有机物垃圾热裂解处理方法及装置与流程

本发明涉及垃圾处理的工艺和方法，特别是一种专门处理生活垃圾中的有机物垃圾的有机物垃圾热裂解处理方法及装置。

背景技术：

据住建部测算，中国农村地区常住人口产生的生活垃圾一年约有约1.1亿吨。全国58.8万个行政村中，对生活垃圾进行无害化和非无害化处理的仅占37％。目前，农村生活垃圾的主要处理方式是转运、填埋和焚烧。

其中，垃圾转运，是将垃圾从垃圾产地(或集中地点)清运至垃圾处理厂。此方法不仅费用昂贵，而且其带来的二次污染更是一直都难以解决的问题。

而垃圾填埋技术由于其操作简单，仍然是我国处理垃圾的主要手段。然而，填埋后的垃圾中仍然残留着大量的细菌、病毒；还潜伏着沼气重金属污染等隐患；其垃圾渗漏液还会长久地污染地下水资源，这种方法潜在着极大危害，而且大量占用土地是把污染源留存给子孙后代的危险做法。

垃圾焚烧更是容易产生危害性极强的二噁英。无论是老式焚化炉还是新型焚化设施，依然是排放二噁英的源头。虽然通过烟气排放的二噁英及重金属数量减低，然而在灰烬中的二噁英及重金属含量却相应提高,灰烬仍然需要填埋并产生二噁英污染。垃圾焚烧产生大量的有毒物质，其中最为危险的是人类一级致癌物中毒性最强的二噁英(DIOXINs，DXNs)。二噁英不仅具有强致癌性，而且具有极强的生殖毒性、免疫毒性和内分泌毒性，这种比氰化钾毒性还要大1千多倍的化合物由于化学结构稳定，亲脂性高，又不能生物降解，因而具有很高的环境滞留性。

垃圾焚烧后,废气中的二噁英或者被人和动物直接吸入,或者通过空气飘落到了土壤和水中；二噁英含量很高的固体废物和废水可能通过地下水渗透。借助于水生和陆生食物链,最终被人们食用。

2015年11月，住建部等十部门联合发布《全面推进农村垃圾治理的指导意见》，因地制宜建立“村收集、镇转运、县处理”的模式，推动农村垃圾治理工作，农村垃圾处理难题亟待破解。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种有机物垃圾热裂解处理方法及装置，能够避免垃圾在二次转运时产生的二次污染，能有效去除所述有机物垃圾中残留的大量的细菌和病毒，同时，在处理过程中不再产生危害性极强的二噁英。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种有机物垃圾热裂解处理方法，其包括：

步骤一、垃圾预处理；

先将生活垃圾分类，所述生活垃圾中的有机物垃圾留待处理；然后在裂解室内投入适量的第一批有机物垃圾；

步骤二、启动热裂解；

通过外加热使所述裂解室内的温度升至100℃至200℃，当所述第一批有机物垃圾开始持续进行热裂解，停止使所述裂解室升温，所述第一批有机物垃圾热裂解产生的热量使所述裂解室内的温度维持在100℃至200℃；

步骤三、持续热裂解直至完成所述有机物垃圾的热裂解；

在一定时间间隔后，再向所述裂解室内投入第二批有机物垃圾至第n批有机物垃圾，直至本步骤中投入的所述有机物垃圾热裂解完毕；本步骤中投入的所述有机物垃圾在温度达到100℃至200℃时开始热裂解，且此热裂解过程中产生的热量也使所述裂解室内的温度维持在100℃至200℃；

其中，所述步骤二和所述步骤三中均还包括热裂解产生的烟气和烟灰的处理；

所述烟气经过过滤和吸附后变成水蒸气直接排出，所述烟灰直接留存在所述裂解室内，在一段时间后，从所述裂解室中取出所述烟灰进行处理。

如上所述的有机物垃圾热裂解处理方法，其中，所述步骤一还包括在所述裂解室内放置火山石。

如上所述的有机物垃圾热裂解处理方法，其中，所述步骤二中的所述外加热包括使用点火枪迅速喷射或者通过热交换的方式使所述裂解室内的温度升至100℃至200℃。

如上所述的有机物垃圾热裂解处理方法，其中，所述烟气的处理包括先被过滤液过滤，再被吸附介质吸附。

如上所述的有机物垃圾热裂解处理方法，其中，所述过滤液为次氯酸的浓度是50毫克/升至100毫克/升的弱酸硬水，所述吸附介质为活性炭。

如上所述的有机物垃圾热裂解处理方法，其中，所述步骤二和所述步骤三中还包括当所述裂解室的温度超过200℃时，通过喷淋除臭液、增加通风面积或者填充下一批有机物垃圾，使所述裂解室的温度降低至100℃-200℃。

如上所述的有机物垃圾热裂解处理方法，其中，所述除臭液是次氯酸的浓度是10毫克/升至50毫克/升的弱酸硬水。

本发明还提供了一种有机物垃圾热裂解处理装置，其包括热裂解机构、烟道和烟气处理机构；所述热裂解机构包括用于热裂解有机物垃圾的中空的裂解室，所述裂解室的上端设置有排烟口，所述裂解室的中部开设有用于投入有机物垃圾的填料口，所述裂解室的下端开设有用于排灰的出灰口，所述裂解室的下端还开设有空气调节口，所述裂解室的外部的下端设置有加热管，所述加热管开设有开口；所述烟气处理机构包括相互连通的过滤装置和吸附腔，所述吸附腔设置于所述过滤装置的上端并与所述过滤装置连通；所述烟道的下端通过所述排烟口连通所述裂解室的内腔，所述烟道的上端位于所述过滤装置的下端；所述烟道包括相互连通的主烟气管道和支烟气管道，所述主烟气管道的下端通过所述排烟口与所述裂解室的内腔连通，所述主烟气管道的上端与所述支烟气管道的一端连通，所述支烟气管道的另一端位于所述过滤装置的下端。

如上所述的有机物垃圾热裂解处理装置，其中，所述裂解室的内侧壁和底部均可拆卸地设置有挡板，所述挡板上设置有多个通孔，所述挡板与所述裂解室的内侧壁和底部之间形成有能容置火山石的容纳腔。

如上所述的有机物垃圾热裂解处理装置，其中，所述裂解室的内腔的顶部设置有喷淋头，所述喷淋头包括相互连通进液管和花洒头，所述进液管设置于所述裂解室的内腔的顶部，且所述进液管的进液口连通所述有机物垃圾热裂解处理装置的外部，所述进液管的下端连通所述花洒头的上端，且所述花洒头的底端设置有多个喷液孔。

本发明的有益效果是：

本发明的有机物垃圾热裂解处理方法，是在100℃-200℃的温度环境下，通过所述有机物垃圾自身的热能转化，不仅能通过较少的能源来实现所述有机物垃圾的热裂解，而且能有效使所述有机物垃圾中残留的大量的细菌和病毒都被消灭殆尽；同时，在热裂解过程中不会产生危害性极强的二噁英。

在本发明的有机物垃圾热裂解处理装置中，所述热裂解机构用于热裂解有机物垃圾，所述有机物垃圾在热裂解过程中产生的烟气经过所述烟道进入所述烟气处理机构，并被所述烟气处理机构处理成能够排入大气的水蒸气，完成所述有机物垃圾的热裂解处理。本发明的结构简单，成本低廉，非常适用于广大农村及偏远山区，有利于就地处理所述有机物垃圾，能够避免所述有机物垃圾在二次转运时产生的二次污染；本发明的有机物垃圾热裂解处理装置是在100℃-200℃的温度环境下，通过所述有机物垃圾自身的热能转化，不仅能通过较少的能源来实现所述有机物垃圾的热裂解，而且能有效使所述有机物垃圾中残留的大量的细菌和病毒都被消灭殆尽；再次，由于所述有机物垃圾是在没有火焰的100℃-200℃的温度环境下进行热裂解的，因此，在热裂解过程中不会产生危害性极强的二噁英。

附图说明

图1是本发明的有机物垃圾热裂解处理方法的流程示意图。

图2是本发明的有机物垃圾热裂解处理装置的结构示意图。

图3是本发明的有机物垃圾热裂解处理装置的烟道的结构示意图。

附图标记说明：

1、裂解室，11、排烟口，12、容纳腔，13、填料口，14、出灰口，15、空气调节口，16、进液管，17、花洒头，18、挡板，191、温度计，192、保温套，193、第一管体，194、第二管体，2、烟道，21、主烟气管道，22、支烟气管道，221、第一管道，222、第二管道，3、过滤槽，4、吸附腔，5、排气筒，6、加热管，61、开口，10、火山石，20、活性炭。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提出了一种有机物垃圾热裂解处理方法，包括：

步骤一、垃圾预处理；

先将生活垃圾分类，所述生活垃圾中的有机物垃圾留待处理；然后在裂解室内投入适量的第一批有机物垃圾；

步骤二、启动热裂解；

通过外加热使所述裂解室内的温度升至100℃至200℃，当所述第一批有机物垃圾开始持续进行热裂解，停止使所述裂解室升温，所述第一批有机物垃圾热裂解产生的热量使所述裂解室内的温度维持在100℃至200℃；

步骤三、持续热裂解直至完成所述有机物垃圾的热裂解；

在一定时间间隔后，再向所述裂解室内投入第二批有机物垃圾至第n批有机物垃圾，直至本步骤中投入的所述有机物垃圾热裂解完毕；本步骤中投入的所述有机物垃圾在温度达到100℃至200℃时开始热裂解，且此热裂解过程中产生的热量也使所述裂解室内的温度维持在100℃至200℃；

其中，所述步骤二和所述步骤三中均还包括裂解产生的烟气和烟灰的处理；

所述烟气经过过滤和吸附后变成水蒸气直接排出，所述烟灰直接留存在所述裂解室内，在一段时间后，从所述裂解室中取出所述烟灰进行处理。

本发明的有机物垃圾热裂解处理方法，是在100℃-200℃的温度环境下，通过所述有机物垃圾自身的热能转化，不仅能通过较少的能源来实现所述有机物垃圾的热裂解，而且能有效使所述有机物垃圾中残留的大量的细菌和病毒都被消灭殆尽。由于产生二噁英的温度大约是在300℃至420℃，并且二噁英在700℃时性能稳定，850℃以上二噁英便会分解成其他物质，因此当温度在200℃以下和800℃以上都不会产生二噁英，鉴于现在处理的方法燃烧温度都在800℃以上，所以，在环境温度下降过程中，还是无法避免二噁英的产生。使用本发明的有机物垃圾热裂解处理方法，所述有机物垃圾在热裂解的过程中不进行燃烧、不产生明火，而且热裂解温度在200℃以下，热裂解的过程是利用所述有机物垃圾的分子热运动来完成所述有机物垃圾的裂解，虽然垃圾处理速度较慢，但是热裂解在启动之后，就不需要再额外使用热能或者使用其他热裂解的动力，有效地节省了能源，且能有效避免产生有害性极强的二噁英,同时，所述有机物垃圾在热裂解之后产生的烟灰和烟气中也不存在二噁英。

所述生活垃圾一般包括无机物垃圾和有机物垃圾。所述无机物垃圾是指玻璃制品、金属制品、石头等建筑垃圾，放到分拣区后喷洒除味消毒剂即可。本发明中的所述有机物垃圾是指厨余垃圾、纸制品、塑料制品、木制品等生活垃圾。所述一段时间是指所述裂解室1内的所述烟灰达到一定量时，例如所述烟灰占据所述裂解室1的容积的三分之一时，或者在实际使用中，可以选择为三天时间。

由于火山石10在所述有机物垃圾热裂解的过程中，不仅能够起到保温的作用，而且所述火山石10中的大量微孔及十几种微量矿物质能够参与所述有机物垃圾分解的过程，使所述有机物垃圾在热裂解时，所述有机物垃圾的离子更活跃，并且能够净化所述有机物垃圾中的离子，因此，所述步骤一还包括在所述裂解室1内放置火山石10。

所述步骤二中的所述外加热包括使用点火枪迅速喷射或者通过热交换的方式使所述裂解室1内的温度升至100℃至200℃。使用所述点火枪迅速喷射是指每触几秒喷一下，速度快，不会生成明火。所述点火枪的具体结构和功能属于本领域公知技术，而且，附图中也并未显示。

在所述有机物垃圾的热裂解的过程中，所述烟气的处理包括先被过滤液过滤，再被吸附介质吸附。其中，所述过滤液为次氯酸的浓度是50毫克/升至100毫克/升的弱酸硬水，所述吸附介质为活性炭20。

所述步骤二和所述步骤三中还包括当所述裂解室的温度超过200℃时，通过喷淋除臭液、增加通风面积或者填充下一批有机物垃圾，使所述裂解室的温度降低至100℃-200℃，其中，所述除臭液是次氯酸的浓度是10毫克/升至50毫克/升的弱酸硬水。

如图2所示，本发明还提供了一种有机物垃圾热裂解处理装置，其包括热裂解机构、烟道2和烟气处理机构；所述热裂解机构包括中空的裂解室1，所述裂解室1的上端设置有排烟口11，所述裂解室1的中部开设有用于投入有机物垃圾的填料口13，所述裂解室1的下端开设有用于排灰的出灰口14，所述裂解室的下端还开设有用于调节所述裂解室1的空气流量的空气调节口15，所述裂解室1的外部的下端设置有加热管6，所述加热管6开设有用于放置燃料的开口61；所述烟气处理机构包括相互连通的过滤装置和吸附腔4，所述吸附腔4设置于所述过滤装置的上端并与所述过滤装置连通；所述烟道2的下端通过所述排烟口11连通所述裂解室1的内腔，所述烟道2的上端位于所述过滤装置的下端；所述烟道2包括相互连通的主烟气管道21和支烟气管道22，如图3所示，所述主烟气管道21的下端通过所述排烟口11与所述裂解室1的内腔连通，所述主烟气管道21的上端与所述支烟气管道22的一端连通，所述支烟气管道22的另一端位于所述过滤装置的下端。

在本发明的有机物垃圾热裂解处理装置中，所述热裂解机构用于热裂解有机物垃圾，所述有机物垃圾在热裂解过程中产生的烟气经过所述烟道进入所述烟气处理机构，并被所述烟气处理机构处理成能够排入大气的水蒸气，完成所述有机物垃圾的热裂解处理。本发明的结构简单，成本低廉，非常适用于广大农村及偏远山区，有利于就地处理所述有机物垃圾，能够避免所述有机物垃圾在二次转运时产生的二次污染；本发明的有机物垃圾热裂解处理装置是在100℃-200℃的温度环境下，通过所述有机物垃圾自身的热能转化，不仅能通过较少的能源来实现所述有机物垃圾的热裂解，而且能有效使所述有机物垃圾中残留的大量的细菌和病毒都被消灭殆尽；再次，由于所述有机物垃圾是在没有火焰的100℃-200℃的温度环境下进行热裂解的，因此，在热裂解过程中不会产生危害性极强的二噁英。

具体如图3所示，所述主烟气管道21竖直设置；所述支烟气管道22包括相互连通的第一管道221和第二管道222，所述第一管道221水平设置，所述第二管道222竖直设置；所述主烟气管道21的上端与所述第一管道221的一端连通，所述第二管道222竖直向下设置于所述第一管道221的另一端，所述第二管道222的出口端位于所述过滤装置的下端。

在如图2所示的一个具体的实施方式中，所述裂解室1的内侧壁和底部均可拆卸地设置有挡板18，所述挡板18上设置有多个通孔，所述挡板18与所述裂解室1的内侧壁和底部之间形成有能容置火山石10的容纳腔12。在所述有机物垃圾热裂解的过程中，所述火山石10不仅能够起到保温的作用，而且，所述火山石10中的大量微孔及十几种微量矿物质能够参与所述有机物垃圾分解的过程，使所述有机物垃圾在热裂解时，所述有机物垃圾的离子更活跃，并且能够净化所述有机物垃圾中的离子。

在一个具体的实施方式中，所述过滤装置包括罩设于所述烟道2外部的壳体21，所述壳体21的底部与所述裂解室1的顶部密封连接，所述壳体21的内壁与所述烟道2的外壁之间形成环形的过滤槽3，所述壳体21的上端密封设置有连通所述过滤槽3的上端与所述吸附腔4的下端的连接管31，所述第一管道221的另一端位于所述过滤槽3的下部。所述过滤槽3内放置有过滤液，所述过滤液是主要成分为次氯酸的弱酸硬水，所述过滤液的浓度根据气候来进行调节，一般为50毫克/升至100毫克/升。

所述吸附腔4为内部放置有活性炭20的筒体，所述连接管31的上端连通于所述吸附腔4的底部，所述吸附腔4的上部通过排烟管5与所述有机物垃圾热裂解处理装置的外部连通。

所述裂解室1还设置有测温装置，所述测温装置包括测温管和能测量所述测温管内温度的温度计191，所述测温管包括上端开口且下端封闭的管体，所述管体的上端与所述裂解室1的内腔相连通，所述管体外设置有保温套192。通过所述温度计191来监测所述裂解室1内的温度，以便于随时对所述裂解室1内的进行调节，例如向所述裂解室1内填充新的有机物垃圾，使所述裂解室1内的温度稳定在100℃至200℃之间。

具体的是，所述管体包括水平设置的第一管体193和竖直设置的第二管体194，所述第二管体194的上端开口且下端封闭，所述第一管体193的一端与所述裂解室1的内腔相连通，所述第一管体193的另一端连通所述第二管体194的上端。

为了便于调节所述裂解室1内的温度，在所述裂解室1的内腔的顶部设置有喷淋头，所述喷淋头包括相互连通进液管16和花洒头17，所述进液管16设置于所述裂解室1的内腔的顶部，且所述进液管16的进液口连通所述裂解室1的外部，所述进液管16的下端连通所述花洒头17的上端，且所述花洒头17的底端设置有多个喷液孔。当所述裂解室1内的温度达到200℃时，可以通过所述喷淋头向所述裂解室1内喷入弱酸硬水来控制所述裂解室1内的温度，不仅如此，喷洒所述弱酸硬水还可以去除所述有机物垃圾热裂解过程中产生的臭味，增加所述裂解室1内的含氧量，加速所述有机物垃圾的热裂解速度。在实际使用中，所述弱酸硬水可以是溶质为次氯酸的水溶液，所述弱酸硬水的浓度为有效氯浓度为10毫克/升至50毫克/升。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。