CN101782235A

CN101782235A - 一种生活垃圾无害化焚烧处理系统及处理方法

Info

Publication number: CN101782235A
Application number: CN200910110871A
Authority: CN
Inventors: 林鸣琴
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2010-07-21

Abstract

一种生活垃圾无害化焚烧处理系统及处理方法，是由生活垃圾衍生燃料RDF的前期制作子系统、烘干焚烧子系统和烟气净化处理子系统所组成，生活垃圾衍生燃料RDF的制作子系统包括依序用输送机构连接的破袋机、分选机构、粗破机、烘干机、细破机及衍生燃料RDF成型机，烘干焚烧子系统包括焚烧炉、烘干机及相应配套的烟气管道连接而成，其中烘干机进料口设有与粗破机出料口相连接的送料机，烘干机出料口设有与细破机进料口相连接的出料机，烟气净化处理子系统包括旋风除尘器、布袋除尘器、湍球塔水除尘器及烟囱。本发明能够彻底处理小城镇生活垃圾，具有设计合理科学，充分焚烧处理容易，处理效果好，无二次污染的显著优点。

Description

一种生活垃圾无害化焚烧处理系统及处理方法

(一)技术领域：

本发明涉及一种垃圾无害化处理的环保设备，特别是一种采用衍生燃料RDF(亦称垃圾固体燃料)前期制作与烘干、焚烧及烟气净化处理组合的有利于生活垃圾充分焚烧的无害化焚烧处理系统及处理方法。

(二)背景技术：

随着现代化进程的加速和经济发展，城镇化建设也加快发展，各种垃圾尤其是生活垃圾在急剧增多，每年产生的垃圾量已在2亿吨以上，且每年大约还以10％以上的速度递增。目前国内城乡生活垃圾的集中处理方法主要有卫生填埋法、堆肥法、直接焚烧法和综合焚烧处理法等。卫生填埋法的缺点是：选址难，投资大，垃圾无法减量化，且垃圾渗液处理困难，造成土壤和水源的二次污染，土地重新利用难。堆肥法在处理大量生活垃圾和陈腐垃圾方面发挥了一定作用，但是，目前我国堆肥技术和装备与国外发达国家相比还有一定差距，特别是由于生活垃圾混合收集，含水量大，成份十分复杂，因此，堆肥处理难度大，二次污染严重。垃圾焚烧处理方法因其占地面积小、处理较彻底、减量化明显、易于废热综合利用、无污染等特点，其优点十分突出。但是，生活垃圾由于成份复杂，受含水率高(一般在30％-60％甚至更高)，热值低等因素局限，一般的小型焚烧炉很难直接焚烧，或者燃烧效果很差，焚烧烟气量大，粉尘及有害成分多，后段烟气净化治理难度大。目前只有大型机械炉排炉(单台处理能力在200吨/日-500吨/日)配余热发电机组在技术性和经济性上比较可行。但大型生活垃圾焚烧发电系统投资巨大，建设周期长，关健的技术和部件(如炉排)还需要进口，我国兴建的大型垃圾焚烧厂如深圳和上海等垃圾焚烧厂主要引进国外设备，造价较高，运行技术要求高，投资及运行费用大，故大型垃圾焚烧系统目前仅限在大中城市才可行，而占全国80％的县级(包括县级)以下城镇乡村的低热值高水分生活垃圾，由于没有合适的中、小型垃圾焚烧设备或运行成本过高，还无法使用直接焚烧方法或综合焚烧处理方法进行处理。

另，随着各国政府对各种生活垃圾和工业垃圾严重影响生态环境问题的关注，开发一些能有效处理垃圾的技术也不断得到重视，垃圾焚烧处理正扮演着越来越重要的角色。我国也开始走适合国情的垃圾焚烧处理之路，但现有的垃圾焚烧炉，通常要采用喷油助燃技术才能使生活垃圾达到充分的燃烧，造成结构复杂，并要消耗大量燃油，使运行成本升高。尽管人们已研发并使用燃烧充分(焚烧温度大于850℃)、热解气化效率高的热解焚烧炉来处理高含水率、低热值的生活垃圾，但热解炉构造复杂，能真正实现对焚烧烟气量大、粉尘及有害成分高的低热值生活垃圾进行低成本高效率的无害化处理也并非轻而易举。又因我国大部分县级以下城镇生活垃圾含水分及尘土(包括无机物质)高，水与灰土高达生活垃圾总质量的80％，其低位热值普遍小于3344KJ/kg(相当于800Kcal/kg)，因此推广垃圾焚烧温度大于850℃的无害化焚烧处理技术有相当的难度。因此如何在生活垃圾焚烧之前去除水分及灰土，进而提高生活垃圾热值，真正实现“垃圾烧垃圾”是生活垃圾能够得到顺利焚烧处理最基本的先决条件。

(三)发明内容：

本发明的目的是要提供一种采用衍生燃料RDF(亦称垃圾固体燃料)前期制作与烘干、焚烧及烟气净化处理有效组合的生活垃圾无害化焚烧处理系统及处理方法，它能够彻底处理生活垃圾，具有设计合理科学，充分焚烧处理容易，处理效果好，无二次污染的显著优点。

本发明是这样构成的，它由生活垃圾衍生燃料RDF即垃圾固体燃料的前期制作子系统、烘干焚烧子系统和烟气净化处理子系统所组成，所述的生活垃圾衍生燃料RDF的制作子系统包括依序用输送机构连接的破袋机、分选机构、粗破机、烘干机、细破机及衍生燃料RDF成型机，所述的烘干焚烧子系统包括焚烧炉、烘干机及相应配套的烟气管道连接而成，其中烘干机进料口设有与粗破机出料口相连接的送料机，烘干机出料口设有与细破机进料口相连接的出料机，所述的烟气净化处理子系统包括旋风除尘器、布袋除尘器、湍球塔水除尘器及烟囱，它们之间通过相应配套的烟气管道相连接。

所述的输送机构包括板式输送机、人工分选用输送带，所述的分选机构包括磁选机、多工位人工分选台(注：由人工分选用输送带组成)。

所述的烘干机与旋风除尘器之间设有引风机I，所述的湍球塔水除尘器与烟囱之间设有引风机II。

本发明无害化焚烧处理方法是按以下流程步骤进行：

(1)制作生活垃圾衍生燃料RDF：

a、通过输送机构、破袋机将垃圾包装袋进行破袋处理，再经过分选机构将生活垃圾分类分拣处理，去除垃圾中可回收的物品；

b、将分选出来的生活垃圾输送至粗破机中，对尺寸较大的生活垃圾进行初步破碎处理形成粗颗粒的生活垃圾；

c、将粗破碎处理后的生活垃圾经送料机输送至烘干机中进行烘干干燥处理后(热量由点火初期燃料提供，如由木屑、锯糠、燃油或煤炭等燃料提供)，再经出料机输送至细破机中进行进一步破碎加工；

d、将细破机破碎处理后的生活垃圾经输送机构输送至成型机内，制成生活垃圾衍生燃料RDF；

(2)用焚烧炉焚烧生活垃圾衍生燃料RDF：

e、将生活垃圾衍生燃料RDF通过输送机构输送至焚烧炉中(堆放在焚烧炉的炉排上)进行充分燃烧；

f、燃烧产生的高温烟气、烟尘飞灰等焚烧产物通过管道进入烘干机中对经过粗破碎后待处理生活垃圾进行烘干干燥处理，以去除经粗破机破碎处理后的生活垃圾中的水分，然后在引风机I作用下烟尘自身再通过烟气管道进入烟气净化处理子系统(经过烘干的粗颗粒生活垃圾由出料机输送至细破机中)；

(3)烟气净化处理：

g、进入烟气净化处理子系统的焚烧产物先经过旋风除尘器去除燃烧产生的颗粒度较大的烟尘飞灰产物；

h、然后经过布袋除尘器去除烟气中颗粒度较细小的烟尘飞灰产物；

i、再经过湍球塔水除尘器去除燃烧产生的有毒气体及剩余的烟尘飞灰；

j、最后净化处理后的烟气由烟囱排出。

所述的生活垃圾衍生燃料RDF可制成与空气充分接触的条形、圆形或蜂窝形。所述的焚烧炉炉口处设有鼓风机，该焚烧炉的炉形结构为燃高挥发分煤的链条炉，炉内压力为-5Pa，烟气温度为850℃-1100℃，烟气在炉内的停留时间不少于2秒，所述的焚烧炉炉排的热负荷不小于500kg/m²。

所述的湍球塔水除尘器上设有100um污水过滤器，以形成污水循环处理、污泥可回收重新制成生活垃圾衍生燃料RDF的装置。

所述的湍球塔水除尘器产生的污泥可作为生活垃圾衍生燃料RDF的粘结剂。

本发明具有以下优点：

1、由于生活垃圾先通过前期处理制成衍生燃料RDF(亦称垃圾固体燃料)，故生活垃圾的总水分和灰土减少到总量的50％以下，物质密度大大提高，其热值提高到约1600Kcal/kg，是未进行前期处理的近2倍，且热值稳定，波动小，不仅可以作为中间产品储存，而且焚烧质量大大提高，只需使用普通炉排炉就能真正做到“垃圾烧垃圾”，焚烧温度可大于850℃，焚烧时产生的烟灰、有毒气体和有害物质大大减少，从而让生活垃圾处理彻底，也保护了环境。

2、在烟气净化处理时由于经过旋风除尘器、布袋除尘器、湍球塔水除尘器三级三种形式的除尘器，故除尘效果良好，≥99％，烟气排放达到标准。

3、由于湍球塔水除尘器设有100um污水过滤器，在使用时(除尘后)污水进行循环使用，而过滤出的污泥可重新制成生活垃圾衍生燃料RDF，故不仅实现了烟气、水的处理，而且实现了污水、污泥的零排放。

4、本发明无毒害物质的排放，不会造成二次污染。

5、此外，本发明设计合理科学，处理效果好，具有较好的社会效益和经济效益，具有较大的推广应用价值，特别适用于县级以下城镇的生活垃圾的无害化、减量化处理。

(四)附图说明：

图1是本发明一种处理系统的总体结构流程示意图。

图中，1为生活垃圾，2为板式输送机，3为破袋机，4为输送带，5为磁选机，6为人工分选用输送带，7为粗破机，8为烘干机，9为细破机，10为衍生燃料RDF成型机，11为送料机，12为出料机，13为生活垃圾衍生燃料RDF，14为焚烧炉，15为鼓风机，16为引风机I，17为旋风除尘器，18为布袋除尘器，19为湍球塔水除尘器，20为引风机II，21为烟囱。

(五)具体实施方式：

参照附图，本发明实施例由生活垃圾衍生燃料RDF的前期制作子系统、烘干焚烧子系统和烟气净化处理子系统所组成，所述的生活垃圾衍生燃料RDF的制作子系统包括依序用输送机构连接的破袋机3、分选机构、5吨/小时粗破机7、5吨/小时转筒烘干机8、5吨/小时细破机9及5吨/小时衍生燃料RDF成型机10，所述的烘干焚烧子系统包括焚烧炉14、烘干机8及相应配套的烟气管道连接而成，其中烘干机8进料口设有与粗破机7出料口相连接的送料机11，烘干机8出料口设有与细破机9进料口相连接的出料机12，所述的烟气净化处理子系统包括旋风除尘器17、布袋除尘器18、湍球塔水除尘器19及烟囱21，它们之间通过相应配套的烟气管道相连接。

上述的输送机构包括板式输送机2、人工分选用输送带6，上述的分选机构包括磁选机5、具有14工位的多工位人工分选台(注：由人工分选用输送带共同组成了长度为36m的分检输送机)。

上述的烘干机8与旋风除尘器17之间设有引风机I，上述的湍球塔水除尘器19与烟囱21之间设有引风机II。

本发明无害化焚烧处理方法是按以下流程步骤进行：

(1)制作生活垃圾衍生燃料RDF：

a、通过板式输送机2、破袋机3将垃圾包装袋进行破袋处理，再经过相应的输送带、磁选机5(通过磁力和机械力将磁性垃圾物品分离)、14工位人工分选台(通过人工将可回收的垃圾物品分离)共同将生活垃圾1分类分拣处理，去除垃圾中可回收的物品。

b、将分选出来的生活垃圾输送至5吨/小时粗破机7中，对尺寸较大的生活垃圾进行初步破碎处理形成粗颗粒的生活垃圾。

c、将粗破碎处理后的生活垃圾经送料机11输送至5吨/小时转筒烘干机8中进行烘干干燥处理后(热量由点火初期燃料提供，如由木屑、锯糠、燃油或煤炭等燃料提供)，再经出料机12输送至5吨/小时细破机9中进行进一步破碎加工。

d、将细破机9破碎处理后的生活垃圾经输送机构输送至5吨/小时成型机10内，制成与空气充分接触的条形、圆形或蜂窝形的生活垃圾衍生燃料RDF，以提高燃烧效果(无需拨火、翻动便可充分燃烧，从而避免拨火、翻动产生的大量粉尘飞出焚烧炉14，极大地减少了焚烧排放的烟灰)。该生活垃圾衍生燃料RDF经掺杂除臭物质后可以作为中间产品储存。

(2)用普通炉排焚烧炉焚烧生活垃圾衍生燃料RDF：

e、将生活垃圾衍生燃料RDF通过输送带输送至焚烧炉14中堆放在焚烧炉的炉排上形成可以与空气充分接触的堆状体，无须拨火、翻动便能进行充分燃烧。该焚烧炉14炉口处设有鼓风机15，该焚烧炉14的炉形结构为燃高挥发分煤的链条炉，炉内压力为-5Pa，烟气温度为850℃-1100℃，烟气在炉内的停留时间不少于2秒，上述的焚烧炉14炉排的热负荷不小于500kg/m²。

f、燃烧产生的高温烟气、烟尘飞灰等焚烧产物通过管道进入烘干机8中对经过粗破碎后待处理生活垃圾进行烘干干燥处理，以去除其中的水分，然后在引风机I作用下烟尘自身再通过烟气管道进入烟气净化处理子系统(经过烘干的粗颗粒生活垃圾由出料机12输送至细破机9中)。

(3)烟气净化处理：

g、进入烟气净化处理子系统的焚烧产物先经过旋风除尘器17去除燃烧产生的颗粒度较大的烟尘飞灰产物。

h、然后经过布袋除尘器18去除烟气中颗粒度较细小的烟尘飞灰产物。(经旋风除尘器、布袋除尘器去除的飞灰焚烧产物可由水泥固化后填埋。)

i、再经过湍球塔水除尘器19去除燃烧产生的有毒气体及剩余的烟尘飞灰。上述的湍球塔水除尘器19上设有100um污水过滤器，以形成污水循环处理、污泥重新制成生活垃圾衍生燃料RDF的装置。湍球塔水除尘器是一种高效的传质、吸收设备，其工作过程为：碱性吸收液从塔顶高速、均匀碰下，湿润湍球(聚乙烯空心球填充料)表面，酸性气体及烟尘由塔底部高速进入湍球塔，在一定气速下，湿润湍球处于均匀流态化状态，酸性气体及烟尘和碱性吸收液在湿润湍球表面逆向接触，发生化学反应、除尘。净化烟气经除雾后排出湍球塔。除尘后污水排入污水池降温、补碱，而后由水泵抽进100um污水过滤器对污水过滤，过滤后污水再次进入湍球塔顶循环使用，过滤后污泥自动排出，而后进入成型机作为生活垃圾衍生燃料RDF的粘结剂重新制成生活垃圾衍生燃料RDF，从而实现了烟气、水的处理，污水、污泥的零排放。

j、最后净化处理后的烟气经过湍球塔水除尘器与烟囱之间引风机II的作用由烟囱21排出。

本发明的未述部分与现有技术相同。

Claims

1.一种生活垃圾无害化焚烧处理系统，其特征在于：由生活垃圾衍生燃料RDF的前期制作子系统、烘干焚烧子系统和烟气净化处理子系统所组成，所述的生活垃圾衍生燃料RDF的制作子系统包括依序用输送机构连接的破袋机、分选机构、粗破机、烘干机、细破机及衍生燃料RDF成型机，所述的烘干焚烧子系统包括焚烧炉、烘干机及相应配套的烟气管道连接而成，其中烘干机进料口设有与粗破机出料口相连接的送料机，烘干机出料口设有与细破机进料口相连接的出料机，所述的烟气净化处理子系统包括旋风除尘器、布袋除尘器、湍球塔水除尘器及烟囱，它们之间通过相应配套的烟气管道相连接。

2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾无害化焚烧处理系统，其特征在于：所述的输送机构包括板式输送机、人工分选用输送带，所述的分选机构包括磁选机、多工位人工分选台。

3.根据权利要求1所述的一种生活垃圾无害化焚烧处理系统，其特征在于：所述的烘干机与旋风除尘器之间设有引风机I，所述的湍球塔水除尘器与烟囱之间设有引风机Ⅱ。

4.一种生活垃圾无害化焚烧处理方法，其特征在于按以下流程步骤进行：

(1)制作生活垃圾衍生燃料RDF：

c、将粗破碎处理后的生活垃圾经送料机输送至烘干机中进行烘干干燥处理后，再经出料机输送至细破机中进行进一步破碎加工；

(2)用焚烧炉焚烧生活垃圾衍生燃料RDF：

e、将生活垃圾衍生燃料RDF通过输送机构输送至焚烧炉中进行充分燃烧；

f、燃烧产生的高温烟气、烟尘飞灰等焚烧产物通过管道进入烘干机中对经过粗破碎后待处理生活垃圾进行烘干干燥处理，以去除经粗破机破碎处理后的生活垃圾中的水分，然后在引风机I作用下烟尘自身再通过烟气管道进入烟气净化处理子系统；

(3)烟气净化处理：

j、最后净化处理后的烟气由烟囱排出。

5.根据权利要求4所述的一种生活垃圾无害化焚烧处理方法，其特征在于：所述的生活垃圾衍生燃料RDF可制成与空气充分接触的条形、圆形或蜂窝形。

6.根据权利要求4所述的一种生活垃圾无害化焚烧处理方法，其特征在于：所述的焚烧炉炉口处设有鼓风机，该焚烧炉的炉形结构为燃高挥发分煤的链条炉，炉内压力为-5Pa，烟气温度为850℃-1100℃，烟气在炉内的停留时间不少于2秒，所述的焚烧炉炉排的热负荷不小于500kg/m²。

7.根据权利要求4所述的一种生活垃圾无害化焚烧处理方法，其特征在于：所述的湍球塔水除尘器上设有100um污水过滤器，以形成污水循环处理、污泥重新制成生活垃圾衍生燃料RDF的装置。

8.根据权利要求4或7所述的一种生活垃圾无害化焚烧处理方法，其特征在于：所述的湍球塔水除尘器产生的污泥可作为生活垃圾衍生燃料RDF的粘结剂。