一种气-温-热联动控制的梯度变温式垃圾处理方法

技术领域

本发明属于生活垃圾处理技术领域，更具体地，涉及一种气-温-热联动控制的梯度变温式垃圾处理方法。

背景技术

通常生活垃圾处理方式包括卫生填埋、堆肥、焚烧。卫生填埋技术历史悠久，工艺成熟，但占地面积大，垃圾彻底处理时间久，会造成大量土地资源消耗，同时容易造成污染泄漏等问题。生活垃圾堆肥能将垃圾资源化利用，转化为肥料，但对垃圾原料要求较高，同时产出肥料肥效不高，并且有较大安全风险。垃圾焚烧能够将生活垃圾彻底处理，转化为二氧化碳、水、无机灰渣等无污染成分，但同时易产生硫化物、氮氧化物、二噁英等污染物和有毒物质。

垃圾热解处理是可替代焚烧处理的热处理方式，在无氧环境下，热解反应将生活垃圾转化为氢气、一氧化碳、低分子有机物等组成的热解气(油)和残炭，并不伴随二噁英的产生。热解气(油)、残炭进一步燃烧，彻底氧化为二氧化碳和水。热解反应避免了含氯的高分子有机物直接不完全燃烧，能有效减少二噁英等有毒气体的产生。但热解反应为吸热反应，且要求无氧环境，大部分热解设备无法同时做到完全密闭、无氧环境和足够热量供应，导致热解处理效果不理想。

CN110848705A公开了一种生活垃圾限氧式热解炉，其炉体内腔由下到上分为干燥层、热解层和发生燃烧反应物料层，其通过进气支管限制氧气供给，使得垃圾依次进行干燥、热解和燃烧，然而，在实际的生产运行过程中，这一理想的温度梯度很难形成。比如该专利文献其说明书中记载，“炉体的外壁上设有环形进风管，环行进风管在圆周上四个方向分别设有进风管支管”，在实际运行过程中，发现环形进风管以及圆周上四个方向设置进风管支管，很难保证炉内氧气均匀分布，比如靠近圆周进风口处氧气浓度高而炉腔中央氧气浓度低，导致四周附近形成发生燃烧反应物料层，而中央不能形成，也自然很难形成自上而下的干燥层、热解层和发生燃烧反应物料层的温度梯度，导致中央区域垃圾物料热解燃烧不充分。另一方面，其“炉体顶部设置有圆锥体顶盖，炉体的内腔在进料口下方设置有圆锥体布料器，布料器经桥架与炉体连接，进料口下部设有导料滑板”，这一布料器的设置会导致物料在炉腔内部四周边缘处堆积厚度厚，而中心区域物料堆积厚度薄，这样在供氧燃烧时中央物料薄的区域容易先燃烧形成发生燃烧反应物料层，甚至会形成中心区域自下而上均为发生燃烧反应物料层，周围为热解层，导致燃烧短流现象，导致物料不能形成自上而下的干燥层、热解层和发生燃烧反应物料层。导致垃圾物料热解反应不完全，烟气出口总是能够检测出二噁英，同时也不能实现自热式反应，需要外部持续供热，能耗较大。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种能够真正实现梯度变温、气-温-热联动控制的限氧式垃圾热解处理方法，旨在解决现有技术限氧式垃圾热解炉不能实现理想的温度梯度、热解不充分、热解效率低、不能真正实现自供热的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种气-温-热联动控制的梯度变温式垃圾处理方法，包括如下步骤：

(1)将垃圾物料在密封条件下进行压缩进料，以挤出其中的空气，得到压缩后的垃圾物料；

(2)所述压缩后的垃圾物料自垃圾热解炉顶部中央的进料口处进入，在落下的同时由于重力的作用使该垃圾物料分散，并向四周扩散实现均匀布料；

(3)通过该垃圾热解炉底部设置的布气器向该热解炉腔体内部均匀输入空气，底部垃圾物料在受热和合适的氧气浓度下发生燃烧反应，在该垃圾热解炉顶部烟气出口连接的引风机作用下，燃烧反应产生的高温烟气上行，将热量传递给上部物料，进而使该垃圾热解炉内自下而上依次形成物料燃烧、热解气化和干燥的温度梯度，直至最终烟气从垃圾热解炉顶部的烟气出口排出；下部物料燃烧后产生的渣料自底部出渣口排出，使得上部物料进一步下移发生燃烧反应；

(4)通过该垃圾热解炉顶部烟气出口连接的焦油捕集装置，使热解过程中产生的气化焦油遇冷液化而被捕捉，将液化分离得到的焦油返回该垃圾热解炉进行处理，将未捕捉到的烟气进行高温燃烧和尾气处理后排放；

该垃圾处理方法通过控制垃圾热解炉腔底部进氧量，控制发生燃烧反应物料层的厚度，进而使得固体物料下行的同时，高温烟气上行；在固体物料和气体烟气逆向行进的过程中，高温烟气将热量向上层物料传递，且氧浓度逐渐降低，如此自下而上依次形成燃烧、热解气化和干燥的温度梯度，而垃圾物料自进入该热解炉后，自上而下逐步实现干燥、气化热解和燃烧，底部物料燃烧后从出渣通道排出，上层物料自动下移，实现垃圾物料自动、连续、稳定、自供热式高效低能耗处理。

优选地，步骤(1)具体为：在全密封条件下，将储存在储料室的垃圾物料通过耙机转运至传送带，利用该传送带将垃圾物料传送至密封推料器中，该密封推料器连接垃圾热解燃烧炉的进料口，利用该密封推料器对垃圾物料进行压缩，挤出垃圾物料中的空气。

优选地，所述储料室、耙机、传送带以及密封推料器均由外部密封罩罩住实现密封，以防止异味扩散。

优选地，所述垃圾热解炉为柱体空腔结构，其高度与横截面积之比为0.8～2:1。

优选地，所述垃圾热解炉高度与横截面积之比为1～1.5:1，进一步优选为1～1.2:1。

优选地，所述进料口与该垃圾热解炉内堆放的物料顶部的距离不小于该垃圾热解炉高度的五分之一。

优选地，所述进料口正下方还设置有伞骨式布料器，该伞骨式布料器包含杆状主支骨和围绕该主支骨斜向下均匀布设的杆状副支骨；该伞骨式布料器用于使物料下落时受到阻挡和撞击作用而均匀分散，实现在炉内均匀布料。

优选地，所述伞骨式布料器与进料口之间的距离为该垃圾热解炉高度的八分之一至十分之一。

优选地，所述布气器为由若干根均匀布设于该垃圾热解炉底部的L型进气管组成，每一根该L型进气管一端竖直向上平行于该垃圾热解炉炉身，且其顶部密封，其侧壁开设有斜向下方向的进气孔，另一端穿过该垃圾热解炉炉壁垂直引出，且与外界空气相连通；

工作时，利用该炉体顶部烟气出口连接的引风机抽气，使该炉体内腔为负压，从而外部空气自该L型进气管位于炉体外部的一端进入，通过位于炉体内部的一端侧壁上开设的进气孔向该炉体内腔内均匀通入空气，随着顶部引风机的抽取，使得该炉体内部气体上行；该斜向下进气孔的设计，其目的在于避免燃烧产生的灰渣落下堵塞该进气孔。

优选地，该垃圾热解炉内发生的燃烧反应为限氧反应，且通过所述布气器通入的氧气量为该垃圾热解炉内所有垃圾物料发生燃烧反应所需氧气量的0.2-0.4倍，优选为0.3倍。

优选地，通过控制进样量控制该垃圾热解炉内发生燃烧反应物料层的厚度不低于所述垃圾热解炉高度的十五分之一，控制烟气出口温度为100-120℃。

优选地，所述焦油捕集装置包括第一级生物质捕焦器和第二级电捕焦器，所述烟气出口与所述第一级生物质捕焦器进口相连通，所述第一级生物捕焦器出口与所述第二级电捕焦器进口相连通；

所述烟气出口处温度为100-120℃，所述生物质捕焦器内设置有生物质，焦油在200℃以下呈液态形式，热解过程产生的气态焦油遇冷发生液化，利用第一级生物捕焦器内生物质吸附液化后的液态焦油；而未能捕捉到的焦油气进一步进入第二级电捕焦器中，通过静电捕集遇冷液化后的液态焦油，被捕集到的液态焦油借助于重力作用滴回所述第一级生物质捕焦器，被生物质捕焦器中的生物质吸附，通过周期性地将第一级生物质捕焦器中吸附有液态焦油的生物质送入热解炉中进行高温处理以去除焦油。

优选地，所述第二级电捕焦器出口排出的气体为未被焦油捕集装置捕集到的烟气，对该烟气进行高温燃烧；所述高温燃烧具体为：将所述烟气在通入空气的条件下，加热至850℃以上，控制停留时间大于2秒，得到高温烟气。

优选地，对所述高温烟气进行余热利用，所述余热利用分为两个阶段，第一阶段将该高温烟气与从焦油捕集装置出口排出的混合热解气进行换热，使该高温烟气降至400℃±50℃；第二阶段为气水换热，使该高温烟气在2秒内温度降至200℃以下。

优选地，对进行换热后降至200℃以下的烟气进行进一步尾气处理，包括脱酸、除尘和排放，其中脱酸采用干法或半干法脱酸，使其中酸性组分浓度降至200mg/m

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明垃圾处理方法通过对垃圾热解炉的内部结构进行重新设计，尤其是对均匀布料、均匀布气等具体细节进行创造性改进，并配合合适的炉腔高度与横截面积之比，通过控制垃圾热解炉腔底部进氧量控制发生燃烧反应物料层的厚度，进而使得固体物料下行的同时，高温烟气上行，在固体物料和气体烟气逆向行进的过程中，高温烟气将热量向上层物料传递，且氧浓度逐渐降低，如此自下而上依次形成燃烧、热解、气化和干燥的温度梯度，而垃圾物料自进入该热解炉后，自上而下逐步实现干燥、气化、热解和燃烧，底部物料燃烧后从出渣通道排出，上层物料自动下移，实现垃圾物料自动、连续、稳定、自供热式高效低能耗处理。

(2)本发明通过在垃圾热解炉底部设置特定的布气装置，配合设置该炉体特定的高度和横截面积之比，能够实现均匀的布料和底部均匀地布气，从而为在该炉体底部形成一定厚度的发生燃烧反应物料层打下基础，进而使得形成理想的温度梯度成为可能，提高热解处理效率和系统稳定性。

(3)本发明通过在垃圾热解炉底部通过布气装置通入一定浓度的氧气，使得该系统能够通过底部物料燃烧产生的高温烟气为上部物料的干燥、气化和热解提供充足的能量，真正实现能量的自供给。

(4)本发明通过在进料口正下方合适的位置处，设置伞骨型布料器，该特定结构和形状的布料器能够使物料在下降过程中受到该布料器的阻挡而能够向下方和四周均匀分散，实现物料在炉内的均匀分散，物料的均匀分散，配合均匀的氧气分布，使得炉内形成理想的温度梯度成为可能。

(5)本发明提供的垃圾处理方法从进料到灰渣排放、尾气处理和排放整个工艺流程能够连续稳定运行。

(6)本发明提出的垃圾处理方法不需要单独进行渗滤液的处理，可以将渗滤液直接通过进料口喷入垃圾热解炉进行热解处理。本发明在垃圾热解炉中确保烟气出口在100℃以上，水以水蒸气形式排出热解炉，进一步随可燃气进行高温燃烧和尾气处理，最终排放时确保尾气温度在100℃以上，因此本发明垃圾处理方法没有任何废水排放，采用本发明垃圾处理方法无需配备污水处理系统，能够避免水处理带来的成本高、运行不稳定、设备复杂、环保不达标等系列问题。

(7)本发明提出的垃圾处理方法无需单独进行焦油的处理，通过本发明装置的特殊设计，使得烟气出口处的温度为100-120℃，垃圾热解过程中产生的气化焦油进行两级焦油捕集后，将遇冷发生液化的焦油捕集，再返回至本发明垃圾热解炉中进行热解和燃烧。本发明采用的焦油捕集装置除了采用传统的电捕焦，还额外增设了生物质捕焦，能够解决传统方式中单独的电捕焦不能及时捕捉粉尘、焦油，电捕焦器中电极表面被结块的焦油包覆导致电捕焦效率低等的技术问题，大大提高了焦油的去除效果。另一方面，烟气出口温度也不宜太高，以避免生物质发生碳化。

附图说明

图1是本发明梯度变温垃圾处理方法流程图；

图2是本发明一个实施例中垃圾进料装置示意图；

图3是本发明一个实施例中垃圾处理方法采用的垃圾热解炉的结构示意图；

图4是本发明一个实施例中L型进气管结构示意图；

图5是本发明一个实施例中布气器中L型进气管分布示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

100-垃圾料坑；200-耙机；300-传送带；400-进料斗；500-密封推料器；600-垃圾热解炉进料口；1-进料口；2-伞骨型布料器；3-布气器；4-炉排；5-灰渣斗；6-出渣口；7-烟气出口；8-第一级生物质捕焦器；9-第二级电捕焦器；10-发生燃烧反应物料层。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

鉴于专利文献CN110848705A存在的技术问题和缺陷，本发明提出了一种改进型的梯度变温自供热式生活垃圾限氧式热解炉。该热解炉本质上是通过控制炉腔底部进氧量，控制发生燃烧反应物料层的厚度，进而使得固体物料下行的同时，高温烟气上行。在固体物料和气体烟气逆向行进的过程中，高温烟气将热量向上层物料传递，且氧浓度逐渐降低，如此自下而上依次形成燃烧、热解、气化和干燥的温度梯度，而垃圾物料自进入该热解炉后，自上而下逐步实现干燥、气化、热解和燃烧，底部物料燃烧后从出渣通道排出，上层物料自动下移，实现垃圾物料自动、连续、稳定、自供热式高效低能耗处理。

对于本发明的梯度变温自供热式生活垃圾限氧式热解炉来说，要在炉内形成理想的梯度，实验中发现，垃圾物料自进料口进料以后在炉内均匀地布料非常重要，直接决定了其竖直方向上能否形成所需的温度梯度，以专利CN110848705A为例，其在进料口下方设置锥形顶盖，必然使得垃圾物料进入后由于锥形顶盖的阻挡而使得柱形腔体底部边缘物料堆积厚度大，而中间堆积厚度小，这样导致在中间位置自下而上均会发生燃烧反应，而不能在水平方向上形成上述温度梯度，也就不能连续稳定运行；除了布料均匀以外，均匀地布气方式同样也至关重要，该专利文献在炉壁通入氧气，其不可能实现氧气的均匀分布，同样地，气体上行必然导致通入气体的位置及其上方发生燃烧反应，而没有氧气或氧气不足的地方均不会发生燃烧反应，同样也无法分层。

为了克服该专利文献中存在的技术缺陷，本申请对该热解炉进行了多个方面的创造性改进。首先，本发明通过设置合适的高度与横截面积之比，利用物料从进料口(设置在炉体顶部中央位置)竖直向下撞击着陆面散开后均匀向四周散开，合适的高度与横截面积之比以确保物料自进入该进料口距离着陆有一定的高度，而确保垃圾物料撞击着陆面，在该撞击力的作用下，被压缩的垃圾物料发生破碎而向四周均匀散去，自动布料。

优选实施方式中，本发明在进料口正下方设置有伞骨式布料器，该伞骨式布料器包含杆状主支骨和围绕该主支骨斜向下均匀布设的杆状副支骨；该伞骨式布料器用于使物料下落时受到阻挡和撞击作用而均匀分散，实现在炉内均匀布料。

其次，本发明在炉体底部设置布气器，该布气器为由若干根均匀布设于该垃圾热解炉底部的L型进气管组成，每一根该L型进气管一端竖直向上平行于该垃圾热解炉炉身，且其顶部密封，其侧壁开设有斜向下方向的进气孔，另一端穿过该垃圾热解炉炉壁垂直引出，且与外界空气相连通。工作时，利用该炉体顶部烟气出口连接的引风机抽气，使该炉体内腔为负压，从而外部空气自该L型进气管位于炉体外部的一端进入，通过位于炉体内部的一端侧壁上开设的进气孔向该炉体内腔内均匀通入空气，随着顶部引风机的抽取，使得该炉体内部气体上行。该斜向下进气孔的设计，其目的在于避免燃烧产生的灰渣落下堵塞该进气孔。

本发明通过不设置布料器或设置特定结构形状的布料器，借助于合适的高度与横截面积之比，使得垃圾物料自炉体顶部中央进料口进入后实现分散和均匀布料，而借助于底部布气器的设置，配合炉顶引风机，实现炉腔内部均匀布气以及气体的上行。这一改进型设计，使得本发明的垃圾热解炉真正实现梯度式变温，无需外部供热，即可实现垃圾物料的自动、高效、连续、稳定处理。

具体来说，本发明提供的一种梯度变温式生活垃圾处理方法，如图1所示，包括如下步骤：

(1)将垃圾物料在密封条件下进行压缩进料，以挤出其中的空气，得到压缩后的垃圾物料；

(2)所述压缩后的垃圾物料自垃圾热解炉顶部中央的进料口处进入，在落下的同时由于重力的作用使该垃圾物料分散，并向四周扩散实现均匀布料；

(3)通过该垃圾热解炉底部设置的布气器向该热解炉腔体内部均匀输入空气，底部垃圾物料在受热和合适的氧气浓度下发生燃烧反应，在该垃圾热解炉顶部烟气出口连接的引风机作用下，燃烧反应产生的高温烟气上行，将热量传递给上部物料，进而使该垃圾热解炉内自下而上依次形成物料燃烧、热解气化和干燥的温度梯度，直至最终烟气从垃圾热解炉顶部的烟气出口排出；下部物料燃烧后产生的渣料自底部出渣口排出，使得上部物料进一步下移发生燃烧反应；

(4)通过该垃圾热解炉顶部烟气出口连接的焦油捕集装置，使热解过程中产生的气化焦油遇冷液化而被捕捉，将液化分离得到的焦油返回该垃圾热解炉进行处理，将未捕捉到的烟气进行高温燃烧和尾气处理后排放；

该垃圾处理方法通过控制垃圾热解炉腔底部进氧量，控制发生燃烧反应物料层的厚度，进而使得固体物料下行的同时，高温烟气上行；在固体物料和气体烟气逆向行进的过程中，高温烟气将热量向上层物料传递，且氧浓度逐渐降低，如此自下而上依次形成燃烧、热解、气化和干燥的温度梯度，而垃圾物料自进入该热解炉后，自上而下逐步实现干燥、气化、热解和燃烧，底部物料燃烧后从出渣通道排出，上层物料自动下移，实现垃圾物料自动、连续、稳定、自供热式高效低能耗处理。

一些实施例中，步骤(1)具体为：在全密封条件下，将储存在储料室即料坑的垃圾物料通过耙机转运至传送带，利用该传送带将垃圾物料传送至密封推料器中，该密封推料器连接垃圾热解燃烧炉的进料口，利用该密封推料器对垃圾物料进行压缩，挤出垃圾物料中的空气。所述储料室、耙机、传送带以及密封推料器均由外部密封罩罩住实现密封，以防止异味扩散。

一些实施例中，本发明垃圾处理采用的密封推料器通过法兰与垃圾热解炉的进料口相连通，且所述密封推料器用于将垃圾物料压缩后输送至所述垃圾热解炉，避免垃圾物料将氧气带入所述垃圾热解炉。一些实施例中，所述密封推料器为液压密封推料装置，通过液压密封推料装置实现密闭条件下的垃圾物料压缩和连续进料。垃圾物料连同该垃圾物料的渗沥液同时输送至该垃圾热解炉。

一些实施例中，所述储料室内产生的垃圾渗沥液通过该垃圾热解炉的进料口喷入该炉内进行处理。

如图2所示，其为本发明垃圾处理方法中采用的一种垃圾进料装置。其中100-垃圾料坑；200-耙机；300-传送带；400-进料斗；500-密封推料器；600-垃圾热解炉进料口。利用该进料装置，能够实现连续进料，比如每日转运一次，储料单元最小容量为一日储量。垃圾物料与储料产生的渗滤液一并进入热解系统；臭气在负压条件下进入。

图3为本发明垃圾处理过程中采用的一种垃圾热解炉，其为一种矩形体空腔，长1.44米，宽2.8米，高4.5米，顶部中央位置设置有进料口1，进料口1正下方设置有伞骨型布料器2，该空腔体下部自上而下依次设置有布气器3、炉排4、灰渣斗5和出渣口6；该垃圾热解炉顶部一侧设置有烟气出口7，烟气出口连接第一级生物质除焦器8进口，第一级生物质除焦器8出口连接第二级电捕焦器9进口。

垃圾物料自顶部进料口密封压缩进料后进入该热解炉，在落下的同时撞击伞骨型布料器而向四周分散，实现均匀布料。在该垃圾热解炉顶部两级除焦器外连接的引风机作用下，使该垃圾热解炉内为负压，进而通过该垃圾热解炉底部设置的布气器向该热解炉腔体内部均匀输入空气，通过控制垃圾热解炉腔底部进氧量，控制燃烧物料层10的厚度，进而使得固体物料下行的同时，高温烟气上行；在固体物料和气体烟气逆向行进的过程中，高温烟气将热量向上层物料传递，且氧浓度逐渐降低，如此自下而上依次形成物料燃烧、热解气化和干燥的温度梯度，而垃圾物料自进入该热解炉后，自上而下逐步实现干燥、气化、热解和燃烧，底部物料燃烧后从出渣口6排出，上层物料自动下移，实现垃圾物料自动、连续、稳定、自供热式高效低能耗处理。垃圾热解炉顶部烟气出口7连接第一级生物质捕焦器8和第二级电捕焦器9，其中该烟气出口7处温度为100-120℃，第一级生物质捕焦器8和第二级电捕焦器9水平方向尺寸大于烟气出口尺寸，使得烟气进入捕焦器后流速变慢，且100-120℃温度下热解过程中产生的气化的焦油遇冷发生液化，烟气中的粉尘以及液化分离得到的焦油一部分首先被生物质捕焦器捕集，未能捕捉到的进一步被电捕焦器捕集，返回生物质捕焦器中，最后通过周期性将生物质捕焦器内的生物质返回至垃圾热解炉进行高温处理，然后补充新鲜的生物质到该生物质捕焦器中。对两级捕焦装置分离得到的烟气进行高温氧化燃烧和尾气处理后排放；所述尾气处理包括余热利用、烟气净化和排放。

一些实施例中，所述垃圾热解炉为柱体空腔结构，其高度与横截面积之比为0.8～2:1，优选为1～1.5:1，进一步优选为1～1.2:1。该高度与截面面积之比能够确保物料均匀布料以及系统形成稳定的温度梯度。

一些实施例中，进料口与该垃圾热解炉内堆放的物料顶部的距离不小于该垃圾热解炉高度的五分之一。以使得垃圾物料具有足够的下降高度，而确保其落下使能够破碎并向四周分散。

优选实施例中，进料口正下方还设置有伞骨式布料器，该伞骨式布料器包含杆状主支骨和围绕该主支骨斜向下均匀布设的杆状副支骨；该伞骨式布料器用于使物料下落时受到阻挡和撞击作用而均匀分散，实现在炉内均匀布料。伞骨式布料器与进料口之间的距离为该垃圾热解炉高度的八分之一至十分之一。

一些实施例中，控制炉内发生燃烧反应物料层的厚度不低于该垃圾热解炉高度的十五分之一。通过控制布气器中进样量，进而控制发生燃烧反应物料层的厚度在该范围内，能够确保该垃圾热解炉自下而上形成适宜的温度梯度。

一些实施例中，如图4所示，所述布气器为由若干根均匀布设于该垃圾热解炉底部的L型进气管组成，每一根该L型进气管一端竖直向上平行于该垃圾热解炉炉身，且其顶部密封，其侧壁开设有斜向下方向的进气孔，另一端穿过该垃圾热解炉炉壁垂直引出，且与外界空气相连通。工作时，利用该炉体顶部烟气出口连接的引风机抽气，使该炉体内腔为负压，从而外部空气自该L型进气管位于炉体外部的一端进入，通过位于炉体内部的一端侧壁上开设的进气孔向该炉体内腔内均匀通入空气，随着顶部引风机的抽取，使得该炉体内部气体上行。该斜向下进气孔的设计，其目的在于避免燃烧产生的灰渣落下堵塞该进气孔。图5为L型进气管在该布气器上的分布俯视图，在热解炉底部均匀布设若干根L型进气管，每一根进气管侧壁开设小孔，以为炉内物料进行均匀布气。

一些实施例中，所述L型进气管位于垃圾热解炉外部的一端还连接流量计和阀门，用于调节空气进气流量。

一些实施例中，该垃圾热解炉内发生的燃烧反应为限氧反应，且通过所述布气器通入的氧气量为该垃圾热解炉内所有垃圾物料发生燃烧反应所需氧气量的0.2-0.4倍，优选为0.3倍。在该限氧量下，能够实现该垃圾热解炉的自供热反应，而无需外部供热。

一些实施例中，该垃圾热解炉内运行稳定时，能够形成自下而上分别为1000-1100℃、500-1000℃、200-500℃、100-200℃的温度梯度。通过控制进样量控制该垃圾热解炉内发生燃烧反应物料层的厚度不低于所述垃圾热解炉高度的十五分之一，发生燃烧反应物料层厚度不宜太低，否则不能形成合适的温度梯度；然而这一物料层也不宜太厚，否则耗氧量太大；且烟气出口温度太高，不利于焦油的捕集回收。烟气出口温度控制在100-120℃范围内，不仅确保无液态水，同时确保该范围内焦油能够以液态形式被捕捉返回热解炉中高温热处理。

一些实施例中，焦油捕集装置包括第一级生物质捕焦器和第二级电捕焦器，所述烟气出口与所述第一级生物质捕焦器进口相连通，所述第一级生物捕焦器出口与所述第二级电捕焦器进口相连通；所述烟气出口处温度为100-120℃，所述生物质捕焦器内设置有生物质，焦油在200℃以下呈液态形式，热解过程产生的气态焦油遇冷发生液化，利用第一级生物捕焦器内生物质吸附液化后的液态焦油；而未能捕捉到的焦油气进一步进入第二级电捕焦器中，通过静电捕集遇冷液化后的液态焦油，被捕集到的液态焦油借助于重力作用滴回所述第一级生物质捕焦器，被生物质捕焦器中的生物质吸附，通过周期性地将第一级生物质捕焦器中吸附有液态焦油的生物质送入热解炉中进行焦油的去除。

一些实施例中，将生物质捕焦器设置为盛有各种生物质的箱体，该箱体底部有孔隙，可供烟气进入和流出，箱体底部为伸缩设置，伸出时为工作状态，生物质位于该箱体内用于吸附液态焦油；缩回状态时，生物质自动从该箱体内向下落入热解燃烧炉内。生物质可以为具有吸附型的花生壳、稻壳、秸秆、稻草等。

一些实施例中，所述垃圾热解炉外设置有加热棒，用于为炉体启动提供热量，待炉体启动稳定运行后，该加热棒即停止工作。

本发明仅需要在最开始设备开车时需要采用加热棒对垃圾热解炉提供热量，当系统运行稳定之后，即可利用底部物料燃烧产生的高温烟气能量直接供给上部物料用于干燥、气化和热解，无需消耗外部能量，实现能量自供给。

本发明垃圾物料自进料口进入该垃圾热解炉内后，首先在最上部100-200℃范围内发生物料的干燥，然后随着物料下移，逐步升温，进一步发生水分的蒸发，碳的气化反应、甲烷的重整气化反应以及物料的热解，物料越往下其周围气氛中的氧浓度越高，直至底部发生燃烧反应，产生无机炉渣及其他最终产物；炉体底部设置有出渣口，燃烧产生的炉渣自该出渣口排出；燃烧产生的高温烟气上行，依次提供物料发生热解、气化、干燥等所需的热量，并产生新的气相物质，在烟气出口连接的引风机的作用下，进入油气分离即焦油捕集装置。

本发明垃圾热解炉为一个空腔体，其内部并不设置隔板实现物理分层，物料通过特定的物理作用实现均匀布料，通过均匀布气实现该炉体内部自下而上氧浓度逐渐降低，底部氧浓度足够发生燃烧反应，上部限氧或缺氧条件下发生热解、气化和干燥，该装置内能量的供给是通过气体的传递来实现，无需外部供热，实现垃圾物料的充分热解，提供垃圾物料的处理效率。

一些实施例中，所述垃圾热解炉的布气器下方设置有炉排，所述炉排下方设置有排渣口，所述排渣口安装有无轴螺旋输渣机，采用主动排渣的形式，将灰渣排出。燃烧产生的灰渣穿过炉排，从排渣口排出。

一些实施例中，所述垃圾热解炉设置有多个监测口，监测口装有热电偶，用于监测炉内反应温度及压力。

一些实施例中，所述垃圾热解炉炉体采用特种钢材料焊接而成，从而垃圾热解气燃烧产生的能量能直接供给垃圾热解所需的能量，炉体外部由耐火砖砌成，实现炉体的保温隔热。

一些实施例中，所述第二级电捕焦器出口排出的气体为未被焦油捕集装置捕集到的烟气，对该烟气进行高温燃烧；所述高温燃烧具体为：将所述烟气在通入空气的条件下，加热至850℃以上，控制停留时间大于2秒，得到高温烟气。

一些实施例中，对所述高温烟气进行余热利用，所述余热利用分为两个阶段，第一阶段将该高温烟气与从两级焦油捕集装置分离得到的混合热解气进行换热，使该高温烟气降至400℃±50℃；第二阶段为气水换热，使该高温烟气在2秒内温度降至200℃以下。

一些实施例中，对进行换热后降至200℃以下的烟气进行进一步尾气处理，包括脱酸、除尘和排放，其中脱酸采用干法或半干法脱酸，使其中酸性组分浓度降至200mg/m

采用本发明垃圾处理方法对某乡镇生活垃圾进行处理，储料单元最小容量为一日储量，每日转运一次，垃圾物料与储料产生的渗滤液一并进入热解系统。物料每1.5min推进一次，从进料到尾气排放整个工艺流程全程连续运行，具有良好的稳定性，不需要单独进行污水处理，而且该系统无需单独进行焦油处理。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。