CN107388252B - 一种利用垃圾焚烧排放烟气余热干化垃圾的膜干化系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用垃圾焚烧排放烟气余热干化垃圾的膜干化系统及方法，膜干化系统包括换热器和堆仓，所述换热器设有排烟进口以及与排烟进口连通的排烟出口，所述的排烟进口设有与排烟烟囱连通的排烟管，所述换热器设有空气进口以及与空气进口连通的空气出口，所述堆仓的底部设有若干平行布置的通风管道，所述通风管道与空气出口连通，所述堆仓顶部的顶部覆盖有密封配合的生物干化膜，所述通风管道上设有向堆仓内喷气的喷嘴，所述的堆仓设有可将同通风管道的出口端与堆仓连通的渗滤液回收装置。本发明旨在提供一种利用垃圾焚烧排放烟气余热干化垃圾从而防止干化过程中臭味排放、缩短垃圾干化周期的膜干化系统及方法。

Description

一种利用垃圾焚烧排放烟气余热干化垃圾的膜干化系统及 方法

技术领域

本发明属于垃圾干化领域，尤其涉及一种利用垃圾焚烧排放烟气余热干化垃圾的膜干化系统及方法。

背景技术

随着近年来国内经济的快速发展以及居民消费水平的提高，国内生活的产生量逐年增加。由于国内的垃圾采用混合收集的方式，垃圾普遍具备含水率高、热值低、厨余有机物含量高等特点，垃圾的无害化处理成为困扰城市发展的严峻问题之一。

目前资源化处理和垃圾焚烧技术是快速实现垃圾无害化处理的方式之一，处理含水较高的垃圾时，垃圾中水分增发消耗热量，会导致焚烧成本增加，热利用效率降低等问题。垃圾的干化方法主要是利用自有的有机物进行高温好氧生物反应，通过热量带走垃圾中的水分，从而降低垃圾的含水率。但由于堆体的堆存量较大，垃圾的干化周期较长以及干化过程中的臭气需处理等问题仍需解决。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的上述不足，提供了一种利用垃圾焚烧排放烟气余热干化垃圾从而防止干化过程中臭味排放、缩短垃圾干化周期的膜干化系统及方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用垃圾焚烧排放烟气余热干化垃圾的膜干化系统，包括换热器和堆仓，所述换热器设有排烟进口以及与排烟进口连通的排烟出口，所述的排烟进口设有与排烟烟囱连通的排烟管，所述换热器设有空气进口以及与空气进口连通的空气出口，所述堆仓的底部设有若干平行布置的通风管道，所述通风管道与空气出口连通，所述堆仓的顶部覆盖有密封配合的生物干化膜，所述通风管道上设有向堆仓内喷气的喷嘴，所述的堆仓设有可将同通风管道的出口端与堆仓连通的渗滤液回收装置。排烟烟囱内的高温热烟气，经过排烟管送入到换热器内，外界的低温新鲜空气则从空气进口进入到换热器，通过换热器进行热交换之后，低温的新鲜空气温度升高，高温的热烟气温度降低。经过加热后的新鲜空气则经过通风管道进入堆仓内，通过垃圾自身的好氧生物反应产生的热量来加热垃圾堆体，垃圾中的水分最终变成水蒸汽通过生物干化膜蒸发，由于通风温度的升高可有效的缩短垃圾干化时间。垃圾中的臭气、其他固态物质以及生物气溶胶则被阻挡在膜内无法离开，从而有效防止臭气泄露排放。

作为优选，所述通风管道的出口端向下倾斜布置，所述的渗滤液回收装置包括渗滤液收集罐，所述渗滤液收集罐设置在通风管道的出口端，所述渗滤液收集罐和堆仓之间设有可将渗滤液收集罐内液体输送至堆仓内的离心泵。通风管道在既用于鼓风，也用于渗滤液收集，收集的渗滤液可通过离心泵输送回堆仓中，通风管道和渗滤液收集管道合二为一。渗滤液收集罐用于收集垃圾渗滤液以及垃圾风管的清洗液，在通风管道进风时对进风气体进行液封。

作为优选，所述的通风管道的进口端设有变频鼓风机，所述的变频鼓风机连接有时间开关控制器，所述的堆仓内设有与时间开关控制器连接的湿温仪和压力传感器。时间开关控制器用于控制的进气流量，调节进气/停气时间比，从而实现对进风量进行控制，以保证垃圾堆体在较高的温度下进行生物好氧反应。

作为优选，所述的换热器内设有连通空气进口和空气出口的换热管以及固定换热管的折流板，所述的折流板在换热器内腔中平行错位布置形成连通排烟进口和排烟出口的烟气通道，所述烟气通道和换热管逆流布置。

作为优选，所述换热器的内壁和换热管的外部均设有耐酸耐腐蚀陶瓷涂层。耐酸耐腐蚀陶瓷涂层用于解决排放烟气温度过低引起换热器的低温酸性腐蚀问题。

作为优选，所述堆仓的三个侧面设有围墙，堆仓的另一个侧面设有开口，堆仓底部设有防渗板，所述防渗板上设有与喷嘴对应的开孔。堆仓为高强度钢筋混凝土结构，底部设置防渗板采用高强度铝合金制成，有效防止渗滤液渗漏。

作为优选，所述堆仓在与开口侧相对的围墙顶部外侧设有卷绕生物干化膜的卷膜机构,堆仓的开口侧设有将生物干化膜压设于堆仓底面的压块，堆仓与开口侧相邻的围墙外墙壁上设有侧向固定生物干化膜的挂钩。生物干化膜卷绕在卷膜机构上，方便对生物干化膜进行收卷和铺设。

作为优选，所述的通风管道包括管体以及与管体上方连通的罩体，所述的罩体的边缘与管体密封连接，所述的喷嘴设置在罩体的顶部，所述的罩体内设有沿管体轴向布置的推杆，所述推杆上设有与喷嘴位置对应的顶杆，所述顶杆的上端穿过喷嘴，推杆的两端分别设有可带动推杆上移的凸轮。这样，通风管道在向堆仓内进风的同时，推杆在凸轮作用下移动，带动顶杆竖直上顶，顶杆可改变喷嘴的进气通孔大小，改变进气压力，当凸轮连续转动时，顶杆上端将堆仓底部的垃圾堆体上顶，从而搅动垃圾堆体避免垃圾堆体堵塞喷嘴，也使得垃圾干化程度更为均匀。

一种利用垃圾焚烧排放烟气余热干化垃圾的膜干化方法，包括以下步骤：

（a）经过粗破碎的垃圾经堆积后，在垃圾上方覆盖生物干化膜；

（b）将温度120℃以上的热烟气加热新鲜空气，将加热后的新鲜空气通入到垃圾底部对垃圾进行干化，并控制进气温度在40至50℃；

（c）收集垃圾干化过程中产生的渗滤液，并将渗滤液重新输送至正在干化的垃圾内；

（d）交替b和c步骤干化7至8天后，对干化后的垃圾进行回收。

本发明的有益效果是：（1）充分利用垃圾焚烧烟气热值，并实现垃圾的生物好氧反应，提高能源利用率和垃圾干化效率，缩短垃圾干化周期；（2）防止臭气和细菌等向外泄露，同时对垃圾内的渗透液也进行回喷好氧生物干化处理，避免对环境造成污染；（3）通风管道同时实现进风和渗透液收集的功能。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明通风管道的结构示意图。

图中：排烟烟囱1，电动控制阀2，排烟管3，换热器4，折流板4a，换热管4b，排烟出口41，空气进口42，排烟进口43，空气出口44，湿温仪5，压力传感器6，生物干化膜7，防渗板8，压块9，回收管10，离心泵11，渗滤液收集罐12，通风管道13，管体13a，罩体13b，喷嘴14，堆仓15，变频鼓风机16，时间开关控制器17，卷膜机构18，步进电机19，凸轮20，顶杆21，推杆22。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所示的实施例中，一种利用垃圾焚烧排放烟气余热干化垃圾的膜干化系统，包括换热器4和堆仓15，换热器设有排烟进口43、排烟出口41、空气进口42和空气出口44，堆仓的底部设有通风管道13，通风管道与空气出口连通，堆仓的顶部覆盖有密封配合的生物干化膜7，通风管道上设有向堆仓内喷气的喷嘴14，堆仓设有可将同通风管道的出口端与堆仓连通的渗滤液回收装置。排烟进口设有与排烟烟囱1连通的排烟管3，排烟管上设有电动控制阀2用于调控排烟管。

换热器呈圆筒状结构，换热器内设有连通空气进口和空气出口的换热管4b以及固定换热管的折流板4a，外界的新鲜空气沿着换热管从空气进口流向空气出口，折流板在换热器内腔中平行错位布置形成连通排烟进口和排烟出口的烟气通道，烟气通道曲折回转从而增加与换热管的接触时间，热烟气沿着烟气通道从排烟进口流向排烟出口。排烟进口和空气出口位于换热器底部左侧，排烟出口和空气进口位于换热器顶部右侧，烟气通道和换热管逆流布置，实现较高的热交换效率。换热器的内壁和换热管的外部均设有耐酸耐腐蚀陶瓷涂层，耐酸耐腐蚀陶瓷涂层的主要成分是氧化铝等陶瓷材料，采用等离子热喷涂的方式喷射经过预处理的基体材料表面，用于解决排放烟气温度过低引起换热器的低温酸性腐蚀问题。

堆仓采用混凝土制成，堆仓三个侧面均设有围墙，堆仓的另一个侧面设有开口，通风管道在堆仓的底部平行布置，堆仓底部在通风管道的上方设有防渗板8，防渗板上设有与喷嘴对应的开孔。通风管道的出口端向下倾斜布置，渗滤液回收装置包括渗滤液收集罐12和回收管10，渗滤液收集罐设置在通风管道的出口端，所述渗滤液收集罐的出口设有离心泵11，离心泵的出口通过回收管与堆仓连通，可将渗滤液收集罐内液体输送至堆仓内。风管道的进口端设有变频鼓风机16，变频鼓风机连接有时间开关控制器17，堆仓内设有与时间开关控制器连接的湿温仪5和压力传感器6。

堆仓在与开口侧相对的围墙顶部外侧设有卷绕生物干化膜的卷膜机构18,堆仓的开口侧设有将生物干化膜压设于堆仓底面的矩条形压块9，堆仓与开口侧相邻的围墙外墙壁上设有侧向固定生物干化膜的挂钩。

结合图2所示，通风管道包括管体13a以及与管体上方连通的罩体13b，罩体的边缘与管体密封连接，喷嘴设置在罩体的顶部，罩体内设有沿管体轴向布置的推杆22，推杆上设有与喷嘴位置对应的顶杆21，顶杆的上端穿过喷嘴，推杆的两端分别设有可带动推杆上移的凸轮20，凸轮通过步进电机19带动。

在实际运行过程中，排烟烟囱内的高温热烟气，经过排烟管送入到换热器内，外界的低温新鲜空气则从空气进口进入到换热器，通过换热器进行热交换之后，低温的新鲜空气温度升高，高温的热烟气温度降低。经过加热后的新鲜空气则经过通风管道进入堆仓内，垃圾经过加热干化，垃圾中的水分含量降低，垃圾中的臭气和其他固态物质以及生物气溶胶则被阻挡在膜内无法离开。时间开关控制器可根据堆仓内压力和温度来调节进气流量以及进气/停气时间比。通风管道在变频鼓风机启动时向堆仓进行鼓风，变频鼓风机停机时用于收集渗滤液，收集的渗滤液可通过离心泵输送回堆仓中。通风管道在向堆仓内进风的同时，推杆在凸轮作用下移动，带动顶杆竖直上顶，顶杆可改变喷嘴的进气通孔大小，改变进气压力，当凸轮连续转动时，顶杆上端将堆仓底部的垃圾堆体上顶，推动垃圾堆体上移与进气通孔分离，也有助于垃圾底部水分蒸发。

一种利用垃圾焚烧排放烟气余热干化垃圾的膜干化方法，包括以下步骤：

（a）将垃圾进行粗破碎处理，形成体积较小的垃圾颗粒，将垃圾颗粒堆积在堆仓内形成垃圾堆体，在垃圾堆体上方覆盖生物干化膜；

（b）将温度120℃以上的热烟气通入到换热器中，启动变频鼓风机将新鲜空气抽入到换热器中，热烟气加热新鲜空气，被加热后的新鲜空气经过通风管道进入堆仓内部，控制变频鼓风机的启停和空气流速，将进气温度控制在40至50℃，在加热使垃圾内水分蒸发的同时加速好氧生物反应，进一步提高干化效率；

（c）在变频鼓风机停机时，垃圾的渗滤液流入到通风管道内，并顺着倾斜布置的通风管道流入到渗滤液收集罐中，离心泵启动将渗滤液收集罐收集到的渗滤液重新输送至堆仓中；

（d）交替b和c步骤干化7至8天后，对干化后的垃圾进行回收。

Claims (8)

1.一种利用垃圾焚烧排放烟气余热干化垃圾的膜干化系统，其特征是，包括换热器（4）和堆仓（15），所述换热器（4）设有排烟进口（43）以及与排烟进口（43）连通的排烟出口（41），所述的排烟进口（43）设有与排烟烟囱（1）连通的排烟管（3），所述换热器（4）设有空气进口（42）以及与空气进口（42）连通的空气出口（44），所述堆仓（15）的底部设有若干平行布置的通风管道（13），所述通风管道（13）与空气出口（44）连通，所述堆仓（15）的顶部覆盖有密封配合的生物干化膜（7），所述通风管道（13）上设有向堆仓（15）内喷气的喷嘴（14），所述的堆仓（15）设有可将通风管道（13）的出口端与堆仓（15）内连通的渗滤液回收装置，所述的通风管道（13）包括管体（13a）以及与管体（13a）上方连通的罩体（13b），所述的罩体（13b）的边缘与管体（13a）密封连接，所述的喷嘴（14）设置在罩体（13b）的顶部，所述的罩体（13b）内设有沿管体（13a）轴向布置的推杆（22），所述推杆（22）上设有与喷嘴（14）位置对应的顶杆（21），所述顶杆（21）的上端穿过喷嘴（14），推杆（22）的两端分别设有可带动推杆（22）上移的凸轮（20）。

2.根据权利要求1所述的一种利用垃圾焚烧排放烟气余热干化垃圾的膜干化系统，其特征是，所述通风管道（13）的出口端向下倾斜布置，所述的渗滤液回收装置包括渗滤液收集罐（12），所述渗滤液收集罐（12）设置在通风管道（13）的出口端，所述渗滤液收集罐（12）和堆仓（15）之间设有可将渗滤液收集罐（12）内液体输送至堆仓（15）内的离心泵（11）。

3.根据权利要求1所述的一种利用垃圾焚烧排放烟气余热干化垃圾的膜干化系统，其特征是，所述的通风管道（13）的进口端设有变频鼓风机（16），所述的变频鼓风机（16）连接有时间开关控制器（17），所述的堆仓（15）内设有与时间开关控制器（17）连接的湿温仪（5）和压力传感器（6）。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种利用垃圾焚烧排放烟气余热干化垃圾的膜干化系统，其特征是，所述的换热器（4）内设有连通空气进口（42）和空气出口（44）的换热管（4b）以及固定换热管（4b）的折流板（4a），所述的折流板（4a）在换热器（4）内腔中平行错位布置形成连通排烟进口（43）和排烟出口（41）的烟气通道，所述烟气通道和换热管（4b）逆流布置。

5.根据权利要求4所述的一种利用垃圾焚烧排放烟气余热干化垃圾的膜干化系统，其特征是，所述换热器（4）的内壁和换热管（4b）的外部均设有耐酸耐腐蚀陶瓷涂层。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种利用垃圾焚烧排放烟气余热干化垃圾的膜干化系统，其特征是，所述堆仓（15）的三个侧面设有围墙，堆仓（15）的另一个侧面设有开口，堆仓（15）底部设有防渗板（8），所述防渗板（8）上设有与喷嘴（14）对应的开孔。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种利用垃圾焚烧排放烟气余热干化垃圾的膜干化系统，其特征是，所述堆仓（15）在与开口侧相对的围墙顶部外侧设有卷绕生物干化膜（7）的卷膜机构（18）,堆仓（15）的开口侧设有将生物干化膜（7）压设于堆仓（15）底面的压块（9），堆仓（15）与开口侧相邻的围墙外墙壁上设有侧向固定生物干化膜（7）的挂钩。

8.一种利用如权利要求1所述的一种利用垃圾焚烧排放烟气余热干化垃圾的膜干化系统的膜干化方法，包括以下步骤：

（a）经过粗破碎的垃圾经堆积后，在垃圾上方覆盖生物干化膜；

（b）将温度120℃以上的热烟气加热新鲜空气，将加热后的新鲜空气通入到垃圾底部对垃圾进行干化，并控制进气温度在40至50℃；

（c）收集垃圾干化过程中产生的渗滤液，并将渗滤液重新输送至正在干化的垃圾内；

（d）交替b和c步骤干化7至8天后，对干化后的垃圾进行回收。