垃圾進料
生活垃圾不需要分揀、脫水及干燥,可直接進入該系統(tǒng)進行處理,進料倉位于整個爐體系統(tǒng)的最上端,為雙層液壓蓋板結構,啟動液壓倉門第一層后,垃圾運輸車即可將運輸來的垃圾在卸料平臺直接投入進料倉。關閉第一層倉門,啟動第二層倉門將料推進爐膛內,倉中間設置有導向分流裝置,保證垃圾能夠均勻的散布在倉體內部,不出現(xiàn)局部堆積的情況。進料完畢之后關上雙倉門,密閉倉門可保證熱解過程中無臭氣排放,因為進料過程是利用垃圾自身塞堵加上雙層倉門,進料過程僅有極少量惡臭無組織逸散出來。卸料平臺采用干法清潔,不直接沖洗。
點火
熱解爐點火后可保持連續(xù)運行,不需要利用外部燃料進行助燃。首次冷爐啟動階段需借用明火烘爐,在燃燒層添加柴油點火,使爐體升溫,本項目使用的熱解爐為雙層結構,燃燒層產(chǎn)生的高溫煙氣及熱解氣由側面排入雙層爐壁間隙,不進入干燥層,熱解層;通過間接加熱使爐體達到穩(wěn)定運行所需條件;
垃圾干燥
隨著爐體底部垃圾的不斷處理,進料倉的垃圾在自重力的作用下下沉進入干燥層進行干燥。干燥層溫度在150℃-250℃左右。干燥層的熱源不需要靠額外消耗能源來提供,該裝備可以自供熱進行干燥。熱源主要來自熱解層產(chǎn)生的高溫可燃氣,可燃氣氣位于爐體內壁與外壁之間,不與干燥層直接接觸。
熱解
熱解氣化層溫度在500~600℃,由下方燃燒層供熱。干餾熱解過程基本原理為:在高溫缺氧的條件下,垃圾中的有機物經(jīng)過一系列理化反應,最終分解為低分子化合物。垃圾的熱解是一個非常復雜的物理、化學過程,熱解后產(chǎn)生的物質包括氣體、液體和固體殘渣三個部分。其中氣體主要是H2、CO、CH4、C2H4等混合成的可燃氣體;液體主要由含乙酸、丙酮、酒精和復合碳水化合物組成的液態(tài)焦油;固體殘渣主要是熱解產(chǎn)生的碳及垃圾本身含有的惰性物質。熱解產(chǎn)生的焦油及固體殘渣沉降入燃燒層,可燃氣由熱解層側面的出口排出,聚積于雙層爐壁的間隙中。爐體底部設有風機,使燃燒層相對熱解層形成負壓,熱解層產(chǎn)生的熱解氣最終經(jīng)燃燒層側面的進氣口由風機引入燃燒層,煙氣不設置旁路。
燃燒
燃燒層可分為氧化區(qū)和還原區(qū)。氧化區(qū)內由熱解層產(chǎn)生的可燃氣、碳、焦油和引風機引入助燃空氣中的氧氣及水蒸氣發(fā)生劇烈的氧化反應,燃燒溫度可達到850~1000℃,在氧化區(qū)進行的均為燃燒反應,并放出熱量,這部分反應熱為還原區(qū)的還原反應、物料的裂解和干燥,提供了熱源。反應放出的熱量較多,足以提供熱解爐所需熱量;還原區(qū)內CO2和H2O被由燃燒層沉降的熾熱的C還原,產(chǎn)生CO,H2等可燃氣體。在實際的操作過程中,氧化區(qū)和還原區(qū)沒有明確的邊界,是相互滲透和交錯的。
燃燒層產(chǎn)生的殘渣經(jīng)過燃盡層繼續(xù)燃燒完全后,經(jīng)爐排的機械擠壓、破碎,落入灰斗人工定期排出爐外。熱解氣化爐產(chǎn)生的混合煙氣進入尾氣處理系統(tǒng)。
冷爐啟動必須借用明火烘爐,生活垃圾中的可燃物(如紙品、板材、木屑等)經(jīng)引燃后,使爐體升溫,從而將垃圾中的可燃物燃燒及熱解,產(chǎn)生的熱能不斷熱解垃圾中的有機物質。由于爐內有保溫及導熱材料,熱解層的溫度維持在600℃以內,足以保證垃圾的熱分解。
垃圾的熱分解、燃燒形成了沿向下運動方向的動態(tài)平衡,在投料和排渣系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行的外部條件下,爐內各反應段的物理化學過程也連續(xù)、穩(wěn)定地進行,因此熱解過程可以連續(xù)地、正常地運轉。