CN108826303A - 一种预防控制烟气污染物的方法及生活垃圾焚烧系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预防控制烟气污染物的生活垃圾焚烧系统，垃圾储存库的抓料斗投料到压缩破碎系统中，压缩破碎系统通过输送系统连接烘干系统，烘干系统的垃圾出料口连接集成焚烧炉的垃圾进料口，烘干系统的热臭气出口连接集成焚烧炉的入风口，集成焚烧炉的可燃气体出口和烟气排放口及二级热交换器的热空气出口分别连接二燃室，二燃室、一级热交换器、急速降温室、二级热交换器和烟气脱硫器依序连接；一级热交换器的热空气出口连接烘干系统的进风口。本发明的系统结构严谨合理，能在垃圾烘干、气化燃烬、烟气燃烧净化和烟气冷却的关键过程预防控制烟气污染物，系统内各个过程所需的热能、可燃气体及助燃空气均从系统内提供，直接成本几乎为零。

Description

一种预防控制烟气污染物的方法及生活垃圾焚烧系统

技术领域

本发明属于垃圾焚烧技术领域，特别是一种预防控制烟气污染物的方法及生活垃圾焚烧系统。

背景技术

生活垃圾由于减量化显著，无害化彻底且相对易于控制，余热再生利用，占地相对比较小，可持续使用，被认为生活垃圾处理的较好的方法之一，但垃圾焚烧的关键点在于污染物特别是二噁英类剧毒物的控制治理达到国家排放标准。生活垃圾焚烧中含的二噁英类有害物，主要是生活垃圾中含有氯元素，有机质焚烧生成的，并以气态或附着在烟尘上存在于烟气中，二噁英有剧毒致癌性，标准状态下呈固态，熔点303-305℃，极难溶于水，容易在生物体内积累，并难排出。705℃以下相当稳定，高于此温度即开始分解。另外，垃圾焚烧降温过程会重生成二噁英。因此，生活垃圾焚烧技术关键是控制治理二噁英类污染物。

根据二噁英的理化性质，产生机理，随着科技进步，国际上提出了有效控制治理二噁英类的指导原则措施，一类是预防控制措施，包括：1、垃圾分类，控制生活垃圾中氯元素、有机物的含量，避免含二噁英及含氯高的废物进入焚烧炉；2、坚持“3T+E”(Temperature,Time,Turbulence+Excess Oxygen)原则，即焚烧温度、焚烧时间、湍流程度+足氧的条件，裂解二噁英；3、采用急冷技术，尽量缩短烟气由高温降至低温的停留时间，减少烟气中二噁英再生成。另一类是被动治理措施，包括采取活性炭吸附、布袋过滤去除二噁英。预防控制措施的难点在于采用什么样的措施能达到什么的效果和成本，被动治理措施的效果虽然好，难点也在于成本太高。

目前我国大中城市广泛采用的炉排炉烟气治理主要采取被动治理措施即活性炭吸附和布袋过滤，所以成本很高，原因是预防控制措施不当，效果不好，主要表现在三点：一是垃圾是在“焖烧”的状态下进行，烟气中容易产生二噁英类有害物质，必然会加大治理的难度和成本；二是垃圾焚烧和烟气是在同一炉室内混合进行，很难坚持达到3T+E原则的充分必要条件，烟气中的二噁英不能有效地被分解；三是烟气从850℃的高温降到300℃以下，未能做到时间控制在1S内，不能有效消除二噁英重生的环境条件，二噁英含量较高，只能采取被动治理措施：活性炭吸附+布袋过滤，二噁英类治理的成本必定很高。大城市的承受能力强，而且垃圾量大，通过控制垃圾焚烧发电补偿过高的成本。炉排炉在大城市采用尚可行。小城市及县城乡镇却承受不了这样高的成本。所以一直不被采用。但是又没有适宜实用的焚烧炉技术可供选用，目前这些地区的生活垃圾基本上是填埋或露天堆放，甚至根本不收集随地丢弃。解决这些地区垃圾焚烧技术的关键点仍然是烟气中二噁英类剧毒物的控制治理，难点仍然是成本，而且更突出。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提出一种预防控制烟气污染物的方法及生活垃圾焚烧系统。

本发明采用如下技术方案解决上述技术问题：

一种预防控制烟气污染物的生活垃圾焚烧系统，包括垃圾储存库、压缩破碎系统、输送系统、烘干系统、集成焚烧炉、二燃室、一级热交换器、急速降温室、二级热交换器和烟气脱硫器；

所述垃圾储存库上方安装抓料斗，抓料斗抓取垃圾投料到压缩破碎系统中，压缩破碎系统连接输送系统，输送系统连接烘干系统，烘干系统的垃圾出料口连接集成焚烧炉的垃圾进料口，烘干系统的出风口连接集成焚烧炉的入风口，集成焚烧炉的可燃气体出口和烟气排放口分别通过各自的通道连接二燃室，二燃室排烟口与一级热交换器管道连接，一级热交换器、急速降温室、二级热交换器和烟气脱硫器依序连接；一级热交换器的热空气出口连接烘干系统的进风口，二级热交换器的热空气出口管道连接二燃室。

还包括灰渣粉尘处理系统，所述灰渣粉尘处理系统包括卸灰装置、灰渣分选装置和灰渣破碎装置；所述集成焚烧炉的卸灰口连接卸灰装置，卸灰装置连接灰渣分选装置，灰渣分选装置连接灰渣破碎装置，卸灰装置、灰渣分选装置和灰渣破碎装置分别连接除尘器。

所述压缩破碎系统，包括横向液压推进器、竖向液压推进器、定量垃圾斗、垃圾进料通道、多级压缩通道、截面切割机、轴向切割机、径向切割机、污水出口和污水管道；

横向液压推进器连接垃圾进料通道的横向端口，竖向液压推进器连接垃圾进料通道的竖向端口，垃圾进料通道顶部开口并连接定量垃圾斗的底部出口，垃圾进料通道连接多级压缩通道中的首级压缩通道；所述多级压缩通道为管径逐级减小的一体化成型管道，末级压缩通道依次设有截面切割机、轴向切割机和径向切割机，末级压缩通道设有污水出口连接污水管道。

所述截面切割机包括螺杆升降机，螺杆升降机由第一电机驱动；螺杆升降机顶部安装有可旋转的截面切割刀盘，截面切割刀盘连接第二电机，所述末级压缩通道设有截面切割缝，所述截面切割刀盘可上下穿过所述截面切割缝对末级压缩通道中的垃圾进行截面式切割；

所述轴向切割机包括轴向切割刀盘，所述末级压缩通道沿轴向设有轴向切割缝，轴向切割刀盘可旋转地固定在轴向切割缝中，轴向切割刀盘连接第三电机；

所述径向切割机包括径向切割刀盘，所述末级压缩通道沿水平方向设有径向切割缝，径向切割刀盘可旋转地固定在径向切割缝中，径向切割刀盘连接第四电机。

所述烘干系统为滚筒式烘干机，所述烘干机的结构为：滚筒烘干器设在烘干区中，滚筒烘干器设有烘干机进料口连接输送系统出料口，滚筒烘干器设有烘干机出料口连接集成焚烧炉的垃圾进料口；烘干区两端分别设有烘干机进风口和烘干机出风口，烘干机进风口连接一级热交换器的热空气出口，烘干机出风口连接焚烧炉入风口，滚筒烘干器连接第五电机。

所述集成焚烧炉，炉内设置燃烬室，燃烬室顶部开设烟气排放口，燃烬室下部为垃圾焚烧区，燃烬室上部分别布设多个气化室，每个气化室均由炉内壁和耐火导热材料围设而成，各气化室两两之间及各气化室与燃烬室之间均分别用耐火导热材料分隔；

每个气化室均在对应的炉壁上设有垃圾进料口和可燃气体出口，垃圾进料口连接烘干系统的垃圾出料口，可燃气体出口连接二燃室；气化室底部设有气化室出料口通过阀门连接燃烬室；

所述燃烬室下部还分别开设有焚烧炉入风口和焚烧炉卸灰口，焚烧炉入风口连接烘干系统的出风口。

所述燃烬室上部还设有生物质炭化室，生物质炭化室由炉内壁和耐火导热材料围设而成，所述生物质炭化室在对应的炉壁上分别设有生物质进料口、炭化生物质出料口和生物质燃气提取口，所述生物质进料口和炭化生物质出料口分别设有机械阀门。

所述急速降温室两侧分别开设有降温室入风口和降温室出风口，降温室入风口连接一级热交换器，降温室出风口连接二级交换器，降温室内分别设有多块挡风板和多根输水管，输水管上分别连接多个雾化喷头，急速降温室内设有积水箱，输水管连接积水箱。

采用权利要求所述的生活垃圾焚烧系统的一种预防控制烟气污染物的方法，包括如下子过程：

(1)、固体物处理过程：所述垃圾储存库的垃圾被抓料斗抓取投料到压缩破碎系统中，压缩破碎系统将垃圾压缩破碎后经过输送系统送入烘干系统烘干，烘干系统烘干后的垃圾送入集成焚烧炉的气化室里强化烘干或炭化，强化烘干或炭化的垃圾送入集成焚烧炉的燃烬室燃烬，生成的灰渣从集成焚烧炉卸灰进行灰渣粉尘处理；

(2)气体处理过程：所述集成焚烧炉的气化室产生的可燃气体和燃烬室产生的烟气以及二级交换器交换后的热空气分别由各自的通道导入二燃室燃烧净化，二燃室排出的烟气进入一级热交换器进行气体热交换，经一级热交换器交换后的热空气作热源提供给烘干系统，烟气经一级热交换器后温度从800℃以上降到500℃，排出的烟气进入急速降温室，在急速降温室的雾化喷头喷淋水雾下温度从500℃降至300℃温区的降温时间控制在1s以内；急速降温室排出的烟气经过二级交换器再送入湿式脱硫器进行脱硫后通过烟囱外排；或送入布袋净化后通过烟囱外排；

(3)灰渣粉尘处理过程：从集成焚烧炉的燃烬室的卸灰口卸出来的灰渣，经由卸灰车输送到灰渣分选装置进行分选处理，经分选的灰渣由灰渣破碎装置破碎后填埋或用作建筑原料；卸灰、灰渣分选和灰渣破碎过程中产生的灰尘，分别由除尘器进行除尘。

还包括生物质发电过程：所述集成焚烧炉内还设有生物质炭化室，所述生物质炭化室分别产出生物质碳和燃气，生物质碳回收利用，燃气用于发电或提供给二燃室。

本发明的优点：

1、本发明方法在垃圾烘干、气化燃烬、烟气燃烧净化和烟气冷却的关键过程实施预防控制烟气污染物，可以减免或基本减免活性炭吸附和布袋过滤的被动治理措施。

2、本发明系统结构严谨合理，优势突出，在系统结构的作用下，系统内各个过程所需的热能，可燃气体及助燃空气均可以从系统内产生提供，而无须从系统外添加，直接成本几乎为零，系统运行成本大幅下降。

3、集成炉气化室产生的可燃气体和燃烧室产生的烟气及二级交换器产生的热风，分别从各自烟道导入二燃室，能有效保证3T+E的环境条件，确保烟气在高温足氧的条件下充分燃烧净化，二噁英完全裂解。

4、烟气降温采用三级冷却工艺非常实用有效。经一级热交换烟气从850℃以上降至500℃，产生热风提供烘干或炭化做热源，采用急速降温确保烟气从500℃急降至300℃温区的停留时间控制在远低于1s以内，有效消除了烟气冷却过程中二噁英的重生成的条件。

5、集成焚烧炉的系统结构科学、合理、严谨、完备、功能优良。气化与燃烬过程相互独立相互作用过程可控，垃圾充分完全彻底燃烬，燃烬过程快，无“焖烧”现象。在较大程度上从源头预防控制燃烬过程烟气污染物的产生，从而极大降低烟气治理的难度和成本。气化燃烬全过程无需添加助燃物料，直接成本几乎为零。集成焚烧炉炉温稳定，保持高温持续稳定气化和燃烬，确保垃圾焚烧的效率效果。气化过程产生的可燃气体控制导入二燃室，确保燃烬过程产生的烟气高温燃烧净化，裂解，而无需添加任何助燃物料。二燃室的直接运行成本几乎为零。同时二燃室产生的大量高温烟气经一级热交换器导入烘干机作为热源，垃圾烘干的直接成本几乎为零。

6、集成焚烧炉内的几个气化室也可以对生物质进行炭化，可产出生物质燃气和生物质碳。提高集成炉的产出和附加价值，尤其适用于具有丰富的农林生物质原料的县域城市和乡镇地区使用。

7、压缩破碎系统经过逐级压缩，垃圾含水率大大降低，能降低含水率60％以上。垃圾压缩后紧实固化，再分别经截面、轴向、径向三方位切割破碎，破碎充分。经破碎后的垃圾在滚筒烘干机内易于翻滚烘干，效率至少提高二倍以上，降低烘干成本，对含水率高热值低的生活垃圾处理效果更显著。破碎程度可控，垃圾烘干达到松散干燥程度可控。经本发明破碎机破碎烘干后的垃圾，投入焚烧炉对炉温影响不大，确保焚烧炉高温持续稳定燃烧，提高生活垃圾焚烧效率和效果。

附图说明

图1是本发明一种预防控制烟气污染物的生活垃圾焚烧系统的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1中的垃圾储存库的结构示意图。

图4是图1中的集成焚烧炉结构示意图。

图5是图4的俯视图。

图6是图1中烘干系统的结构示意图。

图7是图1中集成焚烧炉的结构示意图。

图8是图7的俯视图。

图9是图1中急速降温室的结构示意图。

图10是图9的俯视图。

图1-图10中：A1：地磅室,A2:垃圾储存库，A3:压缩破碎系统，A4:烘干系统，A5:集成焚烧炉，A6:鼓风机，A7:二燃室，A8:一级热交换器，A9:急速降温室，A10:二级热交换器，A11:布袋过滤器，A12:湿式脱硫器，A13:烟囱，A14：输送系统。

1：横向液压推进器，2：竖向液压推进器，3：定量垃圾斗，4：垃圾进料通道，5：管道固定架，6：一级压缩通道，7：二级压缩通道，8：三级压缩通道，9：截面切割刀盘，10：螺杆升降机，11：第一电机，12：第二电机，13：轴向切割刀盘，14：第一固定架，15：第三电机，16：径向切割刀盘，17：第四电机，18：第二固定架，19：管道底座，20：污水管道，21：污水排放口，22：竖向液压推进器固定架，23：定量垃圾斗固定架，24：横向液压推进器固定架，25：墙体；26：烘干机进料口，27：烘干机出风口，28：滚筒烘干器，29：烘干区，30：烘干机进风口，31：烘干机出料口，32：第五电机，33：烘干机底座。

34：烟气排放口，35：燃烬室，36：生物质进料口，37：生物质炭化室，38：机械阀门，39：炭化生物质出料口，40：焚烧炉卸灰口，41：焚烧炉入风口，42：气化室出料口，43：垃圾进料口，44：气化室，45：生物质燃气提取口，48：可燃气体出口。

51：雾化喷头，52：输水管，53：挡风板，54：降温室出风口，55：降温室入风口，56：积水箱，57：支架。

58：运输车入口，59：抓料斗，60：抓斗横轨，61：垃圾堆填坑，62：垃圾输送带，63：输送系统出料口，64：输送带底座。

图11是本发明一种预防控制烟气污染物的方法的流程图。

具体实施方式

如图1至图10所示，一种预防控制烟气污染物的生活垃圾焚烧系统，包括固体物处理系统、灰渣粉尘处理系统和气体处理系统；

一、所述固体物处理系统包括垃圾储存库A2、压缩破碎系统A3、烘干系统A4、输送系统和集成焚烧炉A5；

1、垃圾破碎烘干：

垃圾经地磅室A1从运输车入口58进入垃圾储存库A2，所述垃圾储存库A2上方安装抓斗横轨60，抓料斗59连接抓斗横轨60，压缩破碎系统A3设在垃圾储存库A2中，抓料斗59从垃圾堆填坑61抓取垃圾投料到压缩破碎系统A3中，压缩破碎系统A3将垃圾压缩破碎后由输送系统A14送入烘干系统A4烘干。

所述压缩破碎系统A3，包括横向液压推进器1、竖向液压推进器2、定量垃圾斗3、垃圾进料通道4、多级压缩通道、截面切割机、轴向切割机和径向切割机；

所述垃圾进料通道4为三通式管道，横向端口连接横向液压推进器1，竖向上端口连接竖向液压推进器2，竖向下端口连接多级压缩通道中的一级压缩通道6，垃圾进料通道4横向段的顶部开口并连接定量垃圾斗3的底部出口；垃圾进料通道4上述各端口连接处分别用管道固定架5紧固。为了使本破碎机更稳固，在垃圾储存库的墙体25上分别连接竖向液压推进器固定架22、定量垃圾斗固定架23和横向液压推进器固定架24一一对应支撑竖向液压推进器2、定量垃圾斗3和横向液压推进器1。

所述多级压缩通道为管径逐级减小的一体化成型管道，本实施例多级压缩管道设置为三级，一级压缩通道6的压缩比1∶0.8，二级压缩通道7的压缩比1∶0.8，三级压缩通道8的压缩比1∶0.7。三级压缩通道8依次设有截面切割机、轴向切割机和径向切割机。

所述截面切割机包括螺杆升降机10，螺杆升降机10由第一电机11驱动。螺杆升降机10顶部安装有可旋转的截面切割刀盘9，截面切割刀盘9连接第二电机12，由第二电机12驱动截面切割刀盘9旋转；所述三级压缩通道8设有截面切割缝，所述截面切割刀盘9可上下穿过所述截面切割缝对三级压缩通道8中的垃圾进行截面式切割。

所述三级压缩通道8底部设有污水排放口21，污水排放口21连接污水管道20。优选以截面切割缝作为污水排放口21，缝下方设置污水管道20，污水管道20的接水口与截面切割缝匹配，将排出的污水接住并外排。

所述轴向切割机包括轴向切割刀盘13，所述三级压缩通道8沿轴向设有轴向切割缝，轴向切割刀盘13可旋转地固定在轴向切割缝中，轴向切割刀盘13连接第三电机15，第三电机15安装在第一固定架14上，第一固定架14安装在三级压缩通道8一侧。为了使垃圾在三级压缩通道8中更畅通地前行，还可以在第一固定架14安装第一液压气缸，第一液压气缸连接第一转轴，第一转轴上安装轴向切割刀盘13，第三电机15连接轴向切割刀盘13。当要进行切割时，第一液压气缸将轴向切割刀盘13推进轴向切割缝中，同时第三电机15驱动轴向切割刀盘13旋转，切割完毕后，第一液压气缸带动轴向切割刀盘13退出轴向切割缝。如此循环往复。

所述径向切割机包括径向切割刀盘16，所述三级压缩通道8沿水平方向设有径向切割缝，径向切割刀盘16可旋转地固定在径向切割缝中，径向切割刀盘16连接第四电机17。第四电机17安装在第二固定架18上，第二固定架18安装在三级压缩通道8上方。为了使垃圾在三级压缩通道8中更畅通地前行，还可以在第二固定架18上安装第二液压气缸，第二液压气缸连接第二转轴，第二转轴上安装径向切割刀盘16，第四电机17连接径向切割刀盘16。当要进行切割时，第二液压气缸将径向切割刀盘16推进径向切割缝中，同时第四电机17驱动径向切割刀盘16旋转，切割完毕后，第二液压气缸带动径向切割刀盘16退出径向切割缝。如此循环往复。

所述管道底座19有多个，分别支撑垃圾进料通道4和多级压缩通道。

所述输送系统A14包括垃圾输送带62架设在输送带底座64上，输送系统出料口63连接烘干系统A4。

所述烘干系统采用滚筒式烘干机，所述烘干机的结构为：滚筒烘干器28设在烘干区29中，滚筒烘干器28设有烘干机进料口26连接输送系统出料口63，滚筒烘干器28底部有烘干机底座33，滚筒烘干器28设有烘干机出料口31连接集成焚烧炉A5的垃圾进料口43；烘干区29两端分别设有烘干机进风口30和烘干机出风口27，烘干机进风口30连接一级热交换器A8的热空气出口，烘干机出风口27连接焚烧炉入风口41。滚筒烘干器28连接第五电机32。

2、垃圾焚烧气化：

烘干系统A4烘干后的垃圾送入集成焚烧炉A5气化焚烧，产生的烟气和可燃气体分别由各自的通道送入气体处理系统处理，产生的灰渣从集成焚烧炉A5卸灰后送到灰渣粉尘处理系统进行处理。

所述集成焚烧炉A5，炉内设置燃烬室35(即炉镗)，燃烬室35顶部开设烟气排放口34，燃烬室35下部为垃圾焚烧区，燃烬室35上部与炉内壁之间分别布设多个气化室44，垃圾气化室44由炉内壁和耐火导热材料围设而成，各气化室44两两之间及各气化室44与燃烬室35之间均分别用耐火导热材料分隔，耐火导热材料可采用高密度高导热硅砖。

每个气化室44均在对应的炉壁上设有垃圾进料口43和可燃气体出口48，气化室44底部设有气化室出料口42用以将强化烘干或炭化后的垃圾排放到燃烬室35燃烧；所述垃圾进料口43和气化室出料口42分别设有机械阀门38。可燃气体出口48通过通道连接二燃室A7，该二燃室A7设置在集成焚烧炉A5的炉体外。垃圾经烘干机烘干后，在气化室44进一步强化烘干或炭化，再送入燃烬室35焚烧。

所述燃烬室35上部与炉内壁之间还设有生物质炭化室37，生物质炭化室37也由炉内壁和耐火导热材料围设而成，所述生物质炭化室37在对应的炉壁上分别设有生物质进料口36、炭化生物质出料口39和生物质燃气提取口45，所述生物质进料口36和炭化生物质出料口39分别设有机械阀门38。生物质碳从炭化生物质出料口39排出，回收利用，所述生物质燃气提取口45提取的燃气可利用于发电。

所述燃烬室35下部还分别开设有焚烧炉入风口41和焚烧炉卸灰口40，焚烧炉入风口41管道连接烘干系统A的烘干机出风口27，烘干机产生的臭热风作为助燃气体提供给焚烧炉，使燃烧更充分。燃烬后的灰渣通过焚烧炉卸灰口40卸灰至灰渣运输车。

二、所述气体处理系统包括二燃室A7、一级热交换器A8、急速降温室A9、二级热交换器A10、湿式脱硫器A12和烟囱A13。

所述集成焚烧炉A5的气化室44产生的可燃气体和燃烬室35产生的烟气分别由各自的通道送入二燃室A7，在上述各通道上可设置鼓风机A6以加速流速，二燃室A7的排烟口依序与一级热交换器A8、急速降温室A9、二级热交换器A10连接；一级热交换器A8的热空气出口与烘干机进风口30连接。

所述急速降温室A9两侧分别开设有降温室出风口54和降温室入风口55，室内设有多块挡风板53，还设有多根输水管52，输水管52上分别连接多个雾化喷头51，急速降温室A9内设有积水箱56，输水管52连接积水箱56，水由积水箱56泵送进输水管52，且循环利用。支架57支撑急速降温室49。烟气从一级热交换器A8经降温室入风口55进入急速降温室A9，急速降温室A9的空间设置足够大，再加上雾化喷头51喷淋水雾，温度从500℃降至300℃温区的降温时间控制在1s以内。降温后的烟气从降温室出风口54排到二级交换器A10。

所述二级交换器A10的热空气出口与二燃室A7连接；从二级交换器A10排出的烟气送入湿式脱硫器A12进行脱硫后通过烟囱A13外排；或送入布袋过滤器A11净化后通过烟囱A13外排。

三、所述灰渣粉尘处理系统包括卸灰装置、灰渣分选装置和灰渣破碎装置；卸灰装置为灰渣运输车，灰渣分选装置可采用筛子，灰渣破碎装置可采用普通灰渣破碎机。灰渣从焚烧炉卸灰口40进入灰渣运输车输送到灰渣分选装置进行分选处理，经分选的灰渣最后是釆用水坭固化法将其制作为城市建用水坭预期制构件等。卸灰装置、灰渣分选装置和灰渣破碎装置分别连接除尘器。

本发明的生活垃圾焚烧系统，是构建由压缩破碎、烘干、集成焚烧炉、二燃室、一级热交换器、急速降温室、二级热交换器等六个主要子系统组成的以烟气治理和成本控制为目标的生活垃圾焚烧系统。在系统结构作用下，各子系统(过程)相互独立又相互作用相互依赖，构成一个有机整体，突显整体目标。如图11所示，系统运行主要从以下过程实施：

1、所述垃圾储存库的垃圾被抓料斗抓取投料到压缩破碎系统中进行压缩破碎，再经过输送系统送入烘干系统烘干，垃圾压缩破碎降低垃圾含水率且破碎充分，能有效提高烘干的效果和效率，烘干所需的热风由一级热交换器提供。烘干过程产生的臭热蒸气导入集成焚烧炉的燃烬室作为燃烬过程的助燃空气。

2、垃圾烘干后成干燥松散状态，烘干系统烘干后的垃圾送入集成焚烧炉的气化室里强化烘干或炭化，强化烘干或炭化的垃圾进入集成焚烧炉的燃烬室燃烬。气化过程所需的热能由燃烬过程产生的热能提供，气化过程产生的可燃气体导入二燃室。气化后的垃圾炭排入燃烬室燃烬，燃烬过程所需的助燃空气由烘干过程产生的臭热蒸气提供，燃烬过程产生的烟气导入二燃室。燃烬过程产生的灰渣经分选、破碎后资源化利用。

3、气化室产生的可燃气体和燃烬室产生的烟气以及二级交换器交换后的热空气分别由各自的通道导入二燃室燃烧净化，控制在3T+E环境条件下实施高温850℃以上燃烧净化和裂解二噁英。二燃室产生的850℃以上的高温烟气导入一级热交换器进行热交换。

4、850℃以上的高温烟气导入一级热交换器，温度降至500℃，热交换产生600℃以上热风提供给垃圾烘干过程，作为烘干垃圾的热源。

5、一级热交换器排出的500℃烟气，经急速降温室温度从500℃降至300℃温区的降温时间控制在1s以内；急速降温室排出的烟气300℃。

6、急速降温室排出的300℃的烟气进入二级热交换器进行热交换，使烟气温度降至160℃以下，产生的热风提供二燃室作为助燃空气。二级交换器排出的烟气再送入湿式脱硫器进行脱硫后通过烟囱外排；或送入布袋净化后通过烟囱外排。

本发明的方法，控制治理烟气中二噁英类污染物采用预防控制为先，被动治理为后的原则，预防控制措施从四个关键过程实施：

1、控制垃圾破碎烘干：根据我国生活垃圾未能实行分类且含水率过高的特性，先将垃圾破碎挤掉部分水分烘干成干燥松散状态，为垃圾快速充分完全燃烧做好基础。

2、控制垃圾燃烬过程；将基本烘干的垃圾投入集成焚烧炉的气化室进行气化，然后再投入到集成炉的燃烧室燃烬。能控制垃圾快速充分燃烬，燃烬温度控制在705℃以下，从而有效预防控制垃圾燃烧过程不产生或少产生二噁英类污染物。

3、控制烟气燃烧净化过程：气化室产生的可燃气体和燃烬室产生的烟气以及二级交换器交换后的热空气分别由各自的通道导入二燃室，易于控制达到850℃以上高温将烟气燃烧净化，裂解二噁英，从而有效预防控制二燃室排出的烟气不含有或极少含有二噁英类有害物质。

4、控制烟气冷却过程的时间：将二燃室排出的850℃高温烟气先经一级热交换提取热量后降至500℃，然后尽量缩短烟气在500-300℃温度区的停留时间，采用烟气温度急降控制在1s以内甚至更短时间，再经二级热交换提取热量使烟气降至160℃以下，从而有效预防控制烟气冷却过程中二噁英重生成。

本发明方法中被动治理为后的措施是：如果经过预防控制措施烟气还含有极少量的二噁英类物质，则采用布袋过滤再排放。布袋过滤措施仅作为备选措施。

Claims (10)

1.一种预防控制烟气污染物的生活垃圾焚烧系统，其特征在于：包括垃圾储存库、压缩破碎系统、输送系统、烘干系统、集成焚烧炉、二燃室、一级热交换器、急速降温室、二级热交换器和烟气脱硫器；

所述垃圾储存库上方安装抓料斗，抓料斗抓取垃圾投料到压缩破碎系统中，压缩破碎系统连接输送系统，输送系统连接烘干系统，烘干系统的垃圾出料口连接集成焚烧炉的垃圾进料口，烘干系统的出风口连接集成焚烧炉的入风口，集成焚烧炉的可燃气体出口和烟气排放口分别通过各自的通道连接二燃室，二燃室排烟口与一级热交换器管道连接，一级热交换器、急速降温室、二级热交换器和烟气脱硫器依序连接；一级热交换器的热空气出口连接烘干系统的进风口，二级热交换器的热空气出口管道连接二燃室。

2.如权利要求1所述的一种预防控制烟气污染物的生活垃圾焚烧系统，其特征在于：还包括灰渣粉尘处理系统，所述灰渣粉尘处理系统包括卸灰装置、灰渣分选装置和灰渣破碎装置；所述集成焚烧炉的卸灰口连接卸灰装置，卸灰装置连接灰渣分选装置，灰渣分选装置连接灰渣破碎装置，卸灰装置、灰渣分选装置和灰渣破碎装置分别连接除尘器。

3.如权利要求1所述的一种预防控制烟气污染物的生活垃圾焚烧系统，其特征在于：所述压缩破碎系统，包括横向液压推进器、竖向液压推进器、定量垃圾斗、垃圾进料通道、多级压缩通道、截面切割机、轴向切割机、径向切割机、污水出口和污水管道；

横向液压推进器连接垃圾进料通道的横向端口，竖向液压推进器连接垃圾进料通道的竖向端口，垃圾进料通道顶部开口并连接定量垃圾斗的底部出口，垃圾进料通道连接多级压缩通道中的首级压缩通道；所述多级压缩通道为管径逐级减小的一体化成型管道，末级压缩通道依次设有截面切割机、轴向切割机和径向切割机，末级压缩通道设有污水出口连接污水管道。

4.如权利要求3所述的一种预防控制烟气污染物的生活垃圾焚烧系统，其特征在于：所述截面切割机包括螺杆升降机，螺杆升降机由第一电机驱动；螺杆升降机顶部安装有可旋转的截面切割刀盘，截面切割刀盘连接第二电机，所述末级压缩通道设有截面切割缝，所述截面切割刀盘可上下穿过所述截面切割缝对末级压缩通道中的垃圾进行截面式切割；

所述轴向切割机包括轴向切割刀盘，所述末级压缩通道沿轴向设有轴向切割缝，轴向切割刀盘可旋转地固定在轴向切割缝中，轴向切割刀盘连接第三电机；

所述径向切割机包括径向切割刀盘，所述末级压缩通道沿水平方向设有径向切割缝，径向切割刀盘可旋转地固定在径向切割缝中，径向切割刀盘连接第四电机。

5.如权利要求1所述的一种预防控制烟气污染物的生活垃圾焚烧系统，其特征在于：所述烘干系统为滚筒式烘干机，所述烘干机的结构为：滚筒烘干器设在烘干区中，滚筒烘干器设有烘干机进料口连接输送系统出料口，滚筒烘干器设有烘干机出料口连接集成焚烧炉的垃圾进料口；烘干区两端分别设有烘干机进风口和烘干机出风口，烘干机进风口连接一级热交换器的热空气出口，烘干机出风口连接焚烧炉入风口，滚筒烘干器连接第五电机。

6.如权利要求1所述的一种预防控制烟气污染物的生活垃圾焚烧系统，其特征在于：所述集成焚烧炉，炉内设置燃烬室，燃烬室顶部开设烟气排放口，燃烬室下部为垃圾焚烧区，燃烬室上部分别布设多个气化室，每个气化室均由炉内壁和耐火导热材料围设而成，各气化室两两之间及各气化室与燃烬室之间均分别用耐火导热材料分隔；

每个气化室均在对应的炉壁上设有垃圾进料口和可燃气体出口，垃圾进料口连接烘干系统的垃圾出料口，可燃气体出口连接二燃室；气化室底部设有气化室出料口通过阀门连接燃烬室；

所述燃烬室下部还分别开设有焚烧炉入风口和焚烧炉卸灰口，焚烧炉入风口连接烘干系统的出风口。

7.如权利要求6所述的一种预防控制烟气污染物的生活垃圾焚烧系统，其特征在于：所述燃烬室上部还设有生物质炭化室，生物质炭化室由炉内壁和耐火导热材料围设而成，所述生物质炭化室在对应的炉壁上分别设有生物质进料口、炭化生物质出料口和生物质燃气提取口，所述生物质进料口和炭化生物质出料口分别设有机械阀门。

8.如权利要求1所述的一种预防控制烟气污染物的生活垃圾焚烧系统，其特征在于：所述急速降温室两侧分别开设有降温室入风口和降温室出风口，降温室入风口连接一级热交换器，降温室出风口连接二级交换器，降温室内分别设有多块挡风板和多根输水管，输水管上分别连接多个雾化喷头，急速降温室内设有积水箱，输水管连接积水箱。

9.采用权利要求1至8之一所述的生活垃圾焚烧系统的一种预防控制烟气污染物的方法，其特征在于，包括如下子过程：

(1)、固体物处理过程：所述垃圾储存库的垃圾被抓料斗抓取投料到压缩破碎系统中，压缩破碎系统将垃圾压缩破碎后经过输送系统送入烘干系统烘干，烘干系统烘干后的垃圾送入集成焚烧炉的气化室里强化烘干或炭化，强化烘干或炭化的垃圾送入集成焚烧炉的燃烬室燃烬，生成的灰渣从集成焚烧炉卸灰进行灰渣粉尘处理；

(2)气体处理过程：所述集成焚烧炉的气化室产生的可燃气体和燃烬室产生的烟气以及二级交换器交换后的热空气分别由各自的通道导入二燃室燃烧净化，二燃室排出的烟气进入一级热交换器进行气体热交换，经一级热交换器交换后的热空气作热源提供给烘干系统，烟气经一级热交换器后温度从800℃以上降到500℃，排出的烟气进入急速降温室，在急速降温室的雾化喷头喷淋水雾下温度从500℃降至300℃温区的降温时间控制在1s以内；急速降温室排出的烟气经过二级交换器再送入湿式脱硫器进行脱硫后通过烟囱外排；或送入布袋净化后通过烟囱外排；

(3)灰渣粉尘处理过程：从集成焚烧炉的燃烬室的卸灰口卸出来的灰渣，经由卸灰车输送到灰渣分选装置进行分选处理，经分选的灰渣由灰渣破碎装置破碎后填埋或用作建筑原料；卸灰、灰渣分选和灰渣破碎过程中产生的灰尘，分别由除尘器进行除尘。

10.如权利要求9所述的一种预防控制烟气污染物的方法，其特征在于，还包括生物质发电过程：所述集成焚烧炉内还设有生物质炭化室，所述生物质炭化室分别产出生物质碳和燃气，生物质碳回收利用，燃气用于发电或提供给二燃室。