CN105222136A

CN105222136A - 一种水泥窑炉协同处置生活垃圾的系统

Info

Publication number: CN105222136A
Application number: CN201510729435.4A
Authority: CN
Inventors: 马明亮; 佟贵山; 魏文荣; 毛露; 王业华; 沈文婷; 杨华伟; 时红霞; 张彦涛; 项泽强
Original assignee: Beijing Kai Sheng Building Materials Engineering Co Ltd
Current assignee: Beijing Kai Sheng Building Materials Engineering Co Ltd
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2016-01-06

Abstract

本发明涉及一种水泥窑炉协同处置生活垃圾的系统，包括垃圾储存系统、渗滤液处理系统、垃圾焚烧系统、烟气置换系统和余热发电系统。利用垃圾焚烧炉产生的烟气由窑尾烟室上部进入，再从窑尾烟室下部抽取等工况体积的烟气进入余热发电系统进行发电。利用窑尾烟室(1100℃)和分解炉内(800～900℃)的高温环境对烟气进行焚烧分解，能够达到彻底消除烟气中的二恶英的目的，同时借用传统的应对氯碱硫危害的放风原理，抽出等工况体积的烟气，降低了入窑热生料氯离子的含量，提高了水泥熟料的质量。烟气中较大颗粒随生料进入回转窑固化在水泥熟料晶体结构中，该系统无需垃圾破碎和烟气净化，实现对城市垃圾固、液、气完全无害化处理。

Description

一种水泥窑炉协同处置生活垃圾的系统

技术领域

本发涉及计城市生活垃圾处理领域，特别是涉及一种水泥窑炉协同处置生活垃圾的系统。

背景技术

随着城市的不断发展，城市生活垃圾的排放也越来越多，每年以9％的速度增长，垃圾占有了大量的土地，对城市周围生态环境构成了严重威胁，亟需得到治理。目前城市生活垃圾的处理方法主要有四种：填埋、堆肥、焚烧，目前我国以卫生填埋发为主，垃圾焚烧会产生有害气体和残渣等容易引起二次污染，所以具有一定争议。而水泥厂独特的生产工艺(碱性环境和1000℃左右的高温)为处理城市垃圾提供了优良的条件。利用水泥窑协同处理城市生活垃圾，一方面可以利用水泥烧成系统消解垃圾处理过程中的臭气及有毒物质；另一方面，垃圾焚烧产生的灰渣可以作为水泥混合材使用，垃圾中的有毒物质能够分解成相应的无机物和重金属固化在水泥熟料中；同时，水泥窑系统产生的部分高温废气可以作为垃圾焚烧的补充热源或者全部热源，使垃圾的焚烧过程更加充分，进一步降低甚至消除二噁英的排放。

目前水泥窑协同处置生活垃圾的现状为：

1.垃圾一般要进行分选处理或破碎处理，然后进行焚烧或气化处理，而我国城市垃圾成分复杂，难以实施，使用垃圾破碎机破碎垃圾，设备故障点较多，不利于垃圾破碎的连续进行，影响垃圾处理效率。

2.密闭垃圾储存池产生的渗滤液需经渗滤液处理系统处理，臭气输入分解炉分解。对垃圾进行焚烧时，用窑头的热风作为焚烧炉的燃烧空气，垃圾焚烧产生的烟气，一般有两种处理方法，一种是设置单独的烟气净化系统，该方法没用充分利用水泥窑协同处置生活垃圾烟气，单独设置烟气净化系统，复杂化了工艺流程，增加了成本。另一种是把烟气直接导入分解炉利用分解炉炉内的高温和碱性环境对烟气进行处理，但直接导入分解炉大量烟气增大了窑系统的压力和流量，影响其正常工况，在一定程度上影响水泥的生产。烟气中的氯离子含量较高，容易使氯离子在水泥烧成系统内循环富集，一般认为生料中氯离子含量控制值在0.015％～0.02％，氯离子含量为0.02％时,熟料中氯离子含量约为0.027％，超出此范围则会影响水泥熟料质量。

3.还有技术将县镇生活垃圾通过5级下料管放入窑尾烟室进行焚烧，然后抽出焚烧产生的蒸汽和烟气再进行余热发电，由于没有单独的垃圾焚烧设备，此方法不适用于目前成分复杂的城市生活垃圾，城市垃圾无法在窑尾烟室焚烧完全，残渣进入回转窑会严重影响水泥质量，而且焚烧产生的水蒸气不容易控制，进入分解炉或预热器后会增加能耗。

发明内容

本发明的目的在于研究一种水泥窑协同处置生活垃圾的系统，实现本发明的技术方案是：

所述的一种水泥窑炉协同处置生活垃圾的系统，该系统包括垃圾储存系统1、渗滤液处理系统2、垃圾焚烧系统3、烟气置换系统4和余热发电系统5。其中：

垃圾储存系统1包括：垃圾卸料门6、负压密闭垃圾库7、行车抓斗装置8、垃圾料斗9、垃圾料斗出口10、渗滤液出口11、臭气出口12、抽气风机13；

渗滤液处理系统2包括：渗滤液池14、渗滤液净化系统15、中水出口16、残渣出口17；

垃圾焚烧系统3包括：炉排炉18、炉排炉进料装置入口19、炉排炉的灰渣出口20、炉排炉的供风入口21、炉排炉烟气出口22；

烟气置换系统4包括：分解炉23、窑尾烟室24、回转窑25、窑头26、烟气入口27、烟气出口28、残渣入口29、臭气入口30、废气出口31、抽气风机32、SNCR装置33、旋风筒34；

余热发电系统包括：余热锅炉35、余热锅炉烟气入口36、余热锅炉蒸汽出口37、余热锅炉烟气出口38、汽轮机39、发电机组40、抽气风机41、窑尾袋收尘器42、抽气风机43、烟囱44；

所述的一种水泥窑炉协同处置生活垃圾的系统，其特征在于所述的垃圾储存系统1、渗滤液处理系统2和垃圾焚烧系统3的连接方式为渗滤液出口11与渗滤液池14相连；渗滤液池14与渗滤液净化系统15相连；臭气出口12与抽气风机13相连；密闭负压垃圾库7顶部有行车抓斗装置8，可以自由移动于密闭负压垃圾库7和垃圾料斗9之间，垃圾料斗出口10与炉排炉18的进料装置入口19相连；

所述的一种水泥窑炉协同处置生活垃圾的系统，其特征在于所述的烟气置换系统4中窑尾烟室24上部的烟气入口27与炉排炉烟气出口22相连；窑尾烟室24下部的烟气出口28与SNCR装置33和旋风筒34相连；残渣入口29与残渣出口17相连；窑头26上的臭气入口30与抽气风机13相连，废气出口31与抽气风机32相连，抽气风机32与炉排炉的供风入口21相连；

所述的一种水泥窑炉协同处置生活垃圾的系统，其特征在于所述的余热发电系统5的余热锅炉烟气入口36与旋风筒34相连；余热锅炉蒸汽出口37与与汽轮机40相连；汽轮机39与发电机组40相连；余热锅炉烟气出口38与抽气风机41相连；抽气风机41与窑尾袋收尘器42相连，抽气风机43与窑尾袋收尘器42和烟囱44相连。

本发明一种水泥窑炉协同处置生活垃圾的系统，由通过管道连通的垃圾储存系统1(包括垃圾卸料门6、负压密闭垃圾库7、行车抓斗装置8、垃圾料斗9、垃圾料斗出口10、渗滤液出口11、臭气出口12、抽气风机13)、渗滤液处理系统2(包括渗滤液池14、渗滤液净化系统15、中水出口16、残渣出口17)、垃圾焚烧系统3(包括炉排炉18、炉排炉进料装置入口19、炉排炉的灰渣出口20、炉排炉的供风入口21、炉排炉烟气出口22)、烟气置换系统4(包括分解炉23、窑尾烟室24、回转窑25、窑头26、烟气入口27、烟气出口28、残渣入口29、臭气入口30、废气出口31、抽气风机32、SNCR装置、旋风筒34)和余热发电系统5(包括余热锅炉35、包括余热锅炉烟气入口36、余热锅炉蒸汽出口37、余热锅炉烟气出口38、汽轮机39、发电机组40、抽气风机41、窑尾袋收尘器42、抽气风机43、烟囱44)，图1中a为城市垃圾、b为臭气、c为渗滤液、d为固体垃圾、e高温烟气、f为窑头废气、g为等工况体积高温烟气、h为残渣。

负压密闭垃圾库7底部渗滤液出口11与渗滤液池14相连；渗滤液池14与渗滤液净化系统15相连；臭气出口12与抽气风机13相连；密闭负压垃圾库7顶部有行车抓斗装置8，可以自由移动于密闭负压垃圾库7和垃圾料斗9之间，垃圾料斗出口10与炉排炉18的进料装置入口19相连；窑尾烟室24上部的烟气入口27与炉排炉烟气出口22相连；窑尾烟室24下部的烟气出口28与SNCR装置33和旋风筒34相连；残渣入口29与残渣出口17相连；窑头26上的臭气入口30与抽气风机13相连，废气出口31与抽气风机32相连，抽气风机32与炉排炉的供风入口21相连；余热锅炉烟气入口36与旋风筒34相连；余热锅炉蒸汽出口37与与汽轮机40相连；汽轮机39与发电机组40相连；余热锅炉烟气出口38与抽气风机41相连；抽气风机41与窑尾袋收尘器42相连，抽气风机43与窑尾袋收尘器42和烟囱44相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.垃圾焚烧使用适应性强的炉排炉18，垃圾可经发酵后直接放入炉排炉18，本系统不进行垃圾分选，不设垃圾破碎机，减少设备故障点。

2.采用了利用窑尾烟室进行烟气置换的技术。垃圾焚烧产生的烟气由窑尾烟室24上部烟气入口27进入，然后进入分解炉23，窑尾烟室24(1100℃)和分解炉23内(800～900℃)的高温环境可充分消除烟气中的飞灰和二噁英，分解炉23内的碱性物料可中和烟气中的酸性物质，抑制酸性物质的排放，烟气中较大的颗粒可随生料最终进入回转窑25，被固化在水泥熟料的晶体结构中，实现了对烟气的无害化处理同时节省了烟气净化系统。从窑尾烟室24底部烟气出口28抽出大致等工况体积烟气进入余热发电系统5进行发电，实现了对烟气的充分利用，平均每吨垃圾每小时可发电约300～400度。同时可保证窑系统烟气流量和压力基本保持不变，不会影响水泥窑系统正常工况，有利于水泥的生产。

3.借用了传统的放风原理。在窑尾烟室24抽出等工况体积的烟气，可以防止烟气中大量的氯离子在水泥烧成系统内循环富集，降低了入窑热生料中氯离子的含量，可把熟料中氯离子含量控制在0.015％以下。

附图说明

图1所示为本发明系统的构成及工艺流程示意图。

图2所示为本发明系统中垃圾储存系统的结构示意图。

图3所示为本发明系统中渗滤液处理系统的结构示意图。

图4所示为本发明系统中垃圾焚烧系统的结构示意图。

图5所示为本发明系统中烟气置换系统的结构示意图。

图6所示为本发明系统中余热发电系统结构示意图。

具体实施措施

实施例

下面结合附图来具体说明本发明的一种水泥窑炉协同处置生活垃圾的系统具体实施方式，但不仅限于实施方式中所列举的内容。

结合图1～6，利用本发明水泥窑炉协同处置生活垃圾可按以下流程，结合图1～6，利用本发明水泥窑炉协同处置生活垃圾可按以下流程，城市生活垃圾由汽车从垃圾卸料门6倒入密闭负压垃圾库7，然后进行发酵3～5天，产生的臭气由抽气风机13从臭气出口12抽出从窑头的臭气入口30进入利用窑头的高温对臭气进行分解，期间在抽气风机13作用下让密闭负压垃圾库7始终保持负压，防止臭气的外泄。负压密闭垃圾库7内的的垃圾经发酵每天产生约100吨渗滤液，产生的渗滤液由渗滤液出口11进入渗滤液池14，然后再进入渗滤液净化系统15，渗滤液净化后产生的中水从中水出口16排出后可以回收利用，渗滤液净化后产生的残渣通过残渣出口17排出，经皮带输送系统进入分解炉29的残渣入口29，分解炉29的高温对残渣进行裂解。

负压密闭垃圾库7中的垃圾通过顶部行车抓斗装置8送入垃圾料斗9，从垃圾料斗出口10进入炉排炉进料装置入口19，同时抽气风机32从废气出口31抽出窑头26中的部分废气进入炉排炉的供风入口21，为垃圾焚烧提供助燃空气。每天炉排炉18的垃圾处理量约400吨。由于炉排炉18对垃圾适应性较强，不需垃圾破碎机，垃圾可在炉排炉18中直接焚烧。焚烧后产生的炉渣从炉排炉的灰渣出口20排出，最后作为混合材掺入熟料。焚烧过程中产生的烟气温度约为950℃，每小时能产生约300000m³工况体积烟气，烟气通过炉排炉烟气管道出口22排出，从烟气入口27进入窑尾烟室24，再随上升气流进入分解炉23，窑尾烟室24(1100℃)和分解炉23(800～900℃)内的高温环境可充分消除烟气中的飞灰和二噁英，烟气中较大的颗粒随生料最终进入回转窑25，被固化在水泥熟料的晶体结构中。

同时在抽气风机41的作用下从窑尾烟室24下部烟气出口28抽取300000m³工况体积高温烟气通过SNCR装置33对其进行脱硝处理后进入旋风筒34，对烟气进行气固分离后进入余热锅炉35，烟气温度约1050℃，抽出等工况体积烟气后减少了对分解炉和预热器正常工况的影响，同时借用了传统的旁路放风原理，使熟料中氯离子含量由0.05％降低到0.006％，达到国家水泥质量标准。烟气由余热锅炉烟气入口36进入对余热锅炉35进行加热后，通过抽气风机41从余热锅炉烟气出口38进入窑尾袋收尘器42进行除尘，除尘后干净的烟气在抽气风机42作用下进入烟囱44，最终排入大气。余热锅炉35中的热蒸汽从余热锅炉蒸汽出口37进入汽轮机39，汽轮机39与发电机组40连接，汽轮机组额定功率6400KW,最终每吨垃圾每小时平均发电380度。

生活垃圾经过这个处理过程后，垃圾焚烧产生的炉渣被作为混合材掺入孰料得到合理的利用，垃圾焚烧产生的废气通过窑尾烟室和分解炉被分解，烟气中较大的颗粒可随生料进入回转窑，被固化在水泥熟料的晶体结构中，同时置换出等工况体积的烟气进行发电，实现了对烟气的充分利用，减少了对水泥窑工况的影响，同时借用了传统的旁路放风原理，使熟料中氯离子含量由0.05％降低到0.006％，达到国家水泥质量标准。垃圾渗滤液净化后的残渣得到合理利用，臭气通过窑头得到了处理，整个处理过程实现了垃圾的完全无害化利用，并节省了垃圾破碎装置和烟气处理系统。

Claims

1.一种水泥窑炉协同处置生活垃圾的系统，其特征在于：所述的系统包括垃圾储存系统1、渗滤液处理系统2、垃圾焚烧系统3、烟气置换系统4和余热发电系统5，其中垃圾储存系统1包括：垃圾卸料门6、负压密闭垃圾库7、行车抓斗装置8、垃圾料斗9、垃圾料斗出口10、渗滤液出口11、臭气出口12、抽气风机13；渗滤液处理系统2包括：渗滤液池14、渗滤液净化系统15、中水出口16、残渣出口17；垃圾焚烧系统3包括：炉排炉18、炉排炉进料装置入口19、炉排炉的灰渣出口20、炉排炉的供风入口21、炉排炉烟气出口22；烟气置换系统4包括：分解炉23、窑尾烟室24、回转窑25、窑头26、烟气入口27、烟气出口28、残渣入口29、臭气入口30、废气出口31、抽气风机32、SNCR装置33、旋风筒34；余热发电系统包括：余热锅炉35、余热锅炉烟气入口36、余热锅炉蒸汽出口37、余热锅炉烟气出口38、汽轮机39、发电机组40、抽气风机41、窑尾袋收尘器42、抽气风机43、烟囱44。

2.一种权利要求1所述的协同处置生活垃圾的系统，其特征在于：所述的垃圾储存系统1、渗滤液处理系统2和垃圾焚烧系统3的连接方式为渗滤液出口11与渗滤液池14相连；渗滤液池14与渗滤液净化系统15相连；臭气出口12与抽气风机13相连；密闭负压垃圾库7顶部有行车抓斗装置8，可以自由移动于密闭负压垃圾库7和垃圾料斗9之间，垃圾料斗出口10与炉排炉18的进料装置入口19相连。

3.一种权利要求1或2所述协同处置生活垃圾的系统，其特征在于：所述烟气置换系统4中窑尾烟室24上部烟气入口27与炉排炉烟气出口22相连；窑尾烟室24下部烟气出口28与SNCR装置33和旋风筒34相连；残渣入口29与残渣出口17相连；窑头26上臭气入口30与抽气风机13相连，废气出口31与抽气风机32相连，抽气风机32与炉排炉供风入口21相连。

4.一种权利要求1或2或3所述的协同处置生活垃圾的系统，其特征在于：所述的余热发电系统5的余热锅炉烟气入口36与旋风筒34相连；余热锅炉蒸汽出口37与与汽轮机40相连；汽轮机39与发电机组40相连；余热锅炉烟气出口38与抽气风机41相连；抽气风机41与窑尾袋收尘器42相连，抽气风机43与窑尾袋收尘器42和烟囱44相连。

5.一种权利要求1或2或3或4所述的协同处置生活垃圾的系统，其特征在于：所述的负压密闭垃圾库7底部渗滤液出口11与渗滤液池14相连；渗滤液池14与渗滤液净化系统15相连；臭气出口12与抽气风机13相连；密闭负压垃圾库7顶部有行车抓斗装置8，可以自由移动于密闭负压垃圾库7和垃圾料斗9之间，垃圾料斗出口10与炉排炉18的进料装置入口19相连；窑尾烟室24上部的烟气入口27与炉排炉烟气出口22相连；窑尾烟室24下部的烟气出口28与SNCR装置33和旋风筒34相连；残渣入口29与残渣出口17相连；窑头26上的臭气入口30与抽气风机13相连，废气出口31与抽气风机32相连，抽气风机32与炉排炉的供风入口21相连；余热锅炉烟气入口36与旋风筒34相连；余热锅炉蒸汽出口37与与汽轮机40相连；汽轮机39与发电机组40相连；余热锅炉烟气出口38与抽气风机41相连；抽气风机41与窑尾袋收尘器42相连，抽气风机43与窑尾袋收尘器42和烟囱44相连。