本發(fā)明屬于廢棄物處理領域，具體涉及固體垃圾廢棄物資源化處理，特別涉及一種生活垃圾熱解處理制作建材的系統(tǒng)。

背景技術：

隨著經(jīng)濟和城市化進展的加速、人口不斷增長以及生活水平的不斷提高，我國能源消耗巨大，同時生活垃圾產(chǎn)生量也在快速增加，目前大城市中2/3面臨垃圾圍城困境，通過技術手段將生活垃圾變?yōu)榭衫觅Y源，緩解我國能源和環(huán)境危機是非常重要的課題。城市生活垃圾來源廣泛、成分復雜，給垃圾處理帶來很大的困難。

生活垃圾熱解技術以其資源化利用率高，環(huán)境污染小的優(yōu)點越來越被人們所青睞。通過熱解主要產(chǎn)物有熱解油、熱解氣和熱解炭，可以作為能源再次利用。熱解過程中生活垃圾中部分無機渣土、玻璃、陶瓷、金屬等進入到垃圾炭中，使垃圾炭成分復雜且高灰分，不適合于燃燒或者氣化等資利用。

目前，現(xiàn)有技術技術推廣難度高，熱解產(chǎn)生的熱解炭沒有得到有效的處置，難以出售，減量化效果差，資源化水平較低，熱解過程產(chǎn)生的高溫油氣混合物經(jīng)油氣分離后得到焦油和干餾氣，高溫油氣混合物具有大量的顯熱無法回收，造成極大的浪費。

因此，如何設計一種能夠實現(xiàn)垃圾熱解后的物質的再利用成為本領域亟需解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種生活垃圾熱解處理制作建材的系統(tǒng)，充分利用垃圾產(chǎn)生的熱解油氣，高溫熱解油氣在廠區(qū)內直接進行燃燒利用，節(jié)能且資源化水平高，并巧妙的利用熱解炭本身的特性將此部分制備建筑材料，不僅實現(xiàn)了垃圾徹底的資源化，而且能減少陶粒這樣的建筑材料生產(chǎn)前的破碎、磨礦等步驟，可以減少無機渣土的填埋量，并生產(chǎn)出可以廣泛利用的建材用品，社會效益好。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種生活垃圾熱解處理制作建材的系統(tǒng)，其特征在于，包括：預處理裝置、熱解裝置、二次篩分裝置、熱解炭處理裝置、燒結爐，其中，

所述預處理裝置將所述生活垃圾分類；

所述熱解裝置的進料口與所述預處理裝置的出料口a連接，用于將破碎分離后的有機物進行熱解，生成高溫熱解油氣和熱解炭；

所述二次篩分裝置與所述熱解裝置的熱解炭出口連接；

所述熱解炭處理裝置的進料口與所述二次篩分裝置的出料口連接，將篩分出的細顆粒熱解炭進行造型處理；

所述燒結爐的進料口與所述熱解炭處理裝置的出料口連接，用于制備所述建材。

進一步的，所述熱解裝置的出熱解油氣口與熱解氣收集系統(tǒng)連接，所述燒結爐的燃燒室進燃氣口與熱解氣收集系統(tǒng)連接。

進一步的，所述預處理裝置包括破袋機、滾筒篩分機、分選機和破碎機，所述破袋機的出料口與所述滾筒篩分機的入料口連接，所述滾筒篩分機的出料口與所述分選機的入料口連接，所述分選機的出料口與所述破碎機的入料口連接。

進一步的，所述熱解裝置包括旋轉床熱解爐、輻射管燃燒器、布料器、出料器，其中，所述熱解爐底為可轉動的環(huán)形爐底，所述輻射管燃燒器布置于環(huán)形爐壁，所述輻射管與熱解氣收集系統(tǒng)連接，通過燃燒熱解氣以熱輻射的方式提供反應所需熱量，所述輻射管內的煙氣與旋轉床內的氣氛隔絕，所述熱解爐爐底的料板選用穿孔板，用于使物料受熱均勻。

進一步的，還包括螺旋出料機，所述螺旋出料機分別與熱解裝置和二次篩分狀裝置連接，熱解炭經(jīng)所述螺旋出料機進行降溫和粗破碎后進入二次篩分狀裝置。

進一步的，所述二次篩分裝置包括：磁選機和振動篩，所述磁選機用于篩選出熱解炭中的無機物，并將其經(jīng)二次篩分裝置的排料口排出；所述振動篩篩選出的細顆粒熱解炭通過振動篩篩下出料口進入熱解炭處理裝置。

進一步的，所述熱解炭處理裝置包括混料倉和圓盤造球機，所述混料倉的入口與二次篩分裝置的振動篩篩下出料口通過輸送帶相連，出口與所述圓盤造球機相連，所述圓盤造球機的出口通過輸送帶與所述燒結爐入料口相連；所述二次篩分裝置的振動篩為0.3mm振動篩，所述振動篩篩下的細顆粒添加18％的水混料送入圓盤造球機滾球5分鐘，形成直徑10mm左右的炭球。

進一步的，所述燒結爐的油氣燃燒室與所述熱解氣收集系統(tǒng)相連，所述油氣燃燒室的助燃空氣入口與空氣鼓風機相連，所述燃燒室的煙氣出口與除塵凈化系統(tǒng)連接。

同時,本發(fā)明提供了一種的生活垃圾熱解處理制作建材的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)生活垃圾預處理：將生活垃圾進行破碎、分選；

(2)經(jīng)預處理后垃圾熱解：經(jīng)預處理分選后的垃圾入旋轉床熱解爐進行熱解，生成高溫熱解油氣和熱解炭，熱解炭經(jīng)降溫和粗破碎；高溫熱解油氣排到熱解氣收集系統(tǒng)作為燃料使用；

(3)熱解炭分選造球和焙燒：經(jīng)過降溫和粗破碎后的熱解炭經(jīng)過二次篩分裝置篩分，細顆粒通過熱解炭處理裝置制備炭球或碳磚，炭球送入燒結爐進行焙燒，得到所述建材。

進一步的，所述步驟(1)中：分選出的無機雜質進行填埋；分出的金屬進行外運銷售；分出可燃物、有機質和未分選出的無機物進行破碎后進旋轉床熱解；

所述步驟(2)中：入料的含水率約為20％-60％，將其均勻給入旋轉床熱解爐，鋪料厚度50-250mm，在爐內經(jīng)過階段升溫，完成干燥、熱解和活化的反應，其中干燥溫度為200～600℃，熱解活化的溫度為700～900℃，旋轉一周的時間為1h；

所述步驟(3)具體包括：

熱解炭分選造球：熱解產(chǎn)生的熱解炭經(jīng)過降溫和初步破碎后進入0.3mm振動篩，篩上設有磁選機回收金屬，剩余的無機物直接作為無機渣土填埋，篩下細顆粒摻入水進行混料，送入圓盤造球機進行滾球，制備好的炭球送入陶粒焙燒爐；

陶粒焙燒：炭球置于具有多孔結構的平臺上，平臺底部設有油氣燃燒室、噴入熱解油氣燃燒，對炭球進行焙燒，以2～3℃/min的速率加熱至最大溫度900～1100℃，最大溫度保持時間為40～70min，然后再以2～3℃/min的速率降溫，最終形成具有多孔狀的陶粒。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明巧妙的利用熱解炭本身的特性將此部分制備建筑材料，不僅實現(xiàn)了垃圾徹底的資源化，而且能減少陶粒這樣的建筑材料生產(chǎn)前的破碎、磨礦等步驟，可以減少無機渣土的填埋量，并生產(chǎn)出可以廣泛利用的建材用品，社會效益好；

(2)采用旋轉床熱解爐作為有機可燃物熱解制油、氣和炭的設備，在同一個爐內完成了干燥，熱解的過程，流程短；因入料熱值高、成分較相似，產(chǎn)生的熱解油氣熱值高、穩(wěn)定性高，能進行有效利用；

(3)減少了常規(guī)建材燒制過程中的磨礦工藝，生產(chǎn)成本低；

(4)解決了現(xiàn)有技術中投資高、產(chǎn)品市場銷路不暢、經(jīng)濟效益差的問題；

(5)充分利用垃圾產(chǎn)生的熱解油氣，高溫熱解油氣在廠區(qū)內直接進行燃燒利用，節(jié)能且資源化水平高，廠區(qū)工藝簡單，設備可靠。

附圖說明

圖1為本發(fā)明生活垃圾熱解處理制作建材的系統(tǒng)示意圖。

圖2為本發(fā)明生活垃圾熱解處理制作建材的系統(tǒng)裝置圖。

其中，1、預處理裝置2、二次篩分裝置3、混料倉4、圓盤造球機5、燒結爐6、引風機7、空氣引風機8、煙氣凈化排出裝置9、螺旋出料機b、垃圾c、金屬d、大塊渣土。

具體實施方式

為了使本領域技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種生活垃圾熱解處理制作建材的系統(tǒng)，圖1為本發(fā)明生活垃圾熱解處理制作建材的系統(tǒng)示意圖，如圖1所示,包括：預處理裝置1、熱解裝置、二次篩分裝置2、熱解炭處理裝置、燒結爐5，其中，其中，所述預處理裝置1將所述生活垃圾分類；所述熱解裝置的進料口與所述預處理裝置的出料口a連接，用于將破碎分離后的有機物進行熱解，生成高溫熱解油氣和熱解炭；所述二次篩分裝置2與所述熱解裝置的熱解炭出口連接；所述熱解炭處理裝置的進料口與所述二次篩分裝置的出料口連接，將篩分出的細顆粒熱解炭進行造型處理；所述燒結爐5的進料口與所述熱解炭處理裝置的出料口連接，用于制備所述建材。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，所述熱解裝置的出熱解油氣口與熱解氣收集系統(tǒng)連接，用于收集熱解產(chǎn)生的熱解油氣，所述燒結爐5的燃燒室進燃氣口與熱解氣收集系統(tǒng)連接，用于將收集來的熱解油氣作為燒結爐燃燒室的燃料。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，本發(fā)明的預處理裝置1的具體處理垃圾的方式不受特別限制，可根據(jù)垃圾成分不同自行選擇處理裝置，只要完成有機物和無機物的分離即可，在本發(fā)明的具體實施方式中，預處理裝置包括破袋機、滾筒篩分機、分選機和破碎機，所述破袋機的出料口與所述滾筒篩分機的入料口連接，所述滾筒篩分機的出料口與所述分選機的入料口連接，所述分選機的出料口與所述破碎機的入料口連接，待處理的垃圾經(jīng)破袋機、滾筒篩分機、分選機和破碎機處理為含水率為20％-60％,直徑小于20mm的物料后均勻進入熱解裝置。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，熱解裝置并無特定要求，在本發(fā)明的具體實施方式中，所述熱解裝置包括旋轉床熱解爐、輻射管燃燒器、布料器、出料器，其中，所述熱解爐底為可轉動的環(huán)形爐底，所述輻射管燃燒器布置于環(huán)形爐壁，所述輻射管與熱解氣收集系統(tǒng)連接，通過燃燒熱解氣以熱輻射的方式提供反應所需熱量，所述輻射管內的煙氣與旋轉床內的氣氛隔絕，所述熱解爐爐底的料板選用穿孔板，用于使物料受熱均勻。

熱解爐分為四個區(qū)域，分別是干燥區(qū)、熱解反應一區(qū)、熱解反應二區(qū)和熱解反應三區(qū)，物料由干燥區(qū)前端給入，在四個區(qū)的爐頂處設置氣體出口，用于收集高溫熱解氣；在熱解反應三區(qū)末端設置出料裝置，收集熱解炭，熱解爐內鋪料厚度50-250mm，在爐內經(jīng)過階段升溫，完成干燥、熱解和活化的反應，其中干燥溫度為200～600℃，熱解活化的溫度為700～900℃，旋轉一周的時間為1h。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，熱解炭經(jīng)螺旋出料機9冷卻粉碎后進入二次篩分裝置2，也可采用其他裝置實現(xiàn)此效果，優(yōu)選的，本發(fā)明還包括螺旋出料機9，所述螺旋出料機與熱解裝置的出料口連接，熱解炭經(jīng)螺旋出料機進行降溫和粗破碎后進入二次篩分狀裝置。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，由于熱解炭石塊、玻璃、金屬等無機殘渣多為大塊，熱解后可燃物與無機物分離效果好，本發(fā)明采用磁選機將金屬等物質進行二次篩選，也可采用其他方式實現(xiàn)此功能，在本發(fā)明的具體實施方式中，所述二次篩分裝置上設置有磁選機，用于篩選預處理裝置未篩選出的無機物，并將篩選出的無機物經(jīng)二次篩分裝置的排料口排出，所述二次篩分狀裝置的振動篩中篩選出的熱解炭經(jīng)通過出料口進入熱解炭處理裝置。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，熱解炭處理裝置可以根據(jù)建筑材料的不同選擇不同的裝置，在本發(fā)明的具體實施例一中，所述熱解炭處理裝置包括混料倉3和圓盤造球機4，所述混料倉3的入口與二次篩分裝置2的振動篩篩下的出料口通過輸送帶相連，出口與造球機相連，所述造球機出口通過輸送帶與燒結爐入料口相連。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，振動篩的規(guī)格可根據(jù)選擇制造的建筑材料不同自行選擇，在本發(fā)明的具體實施例一中，二次篩分裝置的振動篩為0.3mm振動篩，所述振動篩篩下的細顆粒添加18％的水混料送入圓盤造球機滾球5分鐘，形成直徑10mm左右的炭球。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，振動篩根據(jù)實際需要自行選擇，并無特別要求，在本發(fā)明的具體實施例二中，所述熱解炭處理裝置將篩選后的熱解炭顆粒添加5％的水后進行壓塊，送入燒結爐焙燒。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，建筑材料的焙燒裝置5并無特別限制，只要實現(xiàn)建筑材料的燒制即可，在本發(fā)明的具體實施方式中，所述燒結爐的油氣燃燒室與熱解氣收集系統(tǒng)相連，用于提供燃料，所述油氣燃燒室的助燃空氣入口與空氣鼓風機相連，所述燃燒室的煙氣出口與除塵凈化系統(tǒng)連接，本發(fā)明將熱解垃圾產(chǎn)生的油氣作為建筑材料焙燒的燃料，充分利用了垃圾熱解產(chǎn)生的油氣，實現(xiàn)了資源的最大化利用。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種生活垃圾熱解處理制作建材的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)生活垃圾預處理：將生活垃圾進行破碎、分選；

(2)經(jīng)預處理后垃圾熱解：經(jīng)預處理分選后的垃圾入旋轉床熱解爐進行熱解，生成高溫熱解油氣和熱解炭，熱解炭經(jīng)降溫和粗破碎；高溫熱解油氣排到熱解氣收集系統(tǒng)作為燃料使用；

(3)熱解炭分選造球和焙燒：經(jīng)過降溫和粗破碎后的熱解炭經(jīng)過二次篩分裝置篩分，細顆粒通過熱解炭處理裝置制備炭球或碳磚，炭球送入燒結爐進行焙燒，得到所述建材。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，所述步驟(1)中：分選出的無機雜質進行填埋；分出的金屬進行外運銷售；分出可燃物、有機質和未分選出的無機物進行破碎后進旋轉床熱解；所述步驟(2)中：入料的含水率約為20％-60％，將其均勻給入旋轉床熱解爐，鋪料厚度50-250mm，在爐內經(jīng)過階段升溫，完成干燥、熱解和活化的反應，其中干燥溫度為200～600℃，熱解活化的溫度為700～900℃，旋轉一周的時間為1h；所述步驟(3)具體包括：

熱解炭分選造球：熱解產(chǎn)生的熱解炭經(jīng)過降溫和初步破碎后進入0.3mm振動篩，篩上設有磁選機回收金屬，剩余的無機物直接作為無機渣土填埋，篩下細顆粒摻入水進行混料，送入圓盤造球機進行滾球，制備好的炭球送入陶粒焙燒爐；

陶粒焙燒：炭球置于具有多孔結構的平臺上，平臺底部設有油氣燃燒室、噴入熱解油氣燃燒，對炭球進行焙燒，以2～3℃/min的速率加熱至最大溫度900～1100℃，最大溫度保持時間為40～70min，然后再以2～3℃/min的速率降溫，最終形成具有多孔狀的陶粒。

由此，本發(fā)明的一種生活垃圾熱解處理制作建材的系統(tǒng)，充分利用垃圾產(chǎn)生的熱解油氣，高溫熱解油氣在廠區(qū)內直接進行燃燒利用，節(jié)能且資源化水平高，廠區(qū)工藝簡單，設備可靠，采用旋轉床熱解爐作為有機可燃物熱解制油、氣和炭的設備，在同一個爐內完成了干燥，熱解的過程，流程短，入料熱值高、成分較相似，產(chǎn)生的熱解油氣熱值高、穩(wěn)定性高，能進行有效利用。

實施例一

首先搭建生活垃圾熱解處理制作建材系統(tǒng)，所述熱解裝置的進料口與所述預處理裝置的出料口a連接，用于將破碎分離后的有機物進行熱解，生成高溫熱解油氣和熱解炭；所述二次篩分裝置與所述熱解裝置的熱解炭出口連接；所述熱解炭處理裝置的進料口與所述二次篩分裝置的出料口連接，將篩分出的細顆粒熱解炭進行處理；所述燒結爐的進料口與所述熱解炭處理裝置的出料口連接，用于制備所述建材，所述熱解裝置的出熱解油氣口與熱解氣收集系統(tǒng)連接，所述燒結爐的燃燒室進燃氣口與熱解氣收集系統(tǒng)連接。

然后分步運行系統(tǒng)：

(1)生活垃圾預處理：主要目的是將原料分類并達到一定粒度，所以預處理工藝包括利用破袋系統(tǒng)、分級篩分系統(tǒng)、風選機、吸塑機、滾筒篩和破碎機進行相應處理，所述預處理根據(jù)處理工藝要求，其連接順序為破袋-滾篩-分選-破碎，每個工序均具有一個進料口和一個出料口，將其中的大塊無機物、金屬等分出，分選后垃圾破碎至旋轉床入料要求，直徑＜20mm，含水率約為20％-60％。

(2)預處理后垃圾的熱解：將處理后的垃圾均勻給入旋轉床熱解爐，鋪料厚度50-250mm，在爐內經(jīng)過階段升溫，完成干燥、熱解和活化的反應，其中干燥溫度為200～600℃，熱解活化的溫度為700～900℃，旋轉一周的時間為1h。

其中旋轉床熱解爐為實現(xiàn)該過程的主體設備，它包括旋轉床熱解爐，輻射管燃燒器，以及布料、出料等輔助機構。所述旋轉床熱解爐具有進料口，高溫熱解氣出口，熱解炭出口和燃料入口，所述進料口與預處理系統(tǒng)中的垃圾破碎出料口相連；所述高溫油氣出口通過管路與旋轉床燃料入口、焙燒爐燃料入口相連；所述無熱載體蓄熱式旋轉床設置的加熱裝置為燃氣輻射管，其通過燃燒為所述旋轉床供熱，并且所述熱解炭出口與振動篩相連。熱解爐爐底為可轉動的環(huán)形爐底，輻射管燃燒器布置于環(huán)形爐壁，通過燃燒熱解氣以熱輻射的方式提供反應所需熱量，輻射管內的煙氣與旋轉床內的氣氛隔絕。將熱解爐分為四個區(qū)域，分別是干燥區(qū)、熱解反應一區(qū)、熱解反應二區(qū)和熱解反應三區(qū)，物料由干燥區(qū)前端給入，在四個區(qū)的爐頂處設置氣體出口，用于收集高溫熱解氣；在熱解反應三區(qū)末端設置出料裝置，收集熱解炭，為了使物料受熱均勻，爐底的料板選用穿孔板。熱解油氣送入旋轉床、焙燒爐的作為燃料。

(3)熱解炭分選造球：熱解產(chǎn)生的熱解炭經(jīng)過降溫和初步破碎后進入0.3mm振動篩。篩上設有磁選機回收金屬，剩余的石塊、玻璃等無機物直接作為無機渣土填埋。所述振動篩篩上出口連接輸送帶與預處理分選出的渣土混合，篩下出口送入圓盤造球機混料倉，圓盤造球機混料倉的入口與振動篩篩下輸送帶相連，出口與造球機相連，造球機出口通過輸送帶與陶粒焙燒爐入料口相連，然后送入圓盤造球機進行滾球。制備好的炭球送入陶粒焙燒爐。

(4)陶粒焙燒：陶粒焙燒爐設有入料口，油氣燃燒室具有油氣入口，助燃空氣入口和煙氣出口，所述燃燒室的油氣入口與旋轉床高溫油氣出口相連；所述燃燒室的助燃空氣與空氣鼓風機相連；所述燃燒室的煙氣出口與除塵凈化系統(tǒng)相連，將炭球置于具有多孔結構的平臺上，平臺底部設有油氣燃燒室、噴入熱解油氣燃燒，對炭球進行焙燒，以2～3℃/min的速率加熱至最大溫度900～1100℃，最大溫度保持時間為40～70min，然后再以2～3℃/min的速率降溫，最終形成具有多孔狀的陶粒。

采用某市生活垃圾為原料，成分組成如下表：

進廠的垃圾經(jīng)過簡單分選去除大塊無機物和金屬，送入旋轉床進行熱解。

產(chǎn)生的垃圾炭簡單破碎后送入0.3mm振動篩。篩下細顆粒添加18％的水混料送入圓盤造球機滾球5分鐘，形成直徑10mm左右的陶粒，送入陶粒焙燒爐。最終陶粒產(chǎn)量占入場垃圾的15％。

以日處理100噸垃圾計算，能產(chǎn)生約15噸陶粒，該廠一噸陶粒的出廠價在500元，陶粒每天就能收入7500元，再加上每處理一噸垃圾政府補貼100多元，此兩項每天就能收入1.75萬元，即便沒有政府補貼，處理廠也能盈利。

實施例二

實施例二與實施例一的不同之處在于熱解炭處理裝置為混料倉和壓塊機，將產(chǎn)生的垃圾炭簡單破碎后送入2mm振動篩。篩下細顆粒添加5％的水，壓塊后送入磚窯，焙燒出保溫磚。某城市垃圾原料，垃圾成分見下表：

以日處理200噸垃圾計算，能產(chǎn)生約30噸保溫磚，該廠一噸保溫磚的出廠價在600元，每天就能收入1.8萬元，再加上每處理一噸垃圾政府補貼50多元，不僅此兩項每天就能收入2.8萬元，經(jīng)濟性好。

以上對本發(fā)明所提供的一種生活垃圾熱解處理制作建材的系統(tǒng)進行了詳細介紹，本文中應用了實施例對本申請的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本申請的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本申請的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本申請的限制。