CN101825284A - 城市生活垃圾蓄热式气化熔融焚烧系统 - Google Patents

城市生活垃圾蓄热式气化熔融焚烧系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种城市生活垃圾蓄热式气化熔融焚烧系统，包括气化熔融焚烧炉，气化熔融焚烧炉包括高温空气入口和高温烟气出口，高温烟气出口与高温旋风除尘器的入口连接；高温旋风除尘器的出口分两路，其中一路与第一高温空气蓄热装置的烟气侧入口连接，另一路与余热锅炉的烟气侧入口连接，余热锅炉的烟气侧出口与第二高温空气蓄热装置的烟气侧入口连接；第二高温空气蓄热装置的烟气侧出口与第一高温空气蓄热装置的烟气侧出口合二为一，并依次与袋式除尘器、引风机、脱硫塔、烟囱连接。将蓄热式高温空气燃烧技术和气化熔融焚烧技术相结合，两组高温空气蓄热装置对燃烧热量充分吸收，消耗辅助燃料少，灰渣烟气中重金属、二恶英含量低。

Description

城市生活垃圾蓄热式气化熔融焚烧系统
技术领域
本发明涉及一种城市生活垃圾处理设备，尤其涉及一种城市生活垃圾蓄热式气化熔融焚烧系统。
背景技术
随着人们生活水平的提高，城市化进程的加快，日益增长的城市生活垃圾已经成为严重制约城市发展的瓶颈。
现有技术中，通过垃圾焚烧技术处理垃圾，需要添加大量的煤等辅助燃料，消耗大量的宝贵能源，且飞灰中重金属、二恶英的含量高。
发明内容
本发明的目的是提供一种城市生活垃圾蓄热式气化熔融焚烧系统，该系统将蓄热式高温空气燃烧技术和气化熔融焚烧技术相结合，消耗辅助燃料少，灰渣烟气中重金属、二恶英含量低。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的城市生活垃圾蓄热式气化熔融焚烧系统，包括气化熔融焚烧炉，所述气化熔融焚烧炉包括高温空气入口和高温烟气出口，所述高温烟气出口与高温旋风除尘器的入口连接；
所述高温旋风除尘器的出口分两路，其中一路与第一高温空气蓄热装置的烟气侧入口连接，另一路与余热锅炉的烟气侧入口连接，余热锅炉的烟气侧出口与第二高温空气蓄热装置的烟气侧入口连接；
第二高温空气蓄热装置的烟气侧出口与第一高温空气蓄热装置的烟气侧出口合二为一，并与袋式除尘器的烟气入口连接；
袋式除尘器的烟气出口与引风机的烟气入口连接，引风机的烟气出口依次与脱硫塔、烟囱连接。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的城市生活垃圾蓄热式气化熔融焚烧系统，由于高温旋风除尘器的出口分两路，其中一路与第一高温空气蓄热装置的烟气侧入口连接，另一路与余热锅炉的烟气侧入口连接，余热锅炉的烟气侧出口与第二高温空气蓄热装置的烟气侧入口连接。将蓄热式高温空气燃烧技术和气化熔融焚烧技术相结合，两组高温空气蓄热装置对燃烧热量充分吸收，消耗辅助燃料少，灰渣烟气中重金属、二恶英含量低。
附图说明
图1为本发明城市生活垃圾蓄热式气化熔融焚烧系统的结构原理图；
图2为本发明中高温空气蓄热装置的结构原理图。
具体实施方式
本发明的城市生活垃圾蓄热式气化熔融焚烧系统，其较佳的具体实施方式是：
包括气化熔融焚烧炉，所述气化熔融焚烧炉包括高温空气入口和高温烟气出口，其特征在于，所述高温烟气出口与高温旋风除尘器的入口连接；
所述高温旋风除尘器的出口分两路，其中一路与第一高温空气蓄热装置的烟气侧入口连接，另一路与余热锅炉的烟气侧入口连接，余热锅炉的烟气侧出口与第二高温空气蓄热装置的烟气侧入口连接；
第二高温空气蓄热装置的烟气侧出口与第一高温空气蓄热装置的烟气侧出口合二为一，并与袋式除尘器的烟气入口连接；
袋式除尘器的烟气出口与引风机的烟气入口连接，引风机的烟气出口依次与脱硫塔、烟囱连接。
所述第一高温空气蓄热装置的空气侧入口连接有第一鼓风机，第一高温空气蓄热装置的空气侧出口与所述气化熔融焚烧炉的高温空气入口连接；
第二高温空气蓄热装置的空气侧入口连接有第二鼓风机，第二高温空气蓄热装置的空气侧出口与换热器的空气侧入口连接，换热器的空气侧出口与所述烟囱连接；
换热器的给水口连接有给水泵，换热器的出水口与所述余热锅炉的入水口连接。
所述第一高温空气蓄热装置和第二高温空气蓄热装置分别包括两个蓄热器及相应的换向控制装置，蓄热器内设有蓄热体，所述蓄热体包括蜂窝陶瓷体和/或陶瓷小球。
本发明将蓄热式高温空气燃烧技术和气化熔融焚烧技术结合，把低热值高水分的垃圾焚烧干净，垃圾的热能充分利用，垃圾焚烧炉渣的热灼减率≤5％。同时也为有效抑制飞灰中重金属、二恶英的产生，提供一种新的、安全环保的垃圾处置方法。解决了目前低热值城市生活垃圾焚烧消耗辅助燃料多以及固体垃圾焚烧减容减量处置过程中，灰渣烟气中重金属，二恶英超标的问题，并节约辅助燃料。
下面通过具体实施例并结合附图对本发明进行详细的描述：
如图1所示，包括：
气化熔融焚烧炉1、高温旋风除尘器2、余热锅炉3、第一高温空气蓄热装置4、第一鼓风机5、第二高温空气蓄热装置6、第二鼓风机7、袋式除尘器8、引风机9、脱硫塔10、烟囱11、给水泵12和换热器13。气化熔融焚烧炉1采用圆形筒体结构，气化熔融焚烧炉1包括焚烧炉炉体及给料口、熔渣池、排渣口、排铁口、空气入口、点火烧嘴等组成部件。气化熔融焚烧炉1顶部连接高温旋风除尘器2入口，高温旋风除尘器2顶部气体出口布置有三通管道，一路管道连接第一高温空气蓄热装置4烟气侧入口，一路管道连接余热锅炉3烟气侧入口，余热锅炉3烟气侧出口连接第二高温空气蓄热装置6烟气侧入口，第二高温空气蓄热装置6烟气侧出口和第一高温空气蓄热装置4烟气侧出口通过一组三通，连接袋式除尘器8烟气入口。袋式除尘器8烟气出口连接引风机9烟气入口，引风机9烟气出口连接脱硫塔10烟气入口，脱硫塔10烟气出口连接烟囱11。第一鼓风机5空气出口连接第一高温空气蓄热装置4空气侧入口，第一高温空气蓄热装置4空气侧出口连接气化熔融焚烧炉1。第二鼓风机7空气出口连接第二高温空气蓄热装置6空气侧入口，第二高温空气蓄热装置6空气侧出口连接换热器13空气侧入口，换热器13空气侧出口连接烟囱11。给水泵12给水出口连接换热器13给水口，换热器13出水口连接余热锅炉3入水口，余热锅炉3出水口通过管道连接其他工艺。
本发明的城市生活垃圾蓄热式气化熔融焚烧工艺是这样实现的：气化熔融焚烧炉1通过补燃烧嘴启动，实现底料熔融及第一高温空气蓄热装置4产生900～1200℃热空气后，开始投入垃圾。垃圾送入气化熔融焚烧炉1后在炉内燃烧产生1300～1500℃高温烟气，高温烟气由气化熔融焚烧炉1顶部高温旋风除尘器2进行高温除尘，除尘后的高温烟气通过一组三通，根据气化熔融焚烧炉1气化熔融焚烧垃圾所需的空气量，抽取部分垃圾焚烧生成的高温烟气进入第一高温空气蓄热装置4放热，用来加热气化熔融炉所需的高温空气，放热后烟气温度降为120～180℃左右。其余烟气经过余热锅炉3，冷却至600℃左右，600℃的烟气进入第二高温空气蓄热装置6放热，排烟温度120～180℃左右，两部分烟气混合后送入布袋除尘器8进行二级除尘。二级除尘后的烟气通过引风机9，送入脱硫塔10进行湿法脱硫，脱硫后达标的烟气进入烟囱11，排入大气。第二高温空气蓄热装置6吸收的热量，由一组冷空气吸收，吸收热量后的高温空气，经过一组换热器13，放热后的低温空气直接送入烟囱11。冷凝器吸收的热量用水来吸收，经过加热的水送入余热锅炉2，余热锅炉2可以产生热水或蒸汽，供生产生活使用。垃圾气化熔融产生的熔渣和高温金属以熔融状分别从气化熔融焚烧炉1底部设置的排渣口和排铁口排出。
本发明中高温空气蓄热装置的说明：
如图2所示，一套第一高温空气蓄热装置4包括两个蓄热器41、42及相应的换向控制装置，蓄热器41、42内设有蓄热体，蓄热体采用非金属材质的蜂窝陶瓷体和/或陶瓷小球构成。第一蓄热器41布置在高温侧的垃圾焚烧高温烟气管道二8和低温烟气通道9之间，第二蓄热器42布置在低温侧的低温空气通道10和高温空气通道11之间。高温的垃圾焚烧烟气流经高温侧的第一蓄热器41时，第一蓄热器41温度升高，烟气温度降低。当第一蓄热器41温度升高到一定程度，经过控制系统切换至低温侧，第二蓄热器42切换至高温侧，低温的净洁空气通过蓄热后的第一蓄热器41时，第一蓄热器41温度降低，空气温度升高，同时，高温的垃圾焚烧烟气流经第二蓄热器42，第二蓄热器42开始蓄热。降温后的第一蓄热器41经过控制系统重新切换至高温侧进行蓄热，如是循环。
第二高温空气蓄热装置6工作原理与第一高温空气蓄热装置4相同。
本发明的工艺特征是：
1、采用气化熔融法焚烧处理生活垃圾，减容化、减量化、资源化程度高；提高助燃空气温度900～1200℃以后，可将焚烧炉的焚烧温度提高到1300～1500℃，较现有炉排炉和循环流化床的800～1000℃的燃烧温度，燃烧更彻底，可以进一步提高垃圾焚烧烟气中二恶英类物质焚烧效果和破坏去除效率。由于采用熔融焚烧，炉渣的热灼减率小于等于5％。
2、将蓄热式高温空气燃烧技术和气化熔融焚烧技术相结合，通过焚烧烟气利用蓄热式高温空气燃烧技术将助燃空气的入炉温度提高至900℃～1200℃，减少辅助燃料的使用量，降低运行费用，在垃圾热值高于900kcal/kg时，不需要添加辅助燃料。
3、经余热锅炉放热后的烟气热量采用蓄热体吸收后，热量由洁净的冷空气带走，冷空气加热后送往换热器加热给水。含有酸性气体的垃圾焚烧烟气热量由非金属蓄热器吸收，彻底解决对低温段金属受热面的腐蚀问题。
4、蓄热器及换向装置可实现烟气的迅速降温，缩短垃圾焚烧烟气降温所用的时间，有效控制二噁英在(600～300℃)降温过程中的重新合成；
5、本发明具有燃烧热强度高、二噁英分解完全、节省辅助燃料及提高焚烧热效率等特点，尤其适合处理含水量大、热值较低的城市生活垃圾。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种城市生活垃圾蓄热式气化熔融焚烧系统，包括气化熔融焚烧炉，所述气化熔融焚烧炉包括高温空气入口和高温烟气出口，其特征在于，所述高温烟气出口与高温旋风除尘器的入口连接；
所述高温旋风除尘器的出口分两路，其中一路与第一高温空气蓄热装置的烟气侧入口连接，另一路与余热锅炉的烟气侧入口连接，余热锅炉的烟气侧出口与第二高温空气蓄热装置的烟气侧入口连接；
第二高温空气蓄热装置的烟气侧出口与第一高温空气蓄热装置的烟气侧出口合二为一，并与袋式除尘器的烟气入口连接；
袋式除尘器的烟气出口与引风机的烟气入口连接，引风机的烟气出口依次与脱硫塔、烟囱连接。
2.根据权利要求1所述的城市生活垃圾蓄热式气化熔融焚烧系统，其特征在于，所述第一高温空气蓄热装置的空气侧入口连接有第一鼓风机，第一高温空气蓄热装置的空气侧出口与所述气化熔融焚烧炉的高温空气入口连接；
第二高温空气蓄热装置的空气侧入口连接有第二鼓风机，第二高温空气蓄热装置的空气侧出口与换热器的空气侧入口连接，换热器的空气侧出口与所述烟囱连接；
换热器的给水口连接有给水泵，换热器的出水口与所述余热锅炉的入水口连接。
3.根据权利要求1或2所述的城市生活垃圾蓄热式气化熔融焚烧系统，其特征在于，所述第一高温空气蓄热装置和第二高温空气蓄热装置分别包括两个蓄热器及相应的换向控制装置，蓄热器内设有蓄热体，所述蓄热体包括蜂窝陶瓷体和/或陶瓷小球。
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