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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410751672.6 (22)申请日 2014.12.10 B09B 3/00(2006.01) B09B 5/00(2006.01) (71)申请人 密西西比国际水务有限公司 地址 美国纽约州谷溪区林肯大街 305 号 20 单元 申请人 亚马逊水务有限公司 (72)发明人 张大伟 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任 公司 11021 代理人 宋焰琴 (54) 发明名称 一种处理有机垃圾的方法和装置 (57) 摘要 一种处理有机垃圾的装置，包括 ：脱水设备、 蒸汽干燥设备、干化有机垃圾仓、干馏设备、生物 质燃料燃烧机。
2、、冷却设备、烟气余热蒸汽发生器、 汽体净化分离设备、油水分离设备、污水处理设 备、储油设备。利用本发明的设备处理有机垃圾即 保留了干馏法处理有机垃圾资源化、无害化、环保 的优点，又通过采用脱水、干燥、干馏组合工艺，再 加上余热回收利用，采用生物质燃料替代价格昂 贵的天然气，克服了单独使用干馏法处理有机垃 圾运行成本高的缺陷。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104438297 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104438297 A 1/2 页 2 1.一种处理。
3、有机垃圾的装置，包括 ： 一脱水设备 (2) 的出料口连接蒸汽干燥设备 (3) 的进料口 ； 蒸汽干燥设备 (3) 的出料口通过机械输送设备 (4)、干化有机垃圾仓 (5)、螺旋输送机 (6) 与干馏设备 (7) 的进料口连接 ； 干馏设备 (7) 安装有生物质燃料燃烧机 (34) 和干馏气烧嘴 (26) ； 干馏设备 (7) 的出料端连接冷却设备 (9) 的进料口，冷却设备 (9) 的出料口与生物炭 仓 (10) 连接，干馏设备 (7) 的烟气出口连接烟气余热蒸汽发生器 (12)，干馏设备 (7) 的混 合气体排口连接汽体净化分离设备 (22) 的进气端 ； 汽体净化分离设备 (22) 的排。
4、水口连接油水分离设备 (23) 的进水口，汽体净化分离 设备 (22) 的出气口连接干馏气烧嘴 (26)，汽体净化分离设备 (22) 的进水口连接喷淋水 (27) ； 油水分离设备 (23) 的排水口连接污水处理设备 (30)，油水分离设备 (23) 的排油口连 接储油设备 (25) ； 烟气余热蒸汽发生器 (12) 的烟气出口连接换热器 (15) 的烟气进口，烟气余热蒸汽发 生器 (12) 的蒸汽出口连接蓄热罐 (13) 的蒸汽进口，烟气余热蒸汽发生器 (12) 的补水口连 接连接软化水箱 (20) ； 换热器 (15) 的烟气出口通过除尘器 (16) 连接引风机 (17) 的进风口，引风机。
5、 (17) 的 出风口连接烟囱 (18) ； 生物质颗粒燃料仓 (33) 的进料口与燃料输送设备 (32) 连接，生物质颗粒燃料仓 (33) 的出料口连接生物质燃料燃烧机 (34) 的进料口 ； 冷却设备 (9) 的循环水进水口连接循环泵 (19) 的出水口，冷却设备 (9) 的循环水出水 口连接换热器 (15) 的进水口，换热器 (15) 的出水口连接软化水箱 (20) 的循环水进水口， 软化水箱 (20) 的循环水出水口连接循环泵 (19) 的进水口。 2.根据权利要求 1 所述的处理有机垃圾的装置，其中，机械输送设备 (4) 为皮带输送 机、刮板输送机或螺旋输送机。 3.根据权利要求 1。
6、 所述的处理有机垃圾的装置，其中，燃料输送设备 (32) 为斗提输送 机或风力输送机。 4.根据权利要求 1 所述的处理有机垃圾的装置，其中，烟气余热蒸汽发生器 (12) 的补 水口通过补水泵 (21) 连接软化水箱 (20)。 5.根据权利要求 1 所述的处理有机垃圾的装置，其中，油水分离设备 (23) 的排水口通 过水泵 (29) 连接污水处理设备 (30)。 6.利用权利要求 1 所述装置处理有机垃圾的方法 ： A、采用脱水设备对有机垃圾进行脱水处理，降低有机垃圾含水率，减少有机垃圾的数 量； B、采用蒸汽干燥设备对经过脱水处理后的有机垃圾进行干燥处理，进一步降低有机垃 圾含水率，进一步。
7、减少有机垃圾的体积 ； C、采用干馏设备将经过脱水、蒸汽干燥处理后的有机垃圾进行干馏处理制成生物炭 ； D、采用烟气余热蒸汽发生器将干馏处理有机垃圾过程中排放的高温烟气中的余热进 行回收，生产蒸汽用于蒸汽干燥设备 ； 权 利 要 求 书CN 104438297 A 2/2 页 3 E、采用冷却设备将干馏生产的生物炭进行冷却，同时，将生物炭中的热量进行回收，加 热烟气余热蒸汽发生器的补水 ； F、将干馏设备运行过程中产生的汽体进行净化分离处理，并将净化分离处理后产生的 干馏气回收利用作为干馏设备的燃料 ； G、将干馏设备运行过程中产生的生物质油进行分离处理后回收。 7.根据权利要求 6 所述的方。
8、法，其中，有机垃圾是指城市生活垃圾中的有机物、畜禽粪 便和城市污水处理厂的污泥。 8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，有机垃圾在干馏过程中产生的混合汽体在汽 体净化分离设备内进行冷凝、净化和分离处理。 9.根据权利要求 8 所述的方法，其中，干馏设备在处理有机垃圾过程中产生的高温烟 气由烟气余热蒸汽发生器进行回收生产蒸汽，生产的蒸汽输送到蓄热罐中。 权 利 要 求 书CN 104438297 A 1/5 页 4 一种处理有机垃圾的方法和装置 技术领域 0001 本发明涉及一种采用组合工艺处理有机垃圾的方法。 0002 本发明还涉及一种用于实现上述方法的装置。 背景技术 0003 我国每年产。
9、生有机垃圾数量巨大，据统计，仅北京市 2013 年就产生污水处理厂污 泥 100 多万吨、生活垃圾 1000 多万吨、园林废弃物 400 多万吨，全世界每年有超过 10 亿吨 的有机垃圾。 0004 有机垃圾包括 ：城市生活垃圾中的有机物、畜牧养殖业的畜禽粪便、酿造业及食品 加工业废弃物、污水处理厂污泥等等。如何处理这些有机垃圾成为城市发展中的棘手问题。 0005 干馏是在无氧状态下对有机物进行热解的方法，采用干馏法处理有机垃圾，避免 了有机垃圾焚烧或填埋对环境造成的污染，是有机垃圾资源化、无害化、环保处理的好方 法。但是，由于干馏过程中，有机垃圾中所含的水分蒸发需要消耗大量的天然气，同时，对。
10、有 机垃圾进行干馏处理时，温度通常需要达到 500 -650，因此排放的烟气温度也高，造成 大量的热损失，使得采用干馏法处理有机垃圾的运行成本高，成为干馏处理垃圾技术推广、 应用的主要障碍。 0006 能否采用脱水、干馏、干馏高温烟气余热回收生产蒸汽，并用蒸汽对污泥进行干燥 等工艺组合，首先采用脱水设备对有机垃圾进行脱水处理，降低有机垃圾含水率，减少有机 垃圾的数量 ；采用蒸汽干燥设备对有机垃圾进行干燥处理，进一步降低有机垃圾含水率，进 一步减少有机垃圾的数量 ；通过脱水和蒸汽干燥处理后，有机垃圾的水分和数量均减少，从 而减少了干馏处理有机垃圾的水分和数量，降低了干馏设备的能源消耗，同时采用烟。
11、气余 热蒸汽发生器将干馏处理有机垃圾过程中高温烟气中的余热进行回收，生产蒸汽用于蒸汽 干燥设备。通过上述组合工艺，即保留了干馏法处理有机垃圾资源化、无害化、环保的优点， 降低了干馏有机垃圾制生物炭的成本，克服了单独使用干馏法处理有机垃圾运行成本高的 缺陷。 0007 然而采用上述组合工艺对有机垃圾进行处理的方法，至今未见报道。 发明内容 0008 本发明的目的是提供一种处理有机垃圾的装置。 0009 本发明的又一目的是提供一种利用上述装置处理有机垃圾的方法。 0010 为实现上述目的，本发明提供的处理有机垃圾的装置，包括 ： 0011 一脱水设备的出料口连接蒸汽干燥设备的进料口 ； 0012 。
12、蒸汽干燥设备的出料口通过机械输送设备、干化有机垃圾仓、螺旋输送机与干馏 设备的进料口连接 ； 0013 干馏设备安装有生物质燃料燃烧机和干馏气烧嘴 ； 0014 干馏设备的出料端连接冷却设备的进料口，冷却设备的出料口与生物炭仓连接， 说 明 书CN 104438297 A 2/5 页 5 干馏设备的烟气出口连接烟气余热蒸汽发生器，干馏设备的混合气体排口连接汽体净化分 离设备的进气端 ； 0015 汽体净化分离设备的排水口连接油水分离设备的进水口，汽体净化分离设备的出 气口连接干馏气烧嘴，汽体净化分离设备的进水口连接喷淋水 ； 0016 油水分离设备的排水口连接污水处理设备，油水分离设备的排油口。
13、连接储油设 备； 0017 烟气余热蒸汽发生器的烟气出口连接换热器的烟气进口，烟气余热蒸汽发生器的 蒸汽出口连接蓄热罐的蒸汽进口，烟气余热蒸汽发生器的补水口连接软化水箱 ； 0018 换热器的烟气出口通过除尘器连接引风机的进风口，引风机的出风口连接烟囱 ； 0019 生物质颗粒燃料仓的进料口与燃料输送设备连接，生物质颗粒燃料仓的出料口连 接生物质燃料燃烧机的进料口 ； 0020 冷却设备的循环水进水口连接循环泵的出水口，冷却设备的循环水出水口连接换 热器的进水口，换热器的出水口连接软化水箱的循环水进水口，软化水箱的循环水出水口 连接循环泵的进水口。 0021 所述的处理有机垃圾的装置，其中，机。
14、械输送设备为皮带输送机、刮板输送机或螺 旋输送机。 0022 所述的处理有机垃圾的装置，其中，燃料输送设备为斗提输送机或风力输送机。 0023 所述的处理有机垃圾的装置，其中，烟气余热蒸汽发生器的补水口通过补水泵连 接软化水箱。 0024 所述的处理有机垃圾的装置，其中，油水分离设备的排水口通过水泵连接污水处 理设备。 0025 本发明提供的利用上述装置处理有机垃圾的方法 ： 0026 A、采用脱水设备对有机垃圾进行脱水处理，降低有机垃圾含水率，减少有机垃圾 的数量 ； 0027 B、采用蒸汽干燥设备对经过脱水处理后的有机垃圾进行干燥处理，进一步降低有 机垃圾含水率，进一步减少有机垃圾的体积 。
15、； 0028 C、采用干馏设备将经过脱水、蒸汽干燥处理后的有机垃圾进行干馏处理制成生物 炭； 0029 D、采用烟气余热蒸汽发生器将干馏处理有机垃圾过程中排放的高温烟气中的余 热进行回收，生产蒸汽用于蒸汽干燥设备 ； 0030 E、采用冷却设备将干馏生产的生物炭进行冷却，同时，将生物炭中的热量进行回 收，加热烟气余热蒸汽发生器的补水 ； 0031 F、将干馏设备运行过程中产生的汽体进行净化分离处理，并将净化分离处理后产 生的干馏气回收利用作为干馏设备的燃料 ； 0032 G、将干馏设备运行过程中产生的生物质油进行分离处理后回收。 0033 所述的方法，其中，有机垃圾是指城市生活垃圾中的有机物、。
16、畜禽粪便和城市污水 处理厂的污泥。 0034 所述的方法，其中，有机垃圾在干馏过程中产生的混合汽体在汽体净化分离设备 内进行冷凝、净化和分离处理。 说 明 书CN 104438297 A 3/5 页 6 0035 所述的方法，其中，干馏设备在处理有机垃圾过程中产生的高温烟气由烟气余热 蒸汽发生器进行回收生产蒸汽，生产的蒸汽输送到蓄热罐中。 0036 利用本发明的设备处理有机垃圾即保留了干馏法处理有机垃圾资源化、无害化、 环保的优点，又通过采用脱水、干燥、干馏组合工艺，再加上余热回收利用，采用生物质燃料 替代价格昂贵的天然气，克服了单独使用干馏法处理有机垃圾运行成本高的缺陷。 附图说明 0037。
17、 图 1 是本发明处理有机垃圾的装置结构图 0038 附图中符号说明 ： 0039 1 有机垃圾 ；2 脱水设备 ；3 蒸汽干燥设备 ；4 机械输送设备 ；5 干化有机垃圾仓 ；6 螺旋输送机 ；7 干馏设备 ；8 生物炭 ；9 冷却设备 ；10 生物炭仓 ；11 烟气 ；12 烟气余热蒸汽发 生器 ；13 蓄热罐 ；14 蒸汽 ；15 换热器 ；16 除尘器 ；17 引风机 ；18 烟囱 ；19 循环泵 ；20 软化水 箱 ；21 补水泵 ；22 汽体净化分离设备 23 油水分离设备 ；24 生物质油 ；25 储油设备 ；26 干 馏气烧嘴 ；27 喷淋水 ；28 排水 ；29 水泵 ；30。
18、 污水处理设备 ；31 生物质燃料 ；32 燃料输送设 备 ；33 生物质颗粒燃料仓 ；34 生物质燃料燃烧器。 具体实施方式 0040 以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细的描述，应当理解，优选实施例仅 是为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。 0041 同时需要说明的是，本发明提供的处理有机垃圾的装置中均采用公知部件，本发 明是将该些公知的部件进行组合后得到一套处理有机垃圾的装置。 0042 如图 1 所示，本发明处理有机垃圾的装置包括 ： 0043 一脱水设备 2 的出料口连接蒸汽干燥设备 3 的进料口，蒸汽干燥设备 3 的出料口 通过机械输送设备 4、干化有机垃圾仓 5、。
19、螺旋输送机 6 与干馏设备 7 的进料口连接，干馏设 备7安装有生物质燃料燃烧机34和干馏气烧嘴26，干馏设备7的出料端连接冷却设备9的 进料口。 0044 冷却设备 9 的出料口与生物炭仓 10 连接，干馏设备 7 的烟气出口连接烟气余热蒸 汽发生器12，干馏设备7的混合气体排口连接汽体净化分离设备22的进气端。汽体净化分 离设备 22 的排水口连接油水分离设备 23 的进水口，汽体净化分离设备 22 的出气口连接干 馏气烧嘴 26，汽体净化分离设备 22 的进水口连接喷淋水 27。 0045 油水分离设备23的排水口通过水泵29连接污水处理设备30，油水分离设备23的 排油口连接储油设备 。
20、25。 0046 烟气余热蒸汽发生器 12 的烟气出口连接换热器 15 的烟气进口，烟气余热蒸汽发 生器 12 的蒸汽出口连接蓄热罐 13 的蒸汽进口，烟气余热蒸汽发生器 12 的补水口过补水泵 21 连接软化水箱 20。 0047 换热器 15 的烟气出口通过除尘器 16 连接引风机 17 的进风口，引风机 17 的出风 口连接烟囱 18。 0048 生物质颗粒燃料仓 33 的进料口与燃料输送设备 32 连接，生物质颗粒燃料仓 33 的 出料口连接生物质燃料燃烧机 34 的进料口。 说 明 书CN 104438297 A 4/5 页 7 0049 冷却设备 9 的循环水进水口连接循环泵 19。
21、 的出水口，冷却设备 9 的循环水出水口 连接换热器 15 的进水口，换热器 15 的出水口连接软化水箱 20 的循环水进水口，软化水箱 20 的循环水出水口连接循环泵 19 的进水口。 0050 利用上述设备处理有机垃圾的流程是 ： 0051 用于有机垃圾 1 脱水的脱水设备 2 与蒸汽干燥设备 3 连接，将经过脱水处理的有 机垃圾 1 再由蒸汽干燥设备 3 进一步处理。 0052 用于有机垃圾 1 干燥的蒸汽干燥设备 3 通过机械输送设备 4、干化有机垃圾仓 5、 螺旋输送机 6 与干馏设备 7 连接。经过蒸汽干燥设备 3 干燥处理后的有机垃圾 1 通过机械 输送设备 4 输送到干化有机垃。
22、圾仓 5 内储存，再由螺旋输送机 6 输送到干馏设备 7 内进行 干馏处理制成生物炭 8。 0053 用于有机垃圾 1 干馏处理的干馏设备 7 的出料端与冷却设备 9 连接 ；干馏设备 7 上部的烟气 11 的出口通过与烟气余热蒸汽发生器 12 连接 ；干馏设备 7 的气体排口与汽体 净化分离设备 22 连接 ；干馏设备 7 安装有生物质燃料燃烧机 34 和干馏气烧嘴 26。 0054 用于汽体净化分离处理的汽体净化分离设备 22 进气端与干馏设备 7 的气体排口 连接 ；汽体净化分离设备 22 排水口与油水分离设备 23 进水口连接 ；汽体净化分离设备 22 出气口通过与干馏气烧嘴 26 连。
23、接 ；汽体净化分离设备 22 进水口与喷淋水 27 连接。 0055 用于对汽体净化分离设备 22 的排水 28 进行油水分离的油水分离设备 23 的进水 口与汽体净化分离设备22排水口连接，经过油水分离设备23处理后的排水28通过水泵29 输送到污水处理设备 30 进行净化处理 ；油水分离设备 23 的排油口与储油设备 25 连接，油 水分离设备 23 排出的生物质油 24 输送到储油设备 25 中储存。 0056 烟气余热蒸汽发生器 12 烟气进口与干馏设备 7 的排烟口连接，烟气 11 进入烟气 余热蒸汽发生器 12 中 ；烟气余热蒸汽发生器 12 的烟气出口与换热器 15 的烟气进口连。
24、接 ； 烟气余热蒸汽发生器 12 的蒸汽出口与蓄热罐 13 的蒸汽进口连接，蒸汽 14 由蓄热罐 13 进 入的蒸汽干燥设备 3 中 ；烟气余热蒸汽发生器 12 的补水口通过补水泵 21 与软化水箱 20 连 接； 0057 换热器15的烟气进口与烟气余热蒸汽发生器12的烟气出口连接 ；换热器15的烟 气出口通过除尘器 16 与引风机 17 进风口连接，引风机 17 出风口与烟囱 18 连接。 0058 生物质颗粒燃料仓 33 的进料口与燃料输送设备 32 连接，生物质颗粒燃料仓 33 的 出料口与生物质燃料燃烧机 34 的进料口连接。生物质燃料 31 通过燃料输送设备 32 进入 生物质颗粒。
25、燃料仓 33 中。 0059 冷却设备 9 的进料口与干馏设备 7 的出料端连接 ；冷却设备 9 的出料口与生物炭 仓10连接 ；冷却设备9的循环水进水口与循环泵19的出水口连接 ；冷却设备9的循环水出 水口与换热器 15 的进水口连接 ；换热器 15 的出水口与软化水箱 20 的循环水进水口连接 ； 软化水箱 20 的循环水出水口与循环泵 19 的进水口连接。 0060 实施例 0061 1) 首先采用脱水设备 2 对城市污水处理厂污泥 ( 有机垃圾 1) 进行脱水处理，将 城市污水处理厂污泥 ( 有机垃圾 1) 的含水率由 98降低到 60 -80，体积和重量减少 100-200 倍。脱水。
26、设备 2 为公知设备。可以是带式压滤机、离心脱水机或 / 和板框压滤机 等。 说 明 书CN 104438297 A 5/5 页 8 0062 2、将经过脱水处理后含水率 60 -80的城市污水处理厂污泥 ( 有机垃圾 1) 输 送到蒸汽干燥设备 3 中进行干燥处理，将城市污水处理厂污泥 ( 有机垃圾 1) 的含水率由 60 -80降低到 40，体积和重量减少 1.5-3 倍。蒸汽干燥设备 3 为公知设备。 0063 3、将经过蒸汽干燥设备3处理后含水率40的城市污水处理厂污泥(有机垃圾 1) 通过机械输送设备 4( 如 ：皮带输送机、刮板输送机或螺旋输送机 ) 输送到干化有机垃圾 仓 5 内。
27、储存，再由螺旋输送机 6 输送到干馏设备 7 内进行干馏处理制成生物炭 8。干馏设备 7 为公知设备，可以采用“一种制造生物炭的设备”( 专利号 ZL 201020562292.5，授权公告 号 CN201825737U)。 0064 4、干馏设备 7 制造的生物炭 8 由干馏设备 7 的出料端排出，进入冷却设备 9 中进 行冷却。通过循环泵19将软化水箱20中的软化水循环输送到冷却设备9，一方面将生物炭 8进行冷却，同时利用生物炭8中所含的热量加热软化水箱20中的软化水，提高烟气余热蒸 汽发生器 12 补水的温度，达到节能的效果。干馏设备 7 的烟气 11 在引风机 17 的作用下， 进入烟。
28、气余热蒸汽发生器 12。干馏设备 7 安装有生物质燃料燃烧机 34 和干馏气烧嘴 26。 冷却设备9、循环泵19、软化水箱20、烟气余热蒸汽发生器12、汽体净化分离设备22、生物质 燃料燃烧机 34 和干馏气烧嘴 26 均为公知设备。 0065 5、干馏设备 7 在干馏含水率 40的城市污水处理厂污泥 ( 有机垃圾 1) 的过程 中，产生的气体输送到汽体净化分离设备 22 中。气体经过汽体净化分离设备 22 处理后，可 燃气体由汽体净化分离设备 22 出气口输送到干馏气烧嘴 26 作为干馏设备 7 的燃料，喷淋 水、冷凝水和油类等输送到油水分离设备 3 进行处理。油水分离设备 23 的排水 2。
29、8 通过水 泵 29 输送到污水处理设备 30 进行净化处理，油水分离设备 23 排出的生物质油 24 流入储 油设备 25 中储存。油水分离设备 23 和储油设备 25 为公知设备。 0066 6、干馏设备 7 排出的高温烟气 11 进入烟气余热蒸汽发生器 12，将烟气 11 中的余 热转化为蒸汽 14 送到蓄热罐 13 中储存 ；烟气余热蒸汽发生器 12 排出的烟气进入换热器 15，通过循环泵 19 将软化水箱 20 中的软化水循环输送到换热器 15，进一步利用烟气 11 中 的余热加热软化水箱 20 中的软化水 ；换热器 15 排出的烟气由引风机 17 输送到烟囱 18 排 放。蓄热罐 。
30、13、换热器 15、软化水箱 20 为公知设备。 0067 7、软化水箱 20 中的软化水通过补水泵 21 输送到烟气余热蒸汽发生器 12，作为烟 气余热蒸汽发生器 12 的补水。 0068 8、为了降低运行成本和环境保护，干馏设备 7 采用生物质颗粒燃料 31 为燃料，将 生物质颗粒燃料31通过燃料输送设备32(如 ：斗提机或风力输送机)输送到生物质颗粒燃 料仓 33 中储存，生物质颗粒燃料仓 33 中的生物质颗粒燃料 31 通过管道输送到生物质燃料 燃烧机 34，满足干馏设备 7 的运行需要。 0069 采用本发明的组合工艺，将有机垃圾的成本降低了 60-70，在降低干馏处理污泥 成本方面具有显著的功能。 0070 本发明通过采用脱水、干燥、干馏组合工艺，再加上余热回收利用，采用生物质燃 料替代价格昂贵的天然气，即保留了干馏法处理有机垃圾资源化、无害化、环保的优点，降 低了干馏有机垃圾制生物炭的成本，克服了单独使用干馏法处理有机垃圾运行成本高的缺 陷。达到了降低干馏处理有机垃圾制生物炭的运行成本的目的。 说 明 书CN 104438297 A 1/1 页 9 图1 说 明 书 附 图CN 104438297 A 。