，用于進給當?shù)诙l門對熱解反應器開啟時落在進料螺桿上的廢物。
7.根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述能量產(chǎn)生裝置是產(chǎn)生電能和熱能的燃氣渦輪熱電聯(lián)供裝置。
8.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述能量產(chǎn)生裝置是產(chǎn)生電能和熱能的燃氣渦輪熱電聯(lián)供裝置。
9.一種通過熱解處理來處理和利用工業(yè)和生活廢物的方法，包括以下步驟分類未處理的廢物并且至少分離金屬、玻璃和低能組分；將分類的廢物粉碎至預定尺寸；干燥粉碎的廢物；將粉碎廢物送入熱解反應器并且在熱解反應器中在無氧條件下對粉碎廢物進行熱解處理，以生產(chǎn)熱、合成氣和至少包含焦炭的熱解固體產(chǎn)物；對熱解固體產(chǎn)物進行離心處理，用于分離未處理的組分并且將這些未處理的組分送回到熱解處理用于二次燃燒；將熱解反應器中產(chǎn)生的合成氣送至干凈化并除塵； 用水對從干凈化步驟獲得的合成氣進行濕凈化； 用堿對從用水濕凈化獲得的合成氣進行濕凈化； 將在濕凈化中處理的合成氣送入吸收級聯(lián)中，用于分離CO2-飽和水溶液； 將來自吸收級聯(lián)的合成氣送至發(fā)電裝置并且使用所述合成氣作為所述發(fā)電裝置中的工作介質用于發(fā)電；
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，還包括以下步驟對從濕凈化獲得的水與雜質的混合物進行浮選，用于獲得可再用水并且至少獲得焦油；使所述至少獲得的焦油進行離心用于再處理。
11.根據(jù)權利要求9所述的方法，還包括以下步驟將在熱解反應器中產(chǎn)生的熱送回至干燥級并將在熱解反應器中產(chǎn)生的焦炭送回至熱解處理用于二次燃燒。
12.根據(jù)權利要求9所述的方法，其中所述發(fā)電裝置是燃氣渦輪熱電聯(lián)供裝置并且產(chǎn)生的動力是電力和熱力。
13.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中所述發(fā)電裝置是燃氣渦輪熱電聯(lián)供裝置并且產(chǎn)生的動力是電力和熱力。
14.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中所述發(fā)電裝置是燃氣渦輪熱電聯(lián)供裝置并且產(chǎn)生的動力是電力和熱力。
15.根據(jù)權利要求9所述的方法，其中所述預定尺寸不超過50mm。
16.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中所述預定尺寸不超過50mm。
17.根據(jù)權利要求9所述的方法，其中所述熱解處理在800°C-100(TC的溫度范圍進行。
18.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中所述熱解處理在800°C-1000°C的溫度范圍進行。
19.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中所述熱解處理在800°C-1000°C的溫度范圍進行。
20.根據(jù)權利要求16所述的方法，其中所述熱解處理在850°C-90(TC的溫度范圍進行。
21.一種用于處理城市和生活廢物的熱解反應器，包括熱解室、在熱解室不接觸氧氣條件下將廢物裝載入熱解室的反應器雙間門型裝載機構、在熱解室不接觸氧氣條件下用于從熱解室卸載熱解的固體副產(chǎn)物的反應器雙閘門型卸載機構，所述熱解室包括入口裝置、出口裝置和三葉型反應釜，該反應釜包括水平延伸排列的中空主體，其具有兩個較低的平行且基本呈圓筒形的葉和一個較高的具有垂直壁的合成氣定向室；兩個廢物進料螺桿，其具有帶有外表面的螺紋且分別位于所述葉中，所述兩個螺桿在形狀上為帶有錐角的錐形，廢物進料螺桿直徑從所述入口裝置到所述出口裝置逐漸減小，所述廢物進料螺桿在它們的外表面之間具有空隙。
22.根據(jù)權利要求21所述的熱解反應器，其中所述廢物進料螺桿以一傾斜角從入口裝置到出口裝置在垂直面上向下傾斜。
23.根據(jù)權利要求21所述的熱解反應器，其中所述廢物進料螺桿從入口裝置到出口裝置以一會聚角彼此會聚。
24.根據(jù)權利要求22所述的熱解反應器，其中所述廢物進料螺桿從入口裝置到出口裝置以一會聚角彼此會聚。
25.根據(jù)權利要求21所述的熱解反應器，其中所述錐角為1°-5°。
26.根據(jù)權利要求22所述的熱解反應器，其中所述傾斜角為1°-5°。
27.根據(jù)權利要求23所述的熱解反應器，其中所述會聚角為1°-5°。
28.根據(jù)權利要求21所述的熱解反應器，其中所述熱解室還包括用于調節(jié)所述廢物進料螺桿外表面之間的所述空隙的機構。
29.根據(jù)權利要求27所述的熱解反應器，其中所述廢物進料螺桿以一傾斜角從入口裝置到出口裝置在垂直面上向下傾斜。
30.根據(jù)權利要求22所述的熱解反應器，其中所述廢物進料螺桿從入口裝置到出口裝置以一會聚角彼此會聚。
31.根據(jù)權利要求M所述的熱解反應器，其中所述熱解室還包括用于調節(jié)所述廢物進料螺桿外表面之間的所述空隙的機構。
32.根據(jù)權利要求21所述的熱解反應器，其中各廢物進料螺桿具有可變螺距。
33.根據(jù)權利要求四所述的熱解反應器，其中各廢物進料螺桿具有可變螺距。
34.根據(jù)權利要求31所述的熱解反應器，其中各廢物進料螺桿具有可變螺距。
35.根據(jù)權利要求21所述的熱解反應器，其中所述熱解室還包括外殼，外殼壁由耐火材料制成。
36.根據(jù)權利要求M所述的熱解反應器，其中所述熱解室還包括外殼，外殼壁由耐火材料制成。
37.根據(jù)權利要求21所述的熱解反應器，其中所述反應器雙閘門型裝載機構和所述反應器雙閘門卸載機構，各自具有上滑動式閘門和下滑動式閘門，閘門可在開啟位置和關閉位置間移動，所述上下滑動式閘門交替運行，當上滑動式閘門開啟時，下滑動式閘門關閉， 反之亦然。
38.根據(jù)權利要求35所述的熱解反應器，其中所述反應器雙閘門型裝載機構和所述反應器雙閘門卸載機構，各自具有上滑動式閘門和下滑動式閘門，閘門可在開啟位置和關閉位置間移動，所述上下滑動式閘門交替運行，當上滑動式閘門開啟時，下滑動式閘門關閉， 反之亦然。
39.根據(jù)權利要求37所述的熱解反應器，其中所述雙間門型裝載機構還擁有裝載螺桿和彈簧加載間門，所述雙間門型裝載機構可樞轉地安裝，在通過裝載螺桿輸送的材料的推動下能夠轉變成開啟位置，將廢物裝載到廢物進料螺桿上。
40.根據(jù)權利要求39所述的熱解反應器，其中所述雙間門型裝載機構還裝備有裝載螺桿和彈簧加載間門，所述雙間門型裝載機構可樞轉地安裝，并且在通過裝載螺桿輸送的材料的推動下能夠轉變成開啟位置，將廢物裝載到廢物進料螺桿上。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于無廢熱解處理和完全利用城市和生活垃圾的系統(tǒng)和方法。廢物順序通過分類、粉碎、干燥、儲存裝置，并且送至用于熱解處理的熱解反應器。熱解中產(chǎn)生的合成氣通過干凈化、除塵、用水的第一濕凈化、用堿的第二濕凈化、和浮選裝置，該浮選裝置用于分離凈化后可用于工業(yè)用途的水。凈化的合成氣還流經(jīng)吸收器然后用作發(fā)電裝置如可發(fā)電的燃氣渦輪熱電聯(lián)供裝置的工作介質。熱解反應的固體產(chǎn)物如焦炭回到反應器用于二次燃燒，并且反應熱可在干燥器等中利用。
文檔編號B09B3/00GK102186608SQ200980138639
公開日2011年9月14日 申請日期2009年5月19日 優(yōu)先權日2008年10月1日
發(fā)明者A·M·費雷爾, M·H·庫拉科夫, D·A·扎戈爾斯基 申請人:綠燈能源解決方案有限責任公司