CN110564431B - 一种湿垃圾脱水热解方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种湿垃圾脱水热解方法及系统。所述方法包括：1)将湿垃圾进行挤压处理，挤压处理的温度条件为85‑101℃，挤压压力条件为5‑10MPa；2)进一步提高挤压压力条件为10MPa以上，完成一次脱水处理，以提供一次脱水所得固相物和一次脱水所得液相物；3)将一次脱水处理的脱水体系进行泄压处理，以提供二次脱水所得固相物和排出气体，将排出气体进行冷凝处理，以提供第一自蒸发冷凝水；4)将二次脱水所得固相物进行三次脱水，以提供三次脱水所得固相物和三次脱水所得气相物；5)将三次脱水所得气相物进行冷凝处理，以提供第二自蒸发冷凝水；6)将三次脱水所得固相物进行行热解处理。本发明使得湿垃圾处理后的水分降低到50％以下。

Description

一种湿垃圾脱水热解方法及系统

技术领域

本发明涉及垃圾处置与资源化领域，尤其是涉及一种湿垃圾脱水热解方法及系统。

背景技术

2019年2月，住房和城乡建设部在上海召开全国城市生活垃圾分类工作会议，要求从2019年起，全国地级及以上城市要全面启动生活垃圾分类工作；到2020年底，全国46个重点城市要基本建成“垃圾分类”处理系统；2025年底前，全国地级及以上城市要基本建成“垃圾分类”处理系统。住房和城乡建设部表示，上述46个重点城市先行先试，“垃圾分类”收运处理配套设施不断完善。2019年7月1日起上海率先实施生活垃圾分类收集和运输、处理体系，将垃圾分为可回收垃圾、有害垃圾、干垃圾与湿垃圾，分别处置。

但是将过去全部送往垃圾焚烧炉的湿垃圾一旦单独收集，不仅运输的费用大，而且处置难度也比较高，需要集中后进行厌氧发酵或者好氧堆肥，这类传统的大型湿垃圾处置技术不合适所有城市的垃圾处置，如有些城市建设单独的湿垃圾厌氧发酵或者好氧堆肥运输距离远，运输费用贵。

目前很多城市焚烧设施已经建立完毕，将湿垃圾脱水干化后与干垃圾一起焚烧处理还是合适的，且脱水干化后还减少了运输能耗。此外在很多城市由于垃圾总产量只有400t/d以下，建设大型焚烧厂不合适，但是建设单独的湿垃圾厌氧发酵或者好氧堆肥也不合适。因而将湿垃圾脱水后与干垃圾一起热解是最节省实用的方法，因此需要简单、经济适用、易于操作的湿垃圾脱水干化处理设施，以满足脱水干化后直接与干垃圾一起热解的要求。

现有挤压脱水装置大多是利用纯挤压脱水，如螺旋挤压脱水机、液压脱水机是一种广泛应用于高湿糟渣物料干燥前的脱水作业。但是所有这些挤压脱水用于湿垃圾时一方面难以突破将水分降低到50％以下，脱水后的湿垃圾的水分仍然不能降低到进入热解炉的要求。另一方面采用很高的脱水压力将挤出大量的“浆体”，使得部分固形物也被挤出，导致后处理困难。

现有的湿垃圾干燥脱水装置也有利用热介质(蒸汽或者热风)将水分蒸发，但是能耗高、时间长。

此外，现有技术中湿垃圾脱水还存在臭气不易控制、现场气味大等问题；现有的湿垃圾热解存在水分蒸发能耗高、能量不能自平衡等问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种方便、简易、经济和高效的湿垃圾脱水热解的方法及系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：本发明一方面提供一种湿垃圾脱水热解方法，所述方法包括以下步骤：

1)将湿垃圾进行挤压处理，所述挤压处理的温度条件为85-101℃，挤压压力条件为5-10MPa，时间为10-20min；

2)进一步提高挤压压力条件为10MPa以上，完成一次脱水处理，以提供一次脱水所得固相物和一次脱水所得液相物；

3)将所述一次脱水处理的脱水体系进行泄压处理，以提供二次脱水所得固相物和排出气体，将所述排出气体进行冷凝处理，以提供第一自蒸发冷凝水；

4)将步骤3)所提供的二次脱水所得固相物进行三次脱水，以提供三次脱水所得固相物和三次脱水所得气相物(14)，三次脱水的压力条件为常压；

5)将步骤4)所提供的三次脱水所得气相物进行冷凝处理，以提供第二自蒸发冷凝水；

6)将步骤4)所提供的三次脱水所得固相物进行行热解处理。

在本发明的一些实施方式中，至少部分所述步骤6)热解体系中产生的烟气用于将所述湿垃圾升温到85-101℃。

在本发明的一些实施方式中，至少部分所述步骤6)热解体系中产生的水蒸汽6用于将所述湿垃圾升温到85-101℃。

在本发明的一些实施方式中，所述挤压脱水体系通过电加热或者导热油加热将所述湿垃圾升温到85-101℃。

在本发明的一些实施方式中，所述挤压脱水体系通过液压或螺旋挤压使所述湿垃圾的挤压压力达到5-10MPa以上。

在本发明的一些实施方式中，还包括如下技术特征的一项或多项：

A1)对所述一次脱水所得液相物进行厌氧处理；

A2)对所述第一自蒸发冷凝水和第二自蒸发冷凝水后的排水循环利用；

A3)采用所述热解体系中产生的烟气升温时，升温过程中的挤压脱水体系排出的废气冷凝后通过产生烟气处理。

本发明另一方面提供一种的湿垃圾脱水热解系统，所述系统包括：

挤压脱水装置，所述挤压脱水装置用于将湿垃圾进行挤压处理和一次脱水处理，以提供一次脱水所得固相物和一次脱水所得液相物，并对所述一次脱水处理后的挤压脱水装置进行泄压处理，以提供二次脱水所得固相物和排出气体；

真空抽吸装置，所述真空抽吸装置用于将二次脱水所得固相物进行抽吸处理，以提供三次脱水所得固相物和三次脱水所得气相物；

冷凝装置，所述冷凝装置用于将所述一次脱水处理后的挤压脱水装置内泄压过程中的排出气体和三次脱水所得气相物进行冷凝处理；

热解装置，所述热解装置用于将三次脱水所得固相物进行热解处理。

在本发明的一些实施方式中，所述真空抽吸装置与挤压脱水装置的出料端连通；所述冷凝装置与挤压脱水装置流体连通，所述真空抽吸装置与所述冷凝装置流体连通；所述热解装置的进料端与真空抽吸装置连通。

在本发明的一些实施方式中，所述挤压脱水装置内设温度调节装置和压力调节装置；所述系统还包括高温烟气发生装置，所述高温烟气发生装置的排气口与所述热解装置的进气口连通，所述热解装置的排气口与高温烟气发生装置的进气口连通。

在本发明的一些实施方式中，所述挤压脱水装置内设温度调节装置和压力调节装置。

在本发明的一些实施方式中，还包括如下技术特征的一项或多项：

B1)所述温度调节装置为烟气进气通道或水蒸汽进气通道，所述挤压脱水装置上设有烟气进气通道或水蒸汽进气通道；

B2)所述温度调节装置为电加热组件或导热油组件，所述电加热组件或导热油组件设于所述挤压脱水装置内；

B3)所述冷凝装置的排气口与所述高温烟气发生装置的进气口连通；

B4)所述热解装置内产生的挥发份通过高温烟气发生装置产生烟气；

B5)采用所述热解体系中产生的烟气升温时，升温过程中挤压脱水装置排出的废气经冷凝装置冷凝后通过高温烟气发生装置产生高温烟气处理；

B6)所述热解装置与所述余热锅炉连通，所述余热锅炉产生的水蒸汽压力为0.3～0.5MPa。

附图说明

图1为本发明实施例1、实施例5、实施例7的湿垃圾脱水热解系统的结构示意图。

图2为本发明实施例2、实施例6的湿垃圾脱水热解系统的结构示意图。

图3为本发明实施例3、实施例4、实施例8、实施例9的湿垃圾脱水热解系统的结构示意图。

图4为本发明挤压脱水装置的工作方案示意图。

元件标记说明：

1 湿垃圾

2 挤压脱水装置

3 热解装置

4 高压烟气发生装置

5 余热锅炉

6 热解体系的水蒸汽

7 一次脱水

8 真空抽吸装置

9 热解体系的烟气

10 冷凝装置

11 第一自蒸发冷凝水

12 第二自蒸发冷凝水

13 排出气体

14 三次脱水所得气相物

15 废气

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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”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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面详细说明根据本发明的湿垃圾脱水热解方法及系统。

本发明第一方面提供一种湿垃圾脱水热解方法，所述方法包括以下步骤：

1)将湿垃圾1进行挤压处理，所述挤压处理的温度条件为85-101℃，挤压压力条件为5-10MPa，时间为10-20min；

2)进一步提高挤压压力条件为10MPa以上实现一次脱水处理，以提供一次脱水所得固相物和一次脱水所得液相物7；

3)将所述一次脱水处理的脱水体系进行泄压处理，以提供二次脱水所得固相物和排出气体13，将所述排出气体13进行冷凝处理，以捕捉并提供第一自蒸发冷凝水11；

4)将步骤3)所提供的二次脱水所得固相物进行三次脱水，以提供三次脱水所得固相物和三次脱水所得气相物14，三次脱水的压力条件为常压；

5)将步骤4)所提供的三次脱水所得气相物14进行冷凝处理，以捕捉并提供第二自蒸发冷凝水；

6)将步骤4)所提供的三次脱水所得固相物进行行热解处理。

本发明所提供的湿垃圾脱水热解方法中，将湿垃圾(1)进行挤压处理，所述挤压处理的温度条件为85-101℃，在一些优选的实施方式中，所述挤压处理的温度条件可以为85-90℃，90-95℃，或95-101℃。挤压压力是指施加到湿垃圾上的压力，挤压压力条件为5-10MPa，在一些优选的实施方式中，所述挤压压力条件可以为5-6MPa，6-7MPa，7-8MPa，8-9MPa，或9-10MPa。在上述温度和挤压压力下保持时间为10-20min，在一些优选的实施方式中，所述保持时间可以为10-12min，12-14min，14-16min，16-18min，或18-20min。在保持时间内有释压和加压的反复动作。本发明步骤1)的挤压利用了在上述挤压压力和温度条件下湿垃圾1的内水分因为机械压能和升温的叠加破坏生物质有机物细胞的原理，水分更加容易析出，可以将湿垃圾1内水分最大程度的分离，直接将水分由70-80％降低到50％以下，比常规挤压脱水机脱水效率高。

进一步地，所述一次脱水是通过将挤压脱水体系中的湿垃圾1升温到85-101℃，可以通过三种方式实现：

1)烟气加热，将至少部分所述步骤6)热解体系中产生的烟气9用于将所述湿垃圾1升温到85-101℃。

2)水蒸汽加热，通过至少部分所述步骤6)热解体系中产生的水蒸汽6用于将所述湿垃圾1升温到85-101℃。

3)壁面加热：所述挤压脱水体系通过电加热或者导热油将所述湿垃圾1升温到85-101℃。

本发明基于挤压脱水，烟气加热或水蒸汽加热方式中，是在挤压过程中加入热烟或者少量水蒸汽，达到一定的温度，然后继续挤压，使得水分绝大部分以挤压的方式脱去，脱去的是水，不携带汽化潜热；而不是水蒸汽，因此能耗更低。

进一步地，所述挤压脱水体系通过液压或螺旋挤压使所述湿垃圾1的挤压压力达到5-10MPa以上。

本发明所提供的湿垃圾脱水热解方法中，所述步骤2)中进一步提高挤压压力条件为10MPa以上完成并实现一次脱水处理，以提供一次脱水所得固相物和一次脱水所得液相物7；本发明就是通过升温(85-101℃)-保压(挤压压力为5-10MPa，时间为10-20min)-再升压(提高挤压压力条件为10MPa以上)的整个过程实现一次脱水。其中一次脱水所得液相物7通常情况下可以是厌氧处理或者现有的其他有机废水处理技术，处理后可灌溉使用。

本发明所提供的湿垃圾脱水热解方法中，将所述一次脱水处理的脱水体系进行泄压处理，以提供二次脱水所得固相物和排出气体13，将所述排出气体13进行冷凝处理，以提供第一自蒸发冷凝水11，其中排出气体13通常情况下包括泄压过程中自蒸发的水蒸汽和少量臭气。自蒸发的水蒸汽冷凝后变成第一自蒸发冷凝水11，少量臭气因为是ppm级别的，可以直接排出。或者也可以通过产生烟气除臭。

本发明所提供的湿垃圾脱水热解方法中，所述步骤4)是将二次脱水所得固相物进行三次脱水，以提供三次脱水所得固相物和三次脱水所得气相物14，三次脱水的压力条件为常压。将二次脱水所得固相物进行三次脱水具体是指将二次脱水所得固相物在传输到热解体系的过程中也会有产生一部分水蒸汽和臭气，这部分水蒸汽和臭气即为三次脱水所得气相物14。

本发明所提供的湿垃圾脱水热解方法中，所述步骤5)中进一步抽走三次脱水所得气相物14后进行冷凝处理，以提供第二自蒸发冷凝水12。对所述第一自蒸发冷凝水11、第二自蒸发冷凝水12优先考虑进行在冷凝器10中循环利用。其中三次脱水所得气相物14中的少量臭气是ppm级别的，可以直接排出；或者也可以通过产生烟气除臭。

本发明所提供的湿垃圾脱水热解方法中，所述步骤6)是将三次脱水所得固相物进行热解处理。也可以将三次脱水所得固相物和干垃圾一起热解，热解的温度为450到750℃，经热解后产生可燃的挥发份和热解炭，所述挥发份包括可燃气体CO、H₂、CH₄和CO₂，和油及少量水蒸汽，在高温下它们都是气体。

本发明所提供的湿垃圾脱水热解方法中，所述热解体系通常情况下包括热解，并将热解后的挥发份或者热解炭，将挥发份或者热解炭燃烧，并将其燃烧后产生的高温烟气，在一种优选的实施方式中，这些高温烟气属于热解体系的烟气，其中的一部分可以用于将所述湿垃圾1升温到85-101℃，升温过程中挤压脱水体系中排出的废气冷凝后通过产生烟气处理。在另一种优选的实施方式中，对高温烟气进行余热回收利用，并产生水蒸汽，这些水蒸汽即热解体系中的水蒸汽6，其中一部分的水蒸汽6用于将所述湿垃圾1升温到85-101℃，剩余部分所述水蒸汽6主要外部利用。

本发明第二方面提供一种湿垃圾脱水热解系统，所述系统包括：

挤压脱水装置2，所述挤压脱水装置2用于将湿垃圾1进行挤压处理和一次脱水处理，以提供一次脱水所得固相物和一次脱水所得液相物7，并对所述一次脱水处理后的挤压脱水装置2进行泄压处理，以提供二次脱水所得固相物和排出气体13；

真空抽吸装置8，所述真空抽吸装置8用于将二次脱水所得固相物进行抽吸处理，以提供三次脱水所得固相物和三次脱水所得气相物14；所述真空抽吸装置8与挤压脱水装置2的出料端连通；

冷凝装置10，所述冷凝装置10用于将所述一次脱水处理后的挤压脱水装置2内泄压过程中的排出气体13和三次脱水所得气相物14进行冷凝处理，所述冷凝装置10与挤压脱水装置2流体连通，所述真空抽吸装置8与所述冷凝装置10流体连通；

热解装置3，所述热解装置3用于将三次脱水所得固相物进行热解处理；所述热解装置3的进料端与真空抽吸装置8连通。

在本发明所提供的湿垃圾脱水热解系统中，所述系统包括挤压脱水装置2，所述挤压脱水装置2用于将湿垃圾1进行挤压处理和一次脱水处理。所述系统可以包括所述挤压脱水装置2，所述挤压脱水装置2通常用于将湿垃圾1进行挤压和一次脱水处理。所述挤压处理通常指通过挤压湿垃圾，从而将湿垃圾内的水分析出。在本发明一具体实施方式中，所述挤压处理中挤压处理的温度条件为85-101℃，挤压压力是指施加到湿垃圾上的压力，挤压压力条件为5-10MPa，时间为10-20min；在一些优选的实施方式中，所述挤压处理的温度条件可以为85-90℃，90-95℃，或95-101℃。所述挤压压力条件可以为5-6MPa，6-7MPa，7-8MPa，8-9MPa，或9-10MPa。所述时间可以为10-12min，12-14min，14-16min，16-18min，或18-20min。所述一次脱水处理是指通过挤压脱水装置中的加压加热处理将水排出，在本发明一具体实施方式中，所述一次脱水处理的条件是挤压压力条件为10MPa以上，通常情况下也可以是15MPa以上或20MPa以上，在此挤压压力条件下，可以实现快速脱水。所述挤压脱水装置2上可以设有物料引入管道，从而可以将待处理的湿垃圾1引入反应装置中，以进一步经受挤压处理和/或一次脱水处理。所述挤压脱水装置2可以是合适的挤压脱水机，例如可以是液压驱动的脱水机或螺旋驱动挤压的脱水机，任何能提供挤压压力大于10Mpa以上的液压驱动的脱水机或螺旋挤压脱水机均可以使用；可以根据湿垃圾的量来选择；所述液压驱动的脱水机也可以是带有内筒的环状液压驱动的脱水机。更例如，可以是郑州鼎立新能源技术有限公司提供的DLLXT300-450型螺旋挤压脱水机等。从图4可知，挤压脱水装置2的工作原理是先在挤压脱水装置2中进料，将湿垃圾放入挤压脱水装置2内，然后升温到85-101℃，升压维持10～20min，期间有释压和加压的反复动作，然后加压脱水处理。

进一步地，所述挤压脱水装置2可以包括温度调节装置，所述温度调节装置可以用于调节反应装置2中物料的温度，本领域技术人员可选择合适的温度调节装置以用于所述挤压脱水装置2，温度调节装置例如可以是在挤压脱水装置2上设置烟气进气通道或水蒸汽进气通道，通过向挤压脱水装置2中通入烟气或水蒸汽进行加热；也可以是在挤压脱水装置2中设置电加热组件或导热油组件；也可以通入适当温度水体的夹套等。具体地，在一种优选的实施方式中，所述温度调节装置为烟气或水蒸汽控温，所述湿热挤压脱水机上设有烟气或者水蒸汽的进气通道，所述进气通道与所述挤压脱水装置2内部腔体连通。其中烟气或者水蒸汽6的进入量由接近挤压脱水装置2排料端物料的温度所控制，接近排料端物料的温度低于85℃时持续进热解体系中产生的烟气9或者热解系统中产生的水蒸汽6；达到101℃时停止。在另一种优选的实施方式中，所述温度调节装置可以为电加热组件或导热油组件，将湿垃圾1加热达到85-101℃范围内，所述电加热组件或导热油组件设于所述加压脱水装置内。所述电加热组件或导热油组件可以设于挤压脱水装置2的内筒或外壁。

进一步地，所述挤压脱水装置2可以包括压力调节装置，所述压力调节装置可以用于调节反应装置2中挤压脱水体系施加到湿垃圾上的压力，本领域技术人员可选择合适的压力调节装置以用于所述挤压脱水装置2，例如，可以是液压驱动，对挤压推头或挤压活塞施压，具体地，例如可以是所述挤压脱水装置腔体内靠近挤压脱水装置顶部固定有液压缸的缸体，所述液压缸的活塞杆上设置有挤压活塞，所述挤压活塞的下方设有脱水缸，且所述挤压活塞在所述脱水缸内滑动时，能够对物料进行挤压脱水。本发明的压力调节装置也可以是螺旋驱动：具体地，例如可以是所述脱水挤压装置2腔体内部固定有提供动力的电动机，电动机输出轴上传动连接有减速器，减速器输出端传动连接有提供挤压力的螺旋杆，螺旋杆的螺旋轴与叶片的空间内的湿垃圾在所述电动机通过减速器的驱动下对湿垃圾进行挤压。使得施加到湿垃圾1上的挤压压力范围为5-10MPa或以上。

进一步地，所述挤压脱水装置2还包括排液口，将挤压脱水物料进行一次脱水处理后得到一次脱水固相物和一次脱水所得液相物7，将挤压脱水装置2内压力调到10MPa以上；通常情况下也可以是15MPa以上或20MPa以上，在此压力条件下，可以实现快速脱水，一次脱水所得液相物7可以通过排液口排出，其中一次脱水所得液相物7通常情况下可以是厌氧处理或者现有的其他有机废水处理技术，处理后可灌溉使用。

进一步地，所述挤压脱水装置2也可以有泄压口，所述泄压口例如可以是泄压阀，用于释放挤压脱水装置2内的压力。通过泄压口对所述一次脱水处理后的挤压脱水装置2进行泄压处理，以提供二次脱水所得固相物和排出气体13。

本发明所提供的湿垃圾脱水热解系统中，还包括冷凝装置10，所述冷凝装置10用于将所述一次脱水处理的脱水体系内泄压过程中的排出气体13和三次脱水所得气相物14进行冷凝处理；所述挤压脱水装置2的泄压口与所述冷凝装置10的进气口连通，所述冷凝装置10例如可以是冷凝器间接冷凝的列管式冷凝器或者直接冷凝的喷淋塔式冷凝器。在本发明的一具体实施方式中，将所述一次脱水处理的脱水体系内泄压过程中的排出气体13通过冷凝装置10进行冷凝处理，排出气体13通常情况下包括泄压过程中自蒸发的水蒸汽和少量臭气。自蒸发的水蒸汽通过冷凝器冷凝后变成第一自蒸发冷凝水11，第一自蒸发冷凝水11优先考虑在冷凝装置10中循环利用。少量臭气因为是ppm级别的，可以直接排出。或者也可以通过高温烟气发生装置产生烟气除臭。

本发明所提供的湿垃圾脱水热解系统中，还包括真空抽吸装置8，真空抽吸装置8通常情况下位于挤压脱水装置2和热解装置3之间，通常情况下挤压脱水装置2和热解装置3之间有连通管道连通，真空抽吸装置8可以位于挤压脱水装置2的出料端，也可以位于热解装置3的进料端，也可以位于连通管道上。所述真空抽吸装置8的抽吸口与挤压脱水装置2的出料端连通，所述真空抽吸装置8的排气口与冷凝装置10的进气口连通，泄压后二次脱水所得固相物在传输过程中会继续产生自蒸发的水蒸汽和少量臭气，这些水蒸汽和少量臭气即为三次脱水所得气相物14，所述三次脱水所得气相物14经真空抽吸装置8抽走后，进入冷凝装置10冷凝后，产生第二自蒸发冷凝水12，所述第二自蒸发冷凝水12优先考虑在冷凝装置10中循环利用。少量臭气因为是ppm级别的，可以直接排出。或者也可以通过高温烟气发生装置4产生烟气除臭。所述真空抽吸装置8例如可以是提供-300Pa～-100Pa负压的引风机、抽气泵等。

本发明所提供的湿垃圾脱水热解系统中，还包括热解装置3，所述热解装置3用于将三次脱水所得固相物进行热解处理；所述热解处理通常是指将垃圾放置在一个完全密封的炉膛内，并将炉内温度加热至450到750℃。在高温及缺氧情况下，这些垃圾中的有机物将分解产生可燃的挥发份和热解炭，在本发明的也具体实施方式中，所述热解处理是将三次脱水所得固相物在热解装置3中温度为450到750℃下热解，产生可燃的挥发份和热解炭，其中可燃的挥发份包括可燃气体CO、H₂、CH₄和CO₂，和油及少量水蒸汽，在高温下它们都是气体。所述热解装置3的进料端与所述挤压脱水装置2的出料端连通，所述真空抽吸装置8位于挤压脱水装置2和热解装置3之间，在一些实施方式中，所述真空抽吸装置8可以为挤压脱水装置2的排料端，也可以设置在热解装置3的进料端，所述热解装置3上设有物料引入管道，物料引入管道与热解装置3的进料端连通，从而可以将三次脱水所得固相物引入热解炉中，以进一步经受热解处理。所述热解装置3可选自现有技术中的任何热解碳化装置，例如回转窑型热解装置、螺旋推进型热解装置或二者的组合等。

本发明所提供的湿垃圾脱水热解系统中，还包括高温烟气发生装置4，所述高温烟气发生装置4用于将热解装置3中的挥发份产生烟气，也可以用于采用所述热解体系中产生的烟气升温时，升温过程中挤压脱水装置2排出的废气15经冷凝装置10冷凝后通过高温烟气发生装置4处理。所述高温烟气发生装置4是挥发份的燃烧炉。为了进行能源利用，将热解装置3的排气端与高温烟气发生装置4的进气端连通，或者将热解装置3的排料端与高温烟气发生装置4的进料端连通，将挥发份或者热解炭在高温烟气发生装置4中燃烧，产生高温的烟气。所述高温烟气发生装置4包括进气通道，用于将挥发份或废气引入高温烟气发生装置4内，产生高温烟气，产生的高温烟气再通过高温烟气发生装置4的排气口进入热解装置3的进气口中。

在一种优选的实施方式中，高温烟气发生装置4利用挥发份或者热解炭的燃烧产生的高温烟气送入热解装置3加热后再排出烟气，至少部分的热解体系中产生的烟气9送入挤压脱水装置2中用于升温，剩余部分所述烟气主要外排。升温过程中的挤压脱水装置2排出的废气15送入冷凝装置10，所述挤压脱水装置2的烟气进气通道进口处设有烟气阀门，送入挤压脱水装置2的烟气流量通过挤压脱水装置2内湿垃圾1的温度来控制，当挤压脱水装置2内湿垃圾1温度低于85℃时，烟气阀门打开；当所述温度超过101℃时关闭烟气阀门。剩余的烟气外排处理，处理方式可选自现有的任何能实现达标排放的烟气净化技术，例如可以是等离子处理技术。此外采用热解体系中产生的烟气9升温时，在挤压脱水装置2升温过程中将装置内的废气15送入高温烟气发生装置4处理。

在另一种优选的实施方式中，高温烟气发生装置4利用挥发份或者热解炭的燃烧产生的高温烟气送入热解装置3加热后再排入余热锅炉5，余热锅炉5产生的水蒸汽压力为0.3～0.5MPa，优选为0.4MPa至少部分的热解体系中产生的水蒸汽6送入挤压脱水装置2中用于升温，剩余部分所述水蒸汽主要外部利用。所述挤压脱水装置2的水蒸汽进口处设有蒸汽阀门，送入挤压脱水装置2的水蒸汽流量通过挤压脱水装置2内湿垃圾1的温度来控制，当挤压脱水装置2内湿垃圾1温度低于85℃时，蒸汽阀门打开；当所述温度超过101℃时关闭蒸汽阀门。在第三种可选的实施方式中，挤压脱水装置2的内壁面或者外筒通过电加热或者导热油将所述湿垃圾1升温到85-101℃。当挤压脱水装置2内湿垃圾1温度低于85℃时，电加热或者导热油加热开启；当所述温度超过101℃时关闭电加热开关或者导热油加热阀门。

在本发明所提供的湿垃圾脱水热解系统中，所述热解装置3、高温烟气发生装置4和余热锅炉5都可以看作是热解系统的一部分，热解系统包括热解装置3和高温烟气发生装置4，还可以包括余热锅炉5。

本发明所提供的湿垃圾脱水热解方法及系统的有益效果：

1)在湿垃圾不便长距离运输时、不便单独设置处置站时，本发明实现湿垃圾脱水热解处置，节省运输费用和湿垃圾常规热解前干燥所需的大量能耗；提高热解系统的能量自平衡水平。

2)用热解体系产生的烟气或者水蒸汽来将湿垃圾加热后挤压代替传统的湿物料常温直接挤压，保证了湿垃圾水分的析出与机械分离，使得湿垃圾处理后的水分可以降低到50％以下而不需要非常高的压力；一方面提高安全性、节省能耗；另一方面避免挤出“浆体”导致后续处理困难；第三避免使用大量的热量将水分蒸发。

3)利用热解系统内产生的烟气或者蒸汽来使垃圾受热，不仅节约能源，且提高了能量的自平衡水平，实现湿垃圾不需要外界辅助能源就能热解碳化的目的。

4)本发明的挤压脱水装置利用了在加压、85-101℃条件下湿垃圾的内水分因为机械压能和升温的叠加破坏生物质有机物细胞的原理，水分更加容易析出，可以将内水分最大程度的分离，直接将水分由70-80％降低到50％以下，比常规挤压脱水机脱水效率高，既可与热解炉系统结合使用，还可以单独使用将湿垃圾的水分脱除；也可以与焚烧结合使用。

5)本发明将垃圾湿热加压脱水和热解结合，一方面充分利用热解系统内的余热给湿热加压脱水机供热，另一方面又充分利用热解这一清洁技术为湿垃圾的处置提供解决方案。

6)本发明通过85-101℃的加热温度的合理选择使得设备的脱水效果好，臭气外溢可控。同时又通过与热解的结合使得臭气得到彻底控制与消除。

7)本发明为日产垃圾400t/d以下的中小城市垃圾的热解处置提供经济出路。

8)脱水产生的废水便于厌氧处理，由于压力适中，避免挤出“浆体”，厌氧处理的难度和占地均大幅减少。

以下结合实施例进一步说明本发明的有益效果。

为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例进一步详细描述本发明。但是，应当理解的是，本发明的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限制本发明，且本发明的实施例并不局限于说明书中给出的实施例。实施例中未注明具体实验条件或操作条件的按常规条件制作，或按材料供应商推荐的条件制作。

此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

在下述实施例中，所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明，均可商购获得。

实施例1

如图1所示的湿垃圾脱水热解方法及系统，包括湿垃圾1、挤压脱水装置2、热解装置3、高温烟气发生装置4、余热锅炉5、热解体系产生的水蒸汽6、一次脱水所得液相物7、真空抽吸装置8、热解体系产生的烟气9、冷凝装置10、第一自蒸发冷凝水11、第二自蒸发冷凝水12、排出气体13、三次脱水所得气相物14。

湿垃圾1送入挤压脱水装置2，挤压脱水装置2选自液压驱动的脱水机，液压压力5-20MPa范围内，脱水后的湿垃圾与干垃圾一起或者单独将湿垃圾在热解装置3内热解碳化，产生可燃的挥发份和热解炭，利用现有技术进行能源利用，一个可选择的利用方式是在高温烟气发生装置4燃烧，产生高温的烟气。热解装置3可选自现有技术中的任何热解碳化装置，如回转窑型热解装置、螺旋推进型热解装置等。高温烟气发生装置4利用挥发份或者热解炭的燃烧产生的高温烟气送入热解装置3加热后再排入余热锅炉5，余热锅炉5产生的水蒸汽6压力为0.4Mpa，主要送外部利用，一小部分送入挤压脱水装置2，送入挤压脱水装置2的蒸汽流量利用挤压脱水装置内湿垃圾的温度来控制，当所述的温度低于85℃时，蒸汽阀门开大；当所述温度超过101℃时关闭蒸汽阀门。再对挤压脱水装置2施加液压压力5-10MPa，期间有释压和加压的反复动作，维持20min，然后提升液压挤压压力至18Mpa，过程不产生废气13，只产生一次脱水所得液相物7(废水)。废水可采用现有技术厌氧处理后排放。在经过挤压脱水装置2一次脱水后，取样检测，发现湿垃圾水分降低到42％左右，泄压过程中的排出气体13进入冷凝装置10冷凝后产生第一自蒸发冷凝水11，二次脱水后所得固相物送到热解装置3的进料端，在热解装置3的进料端处设有真空抽吸装置8，真空抽吸装置8将泄压后二次脱水后所得固相物在运往热解装置3的过程中三次脱水所得气相物14抽走送入冷凝装置10，冷凝后产生的第一自蒸发冷凝水11与第二自蒸发冷凝水12一起处理，送入循环水中继续在冷凝器10中使用。三次脱水所得固相物送到热解装置3热解，产生可燃的挥发份和热解炭，利用现有技术进行能源利用，一个可选择的利用方式是在高温烟气发生装置4燃烧，产生高温的烟气，高温烟气发生装置4利用挥发份或者热解炭的燃烧产生的高温烟气送入热解装置3加热后再排入余热锅炉5，实现循环。

其中冷凝装置为广州环科朗天环保有限公司提供的STBF-3型喷淋塔式冷凝器，真空抽吸装置8为负压为-100Pa的引风机；热解装置3可选自现有技术中的任何热解碳化装置，如回转窑型热解装置、螺旋推进型热解装置等，高温烟气发生装置为现有成熟的燃烧炉，按照挥发份的产量设计制作。

本实施例采用余热锅炉5，一方面产生蒸汽供工业生产使用，另一方面彻底避免了挤压脱水装置2产生不凝性臭气。整个系统无异味，无臭气。正常运行时热解系统不需要外部辅助燃料。

实施例2

如图2所示的湿垃圾脱水热解方法，包括湿垃圾1、挤压脱水装置2、热解装置3、高温烟气发生装置4、一次脱水所得液相物7、真空抽吸装置8、热解体系产生的烟气9、冷凝装置10、第一自蒸发冷凝水11、第二自蒸发冷凝水12、排出气体13、三次脱水所得气相物14、废气15。

本实施例中湿垃圾1送入挤压脱水装置2，所述挤压脱水装置2选自液压驱动的脱水机，液压压力范围5-20MPa，起始阶段挤压脱水装置2中供入一小部分热烟9，其流量用挤压脱水装置2内湿垃圾的温度来控制、当垃圾温度低于85℃时开大烟气管道上的阀门、加大烟气通入挤压脱水装置2内的流量；由于向挤压脱水装置2内通入的是烟气，挤压脱水装置2内会存在的少量废气13，将废气15送入冷凝装置10；当垃圾的温度低于101℃时，关闭烟气管道上的阀门，停止通入烟气。施加挤压压力为5-10MPa，期间有释压和加压的反复动作，维持20min钟后，挤压压力升高到10-20Mpa之间进行一次脱水，发现水分降低到45％以下。一次脱水所得液相物7的处理技术可选自现有的厌氧发酵技术或者现有的其它有机废水处理技术。泄压过程中的排出气体13进入冷凝装置10后产生第一自蒸发冷凝水11；二次脱水所得固相物送到热解装置3的进料端，在热解装置3的进料端处设有真空抽吸装置8，将挤压脱水装置2泄压后三次脱水所得气相物14抽走送入冷凝装置10，冷凝装置10产生的第二自蒸发冷凝水12与第一自蒸发冷凝水11一起，在系统中冷却后供冷凝装置10循环使用，三次脱水所得固相物与干垃圾一起或者单独将湿垃圾在热解装置3内热解碳化，产生可燃的挥发份和热解炭，利用现有技术进行能源利用，一个可选择的利用方式是在高温烟气发生装置4燃烧，产生高温的烟气。所述的高温烟气送入热解装置3加热后再排出的烟气即为热解体系中的烟气9，其中一小部分送入挤压脱水装置2，如上述。大部分利用现有技术处理后排放。

其中冷凝装置10选自直接或者间接冷凝的冷凝器，如选自无锡勇创达化工设备制造有限公司的列管式冷凝器或者选自江苏众明环保科技有限公司的立式PP双层带除雾器喷淋塔均可使用；真空抽吸装置8为负压为-100Pa的引风机；热解装置3可选自现有技术中的任何热解碳化装置，如回转窑型热解装置、螺旋推进型热解装置等。高温烟气发生装置4选自燃烧炉。

正常运行时热解系统不需要外部辅助燃料。与实施例1相比，本实施例不使用余热锅炉5，节省了余热锅炉5的投资，但是需要将自湿热挤压脱水机2排放的废气15送入冷凝器10冷凝，并进一步送入高温烟气发生器4进行处理。整个系统无异味，无臭气。

实施例3

如图3所示的湿垃圾脱水热解方法，包括湿垃圾1、挤压脱水装置2、热解装置3、高温烟气发生装置4、一次脱水所得液相物7、真空抽吸装置8、热解体系产生的烟气9、冷凝装置10、第一自蒸发冷凝水11、第二自蒸发冷凝水12、排出气体13、三次脱水所得气相物14。

本实施例中湿垃圾1送入挤压脱水装置2，挤压脱水装置2选自带有内筒的环状液压驱动的脱水机，液压压力范围5-20MPa。所述的挤压脱水装置2的内筒有电加热装置，通过内筒壁将挤压脱水装置2内的湿垃圾的温度加热到85-101℃，并施加挤压压力5-10MPa保持15-20min左右，期间有释压和加压的反复动作；然后将挤压压力升高到10MPa以上。将产生一次脱水所得液相物7收集，采用厌氧处理后排放。在经过挤压脱水装置2一次脱水后，取样检测，发现水分降低到48％以下，泄压过程中产生的排出气体13进入冷凝装置10冷凝后得到第一自蒸发冷凝水11，二次脱水所得固相物送到热解装置3的进料端，在热解装置3的进料端处设有真空抽吸装置8，真空抽吸装置8为-130Pa的负压引风机，将三次脱水所得气相物14抽走送入冷凝装置10。冷凝后产生的第一自蒸发冷凝水11和第二自蒸发冷凝水12一起在系统中降温后循环利用于喷淋塔式冷凝装置循环。三次脱水所得固相物与干垃圾一起或者单独将湿垃圾在热解装置3内热解碳化，产生可燃的挥发份和热解炭，利用现有技术进行能源利用，一个可选择的利用方式是在高温烟气发生装置4燃烧，产生高温的烟气。高温烟气发生器4产生的高温烟气送入热解装置3加热后再排出的烟气外排处理。系统简单，正常运行时热解系统不需要外部辅助燃料。

其中冷凝装置10选自水和气体直接或者间接接触的喷淋塔式冷凝器；真空抽吸装置8为-130Pa的负压为引风机；热解装置3可选自现有技术中的任何热解碳化装置，如回转窑型热解装置、螺旋推进型热解装置等。高温烟气发生装置4选自燃烧炉。

整个系统无异味。无臭气外溢。

实施例4

如图3所示的湿垃圾脱水热解方法，包括湿垃圾1、挤压脱水装置2、热解装置3、高温烟气发生装置4、一次脱水所得液相物7、真空抽吸装置8、热解体系产生的烟气9、冷凝装置10、第一自蒸发冷凝水11、第二自蒸发冷凝水12、排出气体13、三次脱水所得气相物14。

本实施例中湿垃圾1送入挤压脱水装置2，挤压脱水装置2选自螺旋驱动挤压的脱水机，最后挤压压力达到5-15MPa范围。在螺旋的外壁面设有电加热或者导热油加热构件，通过整个外筒壁加热、将挤压脱水装置2内的湿垃圾的温度加热到99-101℃。并施加挤压压力10MPa保持10min左右，期间有释压和加压的反复动作，然后将挤压压力升高到15MPa脱水。产生的一次脱水所得液相物7收集，采用厌氧处理后排放。经过湿热挤压脱水后水分降低到45％以下，挤压脱水装置2泄压过程中产生的排出气体13进入冷凝装置10，后冷凝得到第一自蒸发冷凝水11，二次脱水所得固相物送到热解装置3的进料端，在热解装置3的进料端处设有真空抽吸装置8，真空抽吸装置8为-130Pa的负压引风机，泄压后将进一步产生的三次脱水所得气相物14抽走送入冷凝装置10，冷凝装置10为列管式冷凝器，冷凝后产生的第一自蒸发冷凝水11与第二自蒸发冷凝水12用于列管式冷凝器的循环。一次脱水所得液相物7的处理技术可选自现有的厌氧发酵技术或者现有的其它有机废水处理技术，残存的少量臭气可送高温烟气发生装置4。三次脱水所得固相物与干垃圾一起或者单独将三次脱水所得固相物在热解装置3内热解碳化，产生可燃的挥发份和热解炭，利用现有技术进行能源利用，一个可选择的利用方式是在高温烟气发生装置4燃烧，产生高温的烟气。热解装置3可选自现有技术中的任何热解碳化装置，如回转窑型热解装置、螺旋推进型热解装置等。高温烟气发生器4产生的高温烟气送入热解装置3加热后再排出到外部进行余热利用，整个系统非常简单。挤压脱水装置2产生的一次脱水所得液相物7厌氧处理，冷凝后产生的第一自蒸发冷凝水11与第二自蒸发冷凝水12一起处理，送入循环水中继续在冷凝装置10中使用。与前面的实施例相比，本实施例的系统最简单，整个系统无异味，无臭气。正常运行时热解系统不需要外部辅助燃料。

其中冷凝装置10选自无锡勇创达化工设备制造有限公司的列管式冷凝器；真空抽吸装置8为-130Pa的负压引风机；热解装置3可选自现有技术中的任何热解碳化装置，如回转窑型热解装置、螺旋推进型热解装置等。高温烟气发生装置4选自燃烧炉。

实施例5

某市某区采用垃圾分类收集，产生湿垃圾100t/d，建设厌氧处理设施没有规划场地。采用如图1所示的湿垃圾脱水热解方法及系统处理，分析湿垃圾1的含水率80％、挤压脱水装置2、热解装置3、高温烟气发生装置4、余热锅炉5、热解体系产生的水蒸汽6、一次脱水所得液相物7、真空抽吸装置8、热解体系产生的烟气9、冷凝装置10、第一自蒸发冷凝水11、第二自蒸发冷凝水12、排出气体13、三次脱水所得气相物14。

挤压脱水装置2选自液压驱动的脱水机，液压压力5-20MPa。配套有40t/d的热解装置3一套，热解装置3选自螺旋推进型热解装置，利用高温烟气发生装置4选自燃烧炉，产生的高温烟气加热。真空抽吸装置8为-130Pa的负压引风机，冷凝装置10选自无锡勇创达化工设备制造有限公司的列管式冷凝器，设置余热锅炉5一台，利用高温烟气9为热源产生的水蒸汽压力为0.4MPa；加料后湿垃圾1在带有蒸汽输入孔的挤压脱水装置2中加热到95-99℃，并在5-10MPa下维持15min，期间有释压和加压的反复动作，然后压力升高到20MPa一次脱水，使得水分降低到48％左右，挤压脱水装置2泄压过程中的排出气体13进入冷凝装置10(无锡勇创达化工设备制造有限公司的列管式冷凝器)后冷凝产生第一自蒸发冷凝水11，二次脱水所得固相物送到热解装置3的进料端，热解装置的进料端处设有真空抽吸装置8，将二次脱水所得固相物送到热解装置3的过程中进一步产生的三次脱水所得气相物14抽走，三次脱水所得气相物14经过冷凝后产生第二自蒸发冷凝水12，冷凝后产生的第二自蒸发冷凝水12与第一自蒸发冷凝水11一起处理，送入循环水中继续在冷凝装置10中使用。三次脱水所得固相物单独在热解炉3内热解碳化，产生的挥发份在高温烟气发生器4中燃烧，产生的高温烟气送入热解装置3加热后再排入余热锅炉5，一部分热解体系中产生的水蒸汽6送入挤压脱水装置2用于将挤压脱水装置2内湿垃圾加热升温，送入挤压脱水装置2的蒸汽流量利用挤压脱水装置2内湿垃圾的温度来控制，当所述的温度低于95℃时，蒸汽阀门开大；当所述温度超过99℃时关闭蒸汽阀门。该过程不产生废气，只产生废水63吨/d(携带有1.46吨的泥沙等物)。第一自蒸发冷凝水11可采用厌氧处理后排放，产生的沼气供高温烟气发生器4利用，此废水厌氧处理与100t/d的湿垃圾单独建设厌氧处理设施相比，厌氧所需场地和投资均减少65％以上。且无沼渣处理。正常运行时热解系统不需要外部辅助燃料。

整个系统无异味。无臭气。

实施例6

某县生活垃圾产量200t/d，建设焚烧处理设施规模太小；筛分后有机垃圾的量为80t/d，含水率75％。建设厌氧处理设施规模亦偏小。采用如图2所示的湿垃圾脱水热解方法及系统，将80t/d的有机垃圾进行脱水处理后与筛上物干垃圾一同热解处理。系统包括湿垃圾1、挤压脱水装置2、热解装置3、高温烟气发生装置4、一次脱水所得液相物7、真空抽吸装置8、热解体系产生的烟气9、冷凝装置10、第一自蒸发冷凝水11、第二自蒸发冷凝水12、排出气体13、三次脱水所得气相物14、废气15。

本实施例中筛下物有机垃圾1送入挤压脱水装置2，所述挤压脱水装置2选自液压驱动的脱水机，液压压力5-20MPa。加料时有机垃圾1在进口附近与带有余热的烟气9混合，最终在挤压脱水装置2中加热到95-99℃，并在5-10MPa下维持15min，期间有释压和加压的反复动作，然后压力升高到20MPa脱水，在经过湿热挤压脱水后水分降低到49％以下，挤压脱水装置2泄压过程中排出气体13进入冷凝装置10后冷凝后产生第一自蒸发冷凝水11，二次脱水所得固相物的垃圾38t/d，送到热解装置3的进料端，与筛上物混合后一起热解。挤压脱水装置2的出料端后设有真空抽气装置8，进一步将释放压力后三次脱水所得气相物14抽走，进入冷凝器10冷凝后第二自蒸发冷凝水12和第一自蒸发冷凝水11循环使用，采用烟气升温过程中挤压脱水装置2内的废气15进入冷凝装置冷凝后，并进一步送入高温烟气发生装置4处理。热解装置3可选自现有技术中的回转窑型热解装置。高温烟气发生装置4产生的高温烟气送入热解炉3加热后再排出的烟气，一部分外排处理；一小部分直接引入送入挤压脱水装置2，其流量用挤压脱水装置2内有机垃圾的温度来控制，当垃圾温度低于85℃时开大烟气管道上的阀门、加大烟气通入挤压脱水装置2内的流量；当垃圾的温度低于95℃时，关闭烟气管道上的阀门，停止通入烟气。将垃圾加热到95-99℃。随后排气收集喷淋，不凝气体经过等离子体除臭后外排。一次脱水所得液相物7收集，共有42t/d，采用厌氧处理后排放。产生的沼气供高温烟气发生器4利用。本处理工艺与200t/d的垃圾分选后建设热解+厌氧处理设施相比，所需场地和投资均减少25％以上。且无沼渣处理问题。正常运行时热解系统不需要外部辅助燃料。

整个系统无异味，无臭气排放。

其中冷凝装置10选自无锡勇创达化工设备制造有限公司的列管式冷凝器；真空抽吸装置8为-130Pa的负压引风机；热解装置3可选自现有技术中的任何热解碳化装置，如回转窑型热解装置、螺旋推进型热解装置等。高温烟气发生装置4选自燃烧炉。

实施例7

某区菜场生活垃圾及园林垃圾产量共120t/d，综合含水率78％。建设厌氧处理设施规模亦偏小，且部分园林垃圾不易于厌氧发酵。采用如图1所示的湿垃圾脱水热解方法，将120t/d的有机垃圾1进行脱水处理后与筛上物干垃圾一同热解处理。如图1所示的湿垃圾脱水热解系统包括湿垃圾1、挤压脱水装置2、热解装置3、高温烟气发生装置4、余热锅炉5、热解体系产生的水蒸汽6、一次脱水所得液相物7、真空抽吸装置8、热解体系产生的烟气9、冷凝装置10、第一自蒸发冷凝水11、第二自蒸发冷凝水12、排出气体13、三次脱水所得气相物14。另设破碎机1台，将园林垃圾破碎。

挤压脱水装置2选自液压驱动的脱水机，液压压力5-20MPa。配套有50t/d的热解装置3一套，热解装置3选自回转窑热解装置，利用高温烟气发生装置4为燃烧炉，可产生的高温烟气加热，真空抽吸装置8为-130Pa的负压引风机，冷凝装置10为列管式冷凝器。设置余热锅炉5一台，利用高温烟气9为热源产生的水蒸汽压力为0.5MPa；加料后湿垃圾1在带有蒸汽输入孔的挤压脱水装置2中加热到95-99℃，并在5-10MPa下维持20min，期间有释压和加压的反复动作，然后压力升高到20MPa脱水，使得水分降低到48％左右，挤压脱水装置2泄压过程中后排出气体13进入冷凝装置10后冷凝得到第一自蒸发冷凝水11，二次脱水所得固相物的垃圾送到热解装置3的进料端，热解装置3的进料端处设有真空抽吸口8，将进一步泄压后二次脱水所得固相物的垃圾送到热解装置3过程中三次脱水所得气相物14抽走，三次脱水所得气相物14经过冷凝后得到第二自蒸发冷凝水12，第二自蒸发冷凝水12和第一自蒸发冷凝水11在列管式冷凝器中循环使用，一次脱水所得液相物7送厌氧处理。脱水后的湿垃圾单独在热解装置3内热解碳化，产生的挥发份在高温烟气发生器4中燃烧，产生的高温烟气送入热解炉3加热后再排入余热锅炉5，一部分热解体系中产生水蒸汽6送入挤压脱水装置2用于将挤压脱水装置2内湿垃圾加热升温。该过程不产生废气，只产生一次脱水所得液相物7废水71吨/d(携带有1.77吨的固形物)。废水可采用厌氧处理后排放，产生的沼气供高温烟气发生装置4利用，此废水厌氧处理与120t/d的湿垃圾单独建设厌氧处理设施相比，厌氧所需场地和投资均减少65％以上。且无需要沼渣处理，整个系统无异味，无臭气。正常运行时热解系统不需要外部辅助燃料。

实施例8

某区湿的生活垃圾产量共50t/d，综合含水率80％。另有造纸垃圾30t/d。如图3所示的湿垃圾脱水热解系统，将湿垃圾1用挤压脱水装置2脱水后与造纸垃圾一同热解。产生的气体送入纸厂蒸汽锅炉利用。现场无蒸汽利用。

本实施例中湿垃圾1送入挤压脱水装置2，挤压脱水装置2选自螺旋驱动挤压的脱水机，最后施加到湿垃圾上的最高压力达到15MPa。在螺旋的外壁面设有电加热构件，通过外筒壁将挤压脱水装置2内的湿垃圾的温度加热到99-101℃，垃圾在约5MPa的压力下停留20min，期间有释压和加压的反复动作，然后再升高驱动功率挤压使得垃圾压到15MPa，经过湿热挤压脱水后水分降低到50％以下，泄压过程中排出气体13进入冷凝装置10(冷凝装置为冷凝器)冷凝后产生第一自蒸发冷凝水11，二次脱水所得固相物送到热解装置3的进料端，热解装置3的进料端处设有真空抽气装置8，真空抽吸装置8为负压130Pa的引风机，将释放压力后二次脱水所得固相物进一步产生的三次脱水所得气相物14抽走，冷凝后的第二自蒸发冷凝水12与第一自蒸发冷凝水11循环使用。一次脱水所得液相物7送厌氧处理，臭气送入高温烟气发生器4(高温烟气发生装置为根据挥发份的产量设计的燃烧炉)或者直接外排。三次脱水所得固相物与造纸垃圾一起热解装置3内热解碳化，热解装置3可选自现有技术中的回转窑型热解装置，设计处置容量50t/d。高温烟气发生器4产生的高温烟气送入热解装置3加热后再排到纸厂的烟气热回收装置，系统产生的可燃气净化后送入纸厂的蒸汽锅炉燃烧。产生的废水收集，大约有31吨(含1吨泥沙等固形物)，采用厌氧处理后排放，并回收厌氧产生的沼气至纸厂的蒸汽锅炉。系统简单，整个系统无异味。无臭气。正常运行时热解系统不需要外部辅助燃料。

实施例9

某飞机场夏季收割的青草共180t/d,综合含水率85％。采用如图3所示的湿垃圾脱水热解方法，将青草粗步铡碎后用挤压脱水装置2脱水后，然后热解处理，产生的生物炭就地在飞机场利用。希望占地小。现场无蒸汽利用。

本实施例中湿垃圾1送入挤压脱水装置2，所述的挤压脱水装置2选自环形液压驱动挤压的脱水机，内筒有电加热构件，最后施加到湿垃圾上的最高压力达到10MPa。通过内筒壁将青草的温度加热到99-101℃，青草在约10MPa的压力下停留10min,期间有释压和加压的反复动作，然后再升高驱动功率挤压使得青草压到20MPa，经过湿热挤压脱水后水分降低到45％，泄压过程中排出气体13进入冷凝装置10(冷凝装置为喷淋塔式冷凝器)冷凝后产生第一自蒸发冷凝水11，二次脱水所得固相物送到热解装置3的进料端，在热解装置3的进料端处设有真空抽吸装置8，真空抽吸装置8为-130Pa的负压引风机，将三次脱水所得气相物14抽走送入冷凝装置10。冷凝后产生的第一自蒸发冷凝水11和第二自蒸发冷凝水12一起在系统中降温后循环利用于喷淋塔式冷凝装置循环。三次脱水所得固相物送入热解装置3内热解碳化，热解装置3可选自现有技术中的螺旋推进型热解装置，设计处置容量50t/d。高温烟气发生装置4产生的高温烟气送入热解装置3加热后排放，系统产生的可燃气净化后送入高温烟气发生装置4燃烧，为热解系统供热。产生的废水130吨/天左右，就地用于机场草坪浇灌。系统简单，整个系统无异味。无臭气。正常运行时热解系统不需要外部辅助燃料。

上述的湿垃圾脱水热解方法可以在实施垃圾分类收集的城市应用，处理湿垃圾；也可以在中小型城市用于处理全部的垃圾。还可以用于处理中药渣、厌氧发酵后的沼渣、生物质类农林废弃物等。优选处理厨余垃圾等湿垃圾。此外挤压脱水装置还可以与燃烧炉结合，将湿垃圾深度脱水后送入焚烧炉，尤其是目前用于乡镇的热解气化焚烧炉，有利于增加焚烧的稳定性和可靠性，更加有效的降低污染物，节省投资和运行成本。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种湿垃圾脱水热解方法，所述方法包括以下步骤：

1)将湿垃圾(1)进行挤压处理，所述挤压处理的温度条件为85-101℃，挤压压力条件为5-10MPa，时间为10-20min；

2)进一步提高挤压压力条件为10MPa以上，完成一次脱水处理，以提供一次脱水所得固相物和一次脱水所得液相物(7)；

3)将所述一次脱水处理的脱水体系进行泄压处理，以提供二次脱水所得固相物和排出气体(13)，将所述排出气体(13)进行冷凝处理，以提供第一自蒸发冷凝水(11)；

4)将步骤3)所提供的二次脱水所得固相物进行抽吸处理，以提供三次脱水所得固相物和三次脱水所得气相物(14)，三次脱水的压力条件为常压；

5)将步骤4)所提供的三次脱水所得气相物(14)进行冷凝处理，以提供第二自蒸发冷凝水(12)；

6)将步骤4)所提供的三次脱水所得固相物进行热解处理。

2.如权利要求1所述的湿垃圾脱水热解方法，其特征在于，至少部分所述步骤6)热解处理中产生的烟气(9)用于将所述湿垃圾(1)升温到85-101℃。

3.如权利要求1所述的湿垃圾脱水热解方法，其特征在于，至少部分所述步骤6)热解处理中产生的水蒸汽(6)用于将所述湿垃圾(1)升温到85-101℃。

4.如权利要求1所述的湿垃圾脱水热解方法，其特征在于，所述挤压脱水处理通过电加热或者导热油加热将所述湿垃圾(1)升温到85-101℃。

5.如权利要求1所述的湿垃圾脱水热解方法，其特征在于，所述挤压脱水处理通过液压或螺旋挤压使所述湿垃圾(1)的挤压压力达到5-10MPa以上。

6.如权利要求1或2所述的湿垃圾脱水热解方法，其特征在于，还包括如下技术特征的一项或多项：

A1)对所述一次脱水所得液相物(7)进行厌氧处理；

A2)对所述第一自蒸发冷凝水(11)和第二自蒸发冷凝水(12)后的排水循环利用；

A3)采用所述热解处理中产生的烟气(9)对所述湿垃圾升温时，升温过程中的挤压脱水排出的废气(15)冷凝后通过烟气处理。

7.如权利要求1所述的湿垃圾脱水热解方法，其特征在于，用于该方法的湿垃圾脱水热解系统包括：

挤压脱水装置(2)，所述挤压脱水装置(2)用于将湿垃圾(1)进行挤压和一次脱水处理，以提供一次脱水所得固相物和一次脱水所得液相物(7)，并对所述一次脱水处理后的挤压脱水装置(2)进行泄压处理，以提供二次脱水所得固相物和排出气体(13)；

真空抽吸装置(8)，所述真空抽吸装置(8)用于将二次脱水所得固相物在运往热解装置(3)的过程中进行抽吸处理，以提供三次脱水所得固相物和三次脱水所得气相物(14)；冷凝装置(10)，所述冷凝装置(10)用于将所述一次脱水处理后的挤压脱水装置(2)内泄压过程中的排出气体(13)和三次脱水所得气相物(14)进行冷凝处理；

热解装置(3)，所述热解装置(3)用于将三次脱水所得固相物进行热解处理。

8.如权利要求7所述的湿垃圾脱水热解方法，其特征在于，所述真空抽吸装置(8)与挤压脱水装置(2)的出料端连通；所述冷凝装置(10)与挤压脱水装置(2)流体连通，所述真空抽吸装置(8)与所述冷凝装置(10)流体连通；所述热解装置(3)的进料端与真空抽吸装置(8)连通。

9.如权利要求7所述的湿垃圾脱水热解方法，其特征在于，所述挤压脱水装置(2)内设温度调节装置和压力调节装置；所述系统还包括高温烟气发生装置(4)，所述高温烟气发生装置(4)的排气口与所述热解装置(3)的进气口连通，所述热解装置(3)的排气口与高温烟气发生装置(4)的进气口连通。

10.如权利要求9所述的湿垃圾脱水热解方法，其特征在于，还包括如下技术特征的一项或多项：

B1)所述温度调节装置为烟气进气通道或水蒸汽进气通道，所述挤压脱水装置(2)上设有烟气进气通道或水蒸汽进气通道；

B2)所述温度调节装置为电加热组件或导热油组件，所述电加热组件或导热油组件设于所述挤压脱水装置内；

B3)所述冷凝装置(10)的排气口与所述高温烟气发生装置(4)的进气口连通；

B4)所述热解装置(3)内产生的挥发份通过高温烟气发生装置(4)产生烟气；

B5)所述热解装置(3)与余热锅炉(5)连通，所述余热锅炉(5)产生的水蒸汽压力为0.3～0.5MPa。