CN104119933B - 带发电设备的垃圾处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带发电设备的垃圾处理装置，包括垃圾干馏炉、垃圾焦化气处理单元、垃圾残炭处理单元、冷却器和发电设备。垃圾干馏炉设有燃烧室、进料口、炉体、炉膛和垃圾残炭出口，炉膛的下部设有分解气出口。燃烧室的一头设有燃烧器，另一头与废热锅炉连通。燃烧器设有燃料喷嘴和空气入口。废热锅炉设有蒸汽盘管，蒸汽盘管连接到发电设备，废热锅炉的下部设有熔渣池，熔渣池设有出渣口。分解气出口连接到垃圾焦化气处理单元，垃圾残炭出口通过冷却器连接到垃圾残炭处理单元。本发明将垃圾处理装置与发电设备相结合，将垃圾处理过程的高温烟气用于发电，既处理了垃圾，消除了污染，又变废为宝，合理利用了资源。

Description

带发电设备的垃圾处理装置

技术领域

本发明属于工业炉窑技术领域，涉及一种带发电设备的垃圾处理装置。

背景技术

随着经济的高速发展，人民生活水平日益提高，城市固体废物产生量急剧增加。我国城市生活垃圾以每年8％～10％的增长率增加，2002年达1.5亿吨以上，2010年城市生活垃圾的年排放量高达2.1亿吨。急剧增加的城市垃圾的排放已成为制约经济发展的重要因素，对人类的生存环境也构成了威胁，如何经济有效地治理垃圾，防止污染，成为全社会迫切需要解决的热点问题。

对于城市生活垃圾的处理已由过去的简单清除、野外堆放和露天简易填埋等初级处理方式渐渐提高到堆肥发酵、卫生填理、焚烧发电和资源化等高级处理方式。可用垃圾填埋场地的减少、填埋成本的提高，使得垃圾焚烧和综合利用越来越受到重视。垃圾焚烧是一种废物处理的方法，通过焚烧废物中有机物质，以缩减废物体积。焚烧与其他高温垃圾处理系统，皆被称为“热处理”。焚化垃圾时会将垃圾转化为灰烬、废气和热力。灰烬大多由废物中的无机物质组成，通常以固体和废气中的微粒等形式呈现。废气再排放到大气中。其余残余物则用于堆填。

由于在垃圾焚烧的过程中，需要在焚烧炉内送入燃料和助燃风，助燃风在与燃料燃烧的同时，氧化性气氛也会与垃圾中的含氯有机物发生反应，产生二噁英等有毒物质，严重危害周围环境及健康。

发明内容

本发明的目的是提供一种带发电设备的垃圾处理装置，对垃圾进行干馏处理，提取垃圾中的有用物质，变废为宝，干馏过程中燃烧室内的高温烟气用于发电，保护自然环境，创造经济和社会价值。

本发明的技术方案是：带发电设备的垃圾处理装置，包括垃圾干馏炉、垃圾焦化气处理单元、垃圾残炭处理单元、冷却器和发电设备。垃圾干馏炉设有进料口、炉体、炉膛和垃圾残炭出口，炉膛的下部设有分解气出口。发电设备设有蒸汽轮机和发电机组，蒸汽轮机与发电机组连接。垃圾干馏炉设有燃烧室，燃烧室壁由导热砖砌体砌筑而成或用金属材料制成。燃烧室的一头设有燃烧器，另一头与废热锅炉连通。燃烧器设有燃料喷嘴和空气入口。废热锅炉设有蒸汽盘管，蒸汽盘管连接到蒸汽轮机，废热锅炉的下部设有熔渣池，熔渣池设有出渣口。分解气出口连接到垃圾焦化气处理单元，垃圾残炭出口通过冷却器连接到垃圾残炭处理单元。

垃圾干馏炉为竖排炉、环形炉或转底炉。竖排炉为矩形结构，竖排炉的炉膛中设有2～50个燃烧室，各燃烧室附带蒸汽锅炉的蒸汽盘管通过蒸汽管路与发电设备连接。环形炉由内环和外环构成，内环和外环之间的环形空间是被加热物料的炉膛。2～50个燃烧室均匀分布，燃烧室穿过内环环形空间和外环。燃烧器位于内环的内侧，废气锅炉位于外环的外侧，或废气锅炉位于内环的内侧，燃烧器位于外环的外侧。各燃烧室附带蒸汽锅炉的蒸汽盘管通过蒸汽管路与发电设备连接。转底炉包括转底炉膛、旋转炉底和驱动装置，燃烧室位于转底炉膛的上部。

垃圾焦化气处理单元设有气液分离器、焦化气净化器和化工处理设备。气液分离器的气体出口与焦化气净化器连接，液体出口与化工处理设备连接。垃圾残炭处理单元设有磨碎机与重金属分离设备，磨碎机和重金属分离设备连接。燃烧室为矩形箱状体结构或圆筒形结构，燃烧室壁为单层或2～3层。金属材料为铸钢、铸铁或耐热钢。冷却器为夹套式水冷冷却器，冷却器内设有冷却设施。燃料喷嘴为气体燃料喷嘴、液体燃料喷嘴或固体燃料喷嘴，或者为上述燃料喷嘴的组合。

与传统的垃圾焚烧相比，本发明最大突破是垃圾不直接焚烧，而是在隔绝空气状态下进行干馏，虽然垃圾中有氯化物存在，但干馏使有机物分解，生成甲烷等可燃气体和碳化物，经过净化分离，不产生二恶英。

本发明垃圾处理装置与发电设备相结合，将垃圾干馏过程产生的高温烟气用于蒸汽发电，既有效处理了垃圾，消除污染，又变废为宝，合理利用了垃圾干馏处理过程中燃烧室内高温烟气热能，创造了经济价值和社会价值。干馏过程垃圾中的二恶英等有害物质进行彻底分解破坏，其分解率高达99％，减轻垃圾对周围环境的污染，有利于提高人们健康水平。利用导热耐材和/或金属材制作的燃烧室壁，使热量穿过室壁对垃圾进行加热，实现了对垃圾的干馏处理。干馏后分解气体在垃圾焦化气处理单元进行分离和处理，干馏后垃圾残炭经冷却后到垃圾残炭处理单元磨碎和重金属分离，有效利用了资源。

附图说明

图1为本发明带发电设备垃圾处理装置的流程示意结构；

图2为竖排炉示意图；

图3为本发明另一方案的流程示意图；

图4为矩形箱状体结构燃烧室的示意图；

图5为本发明再一方案的流程示意图；

图6为圆筒形结构燃烧室的示意图。

其中：

1—进料口、2—炉体、3—炉膛、4—燃烧室顶、5—空气入口、6—燃料喷嘴、7—燃烧器、8—燃烧室、9—分解气出口、10—垃圾残炭出口、11—冷却器、12—冷却设施、13—烟气出口、14—蒸汽盘管、15—废热锅炉、16—熔渣池、17—出渣口、18—气液分离器、19—焦化气净化器、20—化工处理设备、21—磨碎机、22—重金属分离设备、23—蒸汽管路、24—发电设备、25—燃烧室壁、26—燃烧室内层、27—转底炉膛、28—外环、29—环形空间、30—内环、31—旋转炉底、32—驱动装置、33—垃圾焦化气处理单元、34—垃圾残炭处理单元。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内作出任何改动也属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明带发电设备的垃圾处理装置如图1所示，包括竖排炉、垃圾焦化气处理单元33、垃圾残炭处理单元34、冷却器11和发电设备24。竖排炉设有燃烧室8、进料口1、炉体2、炉膛3和垃圾残炭出口10，炉膛的下部设有分解气出口9。发电设备设有蒸汽轮机和发电机组，蒸汽轮机与发电机组连接。燃烧室壁25由导热砖砌体砌筑而成，燃烧室的一头设有燃烧器7，另一头与废热锅炉15连通。燃烧器设有燃料喷嘴6和空气入口5，燃料喷嘴为固体燃料喷嘴，燃料喷嘴与煤粉输送管路连接，空气入口与鼓风机连接。废热锅炉设有蒸汽盘管14，蒸汽盘管连接到蒸汽轮机。废热锅炉的下部设有熔渣池16，熔渣池设有出渣口17。垃圾焦化气处理单元33设有气液分离器18、焦化气净化器19和化工处理设备20。分解气出口连接到气液分离器，气液分离器的气体出口与焦化气净化器连接，液体出口与化工处理设备连接。垃圾残炭处理单元34设有磨碎机21和重金属分离设备22，垃圾残炭出口10通过冷却器连接到磨碎机，磨碎机和重金属分离设备连接。如图4所示，燃烧室为矩形箱状体结构，燃烧室壁25为单层。如图2所示，竖排炉为矩形结构，竖排炉的炉膛3中设有6个燃烧室，各燃烧室8附带蒸汽锅炉的蒸汽盘管通过蒸汽管路23与发电设备24连接。冷却器11为夹套式水冷冷却器，冷却器内设有冷却设施12。

本发明带发电设备的垃圾处理装置的运行方式为，生活垃圾经供料设备、进料口1进入竖排炉的炉膛3。由燃烧室8燃烧产生的热量隔焰加热炉膛内垃圾物料，对垃圾进行预热和高温干馏。炉膛内分解出垃圾焦化气体和焦化垃圾残炭，焦化气体经分解气出口9进入垃圾焦化气处理单元33进行焦化气体处理。焦化垃圾残炭经垃圾残炭出口10到冷却器11冷却，冷却后的垃圾残炭到垃圾残炭处理单元34进行处理。煤粉管路的煤粉经燃料喷嘴6进入燃烧器7，鼓风机鼓出的空气经空气入口5进入燃烧器7进行助燃燃烧。燃烧室燃烧产生的熔融状态的炉渣进入熔渣池16，熔融状态的熔渣经出渣口17排出。燃烧产生的烟气进入废热锅炉15，通过蒸汽盘管14取热，利用烟气的余热发生蒸汽，蒸汽驱动蒸汽轮机带动发电机组发电。在垃圾焦化气处理单元33，焦化气在引风机的抽吸作用下进入气液分离器18进行气液分离，分出气体经焦化气净化器19净化处理后到焦化气储罐用作燃料气或化工原料。分离出的煤焦油到化工处理设备20进行后续加工处理，处理后的液体产物用作化工原料。在垃圾残炭处理单元34，垃圾残炭经过磨碎机21磨碎后到重金属分离设备22，分离出贵重金属用于工业或其它用途，分离贵重金属后的垃圾残炭剩余物返回燃烧室作燃料。

实施例2

本发明另一实施方式如图3，垃圾干馏炉为环形炉，由内环30和外环28构成，内环和外环之间的环形空间29是被加热物料的炉膛。8个燃烧室均匀分布，燃烧室穿过内环环形空间和外环，燃烧器位于内环的内侧，废气锅炉位于外环的外侧，各燃烧室附带蒸汽锅炉的蒸汽盘管14通过蒸汽管路与发电设备连接。分解气出口9位于环形炉的下部。如图6所示，燃烧室为圆筒形结构，燃烧室为双层室壁，包括燃烧室壁25和燃烧室内层26，燃烧室壁25为导热砖砌体砌筑而成。本实施例其它设备结构和运行操作与实施例1相同。

实施例3

本发明第三种实施方式如图5所示，垃圾干馏炉为转底炉，包括转底炉膛27、旋转炉底31和驱动装置32，燃烧室位于转底炉膛的上部。燃烧室燃烧隔焰加热转底炉膛中的垃圾物料，干馏分解出的焦化气废气通过分解气出口到垃圾焦化气处理单元进行处理，焦化垃圾残炭经垃圾残炭出口到垃圾残炭处理单元。废热锅炉中蒸汽盘管取热发生的蒸汽驱动蒸汽轮机转动，带动发电机组发电。

Claims (10)

1.一种带发电设备的垃圾处理装置，包括垃圾干馏炉、垃圾焦化气处理单元（33）、垃圾残炭处理单元（34）、冷却器（11）和发电设备（24），所述垃圾干馏炉设有进料口（1）、炉体（2）、炉膛（3）和垃圾残炭出口（10），炉膛的下部设有分解气出口（9）；所述发电设备设有蒸汽轮机和发电机组，蒸汽轮机与发电机组连接，其特征是：所述垃圾干馏炉设有燃烧室（8），所述燃烧室壁由导热砖砌体砌筑而成或用金属材料制成；所述燃烧室的一头设有燃烧器（7），另一头与废热锅炉（15）连通；所述燃烧器设有燃料喷嘴（6）和空气入口（5）；所述废热锅炉设有蒸汽盘管（14），蒸汽盘管连接到蒸汽轮机，废热锅炉的下部设有熔渣池（16），熔渣池设有出渣口（17）；所述分解气出口连接到垃圾焦化气处理单元（33），所述垃圾残炭出口（10）通过冷却器连接到垃圾残炭处理单元（34）。

2.根据权利要求1所述的带发电设备的垃圾处理装置，其特征是：所述垃圾干馏炉为竖排炉、环形炉或转底炉。

3.根据权利要求2所述的带发电设备的垃圾处理装置，其特征是：所述竖排炉为矩形结构，竖排炉的炉膛中设有2～50个燃烧室，各燃烧室附带蒸汽锅炉的蒸汽盘管（14）通过蒸汽管路（23）与发电设备（24）连接。

4.根据权利要求2所述的带发电设备的垃圾处理装置，其特征是：所述环形炉由内环（30）和外环（28）构成，内环和外环之间的环形空间（29）是被加热物料的炉膛；2～50个燃烧室均匀分布，燃烧室穿过内环环形空间和外环；燃烧器位于内环的内侧，废气锅炉位于外环的外侧，或废气锅炉位于内环的内侧，燃烧器位于外环的外侧；各燃烧室附带蒸汽锅炉的蒸汽盘管（14）通过蒸汽管路与发电设备（24）连接。

5.根据权利要求2所述的带发电设备的垃圾处理装置，其特征是：所述转底炉包括转底炉膛（27）、旋转炉底（31）和驱动装置（32），所述燃烧室位于转底炉膛的上部。

6.根据权利要求1所述的带发电设备的垃圾处理装置，其特征是：所述垃圾焦化气处理单元（33）设有气液分离器（18）、焦化气净化器（19）和化工处理设备（20）；所述气液分离器的气体出口与焦化气净化器连接，液体出口与化工处理设备连接。

7.根据权利要求1所述的带发电设备的垃圾处理装置，其特征是：所述垃圾残炭处理单元（34）设有磨碎机（21）和重金属分离设备（22），磨碎机与重金属分离设备连接。

8.根据权利要求1所述的带发电设备的垃圾处理装置，其特征是：所述燃烧室为矩形箱状体结构或圆筒形结构，所述燃烧室壁为单层或2～3层。

9.根据权利要求1所述的带发电设备的垃圾处理装置，其特征是：所述金属材料为铸钢、铸铁或耐热钢；所述冷却器（11）为夹套式水冷冷却器，所述冷却器内设有冷却设施（12）。

10.根据权利要求1所述的带发电设备的垃圾处理装置，其特征是：所述燃料喷嘴为气体燃料喷嘴、液体燃料喷嘴或固体燃料喷嘴，或者为上述燃料喷嘴的组合。