CN101761928A - 一种生活垃圾的焚烧处理方法 - Google Patents

一种生活垃圾的焚烧处理方法 Download PDF

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Abstract

一种生活垃圾的焚烧处理方法是在回转窑和分解炉之间设置焚烧炉,将三次热风引入焚烧炉的风塔并将炉体烘炉,将含水量小于20%的生活垃圾破碎成粒度为50~80mm的垃圾料通过焚烧炉的电控加料器导入炉体内,当垃圾料层距离分料体下50mm时料位计发出反馈信号停止加入垃圾料,先对垃圾料烘干,由中心风管多层出风口出来的三次热风将垃圾料中的有机物燃烧→分解→气化,炉体内温度在850℃以上,产生的烟气经出烟口排出到分解炉,分解炉温度达900℃以上并呈碱性气氛,将酸性烟气作进一步中和处理。垃圾灰渣由电振动出料器排出并送入回转窑内作为水泥生产的生料配料参与焙烧,实现生活垃圾的“无害化、减量化、资源化”处理目标。

Description

一种生活垃圾的焚烧处理方法
技术领域
[0001] 本发明属于垃圾处理技术领域,尤其是一种生活垃圾的焚烧处理方法。
背景技术
[0002] 生活垃圾的处理是当今社会最热门的研究课题之一,国家明确提出"无害化、减量 化、资源化"的垃圾处理原则。
[0003] 目前生活垃圾的普遍处理方法有焚烧、填埋和生物法等几种。
[0004] 垃圾填埋法需要建设大面积的填埋场并需要处理渗滤液,投资较大,还存在滤液 渗漏的二次污染隐患。
[0005] 垃圾生物法是将生活垃圾进行发酵处理,工艺复杂,设备性能要求高,适用于可生 物降解的有机物含量大于40%的垃圾处理。
[0006] 垃圾焚烧法是利用垃圾中的可燃成分燃烧分解气化只留下残渣,从而大大减小了 原有垃圾的体积和重量,因为是实现垃圾处理"无害化、减量化、资源化"最有效的方法之 一,被国内外尤其是发达国家广泛使用。
[0007] 国内使用的生活垃圾焚烧法尚无成熟可靠具有自主知识产权的焚烧工艺和设备。 目前采用的焚烧设备主要有:炉排炉、流化床和回转窑三种。
[0008] 炉排炉占地面积大,需要大量耐磨、耐热的活动炉排,运动元件多,制造和维护成 本高,适于热值较高的生活垃圾。
[0009] 流化床必须将垃圾破碎成细小颗粒,需要配备高温分离器和流化介质,设备磨损 大,飞灰量大。
[0010] 回转窑设备体积大,土建费用高,设备维护较难。 发明内容
[0011] 为了解决垃圾焚烧法存在的上述问题,本发明提供了一种生活垃圾的焚烧处理方
法,该焚烧处理方法是在水泥生产系统的回转窑与分解炉之间设置一台垃圾焚烧炉,利用 回转窑中的三次风为热源,将生活垃圾放在该垃圾焚烧炉内烘干并将其中的有机物燃烧, 燃烧后的灰渣作为生产水泥的生料配料进入回转窑中进行焙烧,最后固化在水泥中,燃烧 产生的酸性烟气则进入碱性气氛的分解炉中进行处理,这是一种循环利用能源和再生资源 的处理生活垃圾的焚烧方法。
[0012] 为了实现上述发明目的,本发明采用了如下技术方案:
[0013] 所述生活垃圾的焚烧处理方法是在现行使用的水泥生产回转窑和分解炉之间设 置一台用于焚烧生活垃圾的焚烧炉,在回转窑窑头罩通向分解炉的三次热风管道上引出 一路热风管道与该焚烧炉的风塔相联,在该路引出的热风管道上联接有电控阀门和用于 监测该热风管道热风的测温仪和压力传感器;将含水量小于20%的生活垃圾破碎成粒度 为50〜80mm的垃圾料,开启热风管道的电控阀门使900°C的三次热风通过风塔引进焚烧 炉的炉体内,三次热风通过风塔的中心风管所设置的多层出风口对炉体实施升温烘炉,同时开启炉体上部设置的电控加料器将垃圾料缓慢导入炉体内,垃圾料在炉体内下落过程中 遇到风塔上设置的分料体而均匀散布在炉体内四周并沿炉体内堆集成垃圾料层,当垃圾料 层距离分料体下50mm时,设置在炉体上段的料位计发出反馈信号,电控加料器停止加入垃 圾料,此时加大三次热风的供风量,三次热风通过中心风管所设置的多层出风口对垃圾料 进行烘干,由于中心风管的多层出风口在每层的出风口外沿均配置有上、下两层伞状风帽, 上层伞状风帽设置在该层出风口的上沿,下层伞状风帽设置在该层出风口的中部并将该层 出风口包裹,在下层伞状风帽的翘翅上沿开设有梯形风口,所以由该层出风口出来的三次 热风一路可经下层伞状风帽的梯形风口进入到上层伞状风帽吹向垃圾料层,另一路可经下 层伞状风帽直接吹向垃圾料层,在多层出风口的共同作用下三次热风将垃圾料中的有机物 燃烧一分解一气化,燃烧过程中同时也释放出大量的热量,该热量可以减少三次热风的供 风量,炉体内的温度应控制在85(TC以上以防止垃圾料燃烧时产生大量的有害气体;垃圾
料燃烧过程中产生的烟气通过炉体顶部四周设置的多点均布的出烟口排出,每个出烟口通
过各自的管道汇集成一条总出烟管道后与分解炉连通,在该总出烟管道上设置有高温排烟
机,分解炉是水泥生产系统中的预分解设备,分解炉的炉内温度高达90(TC以上并呈碱性气
氛,可将垃圾焚烧炉中产生的酸性烟气作进一步中和处理最终实现达标排放;燃烧后的垃
圾灰渣由炉体下部配置的全封闭式电振动出料器排出炉体外,再由输送设备送到回转窑的
窑头罩进入回转窑内作为水泥生产的生料配料参与焙烧并最后固化在水泥中。
[0014] 实现所述生活垃圾焚烧处理方法中的焚烧炉由电控加料器、出烟口、分料体、支撑
板、风塔、炉体、支撑立柱和电振动出料器构成,炉体的上段呈立式圆筒状,其下段呈倒圆台
状,炉体的上段顶部正中配置有电控加料器,电控加料器的受料口为上大下小的倒圆台状,
电控加料器的下料口为圆筒状并伸入炉体内;炉体的上段顶部四周设置有多点均布的出烟
口 ;炉体的下段底部配置有全封闭式的电振动出料器;炉体的上段内部通过支撑板固定有
风塔,风塔由中心风管和风帽共同构成,中心风管的垂直段自上而下开设有多层出风口,每
层出风口口径均不相同,每层出风口外沿配置有上、下两层伞状风帽,上层伞状风帽设置在
该层出风口的上沿,下层伞状风帽设置在该层出风口的中部并将该层出风口包裹,在下层
伞状风帽的翘翅上沿开设有梯形风口,中心风管向下自炉体上段的底部水平转出炉体之外
并与回转窑窑头罩通向分解炉的三次风管道上引出的一路热风管道联接,中心风管的顶端
联接呈圆锥形的分料体;炉体由钢结构的支撑立柱整体支撑。
[0015] 实现所述生活垃圾的焚烧处理方法中的焚烧炉,所述的炉体内壁砌有轻质保温耐 火浇筑材料。
[0016] 实现所述生活垃圾的焚烧处理方法中的焚烧炉,所述的炉体上段和下段均配置有 观察窗口和温度传感器。
[0017] 实现所述生活垃圾的焚烧处理方法中的焚烧炉,所述的炉体上段配置有料位计。 [0018] 实现所述生活垃圾的焚烧处理方法中的焚烧炉,所述的炉体上段自上而下配置有 空气炮。
[0019] 实现所述生活垃圾的焚烧处理方法中的焚烧炉,所述的多点均布出烟口均与各自 的出烟管道联接并汇集成一条总出烟管道,在总出烟管道上设置有高温排烟机、测温仪和 压力传感器。
[0020] 由于采用如上所述的技术方案,本发明具有如下优越性:
5[0021] 1、本发明截取的三次风是回转窑系统中富裕的热风,并且截取的用量较小,不会 对回转窑系统产生影响,实现了余热的循环利用。
[0022] 2、本发明无需增加辅助燃烧,利用水泥窑系统中的余热和生活垃圾燃烧放出的热 量完全可以满足自身的热需求。
[0023] 3、本发明对生活垃圾的预处理要求不高,生活垃圾破碎的粒度控制在50〜80mm, 生活垃圾的含水量小于20% 。
[0024] 4、本发明通过将生活垃圾先焚烧再进回转窑焙烧的处理方法,实现了生活垃圾的 "减量化"和"资源化"目标。
[0025] 5、本发明对生活垃圾燃烧产生的烟气采用了二次高温、酸碱中和的处理方式,将 生活垃圾焚烧产生的酸性烟气引入碱性气份的分解炉中完成达标排放,实现了生活垃圾的 "无害化"处理目标。
[0026] 6、通过本发明完全实现了生活垃圾的"无害化、减量化、资源化"处理目标。 [0027] 7、本发明的垃圾焚烧炉采用风塔供风,由多级风帽和中心风管构成的风塔可以将 焚烧炉内堆放的生活垃圾沿料层厚度方向进行加热烘干并燃烧,有利于保证炉内生活垃圾 料燃烧更加的充分和均匀。
[0028] 8、本发明的垃圾焚烧炉的电振动出料器采用全封闭形式,不但能防止大量的冷风 倒灌焚烧炉内,还能确保垃圾料灰渣的顺利排出。
[0029] 9、本发明的垃圾焚烧炉的上部采用多点均布的排烟口,可有效防止排烟口处的烟 气流速过大或者分布不均,避免造成出烟口吸走垃圾料的现象。
[0030] 10、本发明的垃圾焚烧炉的炉体采用立式回转体结构,可使炉体在最有限的空间 里获取最大的工作体积,占地面积很小,有利于在现行水泥厂进行改造中使用。
附图说明
[0031] 图1是本发明的生活垃圾焚烧炉的结构示意图;
[0032] 图1中:l-电控加料器;2-出烟口 ;3-分料体;4-支撑板;5_风塔;6_炉体;7_支 撑立柱;S-电振动出料器。
具体实施方式
[0033] 结合图l,本发明用于实现所述生活垃圾的焚烧处理方法中的焚烧炉由电控加料 器1 、出烟口 2、分料体3、支撑板4、风塔5、炉体6、支撑立柱7和电振动出料器8构成,炉体 6的上段呈立式圆筒状,其下段呈倒圆台状,这种结构的炉体能在最有限的空间里获取最大 的工作体积。炉体6的上段顶部正中配置有电控加料器1,电控加料器1的受料口为上大下 小的倒圆台状,电控加料器1的下料口为圆筒状并伸入炉体内,非常利于垃圾的加料和下 料。炉体6的上段顶部四周设置有多点均布的出烟口2,每个出烟口与出烟管道联接并在炉 体外汇集成一条总出烟管道后与分解炉连通,在总出烟管道上设置有高温排烟机、测温仪 和压力传感器。炉体6的下段底部配置有全封闭式的电振动出料器8,这种全封闭式的电振 动出料器8—方面可以防止大量的冷风进入焚烧炉内,另一方面通过辅助动力可以确保垃 圾料灰渣的顺利排放。炉体6的上段内部通过支撑板4固定有风塔5,风塔5由中心风管和 风帽共同构成,中心风管的垂直段自上而下开设有多层出风口 ,每层出风口 口径均不相同,
6每层出风口的外沿配置有上、下两层伞状风帽,上层伞状风帽设置在该层出风口的上沿,下 层伞状风帽设置在该层出风口的中部并将该层出风口包裹,在下层伞状风帽的翘翅上沿开 设有梯形风口,中心风管的多层出风口排出来的热风一路经下层伞状风帽的梯形风口进入 上层伞状风帽吹向垃圾料层,另一路热风经下层伞状风帽直接吹向垃圾料层,两路热风既 保证了垃圾料的充分燃烧,还能防止多层出风口被堵塞。中心风管向下自炉体上段的底部 水平转出炉体之外与回转窑窑头罩通向分解炉的三次风管道上引出的一路热风管道联接, 中心风管的顶端联接呈圆锥形的分料体3,该圆锥形分料体3能使垃圾料下料时均匀地向 炉体内四周分布。支撑立柱7是由钢管、角钢等型钢构成的钢结构,可简单有效地将炉体支 撑并固定。
[0034] 此外:1)炉体内壁砌有轻质保温耐火浇筑材料。轻质保温耐火浇筑材料可以减轻 整个焚烧炉的基础负荷,同时尽量减少焚烧炉体表面的热损失。
[0035] 2)多点均布出烟口均与各自的出烟管道联接,并在炉体外汇集成一条总出烟管 道,在总出烟管道上设置有高温排烟机、测温仪和压力传感器。这样可以保证焚烧炉内在负 压燃烧时产生的烟气不泄漏,同时还可以有效保证焚烧炉上部烟气气流的分布均匀,并能 适当减缓出烟口的风速,防止将刚加入的垃圾料吸走。
[0036] 3)炉体上段和下段均配置有观察窗口和温度传感器,观察窗口和温度传感器在炉 体上段自上而下的可以配置多个,通过观察窗口能够时时观察焚烧炉内的工作状况,通过 温度传感器显示的工作数据可以及时调整风塔和出烟口的进出风量、风压以及控制加料和 出料,改善焚烧炉内的工作状况。
[0037] 4)炉体上段配置有料位计,该料位计可以控制垃圾料层的设置厚度,料位计的设 置位置与分料体的设置位置匹配。
[0038] 5)炉体上段自上而下可以配置多个空气炮,当焚烧炉内垃圾料下料不畅时可以通 过不同高度配置的空气炮进行清理,以防止垃圾料在焚烧炉内不同高度的局部烧结。 [0039] 上述电控加料器、电振动出料器、与出烟口联接的出烟管道上所设置的高温排烟 机、空气炮、所有测温仪以及压力传感器均由控制系统集中控制。集中控制能够快速有效地 调整焚烧炉内的工作状况。
[0040] 本发明的生活垃圾焚烧处理方法是在现行使用的水泥生产回转窑和分解炉之间 设置一台用于焚烧生活垃圾的焚烧炉,在回转窑窑头罩通向分解炉的三次热风管道上引 出一路热风管道与该焚烧炉的风塔相联,在该路引出的热风管道上联接有电控阀门和用于 监测该热风管道热风的测温仪和压力传感器;将含水量小于20%的生活垃圾破碎成粒度 为50〜80mm的垃圾料,开启热风管道的电控阀门使90(TC的三次热风通过风塔引进焚烧 炉的炉体内,三次热风通过风塔的中心风管所设置的多层出风口对炉体实施升温烘炉,同 时开启炉体上部设置的电控加料器将垃圾料缓慢导入炉体内,垃圾料在炉体内下落过程中 遇到风塔上设置的分料体而均匀散布在炉体内四周并沿炉体内堆集成垃圾料层,当垃圾料 层距离分料体下50mm时,设置在炉体上段的料位计发出反馈信号,电控加料器停止加入垃 圾料,此时加大三次热风的供风量,三次热风通过中心风管所设置的多层出风口对垃圾料 进行烘干,由于中心风管的多层出风口在每层的出风口外沿均配置有上、下两层伞状风帽, 上层伞状风帽设置在该层出风口的上沿,下层伞状风帽设置在该层出风口的中部并将该层 出风口包裹,在下层伞状风帽的翘翅上沿开设有梯形风口,所以由该层出风口出来的三次
7热风一路可经下层伞状风帽的梯形风口进入到上层伞状风帽吹向垃圾料层,另一路可经下
层伞状风帽直接吹向垃圾料层,在多层出风口的共同作用下三次热风将垃圾料中的有机物
燃烧一分解一气化,燃烧过程中同时也释放出大量的热量,该热量可以减少三次热风的供
风量,炉体内的温度应控制在85(TC以上以防止垃圾料燃烧时产生大量的有害气体;垃圾
料燃烧过程中产生的烟气通过炉体顶部四周设置的多点均布的出烟口排出,每个出烟口通
过各自的管道汇集成一条总出烟管道后与分解炉连通,在该总出烟管道上设置有高温排烟
机,分解炉是水泥生产系统中的预分解设备,分解炉的炉内温度高达90(TC以上并呈碱性气
氛,可将垃圾焚烧炉中产生的酸性烟气作进一步中和处理最终实现达标排放;燃烧后的垃
圾灰渣由炉体下部配置的全封闭式电振动出料器排出炉体外,再由输送设备送到回转窑的
窑头罩进入回转窑内作为水泥生产的生料配料参与焙烧并最后固化在水泥中。
[0041] 城市生活垃圾自身具有一定的发热量,低位发热值在3000kJ/kg以上,最高可达
5000kJ/kg,而垃圾灰渣成分与水泥生料中的粘土很接近,根据这些特点将生活垃圾的焚烧
引入水泥回转窑系统中实现再生资源的充分利用。
[0042] 本发明采用的垃圾处理方法是根据"无害化、减量化、资源化"的垃圾处理原则,将 生活垃圾在焚烧炉内堆积成一定的厚度进行焚烧。燃烧后的垃圾料灰渣与入炉垃圾相比, 体积减小近90%,质量减少近70%,实现了生活垃圾的"减量"目的。减量后的垃圾灰渣成 分与水泥生料中的粘土很接近,按照一定的比例添加到回转窑的生料中进行高温焙烧,将 垃圾灰渣固化在水泥中,从而实现了生活垃圾处理的"无害化"和"资源化"。

Claims (7)

  1. 一种生活垃圾的焚烧处理方法,其特征在于:在现行使用的水泥生产回转窑和分解炉之间设置一台用于焚烧生活垃圾的焚烧炉,在回转窑窑头罩通向分解炉的三次热风管道上引出一路热风管道与该焚烧炉的风塔相联,在该路引出的热风管道上联接有电控阀门和用于监测该热风管道热风的测温仪和压力传感器;将含水量小于20%的生活垃圾破碎成粒度为50~80mm的垃圾料,开启热风管道的电控阀门使900℃的三次热风通过风塔引进焚烧炉的炉体内,三次热风通过风塔的中心风管所设置的多层出风口对炉体实施升温烘炉,同时开启炉体上部设置的电控加料器将垃圾料缓慢导入炉体内,垃圾料在炉体内下落过程中遇到风塔上设置的分料体而均匀散布在炉体内四周并沿炉体内堆集成垃圾料层,当垃圾料层距离分料体下50mm时,设置在炉体上段的料位计发出反馈信号,电控加料器停止加入垃圾料,此时加大三次热风的供风量,三次热风通过中心风管所设置的多层出风口对垃圾料进行烘干,由于中心风管的多层出风口在每层的出风口外沿均配置有上、下两层伞状风帽,上层伞状风帽设置在该层出风口的上沿,下层伞状风帽设置在该层出风口的中部并将该层出风口包裹,在下层伞状风帽的翘翅上沿开设有梯形风口,所以由该层出风口出来的三次热风一路可经下层伞状风帽的梯形风口进入到上层伞状风帽吹向垃圾料层,另一路可经下层伞状风帽直接吹向垃圾料层,在多层出风口的共同作用下三次热风将垃圾料中的有机物燃烧→分解→气化,燃烧过程中同时也释放出大量的热量,该热量可以减少三次热风的供风量,炉体内的温度应控制在850℃以上以防止垃圾料燃烧时产生大量的有害气体;垃圾料燃烧过程中产生的烟气通过炉体顶部四周设置的多点均布的出烟口排出,每个出烟口通过各自的管道汇集成一条总出烟管道后与分解炉连通,在该总出烟管道上设置有高温排烟机,分解炉是水泥生产系统中的预分解设备,分解炉的炉内温度高达900℃以上并呈碱性气氛,可将垃圾焚烧炉中产生的酸性烟气作进一步中和处理最终实现达标排放;燃烧后的垃圾灰渣由炉体下部配置的全封闭式电振动出料器排出炉体外,再由输送设备送到回转窑的窑头罩进入回转窑内作为水泥生产的生料配料参与焙烧并最后固化在水泥中。
  2. 2. 实现如权利要求1所述生活垃圾焚烧处理方法的焚烧炉,其特征在于:该焚烧炉由 电控加料器(1)、出烟口 (2)、分料体(3)、支撑板(4)、风塔(5)、炉体(6)、支撑立柱(7)和 电振动出料器(8)构成,炉体(6)的上段呈立式圆筒状,其下段呈倒圆台状,炉体(6)的上 段顶部正中配置有电控加料器(l),电控加料器(1)的受料口为上大下小的倒圆台状,电控 加料器(1)的下料口为圆筒状并伸入炉体内;炉体(6)的上段顶部四周设置有多点均布的 出烟口 (2);炉体(6)的下段底部配置有全封闭式的电振动出料器(8);炉体(6)的上段内 部通过支撑板(4)固定有风塔(5),风塔(5)由中心风管和风帽共同构成,中心风管的垂直 段自上而下开设有多层出风口,每层出风口口径均不相同,每层出风口外沿配置有上、下两 层伞状风帽,上层伞状风帽设置在该层出风口的上沿,下层伞状风帽设置在该层出风口的 中部并将该层出风口包裹,在下层伞状风帽的翘翅上沿开设有梯形风口,中心风管向下自 炉体上段的底部水平转出炉体之外,中心风管的顶端联接呈圆锥形的分料体(3);炉体(6) 由钢结构的支撑立柱(7)整体支撑。
  3. 3. 实现如权利要求2所述生活垃圾的焚烧处理方法的焚烧炉,其特征在于:所述的炉 体(6)内壁砌有轻质保温耐火浇筑材料。
  4. 4. 实现如权利要求2所述生活垃圾的焚烧处理方法的焚烧炉,其特征在于:所述的炉 体(6)上段和下段均配置有观察窗口和温度传感器。
  5. 5. 实现如权利要求2所述生活垃圾的焚烧处理方法的焚烧炉,其特征在于:所述的炉体(6)上段配置有料位计。
  6. 6. 实现如权利要求2所述生活垃圾的焚烧处理方法的焚烧炉,其特征在于:所述的炉体(6)上段自上而下配置有空气炮。
  7. 7. 实现如权利要求2所述生活垃圾的焚烧处理方法的焚烧炉,其特征在于:所述的多点均布出烟口 (2)均与各自的出烟管道联接并汇集成一条总出烟管道,在总出烟管道上设 置有高温排烟机、测温仪和压力传感器。
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