CN106642131A - 一种垃圾洁净处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垃圾洁净处理工艺，以空气、水蒸汽的混合气体作为气化剂，以生活垃圾为原料，在高温条件下发生气化还原反应，产生以烷类气体和氢气为主要可燃成分的节能环保设备，能够实现当前垃圾热解气化好富氧燃烧的有机结合，满足垃圾热解气化焚烧的需求。解决了传统的富氧燃烧产生大量烟气焦油的问题，并且炉内采用可燃气复燃技术，处理低温可燃气大量烟气焦油问题，采用高温混合气回流的结构，解决了燃烧不充分、处理过程速度不可控问题，实现垃圾热解气化反应速度自动控制，采用宝塔式的炉排结构供垃圾灰化处理量增加40％，解决了灰化处理不彻底的问题。

Description

一种垃圾洁净处理工艺
技术领域
本发明涉及垃圾处理领域，具体涉及一种垃圾洁净处理工艺。
背景技术
目前，世界各国城市垃圾的处理方式主要有填埋、堆肥、焚烧、热解气化四种方式。填埋处理占地面积较大，其产生的渗透液和恶臭气体对土壤、地下水和空气环境造成了二次污染，破坏了生态环境；堆肥技术需要对垃圾进行前处理，要求较高的有机质含量，并且堆肥过程中需要占用较大面积土地，同时也会有污染气体和渗透液产生，处理不当也会造成严重的环境污染；焚烧是将垃圾在高温及供氧充足的条件下氧化成惰性气态物质和无机不可燃物形成稳定的固态残渣，致使空气中二氧化硫悬浮颗粒物超标，出现扬尘和酸雨现象，并且如果会产生强致癌物质二噁英，这是目前制约燃烧处理的主要制约因素。
随着技术的发展，垃圾经过拣选和粉碎后热解气化成可燃气体，是垃圾重要的处理方式，热解气化焚烧炉是垃圾热解气化的关键设备，传统的热解气化焚烧炉采用液压顶杆压实，存在起拱偏烧的问题，并且燃烧会产生大量的烟气焦油，污染环境，且随着焚烧炉的使用时间延长，焦油积聚，影响了焚烧炉的使用效率，需要后期清理维护，使用成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供垃圾洁净处理工艺，本发明解决起拱偏烧的问题，并且不会产生大量的烟气焦油，是一种洁净的焚烧装置，且随着焚烧炉的使用时间延长，无焦油积聚，焚烧炉的使用效率高，不需要后期经常清理维护，降低使用成本。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种垃圾洁净处理工艺，包括以下步骤：
第一步、将垃圾填入焚烧炉中，盖上炉体顶部的炉封，炉体底层炉排上的辅助燃料经点火器点火后燃烧，辅助燃料燃烧后点燃上部的垃圾；
第二步、根据垃圾在焚烧炉内的燃烧特点由上到下依次分为干燥层、热解干馏气化层、燃烧层、灰化层，燃烧层燃烧后，热量由燃烧层上升传递到热解干馏气化层、干燥层，垃圾在热解干馏气化层热解气化，热解气化后的残留物进入燃烧层充分燃烧，产生的热量再提供给热解干馏气化层和干燥层，热解干馏气化层和干燥层挥发的水分、热解气化产生的CO、H2、气态烃组成混合烟气；
第三步、在第二步中燃烧层燃烧后的残渣进入燃烬层的炉排，炉底的底风通道供风，燃烬层的残渣燃烧后落到灰化层，同时从底风通道进入的空气也被燃烬层预热，燃烬层的炉灰落入灰化层后被转运；
第四步、第三步中预热的空气向上经过燃烬层、燃烧层，为燃烬层、燃烧层提供助燃气，炉底的空气依次经过燃烬层、燃烧层的过程中消耗大量的氧气，使得热解干馏气化层处于欠氧状态；
第五步、在第二步和第四步中热解气化产生的混合烟气经过处理后循环会燃烧层，炉底侧部的侧风通道送风，混合烟气吸入旋风燃烧器中进行二次燃烧，旋风燃烧器产生的热量经燃烧层，加快热解干馏和干燥速度；
第六步、第五步中的旋风燃烧器产生的热量将炉体内的垃圾热解干馏和干燥，减少了垃圾的含水量，垃圾在热解气化焚烧炉内热解后能量分配，热解气体上升处理后与预热的空气混合进入旋风燃烧器燃烧，形成1000-1300℃的高温，为炉体内部每层反应连续稳定进行提供热量，连续投掷的垃圾，经干燥层、热解干馏气化层、燃烧层、燃烬层、灰化层后出渣，排出炉体。
进一步地，所述炉体内壁上设有若干余热利用装置，所述余热利用装置设置在所述炉体内壁的两侧，所述余热利用装置在炉体的两侧交叉设置，热解产生的混合烟气由热解干馏气化层，经过两侧的余热利用装置回旋向上，回旋增大了烟气与垃圾接触的时间，烟气的热量传给垃圾，加快垃圾热解气化反应。
进一步地，所述炉体的顶部为敞开口结构，从敞开口结构中投入垃圾物，在所述敞开口结构上设有炉封，所述炉封为锥体结构，所述炉体内部产生的水蒸气在所述炉封上凝结成水珠，沿着其锥体结构滑入两侧的水封槽中。
进一步地，还设有第一炉条和第二炉条，所述第一炉条设置在旋风燃烧器与燃烧层之间，所述第二炉条设置在燃烬层和灰化层之间。
进一步地，所述第一炉条上设有一垂直的支撑结构，所述支撑结构包括两个三角形结构，所述支撑结构伸入垃圾中，用于支撑燃烧的垃圾。
进一步地，所述所述炉体的底部为灰化收集装置、所述灰化收集装置上侧为旋风燃烧器，垃圾填充在所述炉体内部，所述炉体的内部由上到下依次包括：干燥层、热解干馏气化层、燃烧层、灰化层，在所述炉体的底部设有底风通道，所述底风通道将底风送入炉体内部，所述底风通道的上侧还设有侧风通道，所述侧风通道为炉体内部输送侧风，所述侧风通道在所述炉体内部与侧管道的第一端口连接，侧管道的第一端口贯通燃烧层，所述侧管道环绕在所述炉体上，侧管道的第二端口贯通至炉体内部的气化回流口，垃圾在所述炉体内部热解产生的混合烟气经所述气化回流口循环至管道的第一端口，通过所述侧管道循环回到燃烧层，进行二次燃烧，所述炉体内部的热解气化烟气依次循环燃烧，燃烧形成的灰烬进入所述灰化收集装置中，洁净烟气优设置在所述炉体顶部的排烟口排出。
进一步地，所述炉体包括内衬和设置在所述内衬外部的外壳，所述侧管道设置在所述内衬与外壳之间，或者所述侧管道设置在所述外壳外侧。
进一步地，所述侧管道的数量为6-8根。
本发明的有益效果是:
(1)本发明的工艺是以空气、水蒸汽的混合气体作为气化剂，以生活垃圾为原料，在高温条件下发生气化还原反应，产生以烷类气体和氢气为主要可燃成分的节能环保设备，能够实现当前垃圾热解气化好富氧燃烧的有机结合，满足垃圾热解气化焚烧的需求。
(2)本发明的工艺解决了传统的富氧燃烧产生大量烟气焦油的问题，并且炉内采用可燃气复燃技术，处理低温可燃气大量烟气焦油问题，采用高温混合气回流的结构，解决了燃烧不充分、处理过程速度不可控问题，实现垃圾热解气化反应速度自动控制，采用宝塔式的炉排结构供垃圾灰化处理量增加40％，解决了灰化处理不彻底的问题。
(3)采用装配式结构供炉制造，运输和安装更加便捷，可以根据不同需求配置不同的结构和气化炉，在旋风燃烧器中燃烧的可燃气体，复燃技术的过量空气系数较少，垃圾热解产生的烟气比直接焚烧产生的烟气少，烟气中的污染物含量较少，降低了二次污染物排放，降低了治理成本。
(4)在本工艺中，旋风燃烧器热解气化是在欠氧状态下进行，减少了二噁英的生成，旋风燃烧器内温度可达1300℃，且烟气滞留时间大于2秒，可以迅速分解二噁英类物质，降低了二次污染物的排放量。
(5)经过本工艺中的污染排放量低于国家标准，处于国际国内领先水平，是一种安全、经济的垃圾热处理技术，既能够处理生活垃圾，也能够适用于其它垃圾处理，具有广泛的市场前景。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的工艺装置图。
其中，10-炉体，101-内衬，102-外壳，103-余热利用装置，104-气化回流口，20-炉封，201-水封，30-灰化收集装置，40-旋风燃烧器，50-底风通道，60-侧风通道，70-侧管道，701-第一端口，702-第二端口，801-第一炉条，802-第二炉条，803-支撑结构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
实施例1中公开了一种垃圾洁净处理工艺，包括以下步骤：
第一步、将垃圾填入焚烧炉中，盖上炉体顶部的炉封，炉体底层炉排上的辅助燃料经点火器点火后燃烧，辅助燃料燃烧后点燃上部的垃圾。
第二步、根据垃圾在焚烧炉内的燃烧特点由上到下依次分为干燥层、热解干馏气化层、燃烧层、灰化层，燃烧层燃烧后，热量由燃烧层上升传递到热解干馏气化层、干燥层，垃圾在热解干馏气化层热解气化，热解气化后的残留物进入燃烧层充分燃烧，产生的热量再提供给热解干馏气化层和干燥层，热解干馏气化层和干燥层挥发的水分、热解气化产生的CO、H2、气态烃组成混合烟气。
第三步、在第二步中燃烧层燃烧后的残渣进入燃烬层的炉排，炉底的底风通道供风，燃烬层的残渣燃烧后落到灰化层，同时从底风通道进入的空气也被燃烬层预热，燃烬层的炉灰落入灰化层后被转运。
第四步、第三步中预热的空气向上经过燃烬层、燃烧层，为燃烬层、燃烧层提供助燃气，炉底的空气依次经过燃烬层、燃烧层的过程中消耗大量的氧气，使得热解干馏气化层处于欠氧状态。
第五步、在第二步和第四步中热解气化产生的混合烟气经过处理后循环会燃烧层，炉底侧部的侧风通道送风，混合烟气吸入旋风燃烧器中进行二次燃烧，旋风燃烧器产生的热量经燃烧层，加快热解干馏和干燥速度。
第六步、第五步中的旋风燃烧器产生的热量将炉体内的垃圾热解干馏和干燥，减少了垃圾的含水量，垃圾在热解气化焚烧炉内热解后能量分配，热解气体上升处理后与预热的空气混合进入旋风燃烧器燃烧，形成1000-1300℃的高温，为炉体内部每层反应连续稳定进行提供热量，连续投掷的垃圾，经干燥层、热解干馏气化层、燃烧层、燃烬层、灰化层后出渣，排出炉体。
实施例2
参照图1所示，本实施例中公开了热解气化焚烧炉，其包括结构主要是炉体10、设置在上述炉体10顶部的炉封20，上述炉封20与上述炉体之间水封201密封。
上述炉体10的底部为灰化收集装置30、上述灰化收集装置30上侧为旋风燃烧器40，垃圾填充在上述炉体10内部，上述炉体10内壁上设有若干余热利用装置103，上述余热利用装置103设置在上述炉体10内壁的两侧，上述余热利用装置103在炉体的两侧交叉设置，热解产生的混合烟气由热解干馏气化层，经过两侧的余热利用装置回旋向上，回旋增大了烟气与垃圾接触的时间，烟气的热量传给垃圾，加快垃圾热解气化反应。
在上述炉体10的内部根据垃圾焚烧的原理不同由上到下依次分为：干燥层、热解干馏气化层、燃烧层、灰化层，在上述炉体的底部设有底风通道50，上述底风通道50将底风送入炉体内部，上述底风通道50的上侧还设有侧风通道60，上述侧风通道60为炉体内部输送侧风，上述侧风通道60在上述炉体内部与侧管道70的第一端口701连接，侧管道70的第一端口701贯通燃烧层，上述侧管道70环绕在上述炉体10上，侧管道70的第二端口702贯通至炉体内部的气化回流口104，垃圾在上述炉体10内部热解产生的混合烟气经上述气化回流口104循环至管道的第一端口701，通过上述侧管道70循环回到燃烧层，进行二次燃烧，上述炉体10内部的热解气化烟气依次循环燃烧，燃烧形成的灰烬进入上述灰化收集装置30中，洁净烟气优设置在上述炉体10顶部的排烟口排出。
在本实施例中，上述炉体10包括内衬101和设置在上述内衬101外部的外壳102，可以将上述侧管道70设置在上述内衬101与外壳102之间，也可以将上述侧管道70设置在上述外壳102外侧。
在本实施例中，上述侧管道70的数量为6-8根。
还设有第一炉条801和第二炉条802，上述第一炉条801设置在旋风燃烧器40与燃烧层之间，上述第二炉条802设置在燃烬层和灰化层之间。
在本实施例中，在上述第一炉条801上设有一垂直的支撑结构803，上述支撑结构803包括两个三角形结构，组成宝塔式结构，上述支撑结构803伸入垃圾中，用于支撑燃烧的垃圾。采用宝塔式的炉排结构供垃圾灰化处理量增加40％，解决了灰化处理不彻底的问题。
在本实施例中，上述炉封20为锥体结构，上述炉体10内部产生的水蒸气在上述炉封上凝结成水珠，沿着其锥体结构滑入两侧的水封201槽中。
上述炉体10的顶部为敞开口结构，垃圾由顶部填入，由上述炉封密封。
本实施例的工艺是以空气、水蒸汽的混合气体作为气化剂，以生活垃圾为原料，在高温条件下发生气化还原反应，产生以烷类气体和氢气为主要可燃成分的节能环保设备，能够实现当前垃圾热解气化好富氧燃烧的有机结合，满足垃圾热解气化焚烧的需求。
本实施例的工艺解决了传统的富氧燃烧产生大量烟气焦油的问题，并且炉内采用可燃气复燃技术，处理低温可燃气大量烟气焦油问题，采用高温混合气回流的结构，解决了燃烧不充分、处理过程速度不可控问题，实现垃圾热解气化反应速度自动控制，采用宝塔式的炉排结构供垃圾灰化处理量增加40％，解决了灰化处理不彻底的问题。
采用装配式结构供炉制造，运输和安装更加便捷，可以根据不同需求配置不同的结构和气化炉，在旋风燃烧器中燃烧的可燃气体，复燃技术的过量空气系数较少，垃圾热解产生的烟气比直接焚烧产生的烟气少，烟气中的污染物含量较少，降低了二次污染物排放，降低了治理成本。
在本工艺中，旋风燃烧器热解气化是在欠氧状态下进行，减少了二噁英的生成，旋风燃烧器内温度可达1300℃，且烟气滞留时间大于2秒，可以迅速分解二噁英类物质，降低了二次污染物的排放量。
经过本工艺中的污染排放量低于国家标准，处于国际国内领先水平，是一种安全、经济的垃圾热处理技术，既能够处理生活垃圾，也能够适用于其它垃圾处理，具有广泛的市场前景。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种垃圾洁净处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、将垃圾填入焚烧炉中，盖上炉体顶部的炉封，炉体底层炉排上的辅助燃料经点火器点火后燃烧，辅助燃料燃烧后点燃上部的垃圾；
第二步、根据垃圾在焚烧炉内的燃烧特点由上到下依次分为干燥层、热解干馏气化层、燃烧层、灰化层，燃烧层燃烧后，热量由燃烧层上升传递到热解干馏气化层、干燥层，垃圾在热解干馏气化层热解气化，热解气化后的残留物进入燃烧层充分燃烧，产生的热量再提供给热解干馏气化层和干燥层，热解干馏气化层和干燥层挥发的水分、热解气化产生的CO、H2、气态烃组成混合烟气；
第三步、在第二步中燃烧层燃烧后的残渣进入燃烬层的炉排，炉底的底风通道供风，燃烬层的残渣燃烧后落到灰化层，同时从底风通道进入的空气也被燃烬层预热，燃烬层的炉灰落入灰化层后被转运；
第四步、第三步中预热的空气向上经过燃烬层、燃烧层，为燃烬层、燃烧层提供助燃气，炉底的空气依次经过燃烬层、燃烧层的过程中消耗大量的氧气，使得热解干馏气化层处于欠氧状态；
第五步、在第二步和第四步中热解气化产生的混合烟气经过处理后循环会燃烧层，炉底侧部的侧风通道送风，混合烟气吸入旋风燃烧器中进行二次燃烧，旋风燃烧器产生的热量经燃烧层，加快热解干馏和干燥速度；
第六步、第五步中的旋风燃烧器产生的热量将炉体内的垃圾热解干馏和干燥，减少了垃圾的含水量，垃圾在热解气化焚烧炉内热解后能量分配，热解气体上升处理后与预热的空气混合进入旋风燃烧器燃烧，形成1000-1300℃的高温，为炉体内部每层反应连续稳定进行提供热量，连续投掷的垃圾，经干燥层、热解干馏气化层、燃烧层、燃烬层、灰化层后出渣，排出炉体。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾洁净处理工艺，其特征在于，所述炉体内壁上设有若干余热利用装置，所述余热利用装置设置在所述炉体内壁的两侧，所述余热利用装置在炉体的两侧交叉设置，热解产生的混合烟气由热解干馏气化层，经过两侧的余热利用装置回旋向上，回旋增大了烟气与垃圾接触的时间，烟气的热量传给垃圾，加快垃圾热解气化反应。
3.根据权利要求1或2所述的一种垃圾洁净处理工艺，其特征在于，所述炉体的顶部为敞开口结构，从敞开口结构中投入垃圾物，在所述敞开口结构上设有炉封，所述炉封为锥体结构，所述炉体内部产生的水蒸气在所述炉封上凝结成水珠，沿着其锥体结构滑入两侧的水封槽中。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾洁净处理工艺，其特征在于，还设有第一炉条和第二炉条，所述第一炉条设置在旋风燃烧器与燃烧层之间，所述第二炉条设置在燃烬层和灰化层之间。
5.根据权利要求4所述的一种垃圾洁净处理工艺，其特征在于，所述第一炉条上设有一垂直的支撑结构，所述支撑结构包括两个三角形结构，所述支撑结构伸入垃圾中，用于支撑燃烧的垃圾。
6.根据权利要求1所述的一种垃圾洁净处理工艺，其特征在于，所述所述炉体的底部为灰化收集装置、所述灰化收集装置上侧为旋风燃烧器，垃圾填充在所述炉体内部，所述炉体的内部由上到下依次包括：干燥层、热解干馏气化层、燃烧层、灰化层，在所述炉体的底部设有底风通道，所述底风通道将底风送入炉体内部，所述底风通道的上侧还设有侧风通道，所述侧风通道为炉体内部输送侧风，所述侧风通道在所述炉体内部与侧管道的第一端口连接，侧管道的第一端口贯通燃烧层，所述侧管道环绕在所述炉体上，侧管道的第二端口贯通至炉体内部的气化回流口，垃圾在所述炉体内部热解产生的混合烟气经所述气化回流口循环至管道的第一端口，通过所述侧管道循环回到燃烧层，进行二次燃烧，所述炉体内部的热解气化烟气依次循环燃烧，燃烧形成的灰烬进入所述灰化收集装置中，洁净烟气优设置在所述炉体顶部的排烟口排出。
7.根据权利要求6所述的一种垃圾洁净处理工艺，其特征在于，所述炉体包括内衬和设置在所述内衬外部的外壳，所述侧管道设置在所述内衬与外壳之间，或者所述侧管道设置在所述外壳外侧。
8.根据权利要求7所述的一种垃圾洁净处理工艺，其特征在于，所述侧管道的数量为6-8根。
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