一种有机固废无害化气化处理系统及方法
技术领域
本发明涉及一种有机固废无害化气化处理系统及方法。
背景技术
有机固废是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态有机类物品和物质，主要包括生活垃圾、工业固废、农林固废等。随着社会经济的发展，有机固废的大量增加，使其处理越来越困难，由此而来的环境污染等问题逐渐引起社会各界的广泛关注。
目前，有机固废普遍采用堆肥发酵的处置方式进行处理，堆肥处置方式的主要不足在于资源化利用程度低、占地面积大、受气候影响大、二次污染不易控制、自动化程度低、建设成本和运营成本较高等问题，这些问题影响着有机固废资源化合理处置。气化技术是一种实现有机固废的减量化、无害化、资源化处理技术，气化技术可以与燃烧、熔融相结合处理不同特性的有机固废，社会效益突出。
发明内容
本发明的目的是针对不同特征的有机固废，提供一种减量化、无害化、资源化气化处理系统及其方法，针对性分类，技术结构合理，应用范围广，适用于有机固废中生活垃圾、有机危废、工业有机固废及农林有机固废的处理，满足了减量化和无害化处理及资源化利用的要求。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种有机固废无害化气化处理系统，包括：
生活垃圾处理系统，包括气化炉、旋流燃烧炉和余热回收装置，气化炉用于对生活垃圾进行气化处理，产生的气化产物进入旋流燃烧炉燃烧，余热回收装置用于回收旋流燃烧炉的热能；
有机危废处理系统，包括气化熔融炉，用于对有机危废进行气化熔融处理，得到可再利用的无毒熔融玻璃体和可燃气；
工业有机固废处理系统，包括干燥热解炉、气化燃烧炉和透平发电机组，干燥热解炉用于对工业有机固废进行干燥热解处理，产生的热解气及半焦进入气化燃烧炉燃烧，透平发电机组用于利用气化燃烧炉的热能发电；
农林有机固废处理系统，包括两段式移动床，第一段的气化区用于对农林有机固废进行气化处理，产生的气化气体和半焦进入第二段的燃烧区燃烧，得到可再利用的炭。
进一步地，所述的气化炉为间壁式，炉内含有蓄热材料，当炉内温度高于500℃时蓄热材料进行吸热作用，当炉内温度低于500℃时蓄热材料进行放热，维持炉内温度在400-600℃之间。
优选的，所述的蓄热材料为高储能密度纳米陶瓷蓄热复合材料。
进一步地，所述的旋流燃烧炉内结构为蛇形结构。蛇形管路可增加气体的停留时间，使其充分燃烧，阻滞了二噁英前驱体及二次污染的生成。
进一步地，所述的气化熔融炉设有多通道气化喷嘴，炉内包括气化区和激冷室；有机危废经多通道气化喷嘴进入气化熔融炉，在气化区进行气化熔融处理，得到熔渣和中温燃气；熔渣经过激冷室处理后得到无毒熔融玻璃体，中温燃气依次进行废热回收和气体净化处理，得到可燃气。
进一步地，所述的气化熔融炉内添加辅助药剂，用于减少危废料浆流动时的内摩擦、改善固体颗粒分散均质性能和表观粘度、提高料浆稳定性及流变特性。
进一步地，所述的干燥热解炉包括干燥区和热解区，工业有机固废进入干燥热解炉，在干燥区进行干燥处理降低其含水率，经过干燥后的固废进入热解区进行热解，得到热解气及半焦。
进一步地，所述的气化燃烧炉包括氧化燃烧区、还原气化区和燃烬区；半焦在氧化燃烧区进行氧化燃烧，热解气在还原气化区进行气化，形成小分子气体，生成的气体在燃烬区处进行最终的燃烧，使得出口气体符合排放标准。
进一步地，所述的两段式移动床的燃烧区，气化气体与半焦进行预混燃烧，并通过分级调控控制炭的产生比例。
一种有机固废无害化气化处理方法，包括：
(1)采用中低温气化技术+高效旋流燃烧技术处理生活垃圾：
生活垃圾进入气化炉进行气化处理，产生的气化产物经输送管道进入旋流燃烧炉，沿蛇形管道流动，同时进行充分燃烧，以使出口烟气符合排放标准，并对燃烧过程中产生的余热进行回收再利用；
(2)采用流化床气化熔融一体化技术处理有机危废：
有机危废入气化熔融炉，在气化熔融炉中与辅助药剂一起进行气化作用，产生气化燃气、含碳飞灰和炉渣，气化燃气、含碳飞灰、氧气和添加剂混合进行气化熔融处理，得到熔渣和中温燃气，熔渣经过激冷室处理后得到无毒熔融玻璃体，中温燃气依次进行废热回收和气体净化处理，得到可燃气；
(3)采用双流化床气化技术+联产热电技术处理工业有机固废：
工业有机固废进入干燥热解炉，在干燥区进行干燥处理降低其含水率，经过干燥后的固废进入热解区进行热解，得到热解气及半焦，热解气和半焦经过管道进入气化燃烧炉，半焦在氧化燃烧区进行氧化燃烧，热解气在还原气化区进行气化，形成小分子气体，生成的气体在燃烬区处进行最终的燃烧，使得出口气体符合排放标准，气化燃烧炉所产生的热量经过透平发电机组产生电量；
(4)采用移动床气化技术+预混燃烧技术处理农林有机固废：
农林有机固废经进入两段式移动床，在第一段的气化区进行气化作用，得到气化气体和半焦，气化气体和半焦进入第二段的燃烧区，通过分级调控和气化气预混燃烧增加炭的生产产量和品质，同时保证气体达标排放。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
整个系统分类明确，气化技术方法合理，应用范围广，减少了有机固废处理过程中的二次污染，实现了有机固废的减量化、无害化、资源化处理，提高了产物附加值，变废为宝。
附图说明
图1为本发明有机固废无害化气化处理系统的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，一种有机固废无害化气化处理系统，主要包括生活垃圾处理系统、有机危废处理系统、工业有机固废处理系统和农林有机固废处理系统。
生活垃圾处理系统，采用中低温气化技术+高效旋流燃烧技术+余热回收利用技术，主要设备包括气化炉、旋流燃烧炉和余热回收装置。
气化炉用于对生活垃圾进行气化处理，可采用间壁式结构，炉内含有蓄热材料，优选高储能密度纳米陶瓷蓄热复合材料，当炉内温度高于500℃时蓄热材料进行吸热作用，当炉内温度低于500℃时蓄热材料进行放热，维持炉内温度在400-600℃之间。
气化炉产生的气化产物进入旋流燃烧炉进行燃烧处理，实现达标排放，旋流燃烧炉内结构为蛇形结构，内部的蛇形管路可增加气体的停留时间，使其充分燃烧，阻滞二噁英前驱体及二次污染的生成，提高出口烟气质量。余热回收装置则用于回收烟气余热，进行再利用。
有机危废处理系统，采用流化床气化熔融一体化技术，主要设备包括气化熔融炉。
气化熔融炉包括气化区及激冷室，同时含有多通道气化喷嘴，气化熔融炉内添加有辅助药剂，以减少危废料浆流动时的内摩擦、改善固体颗粒分散均质性能和表观粘度、提高料浆稳定性及流变特性。
有机危废经多通道气化喷嘴进入气化熔融炉，在气化熔融炉中与辅助药剂一起进行气化作用，产生气化燃气、含碳飞灰和炉渣，气化燃气、含碳飞灰、氧气和添加剂混合进行气化熔融处理，得到熔渣和中温燃气，熔渣经过激冷室处理后得到无毒熔融玻璃体，中温燃气依次进行废热回收和气体净化处理，得到可燃气，所产生的无毒害玻璃态熔渣和气体可以进行再利用。
工业有机固废处理系统，采用双流化床气化技术+联产热电技术，主要设备包括干燥热解炉、气化燃烧炉和透平发电机组。
干燥热解炉用于对工业有机固废进行干燥热解处理，包括干燥区和热解区，工业有机固废进入干燥热解炉后，在干燥区进行干燥处理降低其含水率，经过干燥后的固废进入到上部的热解区进行热解，得到热解气及半焦。
热解气和半焦经过管道进入气化燃烧炉，气化燃烧炉从底部到顶部包括氧化燃烧区、还原气化区和燃烬区，半焦在氧化燃烧区进行氧化燃烧，热解气在还原气化区进行气化，形成小分子气体，生成的气体在燃烬区处进行最终的燃烧，使得出口气体符合排放标准。气化燃烧炉所产生的热量经过透平发电机组产生电量，进行再利用。
农林有机固废处理系统，采用移动床气化技术+预混燃烧技术，主要设备包括两段式移动床。
两段式移动床包括第一段的气化区和第二段的燃烧区，农林有机固废在第一段的气化区进行气化，得到气化气体和半焦，气化气体和半焦进入第二段的燃烧区，通过分级调控和气化气预混燃烧增加炭的生产产量和品质，同时保证气体达标排放，所产生的炭可以进行再利用。
需要说明的是，上述采用的设备均可商购获得，因此，对其具体的内部结构及连接关系不再赘述。
下面以几个具体的实施例来说明本发明的有机固废无害化气化处理系统的处理方法。
实施例1
生活垃圾中低温气化+高效旋流燃烧处理。
生活垃圾经过运输车运送到处理厂，经过进料装备进入气化炉进行气化处理，气化的产物气体和存在于气体中的颗粒经过输送管道进入旋流燃烧炉，气体在旋流燃烧炉内沿蛇形管道流动，同时进行燃烧，蛇形管路增加了气体的停留时间，其充分燃烧，阻滞了二噁英前驱体及二次污染的生成，出口烟气符合排放标准；燃烧过程中产生的余热进行循环利用。
实施例2
多组分有机危废流化床气化熔融一体化处理。
多组分有机危废经过运输车运送到处理厂并经过预处理，经多通道气化喷嘴进入气化熔融炉，在气化熔融炉中与辅助药剂一起进行气化作用，产生气化燃气、含碳飞灰和炉渣；气化燃气、含碳飞灰、氧气和添加剂混合进行气化熔融处理，得到熔渣和中温燃气；熔渣经过激冷室处理后得到无毒熔融玻璃体，中温燃气依次进行废热回收和气体净化处理，得到可燃气；所产生的无毒害玻璃体和可燃气可以进行再利用。
实施例3
高水分工业有机固废双流化床气化+联产热电处理。
高水分工业有机固废经过运输车运送到处理厂，经进料装置进入干燥热解炉，在干燥区进行干燥处理降低其含水率，经过干燥后的固废到上部的热解区进行热解，得到热解气及半焦，热解气和半焦经过管道进入气化燃烧炉，半焦可以在氧化燃烧区进行氧化燃烧，热解气在还原气化区进行气化，形成小分子气体，生成的气体在燃烬区处进行最终的燃烧，使得出口气体复合排放标准；双流化床气化所产生的热量经过透平发电机组产生电量。
实施例4
农林有机固废移动床气化+预混燃烧处理。
农林有机固废经过运送车运送到处理厂，经过进料装置进入两段式移动床，在移动床的第一段进行气化作用，得到气化气体和半焦，气化气体和半焦进入第二段的燃烧区，通过分级调控和气化气预混燃烧增加炭的生产产量和品质，同时保证气体达标排放，所产生的炭可以进行再利用。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
