一种废弃物的处理设备及方法与流程

本发明涉及废弃物处理领域，特别是涉及一种厨余垃圾的处理设备及方法。

背景技术：

随着经济水平和人民生活水平的不断提高，厨余垃圾成为城市生活垃圾的重要组成部分，且每年呈上升趋势，由于厨余垃圾水分和有机质含量丰富，导致很多病虫、细菌大量滋生，严重污染环境，给人民的健康带来极大威胁，如何有效处理逐年增加的厨余垃圾已经成为国家必须面对的问题。

为了处理厨余垃圾，申请号为201410571803.2的专利公开了一种生活垃圾立式组合干馏装置，其特征在于由进料系统、n个立式干馏反应釜、气体收集、贮存和利用系统、出炭系统、机架、遥控系统组成。本发明可以较好的将生物质转化成可燃气、油和炭，从无害化、资源化、减量化的角度可以广泛应用于生活垃圾、厨余垃圾、医疗垃圾、污泥等生物质的处理。本发明提高了垃圾干馏装置的效率和产能，为大型的生活垃圾干馏处理厂提供了一种高产能、高效率、低消耗的处理设备。

申请号为201410614199.7的发明专利，本发明提供了一种低成本、操作简单、环保、高质量制作生物碳的方法，本发明制作生物碳采用厨余垃圾，无需干燥即可制作，操作简便，制得的生物碳燃烧值高、灰分少，烧制生物碳的设备成本低廉，本方法环保价值巨大，对于解决厨余垃圾、清洁能源具有建设性社会意义。

申请号为201410514308.8的发明专利，一种厨余垃圾处理方法，包括如下步骤：分别进行过滤；分别进行粉碎；堆肥。上述厨余垃圾处理方法处理较便捷、绿色环保、得到的处理产物可作直接用作肥料使用，相对于传统的厨余处理方法，上述厨余垃圾处理方法，操作简便适合在家庭、垃圾中转站或者住宅小区中推广使用。

申请号为201410515609.2的一种厨余垃圾处理方法，包括如下步骤：分装；分别进行过滤；分别进行粉碎；堆肥。上述厨余垃圾处理方法处理较便捷、绿色环保、得到的处理产物可作直接用作肥料使用，相对于传统的厨余处理方法，上述厨余垃圾处理方法，操作简便适合在家庭、垃圾中转站或者住宅小区中推广使用。

虽然这些方法在一定程度上对厨余垃圾的处理达到了一定的效果，但是由于堆肥过程会出现占地面积广，味道重，污染环境；厨余垃圾的含水率都在100％以上，不经过干燥直接干馏会消耗大量的能量；依靠外界热源，能耗较大；且整个干馏过程中产生的大量的热没有进行回收，一方面浪费能源，另外一方面污染环境。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有厨余垃圾处理方法和设备存在的技术问题提供一种废弃物厨余垃圾的处理装置及方法，本发明采用双干馏炉轮流干燥、干馏处理厨余垃圾，将其中一个干馏炉内废弃物厨余垃圾干馏处理释放的热量、燃气和厨余炭用于另一干馏炉内废弃物厨余垃圾的干燥和干馏处理，两个干馏炉内的厨余垃干燥所需要的热量和干燥至绝干的时间可均通过公式精确计算得到，从而可以准确地将干馏炉内的厨余垃圾干馏释放的除了用于另一干馏炉内的厨余垃圾干燥所消耗的能量之外的热量尽可能多的储存，减少能量损失，节约能源，还将厨余垃圾干馏处理的产物燃气、炭收集或直接用于后续厨余垃圾的干燥、干馏处理，实现用少量外界能量就能完成厨余垃圾的处理过程，不仅仅减少环境污染，而且大大降低能耗，是一种节能环保高效的厨余垃圾处理方法。

为了实现本发明的目的，本发明一方面提供一种废弃物的处理设备，包括通过管道连接的两个干馏炉，其中

第一干馏炉烟气出口通过第一干馏炉连接管道与第二干馏炉炉体外壁烟气管道入口相连通，第二干馏炉炉体外壁烟气管道出口通过第二干馏炉燃气连接管道与气体收集装置相连接，并且在第二干馏炉燃气连接管道上设有热量收集器；第二干馏炉烟气出口通过第二干馏炉连接管道与第一干馏炉炉体外壁烟气管道入口相连通，第一干馏炉炉体外壁烟气管道出口通过第一干馏炉燃气连接管道与气体收集装置相连接，并且在第一干馏炉燃气连接管道上设有热量收集器。

其中，所述废弃物为厨余垃圾。

其中，在所述热量收集装置与所述的气体收集装置之间还顺序安装由气体净化装置和气体干燥装置。

特别是，所述气体净化装置选择洗气装置，由内部装有酸、水等物质的洗气瓶组成；所述气体干燥装置选择吸附式空气干燥机。

其中，所述的气体收集装置选择储气罐。

特别是，所述气体收集装置通过连接管道与第一、第二干馏炉的气体燃烧装置相连接，以便将收集的燃气用于干馏炉的加热。

其中，所述炉体外壁烟气管道是设置在第一、第二干馏炉炉体外侧的钢管，所述钢管呈螺旋状缠绕在所述第一、第二干馏炉炉体的外侧壁上，并分别紧贴在所述第一、第二干馏炉的炉体外壁上。

特别是，所述第一、第二干馏炉的炉体外壁烟气管道内通入热介质(热的气体、液体等)，分别对第一、第二干馏炉进行加热。

尤其是，所述第一、第二干馏炉的炉体外壁烟气管道为直径为4-8cm的钢管，优选6cm。

特别是，所述第一、第二炉体外壁烟气管道以1-15°的倾斜角度缠绕在所述第一、第二干馏炉炉体的外侧壁，优选5-15°，进一步优选为8°。

尤其是，所述第一、第二炉体外壁烟气管道采用焊接的方式固定在第一、第二炉体的外壁。

特别是，所述第一、第二干馏炉烟气出口分别设置在第一、第二干馏炉炉体的上部；所述第一、第二干馏炉炉体外壁烟气管道入口分别位于第一、二干馏炉炉体外壁下部；所述第一、第二干馏炉炉体外壁烟气管道出口分别位于在第一、二干馏炉炉体外壁上部。

特别是，还包括温度传感器，分别安装在第一、第二干馏炉烟气出口；第一、第二干馏炉的炉体内部；第一、第二干馏炉炉体外壁烟气管道入口；第一、第二干馏炉炉体外壁烟气管道出口处；用于测定相应位置的介质的温度。

特别是，还包括控制热烟气流量的电动阀门，分别安装在第一、第二干馏炉的炉体外壁烟气管道的入口处，用于控制外壁烟气管道内部的热烟气流量。

特别是，还包括设置在第一、第二干馏炉的炉体外壁烟气管道内的烟气流量测定仪、烟气密度测定仪、烟气比热测定仪。

特别是，还包括厨余垃圾脱水装置，脱出厨余垃圾的水分，使得厨余垃圾的含水率≤85％。

其中，所述厨余垃圾脱水装置选择螺旋式挤压机。

特别是，还包括设置在干馏炉内的辅助加热装置，其中，所述辅助加热装置选择电加热器或/和燃气燃烧器。

本发明另一方面提供一种废弃物的处理方法，首先对废弃物进行脱水处理，制得脱水废弃物；然后轮流采用两个干馏炉对所述脱水废弃物依次进行干燥处理、干馏处理，其中，所述废弃物为厨余垃圾。

其中，所述脱水处理后的厨余垃圾的含水率≤85％。

其中，所述的脱水处理是对厨余垃圾进行挤压处理，脱出厨余垃圾中的水分，得到脱水厨余垃圾。

特别是，将厨余垃圾置于螺旋挤压脱水装置中，对垃圾进行挤压处理，脱除水分。

尤其是，将厨余垃圾从螺旋挤压脱水装置(即螺旋式挤压机)的进料口倒入，经过挤压处理，厨余垃圾中的水分被挤出，并从脱水装置的排水口中排出，脱水后的厨余垃圾从出口中排出，得到脱水厨余垃圾。

其中，所述干燥处理的温度为80-100℃，优选为100℃；干燥至干馏炉内的厨余垃圾达到含水率为0的绝干状态。

特别是，通过设置在干馏炉内的辅助加热装置对干馏炉内装填的脱水厨余垃圾进行所述的干燥处理。

其中，所述干馏处理的温度为300-800℃。

特别是，当第一干馏炉内温度达到310±10℃(优选为300℃)时停止加热，厨余垃圾发生热解反应(即炭化)，释放热量，干馏炉内温度继续上升，厨余垃圾依靠自身分解时放出的热量来加热，维持热解干馏温度，释放热量、产生气体和干馏炭。

干馏炉内的厨余垃圾发生热分解的过程中，除了释放热量之外，还产生大量的气体(俗称烟气)和厨余炭，释放的烟气携带着热量从干馏炉的烟气出口排出干馏炉，通过管道输送至另一干馏炉炉体外壁的烟气管道中，加热另一干馏炉内的厨余垃圾，对另一干馏炉内的厨余垃圾进行干燥处理，直至干燥至绝干。干馏炉内干馏过程中产生的大量的热量除了用于干燥另一干馏炉内的厨余垃圾之外，多余的热量通过集热器进行收集，用于补充干燥或热解初期的所需热量；烟气从另一干馏炉的外壁烟气管道中排出后通入集热器进行收集，烟气携带的剩余的热量被集热器收集并储存，备用；然后通入洗气装置、干燥装置，进行净化、干燥后再输入燃气收集装置(气体收集装置)储存，备用；产生的厨余炭冷却后，收集，备用。

特别是，干馏炉产生的热烟气在对另一干馏炉内的厨余垃圾进行干燥处理和收集热量之后再依次通入洗气装置、气体干燥装置对干馏烟气进行净化处理和干燥处理，去除焦油等有机物和水分；然后再将干燥后的气体输送至气体收集装置储存，获得可燃性气体，用于补充干燥或热解初期的所需热量。

热量收集装置(集热器)储存的热量、气体收集装置收集的干馏燃气以及干馏产生厨余炭用于干馏炉内后续装填的厨余垃圾的干馏处理，节省能源。

其中，所述轮流进行干燥处理、干馏处理包括如下顺序进行的步骤：

1)将第一干馏炉内干燥至绝干的第一绝干厨余垃圾加热至干馏处理温度，对第一干馏炉内的厨余垃圾进行干馏处理，干馏处理过程中厨余垃圾热解，释放热量、气体和产生炭；

2)将第一干馏炉内厨余垃圾干馏处理释放的热量用于加热第二干馏炉内的厨余垃圾，并将其干燥至绝干，获得第二绝干厨余垃圾；产生的气体经过净化处理、干燥处理后储存用作燃料；产生的炭收集用作燃料；然后将第一干馏炉重新装填厨余垃圾；

3)对第二绝干厨余垃圾继续加热至干馏处理温度，对第二干馏炉炉内厨余垃圾进行干馏处理，干馏处理过程中厨余垃圾热解，释放热量、气体和产生炭；

4)将第二干馏炉内厨余垃圾干馏处理释放的热量用于加热第一干馏炉内的厨余垃圾，并将其干燥至绝干，获得第一绝干厨余垃圾；产生的气体经过净化处理、干燥处理后储存用作燃料；产生的炭收集用作燃料；然后将第二干馏炉重新装填厨余垃圾；

5)重复循环步骤1)-4)，直至厨余垃圾全部处理完成。

特别是，还包括步骤1A)：测定第一干馏炉的干馏处理启动阶段的厨余垃圾干燥至绝干所需要的热量(Q₁)和干馏启动阶段干燥时间(τ_1启)，具体包括如下步骤：

1A-1)第一个干馏炉干燥过程中，其内部温度可通过温度控制系统检测温度，并通过控制加热器来控制内部温度t₁。

1A-2)测定第一个干馏炉内厨余垃圾干燥的初始温度(t₁₀)，结合第二干馏炉内的平均干燥温度(t₁)，然后按照公式(8)计算第二干馏炉内厨余垃圾干燥所需的热量(Q₁)，$Q_1=\frac{w}{1+w}\frac{{\mathrm{\ρ\πh}}_1{d_1}^2}{4}\[(2521.65-3.74t_1+{{0.0154}_1}^2-5.29\×{10}^{-5}{t_1}^3)+C_w(t_1-t_{10})\]+\frac{C_c}{1+w}\frac{{\mathrm{\ρ\πh}}_1{d_1}^2}{4}(t_1-t_{10})---\left(8\right)$

其中：公式(8)中C_w为水的比热(4.2kJ/kg.℃)；w为厨余垃圾含水率(％)；ρ为脱水厨余垃圾的密度(kg/m³)；π为3.14；h₁为第一干馏炉内厨余垃圾的装填高度(m)；d₁为第一干馏炉炉体直径(m)；t₁为第一干馏炉内厨余垃圾的平均干燥温度(℃)；t₁₀为第一干馏炉内厨余垃圾的初始温度(℃)；C_c为第一干馏炉内绝干厨余垃圾比热(kJ/kg.℃)；

1A-2)按式(5)得到干馏启动阶段第一个干馏炉内厨余垃圾干燥至绝干所需时间(τ_1启)：

其中：公式(5)中P为加热器的功率(kW)；τ_1启为干燥时间(s)

特别是，还包括步骤2A)：测定第二干馏炉内的厨余垃圾干燥过程中在干燥时间(τ)内去除的厨余垃圾的水分的质量(M′_2水)，具体包括如下步骤：

2A-1)按照公式(4′)计算装填于第二干馏炉内的厨余垃圾含有的水分的质量(M_2水)

其中，公式(4′)中ρ为第二干馏炉内脱水厨余垃圾的密度(kg/m³)；π为3.14；w为第二干馏炉内脱水厨余垃圾含水率(％)；h₂为第二干馏炉内厨余垃圾的装填高度(m)；d₂为第二干馏炉炉体直径(m)；

2A-2)首先测定第二干馏炉内厨余垃圾干燥的初始温度(t₂₀)，控制第二干馏炉内厨余垃圾的干燥温度(t₂)；然后再分别测定第二干馏炉的炉体外壁烟气管道入口处烟气温度(t_2y1、℃)、出口处烟气温度(t_2y2、℃)；第二干馏炉的炉体外壁烟气管道中的烟气的流速为v_2y(m/s)、密度为ρ_2y(kg/m³)、比热为c_2y(kJ/(kg.℃)；测定第二干馏炉的炉体外壁烟气管道的直径为d_2y(m)；按照公式(10)计算得到第二干馏炉在时间(τ)内干燥除去的水分的质量(M′_水2)：

公式(10)中C_w为水的比热(4.2kJ/kg.℃)；w为脱水厨余垃圾含水率(％)；ρ为脱水厨余垃圾的密度(kg/m³)；π为3.14；h₂为第二干馏炉内厨余垃圾的装填高度(m)；d₂为第二干馏炉炉体直径(m)；t₂为第二干馏炉内厨余垃圾干燥温度(℃，80-100℃，优选为100℃)；t₂₀为第二干馏炉内厨余垃圾的初始温度(℃)；C_c为绝干厨余垃圾比热(kJ/kg.℃)；

2A-2a)当第一干馏炉内厨余垃圾干馏处理提供的热量干燥第二干馏炉内厨余垃圾去除的水分质量(M′_2水)与步骤2A-1)计算的装填于第二干馏炉内的厨余垃圾含有的水分质量(M_2水)相等时，干燥结束；即刻将第一干馏炉干馏产生的剩余的热量采用热量收集器进行存储。

2A-2b)当第一干馏炉内厨余垃圾干馏处理提供的热量干燥第二干馏炉内厨余垃圾去除的水分质量(M′_2水)小于步骤2A-1)计算的装填于第二干馏炉内的厨余垃圾含有的水分质量(M_2水)时，开启第一干馏炉内的辅助加热装置，直至M′_2水与M_2水相等，干燥结束。

特别是，还包括步骤4A)：测定第一干馏炉内的厨余垃圾干燥过程，在干燥时间(τ)内去除第一干馏炉内厨余垃圾中的水分质量(M′_1水)，具体包括如下步骤：

4A-1)按照公式(4′A)计算第一干馏炉内厨余垃圾含有的水分的质量(M_1水)

其中，公式(4′A)中ρ为第一干馏炉内脱水厨余垃圾的密度(kg/m³)；π为3.14；w为第一干馏炉内脱水厨余垃圾含水率(％)；h₁为第一干馏炉内厨余垃圾的装填高度(m)；d₁为第一干馏炉炉体直径(m)；

4A-2)首先测定第一干馏炉内厨余垃圾干燥的初始温度(t₁₀)，控制第一干馏炉内厨余垃圾的干燥温度(t₁)；然后再分别测定第一干馏炉的炉体外壁烟气管道入口处烟气温度(t_1y1、℃)、出口处烟气温度(t_1y2、℃)；第一干馏炉的炉体外壁烟气管道中的烟气的流速为v_1y(m/s)、密度为ρ_1y(kg/m³)、比热为c_1y(kJ/(kg.℃)；测定第一干馏炉的炉体外壁烟气管道的直径为d_1y(m)；按照公式(10A)计算得到第一干馏炉在时间τ内干燥除去的水分的质量(M′_1水)：

其中：公式(10A)中C_w为水的比热(4.2kJ/kg.℃)；w为脱水厨余垃圾含水率(％)；ρ为脱水厨余垃圾的密度(kg/m³)；π为3.14；h₁为第一干馏炉内厨余垃圾的装填高度(m)；d₁为第一干馏炉炉体直径(m)；t₁为第一干馏炉内厨余垃圾干燥温度(℃，80-100℃，优选为100℃)；t₁₀为第一干馏炉内厨余垃圾的初始温度(℃)；C_c为绝干厨余垃圾比热(kJ/kg.℃)；

4A-2a)当第二干馏炉内厨余垃圾干馏处理提供的热量干燥第一干馏炉内厨余垃圾去除的水分质量(M′_1水)与步骤4A-1)计算的装填于第二干馏炉内的厨余垃圾含有的水分质量(M_1水)相等时，干燥结束；即刻将第一干馏炉干馏产生的剩余的热量采用热量收集器进行存储。

4A-2b)当第二干馏炉内厨余垃圾干馏处理提供的热量干燥第一干馏炉内厨余垃圾去除的水分质量(M′_1水)小于步骤4A-1)计算的装填于第一干馏炉内的厨余垃圾含有的水分质量(M_1水)时，开启第一干馏炉内的辅助加热装置，直至M′_1水与M_1水相等，干燥结束。

尤其是，步骤4A-2)中通过第一干馏炉炉体外壁烟气管道入口处的电动控制阀或通过控制设置在第二干馏炉连接管道上的电动控制阀调节进入第一干馏炉炉体外壁烟气管道的流量，进而控制第一干馏炉内的干燥温度t_1‘，控制第一干馏炉内厨余垃圾的干燥温度为80-100℃，优选为100℃。

特别是，在轮流对两个干馏炉内的脱水厨余垃圾依次进行干燥处理、干馏处理之前，还包括干燥-干馏启动步骤：即将脱水厨余垃圾装填至第一干馏炉内，并对其加热，进行干燥处理，直至干燥至绝干。

尤其是，所述干燥处理的温度为80-100℃，优选为100℃；干燥至干馏炉内的厨余垃圾达到含水率为0的绝干状态。

本发明再一方面提供一种废弃物处理方法，包括如下顺序进行的步骤：

10-1)对待处理的废弃物进行脱水处理，制得脱水废弃物，其中所述废弃物为厨余垃圾；

10-2)将脱水厨余垃圾装填于第一、第二干馏炉中，并分别计算干馏炉内脱水厨余垃圾的质量以及厨余垃圾内含有的水分质量；

10-3)加热第一干馏炉内的厨余垃圾，进行干燥处理，获得第一干馏炉绝干垃圾；

10-4)对第一干馏炉绝干垃圾继续加热，进行第一干馏炉的干馏处理，同时将第一干馏炉内厨余垃圾干馏产生的气体通入到第二干馏炉的炉体外壁烟气管道中，对第二干馏炉内的脱水厨余垃圾进行干燥处理，获得第二干馏炉绝干垃圾，然后将第一干馏炉产生的气体继续通入热量收集器，收集并储存热量后依次进行净化、干燥处理，获得燃气；收集第一干馏炉内产生的固体产物，获得第一干馏炉干馏炭；

10-5)将脱水厨余垃圾装填于第一干馏炉内，并计算第一干馏炉内厨余垃圾以及厨余垃圾含有的水分的质量；

10-6)对第二干馏炉绝干垃圾继续加热，进行第二干馏炉的干馏处理，同时将第二干馏炉内厨余垃圾干馏产生的气体通入到第一干馏炉的炉体外壁烟气管道中，对第一干馏炉内的脱水厨余垃圾进行干燥处理，获得第一干馏炉绝干垃圾，然后将第二干馏炉产生的气体继续通入热量收集器，收集并储存热量后依次进行净化、干燥处理，获得燃气；收集第二干馏炉内产生的固体产物，获得第二干馏炉干馏炭；

10-7)将脱水厨余垃圾装填于第二干馏炉内，并计算第二干馏炉内厨余垃圾以及厨余垃圾含有的水分的质量；

10-8)重复步骤10-4)至10-7)，直至厨余垃圾处理完毕。

特别是，在将所述脱水厨余垃圾装填至干馏炉之前还包括步骤10-2A)：测定所述脱水厨余垃圾的初始含水率和绝干比热。

尤其是，按照以下步骤测定所述脱水厨余垃圾的初含水率：

10-2A1)测定按照标准取样方法从所述脱水厨余垃圾中取得的脱水厨余垃圾样品的初始重量(m₀)和体积(V)；

10-2A2)将脱水厨余垃圾样品置于温度为100±2℃的烘箱中进行干燥处理，且每6h称重一次，当厨余垃圾样品的重量基本不变时，称量样品的绝干重量(m₁)。

10-2A3)按照计算公式(2)，计算脱水厨余垃圾的含水率(W，％)，

$W=\frac{m_0-m_1}{m_1}\×\%---\left(2\right)$

10-2A4)按照密度公式(1)，计算脱水厨余垃圾的密度(ρ)，

$\mathrm{\ρ}=\frac{m_0}{V}---\left(1\right)$

尤其是，采用比热测定仪测量步骤10-2A2)中干燥至绝干的厨余垃圾样品的比热(C_c)。

其中，步骤10-2)中装填于干馏炉内的脱水厨余垃圾的质量(M)按照公式(3)计算，

$M=\frac{{\mathrm{\ρ\πhd}}^2}{4}---\left(3\right)$

式(3)中M为厨余垃圾装填质量；ρ为脱水厨余垃圾的密度；h为第一、第二干馏炉内脱水厨余垃圾的装填高度；d为第一、第二干馏炉直径。

特别是，还包括步骤10-4A)测定第二干馏炉内的厨余垃圾干燥过程，在干燥时间(τ)内去除的厨余垃圾的水分的质量(M′_2水)，具体包括如下步骤：

首先测定第二干馏炉内厨余垃圾干燥的初始温度(t₂₀)，控制第二干馏炉内厨余垃圾的干燥温度(t₂)；然后再分别测定第二干馏炉的炉体外壁烟气管道入口处烟气温度(t_2y1、℃)、出口处烟气温度(t_2y2、℃)；第二干馏炉的炉体外壁烟气管道中的烟气的流速为v_2y(m/s)、密度为ρ_2y(kg/m³)、比热为c_2y(kJ/(kg.℃)；测定第二干馏炉的炉体外壁烟气管道的直径为d_2y(m)；按照公式(10)计算得到第二干馏炉在时间τ内干燥除去的水分的质量(M′_2水)：

其中：公式(10)中C_w为水的比热(4.2kJ/kg.℃)；w为脱水厨余垃圾含水率(％)；ρ为脱水厨余垃圾的密度(kg/m³)；π为3.14；h₂为第二干馏炉内厨余垃圾的装填高度(m)；d₂为第二干馏炉炉体直径(m)；t₂为第二干馏炉内厨余垃圾干燥温度(℃，80-100℃，优选为100℃)(℃)；t₂₀为第二干馏炉内厨余垃圾的初始温度(℃)；C_c为绝干厨余垃圾比热(kJ/kg.℃)；

10-4A-a)当第一干馏炉内厨余垃圾干馏处理提供的热量干燥第二干馏炉内厨余垃圾去除的水分质量(M′_2水)与装填于第二干馏炉内的厨余垃圾含有的水分质量(M_2水)相等时，干燥结束；即刻将第一干馏炉干馏产生的剩余的热量采用热量收集器进行存储。特别是，还包括步骤10-6A)测定第一干馏炉内的厨余垃圾干燥过程，在干燥时间(τ)内去除的厨余垃圾的水分的质量(M′_1水)，具体包括如下步骤：

首先测定第一干馏炉内厨余垃圾干燥的初始温度(t₁₀)，控制第一干馏炉内厨余垃圾的干燥温度(t₁)；然后再分别测定第一干馏炉的炉体外壁烟气管道入口处烟气温度(t_1y1、℃)、出口处烟气温度(t_1y2、℃)；第一干馏炉的炉体外壁烟气管道中的烟气的流速为v_1y(m/s)、密度为ρ_1y(kg/m³)、比热为c_1y(kJ/(kg.℃)；测定第一干馏炉的炉体外壁烟气管道的直径为d_1y(m)；按照公式(10A)计算得到第一干馏炉在时间τ内干燥除去的水分的质量(M′_1水)：

其中：公式(10A)中C_w为水的比热(4.2kJ/kg.℃)；w为脱水厨余垃圾含水率(％)；ρ为脱水厨余垃圾的密度(kg/m³)；π为3.14；h₁为第一干馏炉内厨余垃圾的装填高度(m)；d₁为第一干馏炉炉体直径(m)；t₁为第一干馏炉内厨余垃圾干燥温度(℃，80-100℃，优选为100℃)；t₁₀为第一干馏炉内厨余垃圾的初始温度(℃)；C_c为绝干厨余垃圾比热(kJ/kg.℃)；

10-6A-a)当第二干馏炉内厨余垃圾干馏处理提供的热量干燥第一干馏炉内厨余垃圾去除的水分质量(M′_1水)与装填于第一干馏炉内的厨余垃圾含有的水分质量(M_1水)相等时，干燥结束；即刻将第一干馏炉干馏产生的剩余的热量采用热量收集器进行存储。

本发明废弃物(厨余垃圾)处理设备、处理方法与现有技术相比，具有如下优点：

1、在进行干燥、干馏处理废弃物(厨余垃圾)之前，采用物理方法进行脱水处理，解决了厨余垃圾水分含量大的问题，大大降低了厨余垃圾干馏处理过程中蒸发水分消耗的能量，节约能源。

2、采用双干馏炉(即第一、第二干馏炉)轮流对废弃物厨余垃圾依次进行干燥、干馏处理，第一干馏炉内厨余垃圾热解产生的热量对第二干馏炉内的厨余垃圾进行干燥、干馏处理，第二干馏炉内厨余垃圾热解产生的热量对第一干馏炉内的厨余垃圾进行干燥、干馏处理，二者交替进行，相互提供热量，既节约能源，又提高处理效率，并且对干馏炉内厨余垃圾的干燥热量、干燥时间进行精确控制，可以将干馏产生的热量精确且最大限度的收集，使得厨余垃圾干馏产生的热量得以完全利用。

3、厨余垃圾热解产生的热量一部分直接用于另一干馏炉内厨余垃圾的干燥处理，另一部分热量通过集热器收集，储存；干馏、热解产生的可燃气用于加热干馏炉内的厨余垃圾，将厨余垃圾热解产生的热量用于后续厨余垃圾的干燥处理，循环利用，节约能源。

4、本发明方法废弃物处理将产生的烟气经过净化、干燥处理，去除焦油等有机物和水分后，储存于燃气收集器，为厨余垃圾干燥的提供热量，达到了零排放，环保无污染。

5、本发明的废弃物厨余垃圾处理方法通过对干馏炉内厨余垃圾干燥所需的能量和干燥时间进行精确计算，从而能够准确控制收集厨余垃圾干馏产生的热量的时间，进而能够精确控制一个干馏炉内厨余垃圾干燥结束时间、干馏开始时间和另一干馏炉的出炭时间，热量收集、干馏炉干燥、干馏处理的切换可以通过自动控制系统进行自动切换，准备进入下一个工作环节，将干馏处理过程中释放的多余的热量储存于热量收集，节约能源、提高能源利用效率。

6、本发明的废弃物厨余垃圾处理设备体积小，安装方便，可对厨余垃圾进行就地处理，避免了现有厨余垃圾在运输过程中产生的有害气体影响人们健康。

7、本发明的废弃物厨余垃圾处理设备的干馏炉炉体内厨余垃圾干燥时间可根据厨余垃圾的性质和干馏炉外壁烟气管道入口和出口温度进行精确控制，不仅节约能源，还能提高效率。

附图说明

图1为本发明废弃物厨余垃圾处理设备示意图。

附图标记说明：

1、脱水装置：11、进料口；12、绞龙；13、筛网、14、排水口；15、出口；16、输送管道；2A、第一干馏炉；21A、第一干馏炉的炉体；22A、第一干馏炉烟气出口；31A、第一干馏炉炉体外壁烟气管道；32A、第一干馏炉辅助电加热装置；33A、第一干馏炉炉体外壁烟气管道入口；34A、第一干馏炉炉体外壁烟气管道出口；35A、第一干馏炉气体燃烧装置；36A、第一干馏炉引风机；37A、第一个干馏炉燃气辅助管道阀门；38A、第一干馏炉连接管道；39A、第一干馏炉燃气连接管道；2B、第二干馏炉；21B、第二干馏炉的炉体；22B、第二干馏炉烟气出口；31B、第二干馏炉炉体外壁烟气管道；32B、第二干馏炉辅助电加热装置；33B、第二干馏炉炉体外壁烟气管道入口；34B、第二干馏炉炉体外壁烟气管道出口；35B、第二干馏炉气体燃烧装置；36B、第二干馏炉引风机；37B、第二个干馏炉燃气辅助管道管道阀门；38B、第二干馏炉连接管道；39B、第二干馏炉燃气连接管道；4、气体收集处理装置：40A、第一个干馏炉燃气辅助管道；41A、第一干馏炉洗气装置；41A、第一干馏炉洗气装置；42A、第一干馏炉气体干燥装置；43、燃气收集装置；44A、第一干馏炉燃气阀门；40B、第二个干馏炉燃气辅助管道；41B、第二干馏炉洗气装置；42B、第二干馏炉气体干燥装置；44B、第二干馏炉燃气阀门；5A、5B、集热器。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

实施例1

如图1所示，本发明废弃物厨余垃圾处理设备包括通过管道相连接的脱水装置1、2个干馏炉(第一、第二干馏炉2A、2B)、2个热量收集装置(即集热器5A、5B)、2个洗气装置41A、41B、2个气体干燥装置42A、42B和燃气收集装置43。

第一干馏炉烟气出口22A通过第一干馏炉连接管道38A与第二干馏炉炉体外壁烟气管道入口33B相连通，且在第一干馏炉连接管道上设置第一引风机36A，用于将第一干馏炉产生的烟气抽吸并送至第二干馏炉炉体外壁烟气管道31B中；第二干馏炉炉体外壁烟气管道出口34B通过第二干馏炉燃气连接管道39B与燃气收集装置43相连接，并且在第二干馏炉燃气连接管道上依次设有吸收从第二干馏炉炉体外壁烟气管道出口排出的气体的热量的集热器5B、洗气装置41B、气体干燥装置42B；第二干馏炉烟气出口22B通过第二干馏炉连接管道38B与第一干馏炉炉体外壁烟气管道入口33A相连通，且在第二干馏炉连接管道上设置第二引风机36B，用于将第二干馏炉产生的烟气抽吸并送至第一干馏炉炉体外壁烟气管道31A中；第一干馏炉炉体外壁烟气管道出口34A通过第一干馏炉燃气连接管道39A与燃气收集装置43相连接，并且在第一干馏炉燃气连接管道上依次设有吸收从第一干馏炉炉体外壁烟气管道出口排出的气体的热量的集热器5A、洗气装置41A、气体干燥装置42A。

燃气收集装置通过燃气阀门44A、44B分别与第一干馏炉气体燃烧装置35A、第二干馏炉气体燃烧装置35B连接，必要时提供燃气，分别为第一、第二干馏炉提供热量。

脱水装置1选择螺旋式挤压机，主要包括厨余垃圾进料口11、绞龙12、筛网13、排水口14、脱水后厨余垃圾出口15、厨余垃圾输送管道16；通过输送管道16分别与第一、第二干馏炉连接，将脱水厨余垃圾装填在干馏炉的炉体21A、21B内部。

本发明的厨余垃圾脱水装置主要用于厨余垃圾干燥前的脱水处理，可大大减少厨余垃圾的水分含量，从而减少后续干燥、干馏的能量消耗。

本发明中用于厨余垃圾脱水处理的脱水装置选择螺旋式挤压脱水机(购自：上海TECH型叠螺式污泥脱水机，型号：TECH301)，其他现有任何脱水装置均适用于本发明，只要能够用于去除厨余垃圾中的水分的装置或设备均适用于本发明。

本发明的第一、第二干馏炉的炉体为本发明领域中常规干馏热解设备。

干馏炉内的底部设置有辅助电加热装置32A、32B、气体燃烧装置35A、35B，用于为干馏炉内的厨余垃圾提供热量；干馏炉的炉体21A、21B外壁上均匀设置炉体外壁烟气管道31A、31B，呈螺旋状缠绕并紧贴在干馏炉的炉体外壁上，当烟气管道内通入热的气体时，可加热干馏炉内的厨余垃圾。炉体外壁烟气管道为直径为4-8cm的钢管，通过焊接的方式焊接在干馏炉炉体的外侧壁上，并且与水平面的夹角呈5-15°的倾斜角度缠绕在干馏炉炉体外壁。炉体外壁烟气管道入口33A、33B设置在干馏炉炉体外侧的下部，热的烟气从炉体外壁的下部进入炉体外壁烟气管道31A、31B，炉体外壁烟气管道出口34A、34B设置在干馏炉炉体外壁的上部，烟气从炉体外壁的上部流出。在炉体外壁烟气管道入口处安装有通过电机控制的阀门，用于干馏炉内厨余垃圾干燥过程中调控进入外壁烟气管道内的热烟气的流量，从而达到控制干馏炉内厨余垃圾干燥的温度保持为80-100℃。电动控制阀(在附图中未标示)也可以安装在第一、第二干馏炉燃气连接管道39A、39B上，调控进入外壁烟气管道的热烟气的流量，控制干馏炉内厨余垃圾的干燥温度。沿着烟气流动方向，在第一干馏炉连接管道上的引风机位置之后设置第一干馏炉辅助管道40A，其一端与第一干馏炉连接管道相连接，另一端与第二干馏炉燃气连接管道相连接，其连接位置位于第二干馏炉集热器5B之前，即位于第二干馏炉炉体外壁烟气管道出口与第二干馏炉集热器之间。在第二干馏炉连接管道上的引风机位置之后设置第二干馏炉辅助管道40B，其一端与第二干馏炉连接管道相连接，另一端与第一干馏炉燃气连接管道相连接，其连接位置位于第一干馏炉集热器5A之前，即位于第一干馏炉炉体外壁烟气管道出口与第一干馏炉集热器之间。并且在第一、第二干馏炉辅助管道40A、40B上设置电动控制阀门37A、37B，可根据需要打开或关闭阀门，从而对干馏炉进行辅助加热。在电动控制阀的安装位置设置与集热器5A、5B相连通的干馏炉辅助管道40A、40B，将在调控热烟气流量过程中的干馏炉产生的一部分热烟气直接导入集热器，存储热量，即在第一干馏炉连接管道38A与第一干馏炉外壁烟气管道出口与集热器5A之间的第一燃气连接管道39A之间设置彼此连通的第一干馏炉燃气辅助管道40A；在第二干馏炉连接管道38B与第二干馏炉外壁烟气管道出口与集热器5B之间的第二燃气连接管道39B之间设置彼此连通的第二干馏炉燃气辅助管道40B。

干馏炉还包括温度传感器(附图中未标示)，干馏炉烟气出口、干馏炉的炉体内部、干馏炉炉体外壁烟气管道入口、干馏炉炉体外壁烟气管道出口处均设有温湿度传感器。设置在炉体外壁烟气管道内的气体流速测量仪、气态密度测量仪、比热测定仪(附图中未标示)。

现有的、任何已知的用于热量、储存的装置或设备均适用于本发明，本发明的集热器为气体热量收集的装置，由装有相变材料的集热管和外壳构成，集热管固定在外壳内部。当携带热量的气体流入集热器时，装有相变材料的集热管，管内的介质就发生相变进而将热量储存起来。当要释放热量时，用压缩机，将介质流过储热器，将热量带给待加热的干馏炉，其作用原理与空调制冷的原理一致。

洗气装置由内部装有酸、水等物质的洗气瓶组成。

气体干燥装置选择吸附式空气干燥机，干燥机内装有干燥剂(如硅胶干燥剂、无水氯化钙等组成)，当经过洗气装置净化后的烟气通入到干燥装置后，气体中的水分被干燥机内的干燥机吸附，得到干燥的烟气。

气体收集装置为储气罐，本发明具体实施方式中的储气罐选用申泰生产的空压机储气罐，(型号：0.6/8600L即0.6立方8公斤)，其他现有任何用于储存燃气的装置均适用于本发明。

收集的厨余垃圾从螺旋式挤压脱水机的进料口11进入脱水装置内，开启电源，在螺旋输送机绞龙12、筛网13的作用下，厨余垃圾经过挤压，过滤，厨余垃圾中的水分从排水口流出，脱水后的厨余垃圾从排水口14中排出；脱水处理后的厨余垃圾从垃圾出口15进入输送管道16内，然后输送并装填在2个干馏炉内；干馏炉内厨余垃圾首先进行干燥处理，然后继续升温进行干馏处理，干燥、干馏处理产生的热的气体尤其是干馏处理产生的大量的热的烟气通过干馏炉连接管道输送至另一干馏炉的炉体外壁烟气管道中，加热另一干馏炉内的厨余垃圾，对另一干馏炉内的厨余垃圾进行加热、干燥、干馏；2个干馏炉轮流进行干燥、干馏处理，干馏产生的热量相互利用，节省能源，降低垃圾处理成本；然后气体从干馏炉的炉体外壁烟气管道出口流出进入集热器，将气体的热量收集并储存于集热器内；气体继续沿着管道依次流经洗气装置(以便去除焦油等杂质)；气体干燥装置(以便去除气体中的水分)和储气罐，将可燃性气体收集，得到可燃性气体。

实施例2

下面以北京市大学学生食堂收集的厨余垃圾为例进行处理：

1)脱水处理

将收集的厨余垃圾从螺旋式挤压脱水机1的进料口11倒入，开启电源，在螺旋输送机绞龙12的作用下，厨余垃圾被挤压后，再经过筛网13的过滤，固液分离，厨余垃圾中的水分从排水口14流出，脱水后的厨余垃圾固体从垃圾出口15中排出，得到脱水厨余垃圾，备用。

2)测量脱水厨余垃圾的含水率、密度、比热

2-1)称取按照取样标准操作规程抽取的脱水厨余垃圾样品90g(m₀)，并置于量筒中，测得其体积为0.225×10^-3m³(V)；

2-2)按照密度计算公式(1)计算脱水厨余垃圾的密度(ρ)；

$\mathrm{\ρ}=\frac{m_0}{V}---\left(1\right)$

脱水厨余垃圾的密度为400kg/m³；

2-3)将90g脱水厨余垃圾置于烘箱中，于100±2℃下进行烘干，在烘干过程中每6h称重一次，当厨余垃圾的重量基本不变时，视为绝干，并称重，测得其绝干重量为50g(m₁)；

2-4)按照计算公式(2)计算脱水厨余垃圾的含水率(W)：

$W=\frac{m_0-m_1}{m_1}---\left(2\right)$

脱水厨余垃圾的含水率为0.8；

2-5)采用比热测定仪测定绝干状态的厨余垃圾的比热(C_c)为1.2kJ/(kg.℃)。

3)装填厨余垃圾并计算厨余垃圾中水分的质量

3-1)向第一、第二干馏炉中装填脱水厨余垃圾，厨余垃圾的装填高度为干馏炉高度的75％(或厨余垃圾占干馏炉体积的75％)，即装入第一、第二干馏炉中厨余垃圾的高度(h₁、h₂)与干馏炉炉体高度(H)之比为75:100；

本发明实施例中第一、第二干馏炉炉体直径(d₁、d₂)为0.3m，炉体高度(H)为0.8m，其他尺寸的干馏炉均适用于本发明。厨余垃圾的装填高度除了为干馏炉炉体高度的75％之外，其他高度也适用于发明，例如50-75％。本发明实施例中第一、第二干馏炉中厨余垃圾的高度(h₁、h₂)为0.6m。

3-2)按照公式(3)计算装填于干馏炉内的厨余垃圾的质量(M)，

$M=\frac{{\mathrm{\ρ\πhd}}^2}{4}---\left(3\right)$

装入第一、第二干馏炉中的厨余垃圾的质量(M)为16.956kg。

3-3)水分的质量按照公式(4)计算装填于干馏炉内的厨余垃圾中的水分的质量(M_水)

装入第一、第二干馏炉中的厨余垃圾中水分的质量(M_水)为7.536kg，其中公式(4)中ρ为脱水厨余垃圾的密度；h为装填于第一或第二干馏炉内的厨余垃圾的高度；d为第一或第二干馏炉的内径；W为脱水厨余垃圾的含水率。

4)第一干馏炉内厨余垃圾干馏启动阶段的干燥处理

4-1)开启第一干馏炉辅助电加热装置32A或干馏炉气体燃烧装置35A，加热第一干馏炉内厨余垃圾，对第一干馏炉内厨余垃圾进行干燥处理，其中，干燥温度控制为80-100℃，优选为100℃。

4-2)按照公式(5)计算第一个干馏炉内厨余垃圾干馏启动阶段的干燥时间(τ_1启)：

其中公式(5)中ρ为脱水厨余垃圾的密度(kg/m³)；h₁为装填于第一干馏炉内的厨余垃圾的高度(m)；d₁为第一干馏炉的内径(m)；w为脱水厨余垃圾的含水率(％)；t₁为第一干馏炉内厨余垃圾干燥温度(℃，一般为80-100℃，优选为100℃)；t₁₀为第一干馏炉内厨余垃圾的初始温度(℃)；C_w为水的比热(4.2kJ/kg.℃)；C_c为绝干厨余垃圾比热(1.2kJ/(kg.℃))；P为辅助电加热器的平均功率(kW，本发明实施例中辅助电加热器的平均功率选择2kW)。

第一个干馏炉内脱水厨余垃圾干馏启动阶段干燥至绝干所需时间τ_1启为2.83h。

5)第一干馏炉内厨余垃圾的干馏处理和第二干馏炉内厨余垃圾的干燥处理

5-1)增大第一干馏炉辅助电加热装置32A的加热功率，对第一干馏炉内绝干厨余垃圾继续加热，使第一干馏炉内厨余垃圾温度升高并达到310±10℃，炉内厨余垃圾开始热解，进行干馏-炭化处理，此时第一干馏炉中的厨余垃圾开始大量释放热量，切断辅助电加热装置，停止加热，第一干馏炉内厨余垃圾发生热解炭化作用，释放大量的热量、热解气体(统称为热烟气)，生成厨余炭；

5-2)第一干馏炉干馏产生的热烟气由位于第一干馏炉炉体上部的烟气出口22A排出，经第一引风机36A的抽吸，流入呈螺旋状缠绕在第二干馏炉炉体外侧上的第二干馏炉炉体外壁烟气管道(外壁管道螺旋围绕在干馏炉的外侧，增大了换热面积，提高了换热效率)31B内，加热第二干馏炉内的厨余垃圾，对第二干馏炉内厨余垃圾进行干燥处理(利用第一干馏炉中产生的热量加热第二干馏炉内的厨余垃圾，以实现用第一干馏炉产生的烟气对第二干馏炉中厨余垃圾进行干燥，节约能源)；对第二干馏炉内的厨余垃圾进行了干燥处理之后的烟气从第二干馏炉炉体外壁烟气管道出口34B流出，沿第二干馏炉燃气连接管道39B依次流入集热器5B、第二干馏炉洗气装置41B、第二干馏炉气体干燥装置42B，最后收集存储在燃气收集装置43(即储气罐)内。

当干馏炉内部不在产生气体的时候干馏结束，即当洗气装置的洗气瓶41B内部不再有气泡冒出时，干馏结束。

干馏炉中的厨余垃圾通过干馏、热解产生可燃气体，木醋液和炭，其中可燃气体通过净化干燥可用作燃气，木醋液是以气体的形式出来，在净化过程中融入到净化装置中，热解炭主要收集用于能源等其他用途。

5-3)待第一干馏炉内温度降低至≤60℃，将产生的厨余炭收集并储存，然后向第一干馏炉内重新装填步骤1制备的脱水厨余垃圾，并按照公式(4)计算装填于第一干馏炉内的厨余垃圾含有的水分质量(M_1水)，进行下一轮的干燥、干馏处理。

第一干馏炉内的厨余垃圾的温度通过设置在干馏炉内的温度传感器进行监测。对第一干馏炉中的厨余垃圾进行干馏处理并同时对第二干馏炉中的待处理厨余垃圾进行干燥处理。

6)计算第二干馏炉中厨余垃圾干燥处理需要的热量、干燥时间(τ₂)内干燥去除的厨余垃圾的水分质量(M′_2水)

实际生产过程中控制干馏炉内厨余垃圾的干燥时间，可以准确控制储存另一干馏炉干馏产生的剩余能量的储存开始时间，和开启辅助加热的时间，以及控制干燥过程中厨余垃圾内部的干燥温度，利于最大限度的储存能量。第二干馏炉中厨余垃圾干燥过程中的热量主要来自于第一干馏炉内厨余垃圾干馏产生的热量，但是当第一干馏炉提供的能量不够时，必须采用辅助加热，所以这个过程中对第二干馏炉中厨余垃圾干燥所需要的能量和热量进行监测对于精确控制干燥和干馏过程非常有必要。

6-1)计算第二干馏炉内厨余垃圾干燥所需热量

由于第一干馏炉干馏产生的大量的热烟气通入到第二干馏炉的炉体外壁烟气管道，对第二干馏炉内的厨余垃圾进行加热，干燥处理第二干馏炉内的厨余垃圾，按照公式(8)计算第二干馏炉中厨余垃圾干燥至绝干所需要的热量(Q₂)，具体计算如下：

第二干馏炉内厨余垃圾干燥所需要的热量主要包括厨余垃圾本身温度的升高和厨余垃圾中水分蒸发所需要的显热和潜热。水分蒸发过程需要的热量Q_w可由显热和潜热之和组成，水分的潜热可根据水蒸气热力性质得到；

6-1A)：计算第二干馏炉内厨余垃圾干燥过程中水分蒸发所需的热量(Q_2w)

Q_2w包括显热和潜热，根据水蒸气热力性质得到，按照公式(6)计算：

$Q_{2w}=\frac{w}{1+w}\frac{{\mathrm{\ρ\πh}}_2{d_2}^2}{4}\[(2521.65-3.74t_2+0.0154{t_2}^2-5.29\×{10}^{-5}{t_2}^3)+C_w(t_2-t_{20})\]---\left(6\right)$

其中，公式(6)中C_w为水的比热(4.2kJ/kg.℃)；w为脱水厨余垃圾含水率(％)；ρ为脱水厨余垃圾的密度(kg/m³)；π为3.14；h₂为第二干馏炉内厨余垃圾的装填高度(m)；d₂为第二干馏炉炉体直径(m)；t₂为第二干馏炉内厨余垃圾干燥温度(℃，80-100℃，优选为100℃))；t₂₀为第二干馏炉内厨余垃圾的初始温度(℃)。

本发明实施例中第二干馏炉内厨余垃圾的装填高度h₂为0.6m；第二干馏炉炉体直径d₂为0.3m；脱水厨余垃圾的密度ρ为400kg/m³；脱水厨余垃圾含水率w为0.8。

6-1B)：计算第二干馏炉内厨余垃圾干燥过程中厨余垃圾温度升高所需热量(Q_2c)

按照公式(7)计算Q_2c：

$Q_{2c}=\frac{C_c}{1+w}\frac{{\mathrm{\ρ\πh}}_2{d_2}^2}{4}(t_2-t_{20})---\left(7\right)$

其中，公式(7)中C_c为绝干厨余垃圾比热(kJ/kg.℃)；w为厨余垃圾含水率(％)；t₂为第二干馏炉烟气排出的水蒸气平均温度(℃，80-100℃，优选为100℃)；t₂₀为第二干馏炉内厨余垃圾的初始温度(℃)；ρ为脱水厨余垃圾的密度(kg/m³)；h₂为第二干馏炉内厨余垃圾的装填高度(m)；d₂为第二干馏炉炉体直径(m)。

本发明实施例中第二干馏炉内厨余垃圾的装填高度h₂为0.6m；第二干馏炉炉体直径d₂为0.3m；脱水厨余垃圾的密度ρ为400kg/m³；第二干馏炉内厨余垃圾干燥的初始温度t₂₀为20℃，通过调节第二干馏炉炉体外壁烟气管道入口处的控制阀门，调节进入第二干馏炉炉体外壁烟气管道的流量，使第二个干馏炉内的干燥温度t₂控制为80-100℃，优选为100℃；第二干馏炉炉体外壁烟气管道直径为6cm；脱水厨余垃圾含水率w为0.8。

6-1C)：计算第二干馏炉内厨余垃圾干燥所需总热量(Q₂)

Q₂按照公式(8)计算：第二干馏炉中厨余垃圾干燥至绝干需要的热量(Q₂)为20376kJ；

$Q_2=\frac{w}{1+w}\frac{{\mathrm{\ρ\πh}}_2{d_2}^2}{4}\[(2521.65-3.74t_2+{{0.0154}_2}^2-5.29\×{10}^{-5}{t_2}^3)+C_w(t_2-t_{20})\]+\frac{C_c}{1+w}\frac{{\mathrm{\ρ\πh}}_2{d_2}^2}{4}(t_2-t_{20})---\left(8\right)$

6-2)计算第二干馏炉中厨余垃圾干燥处理需要时间，以及干燥时间(τ₂)内去除第二干馏炉内厨余垃圾中的水分质量(M′_2水)：

按照如下步骤测定并计算第一干馏炉中干馏处理产生的热烟气所提供的热量Q_y1：当Q_y1与Q₂相等或当干燥时间(τ₂)内通过公式(10)计算获得的干燥去除第二干馏炉内厨余垃圾的水分质量(M′_2水)与按照公式(4)计算得到的第二干馏炉内厨余垃圾含有的水分的质量(M_2水)相等时，第二干馏炉内厨余垃圾干燥至绝干，干燥结束，然后将第一干馏炉产生的热烟气产生的热量储存于集热器中。

按照公式(10)计算第二干馏炉内厨余垃圾干燥至绝干的时间(τ₂)。

测定第二干馏炉炉体外壁烟气管道入口33B处的烟气温度t_2y1(℃)和第二干馏炉炉体外壁烟气管道出口34B处的烟气温度t_2y2(℃)，测定热烟气在第二干馏炉炉体外壁烟气管道31B中的流速为v_2y(m/s)，烟气的密度为ρ_2y(kg/m³)，烟气比热为c_2y(kJ/(kg.℃))，第二干馏炉炉体外壁烟气管道的直径为d_2y(m)，其中，每120s钟采集一次数据，n为采集的次数。然后按照公式(9)计算第二干馏炉从热烟气中得到的热量Q_2y

$Q_{2y}=\underset{1}{\overset{\mathrm{\τ}/120}{\Σ}}120{\mathrm{\ρ}}_{2y_n}{v}_{2y_n}\mathrm{\π}\frac{{d_{2y}}^2}{4}{c}_{2y_n}(t_{2y_{1n}}-t_{2y_{2n}})---\left(9\right)$

由于第二干馏炉中厨余垃圾干燥需要的热量是由第一干馏炉内厨余垃圾分解产生的热烟气进行加热，相当于把第一干馏炉中厨余垃圾热解得到的能量部分用于干燥第二干馏炉中的厨余垃圾，第二个干馏炉从第二干馏炉炉体外壁烟气管道中吸收的热量干燥的去除的水分质量(M′_2水)可按照公式(10)计算：即，当利用第一干馏炉干馏产生的热烟气的热量干燥第二干馏炉内的厨余垃圾时，干燥去除的厨余垃圾的水分的质量(M′_2水)与第二干馏炉内厨余垃圾含有的水分质量(M_2水)相同时，第二干馏炉内的厨余垃圾干燥至绝干，然后再继续对第二干馏炉进行加热，当温度升至干馏温度，厨余垃圾开始干馏热解，当第一个干馏炉不再产生气体的时候，说明第一干馏炉中厨余垃圾干馏完毕，将第一干馏炉降温出炭。

根据式(10)得到，当干燥时间为2.83h时，M′_水2＝7.536kg，且第一个厨余垃圾干馏产生的热量能够用于干燥第二个干馏炉内的厨余垃圾。

第二干馏炉内厨余垃圾干燥需要的时间τ₂为2.83h，当第二干馏炉内的厨余垃圾干燥完成之后，将第一干馏炉中热量进行储存，并将热解炭除去，装填新的厨余垃圾，然后对其进行继续加热，如果热量不够采用辅助加热，当达到干馏温度时，厨余垃圾进行干馏。

精确计算厨余垃圾干燥所需要的热量和时间，可以通过计算知道干馏炉内厨余垃圾干燥至绝干所需要的时间，知道了厨余垃圾干燥至绝干的时间后，就能控制干馏炉干燥结束的节点，也就能知道另一干馏炉内出炭的时间以及重新装填新的厨余垃圾的时间，另外也能知道厨余垃圾进行干馏的初始时间。也就是说知道了干燥时间就能控制整个过程连续进行，而不是一直都进行下去而不知道结束时间。

7)第二干馏炉内厨余垃圾的干馏处理和第一干馏炉内厨余垃圾的干燥处理

7-1)利用第一干馏炉热解产生的并存储在集热器内的热量对第二干馏炉中的绝干的厨余垃圾继续加热(如果热量不够可开启第二干馏炉内辅助电加热装置32B或打开燃气阀门44B，将第一干馏炉热解释放的并存储在储气罐内的可燃气体在第二干馏炉气体燃烧装置35B中燃烧，为第二干馏炉中厨余垃圾干馏提供热量)，使第二干馏炉内厨余垃圾温度升高并达到310±10℃，第二干馏炉内厨余垃圾开始热解，进行干馏-炭化处理，此时第二干馏炉中的厨余垃圾开始释放大量热量，停止加热，第二干馏炉内厨余垃圾发生热解炭化作用，释放大量的热量、热烟气，生成热解厨余炭；

7-2)第二干馏炉干馏产生的热烟气由位于第二干馏炉炉体上部的烟气出口22B排出，经第二引风机36B的抽吸，流入第一干馏炉的呈螺旋状缠绕在第一干馏炉炉体外侧的外壁烟气管道31A内，加热第一干馏炉内的重新装填的厨余垃圾，对第一干馏炉中的厨余垃圾进行干燥处理(利用第二干馏炉中产生的热量加热第一干馏炉内的厨余垃圾，以实现用第二干馏炉干馏产生的烟气对第一干馏炉中厨余垃圾进行干燥，节约能源)；对第一干馏炉内的厨余垃圾进行了干燥处理之后的烟气从第一干馏炉炉体外壁烟气管道出口34A流出，沿第一干馏炉燃气连接管道39A依次流入集热器5A(收集多余的热量)、第一干馏炉洗气装置41A(除去焦油等杂质)、第一干馏炉气体干燥装置42A(除去气体中水分)，最后收集存储在燃气收集装置43(即储气罐)内。

7-3)当干馏炉内部不在产生气体的时候干馏结束，即当洗气装置的洗气瓶41A内部不再有气泡冒出时，干馏结束待第二干馏炉内温度降低至≤60℃，将产生的厨余炭收集并储存，然后向第二干馏炉内重新装填步骤1制备的脱水厨余垃圾，并按照公式(4)计算装填于第二干馏炉内的厨余垃圾的水分质量(M_2水)，进行下一轮的干燥、干馏处理。

8)计算第一干馏炉中厨余垃圾干燥处理需要的热量、干燥时间

8-1)计算第一干馏炉中厨余垃圾干燥所需热量、干燥时间(τ₁)内干燥去除的厨余垃圾的水分质量(M′_1水)

除了通过温度传感器测定第一干馏炉内厨余垃圾的初始温度外，其余与步骤6-1)相同，由于本发明的实施例中的第一、第二干馏炉内装填的脱水厨余垃圾、干馏炉的尺寸、垃圾装填高度等均相等，因此t₁为100℃，按照公式(8A)计算第一干馏炉中厨余垃圾干燥至绝干所需热量(Q₁)为20376kJ，其中公式(8A)如下：

$Q_1=\frac{w}{1+w}\frac{{\mathrm{\ρ\πh}}_1{d_1}^2}{4}\[(2521.65-3.74t_1+{{0.0154}_1}^2-5.29\×{10}^{-5}{t_1}^3)+C_w(t_1-t_{10})\]+\frac{C_c}{1+w}\frac{{\mathrm{\ρ\πh}}_1{d_1}^2}{4}(t_1-t_{10})---\left(8A\right)$

其中公式(8A)中C_w为水的比热(4.2kJ/kg.℃)；w为脱水厨余垃圾含水率(％)；ρ为脱水厨余垃圾的密度(kg/m³)；π为3.14；h₁为第一干馏炉内厨余垃圾的装填高度(m)；d₁为第一干馏炉炉体直径(m)；t₁为第一干馏炉烟气排出的水蒸气平均温度(℃，80-100℃，优选为100℃)；t₁₀为第一干馏炉内厨余垃圾的初始温度(℃)；C_c为绝干厨余垃圾比热(kJ/kg.℃)。

本发明实施例中第一干馏炉内厨余垃圾的装填高度h₁为0.6m；第一干馏炉炉体直径d₁为0.3m；脱水厨余垃圾的密度ρ为400kg/m³；第一干馏炉内厨余垃圾干燥的初始温度t₁₀为20℃，通过调节第一干馏炉炉体外壁烟气管道入口处的控制阀门，调节进入第一干馏炉炉体外壁烟气管道的流量，使第一个干馏炉内的干燥温度t₁控制为80-100℃，优选为100℃；第二干馏炉炉体外壁烟气管道直径为6cm；厨余垃圾的含水率为0.8。

8-2)计算第一干馏炉中厨余垃圾干燥处理需要时间

除了测定第一干馏炉的炉体外壁烟气管道入口33A处的温度t_1y1(℃)和第一干馏炉的炉体外壁烟气管道出口34A处温度t_1y2(℃)，测定热烟气在第一干馏炉的炉体外壁烟气管道中的流速为v_1y(m/s)，烟气的密度为ρ_1y(kg/m³)，烟气比热为c_1y(kJ/(kg.℃))之外，其余与步骤6-2)相同，根据公式(10A)计算在第一干馏炉中厨余垃圾的干燥时间(τ₁)为2.83h内去除第一干馏炉内厨余垃圾的水分质量(M′_1水)，其中，公式(10A)如下：

也就是说第一干馏炉内厨余垃圾干燥2.83h后，第二干馏炉干馏处理产生的热烟气所提供的热量(Q_y2)与第一干馏炉内厨余垃圾干燥至绝干所需的热量(Q₁)相等或当干燥时间(τ₁)内通过公式(10A)计算获得的干燥去除第一干馏炉内厨余垃圾的水分质量(M′_1水)与按照公式(4)计算得到的第一干馏炉内厨余垃圾含有的水分的质量(M_1水)相等时，第一炉内的厨余垃圾干燥至绝干，干燥结束，然后将从第一干馏炉炉体外壁烟气管道出口流出的烟气携带的热量收集于集热器5A中，对第二干馏炉干馏产生的热量进行准确收集。

本发明中通过温度传感器测定第一、第二干馏炉的炉体外壁烟气管道入口33A、33B处的热烟气的温度，第一、第二干馏炉的炉体外壁烟气管道出口34A、34B处的热烟气的温度，第一、第二干馏炉内厨余垃圾干燥温度；分别通过智能气人流速测量仪(M297432)、气态密度测量仪(HXRS-99)、比热测量仪(Labsys Evo Cp)测定第一、第二干馏炉的炉体外壁烟气管道中的热烟气的流速、热烟气的密度、平均比热。

9)重复步骤5)、6)、7)、8)，直至将厨余垃圾全部处理完毕。