CN102151688B - 城市垃圾处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种在封闭环境中用于城市垃圾焚烧及飞灰处理的方法，包括以下步骤：城市垃圾分捡；将分捡后的城市垃圾破碎；用含有固定碳的可燃物质将粉碎后的城市垃圾进行混合；将混和后的城市垃圾进行干燥；将干燥的城市垃圾在混合氧的条件下，焚烧温度在850℃以上对城市垃圾进行封闭焚烧；用飞灰浆低温循环处理城市垃圾焚烧飞灰中的灰尘颗粒；用有害气体吸附材料和水低温循环处理城市垃圾焚烧飞灰中的有害气体。通过以上方法使焚烧锅炉燃烧温度可达850度以上，垃圾焚烧可控制在2秒以上，能有效抑制二噁英、呋喃的产生，产生的飞灰(烟气)中的灰尘和有害气体吸附充分，对焚烧场周边地区的环境能有效保护。

Description

城市垃圾处理方法

技术领域

本发明涉及一种用于城市垃圾处理的方法，特别是一种综合对城市垃圾处理的方法。 

背景技术

城市垃圾由于垃圾复杂，处理困难，焚烧是城市垃圾(包括生活垃圾和医疗垃圾)处理的一个重要手段。 

但是由于我国城市垃圾具有成分杂、水分高、热值低等特点，其含水量一般都在50％以上，平均热值只有低，特别在南方地区垃圾中含水量更大，这种状况不利于焚烧。 

焚烧炉一般采用炉排进行垃圾焚烧，由于炉排的机械设计，无法将焚烧炉封闭，焚烧时飞灰中的有害气体难免排出；而垃圾未封闭焚烧，温度低，垃圾燃烧不充分，二噁英类有害物质无法得到有效的抑制；第三，机械传动的炉排结构相对复杂，维护工作较重。 

同时，焚烧过程中将产生大量的飞灰，如按每吨垃圾产生3％的焚烧飞灰来计算，每年我国至少会产生14万吨以上的焚烧飞灰，并且逐年增长。焚烧时产生的飞灰虽然垃圾焚烧场采取了收集措施，但由于产生的飞灰量大，温度高，除尘设备如布袋除尘、静电除尘无法达到大量收集飞灰中灰尘的要求，而且更换麻烦，效果不理想，相当多的焚烧飞灰排放在大气中，对垃圾焚烧场周边地区污染相当严重，而且由于焚烧飞灰富集对人体有致癌作用的二恶英和呋喃等毒性物质，对焚烧场周边的人群造成极大的伤害。 

许多垃圾处理厂由于设备复杂，维护成本高，处理方法复杂，运行成本很高，无法真正有效地对垃圾进行处理。 

发明内容

为克服上述问题，提出一种城市垃圾处理方法，包括以下步骤： 

a.城市垃圾分捡：分捡出废旧金属垃圾、瓜果蔬菜、玻璃、建筑垃圾； 

b城市垃圾破碎：将分捡后城市垃圾破碎； 

c.城市垃圾混合：用含有固定碳的可燃物质与粉碎后的城市垃圾混合； 

d.城市垃圾干燥：将与含有固定碳的可燃物质混和后的城市垃圾干燥； 

e.城市垃圾焚烧：将干燥后城市垃圾在在富氧浓度为30％以上、焚烧温度在850℃以上的条件下对城市垃圾进行封闭焚烧，产生的炉渣排出，产生的飞灰进入下一步处理； 

f.处理城市垃圾焚烧飞灰中的灰尘颗粒：将经水喷洒吸附飞灰得到的飞灰浆经沉淀过滤后，降温处理到2℃-50℃，再将飞灰浆喷洒吸附飞灰，得到的飞灰浆沉淀过滤后再经降温处理到 2℃-50℃，然后又用于喷洒吸附飞灰，形成飞灰浆的循环生成和使用，飞灰浆喷洒吸附飞灰是在封闭环境中进行； 

g.将处理过的飞灰排出。 

进一步的是，在步骤f和步聚g之间加入步骤h.处理城市垃圾焚烧飞灰中的有害气体：在淋喷2℃-40℃水的条件下，用有害气体吸咐材料吸附经步骤f处理后的飞灰，吸附飞灰后的水沉淀过滤后，经臭氧处理后，降温处理到2℃-40℃，再用于本步骤h中的淋喷吸附，淋喷吸附和有害气体吸咐材料吸附都是在封闭环境中进行。 

在步骤f中，根据飞灰浆情况，需排出沉淀过滤后杂质浓度还是很高的水，加入新的水。步聚h中，也要根据水情况，对沉淀过滤后的水进行补充和排放。 

进一步的是，所述步骤h处理飞灰时，同时通入臭氧对飞灰进行处理。 

进一步的是，所述步骤e在焚烧城市垃圾时，如燃烧不充分，再加入纯度为99％以上的高纯氧助燃。 

进一步的是，有害气体吸咐材料采用活性炭或/和硅石颗粒或/和硅澡土。 

进一步的是，有害气体吸附材料活性炭或/和硅石颗粒或/和硅澡土吸附飞灰后，用臭氧处理后再用于飞灰的吸附。 

进一步的是，步骤f和步聚h降温处理采用液氮进行降温处理。 

进一步的是，所述步骤c中含有固定碳可燃物质为煤泥或/和煤粉或/和污泥。为进一步增加在e步骤中的焚烧效果，加入煤泥即解决了洗煤以后产生的大量煤泥问题，又利用了煤泥的能量。加入城市污水处理后的干燥污泥，为污泥的处理带来新的途径。 

进一步的是，将步骤d中干燥城市垃圾所产生的气体收集后送入步骤e中进行焚烧。 

进一步的是，步骤a中分捡包括分捡出废旧金属，瓜果蔬菜、玻璃、建筑垃圾。 

经过以上处理后的城市垃圾一是产生经高温焚浇过的炉渣，二是飞灰浆，三是排出有害物质很少的气体，四是用于吸附飞灰后的水。吸附飞灰后的水可经蒸发后浓缩后，可以和炉渣与沉淀下的飞灰浆一起进一步处理，如用于制水泥等用途，也可处理后填埋，可以参见专利2006100007581和专利01822621.3的处理方法。排出的气体可根据情况排放或进一步处理。 

上述城市垃圾处理方法，主要目的是使城市垃圾燃烧充分，焚烧时在富氧浓度30％以上，一般不超过80％，温度达到850℃以上，大大减少是二噁英、呋喃产生。同时使飞灰中的灰尘和有害气体的充分吸附，并保证在垃圾焚烧和飞灰处理期间不向外排放飞灰，保证焚烧场周边的空气质量要求，经处理后的飞灰排出时对环境影响已很小。 

在对焚烧飞灰处理时，采用以灰制灰的循环吸附方式，充分利用了飞灰的吸附性，水的 循环使用，减少了水的使用量，减少了运行成本，而同时飞灰浆也能吸收飞灰中的CO₂，减少CO₂排放。硅石颗粒等有害气体吸附材料的使用，增加了对有害气体的吸附效果，成本很底。利用臭氧可除烟、除尘、去除重金属，减少飞灰的有害成分。处理过程中采用低温的飞灰浆和水，降低了焚烧飞灰的温度。 

城市垃圾经过分捡后，把瓜果蔬菜分捡出，一是减少城市垃圾的水份，利于城市垃圾焚烧，二是用于堆肥利用。 

城市焚烧前的垃圾干燥，去掉城市垃圾中的水份，保证城市垃圾焚烧充分。 

水尽可能的循环使用，能有效减低运行成本。 

附图说明

图1.带有飞灰处理的封闭式干燥焚烧锅炉示意图。 

1.传送带，2干燥设备，3干燥器，4收集管道，5助燃管道，6进料口，7焚烧锅炉，8水箱，9蒸气管道，10水管，11焚烧腔，12助燃腔，13焚烧板，14螺旋输送机，15吸热器，16飞灰烟道，17喷淋器，18，灰尘处理腔，19立柱，20臭氧管，21淋水箱，22气体处理腔，23出灰口，24提升机，25，管道，26硅石沉淀池，27硅石池，28飞灰浆池，29飞灰浆沉淀池，30通孔，31穿孔，32液氮箱。 

具体实施方式：

1.将城市垃圾采用垃圾预选器经磁选、风选分检后，再由人工尽可能分捡，主要分检出瓜果蔬菜、玻璃、废旧金属、、建筑垃圾，不用分捡出塑料制品。 

2.分捡后的城市垃圾利用破碎机破碎到10mm以下。 

3.将破碎后的城市垃圾倒入搅拌机，加入煤泥、污泥进行混合搅拌，煤泥、污泥和城市垃圾重量比为0.5∶0.5∶1。 

4.将混合有煤泥、污泥的城市垃圾通过皮带进入到带有飞灰处理的密封式干燥焚烧锅炉进行焚烧及飞灰处理，如图1所示，过程如下： 

将混合好的城市垃圾经过传送带1传送到干燥设备2中，在蛇形干燥器3干燥后，城市垃圾落到干燥设备底部的斜坡面上，并在斜坡面作用下(也可利用振动棒)，将城市垃圾送到焚烧锅炉7的进料口6中。焚烧锅炉7的燃烧室被倾斜设置的焚烧板13分隔成两独立的燃烧腔11和助燃腔12。根据垃圾情情况可采用富氧浓度30％，或40％或60％或80％的富氧通过助燃管道5喷入助燃腔内，通过焚烧板上的通孔30喷入燃烧腔内，让城市垃圾充分燃烧，使燃烧温度能达到850℃以上，如果燃烧不充分，可利用焚烧板上的管道输入纯度99％以上的高纯氧，提高燃烧效果。燃烧产生的热用于加热水箱8，通过蒸气管道9排出，可用于发电等其它用途，同时可在蒸气管道9接通支管将蒸气连通到干燥器3，对垃圾进行干燥处理，干燥产生的气体通过助燃管5进入助燃腔，不排到大气中，减少污染，最终经过高温处理后减少危害。焚烧产生的炉渣通过与焚烧锅炉封闭连接的螺旋输送机14排出，螺旋输送机14与水平方面倾斜设置，并通有水。焚烧飞灰通过飞灰烟道16进入到飞灰处理设备中，飞灰烟道上设有吸热器15。以上焚烧锅炉用于实现所述步骤e的方法，焚烧飞灰不会排到大气中。 

飞灰处理设备中的灰尘处理腔18用于实现所述步骤f的方法，烟道由立柱19上下交错排列形成的蛇形通道构成，焚烧飞灰(以下简称飞灰)进入灰尘处理腔18中时，灰尘处理腔18顶上设有喷淋器17，喷出由水吸附飞灰后得到的飞灰浆，飞灰浆经喷淋吸附飞灰后，最后落入底部的出口飞灰浆池28中，飞灰浆池的飞灰浆高度超过灰尘处理腔18的底部出口，避免飞灰排出大气中，飞灰浆经过过滤后到飞灰浆沉淀池29中沉淀，然后通过管道经过液氮箱32降温到15℃左右后送到喷淋器17处喷出，实现飞灰浆循环生成和使用。 

气体处理腔22与灰尘处理腔18封闭连接，其中的蛇形烟道也是立柱19上下交错排列形成构成。气体处理腔22用于实现所述步骤h的方法。经灰尘处理腔18处理后余下的飞灰气体进入气体处理腔22后，气体处理腔22上部的淋水箱21中的硅石颗粒和水混合物从淋水箱底部的穿孔31淋下，对飞灰气体进行吸附，然后由气体处理腔22底部的出口到达硅石池27中，在硅石池27中斜坡面作用下，到达提升机24底部，同时由臭氧管20通入臭氧对硅石颗粒和水进行处理，硅石颗粒由提升机送到淋水箱中，水经过滤后到达硅石沉淀池26中，再通过管道25经过液氮箱32降温到15℃左右后到送到淋水箱与硅石颗粒混合，再次循环使用。为加强处理效果，臭氧管20也与气体处理腔22连通，用硅石颗料和水吸附飞灰的同时，通入臭氧加强处理能力。 

上述硅石颗粒也可使用其它有害气体吸附材料，如活性炭，硅澡土也可混合使用。 

处理后的气体经出灰口23排出。 

使用上述方法、设备处理城市垃圾，能大幅减少排出气体的有害物质，对垃圾场周边环境污染很小，并且运行成本低，设备结构简单，维护方便。 

Claims (10)

1.用于城市垃圾处理的方法，其特征是：包括以下步骤：

a.城市垃圾分捡；

b.将分捡后的城市垃圾破碎；

c.用含有固定碳的可燃物质将粉碎后的城市垃圾进行混合；

d.将混和后的城市垃圾进行干燥，以备下一步处理；

e.将干燥后的城市垃圾送到焚烧锅炉(7)中，所述焚烧锅炉(7)的燃烧室被倾斜设置的焚烧板(13)分隔成两独立的燃烧腔(11)和助燃腔(12)，将富氧浓度30％至80％的富氧通过助燃管道(5)喷入助燃腔(12)内，通过焚烧板上的通孔(30)喷入燃烧腔(11)内，使燃烧温度能达到850℃以上，对城市垃圾进行封闭焚烧，产生的炉渣排出，产生的焚烧飞灰进入下一步骤处理；

f.处理城市垃圾焚烧飞灰中的灰尘颗粒：将经水喷洒吸附飞灰得到的飞灰浆经沉淀过滤后，降温处理到2℃-50℃，再将飞灰浆喷洒吸附飞灰，得到的飞灰浆沉淀过滤后再经降温处理到2℃-50℃，然后又用于喷洒吸附飞灰，形成飞灰浆的循环生成和使用，飞灰浆喷洒吸附飞灰是在封闭环境中进行；

g.排出处理后的飞灰。

2.根据权利要求1所述的城市垃圾焚烧处理的方法，其特征是：在步骤f和步聚g之间加入步骤h.处理城市垃圾焚烧飞灰中的有害气体：在淋喷2℃-40℃水的条件下，用有害气体吸咐材料吸附经步骤f处理后的飞灰，吸附飞灰后的水沉淀过滤后，经臭氧处理后，降温处理到2℃-40℃，再用于本步骤h中的淋喷吸附，淋喷吸附和有害气体吸咐材料吸附都是在封闭环境中进行。

3.根据权利要求2所述的城市垃圾焚烧处理的方法，其特征是：所述步骤h处理飞灰时，同时加入臭氧对飞灰进行处理。

4.根据权利要求3所述的城市垃圾焚烧处理的方法，其特征是：所述步骤e在焚烧城市垃圾时，如燃烧不充分，再加入纯度为99％以上的高纯氧助燃。

5.根据权利要求4所述的城市垃圾焚烧处理的方法，其特征是：有害气体吸附材料吸附飞灰后，用臭氧处理后再用于焚烧飞灰的吸附。

6.根据权利要求5所述的城市垃圾焚烧处理的方法，其特征是：有害气体吸咐材料采用活性炭、硅石颗粒、硅澡土中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的城市垃圾焚烧处理的方法，其特征是：步骤f和步聚h降温处理采用液氮进行降温处理。 

8.根据权利要求7所述的城市垃圾焚烧处理的方法，其特征是：将步骤d中干燥城市垃圾所产生的气体收集后送入步骤e中进行焚烧。

9.根据权利要求8所述的城市垃圾焚烧处理的方法，其特征是：所述步骤c中含有固定碳可燃物质采用煤泥、煤粉、污泥中的至少一种。

10.根据权利要求9所述的城市垃圾焚烧处理的方法，其特征是：步骤a中分捡包括分捡出废旧金属、瓜果蔬菜、玻璃、建筑垃圾。 

Images