CN109185895A - 一种处理填埋场陈腐垃圾的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种处理填埋场陈腐垃圾的系统及方法，其特征在于：该系统包括了焚烧炉、“3T+E”调控装置、氧气供应装置、辅助燃料装置、三维肋片冷风高效升温装置、三维肋片烟气高效降温装置、陈腐垃圾预热装置、渗滤液热浓缩装置。
Description
技术领域：
本发明属于垃圾焚烧领域，具体涉及一种处理填埋场陈腐垃圾的系统及方法。
技术背景：
随着社会的发展，城市生活垃圾进行焚烧处理已“势在必行”，目前，国内垃圾焚烧处理主要有直接简易焚烧和垃圾焚烧发电两种工艺。
直接简易焚烧，一般是指小城镇使用的间歇式手工投料小型垃圾焚烧炉，此种焚烧方法，一般在10t/d以下,主要间断式处理,由于焚烧工艺不足及环保设施不完善,二次污染十分严重。加上民众对其重视和认识程度不高，资金投入不足,运行监管严重缺失,没有经济产出，环境与经济代价极高。目前逐渐被取缔与整合，不适合焚烧填埋场陈腐垃圾。
垃圾焚烧发电，要求有较大规模,垃圾日处理量在300t/d以上才具有经济可行性，但是现有的城市运行比较成熟的垃圾焚烧技术及焚烧厂，基本是处置新产生的生活垃圾，焚烧低热值的填埋垃圾难免“水土不服”，难以完全适应填埋垃圾的焚烧特性(热值低、含水高、不可燃成分偏高、对环保指标影响)，投入与产出差别巨大，经济效益差，难以维持焚烧企业的长久达标运行。并且随着《生活垃圾焚烧污染物控制标准》GB18485-2014的出台，垃圾焚烧技术需加强对炉内3T+E(温度、时间、湍流度、空气系数)调控，保证二噁英排放达标。
对于现行焚烧技术，焚烧填埋厂陈腐垃圾主要存在以下难题：
(1)生活垃圾进入填埋场后在复杂的物理化学和微生物作用下将会不断地分解和腐殖化，且随着填埋垃圾稳定化进程的推进，不断释放大量可燃性填埋气体降低了存量垃圾的热值，同时混合垃圾填埋后，无法避免的会渗入雨水、地表径流水，导致填埋场陈腐垃圾热值极低，焚烧性差；
(2)填埋场一般要求每单元层铺垃圾厚度为2～3m，最厚不得超过6m，且每一单元填埋层上覆盖30～40cm厚的土壤层等类似措施，导致填埋垃圾不可燃成分过高；
(3)焚烧残渣产生量较大，热灼减率难以达标，炉温不高易产生大量二噁英，焚烧填埋垃圾对焚烧厂环保指标影响较大；
(4)垃圾焚烧厂因填埋垃圾的焚烧特性(热值低、含水高、不可燃成分偏高)，不能在填埋场现场进行焚烧处理，限制了其焚烧规模，同时建设所需的焚烧设备、烟气净化设备等设备的采购成本较高，现有焚烧技术无害化运营成本高，导致焚烧企业经济投入产出的不经济性，企业难以实现盈利。
发明内容：
基于上述现状，本发明提出一种处理填埋场陈腐垃圾的系统及方法，其特征在于：该系统包括了焚烧炉、“3T+E”调控装置、氧气供应装置、辅助燃料装置、三维肋片冷风高效升温装置、三维肋片烟气高效降温装置、陈腐垃圾预热装置、渗滤液热浓缩装置。
进一步的技术方案是，焚烧炉为往复式机械炉排炉，是填埋场陈腐垃圾进行焚烧处理的主要场所，“3T+E”调控装置是辅助燃料发生内燃烧的主要场所，“3T+E”调控装置安装在焚烧炉炉壁上，其两者的结合方式为：
a.“3T+E”调控装置通过内燃烧产生的火焰直接进入焚烧炉内，火焰与焚烧炉炉排轴向平行但不重合；
b.陈腐垃圾在焚烧炉炉排上进行焚烧时，调节“3T+E”调控装置内燃烧的温度状态，使内燃烧产生的高温烟气进入焚烧炉，与陈腐垃圾产生的烟气预混，使陈腐垃圾产生的烟气温度≥850℃；
c.陈腐垃圾在焚烧炉炉排上进行焚烧时，调节“3T+E”调控装置内燃烧气流状态，使“3T+E”调控装置产生具有一定动量的烟气进入焚烧炉，与陈腐垃圾产生的烟气预混，搅动炉内烟气，提高陈腐垃圾产生的烟气在≥850℃高温环境下的湍流度；
d.陈腐垃圾在焚烧炉炉排上进行焚烧时，调节“3T+E”调控装置内燃烧气流状态，使“3T+E”调控装置产生具有一定动量的烟气进入焚烧炉，与陈腐垃圾产生的烟气预混，搅动炉内烟气，提高陈腐垃圾产生的烟气在≥850℃高温环境下的停留时间≥2s；
e.陈腐垃圾在焚烧炉炉排上进行焚烧时，调节“3T+E”调控装置内燃烧状态，稳定炉内烟气的温度、湍流度、时间等参数后，保证过量空气系数，使陈腐垃圾充分燃烧，灼减率＜5％。
进一步的技术方案是，辅助燃料装置提供煤粉进入“3T+E”调控装置中，氧气供应装置提供氧气进入“3T+E”调控装置中，三者的结合方式为：
a、油与氧气在“3T+E”调控装置中充分预混燃烧产生高温火焰；
b、煤粉与氧气在“3T+E”调控装置中预混与高温火焰接触燃烧；
c、“3T+E”调控装置协调调控煤粉、氧气、油的燃烧。
在确保炉内工况稳定、可控的前提下，可实现对炉内“3T+E”的调控，确保在高温环境下(≥850℃)陈腐垃圾的彻底焚烧，热灼减率达到环保要求(热灼减率＜5％)，二噁英排放达标。
进一步的技术方案是，三维肋片冷风高效升温装置安装在焚烧炉出口的烟道上，将烟气中的热量置换加热冷风形成热风：
a.该热风进入焚烧炉，为陈腐垃圾的燃烧提供氧气；
b.该热风进入辅助燃料装置，为煤粉运输提供动力，为煤粉燃烧提供氧气；
c.该热风进入陈腐垃圾预热装置，加热后的陈腐垃圾进入焚烧炉，产生的渗滤液送入渗滤液热浓缩装置，热风进入渗滤液热浓缩装置中对渗滤液进一步热浓缩，热浓缩后的渗滤液进入焚烧炉焚烧。
进一步的技术方案是，三维肋片烟气高效降温装置安装在烟囱出口前的烟道上，控制烟气温度，将烟气温度减低析出水分，消除烟囱白色湿烟羽。
利用三维肋片冷风高效升温装置和三维肋片烟气高效降温装置，置换垃圾焚烧排空烟气中的热源，一方面循环利用了能源，达到了节能的目的，一方面消除了白色湿烟羽现象，达到了环保的目的。
进一步的技术方案是，焚烧炉通过过/再热器产生蒸汽，蒸汽通过汽轮机/电机发电，部分电量供给氧气供应装置制氧，氧气供给“3T+E”调控装置使用，另一部分电量可对外供电。
进一步的技术方案是，焚烧炉内焚烧陈腐垃圾产生的残渣，可直接就地回填。
通过上述方法，解决了目前垃圾焚烧的难题，使陈腐垃圾的处理变得高效、清洁。
附图说明
图1是本发明的实施案例示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种处理填埋场陈腐垃圾的系统及方法包括了焚烧炉、“3T+E”调控装置、氧气供应装置、辅助燃料装置、三维肋片冷风高效升温装置、三维肋片烟气高效降温装置、陈腐垃圾预热装置、渗滤液热浓缩装置。
焚烧炉为往复式机械炉排炉，是填埋场陈腐垃圾进行焚烧处理的主要场所，“3T+E”调控装置是辅助燃料发生内燃烧的主要场所，“3T+E”调控装置安装在焚烧炉炉壁上，其两者的结合方式为：
a.“3T+E”调控装置通过内燃烧产生的火焰直接进入焚烧炉内，火焰与焚烧炉炉排轴向平行但不重合；
b.陈腐垃圾在焚烧炉炉排上进行焚烧时，调节“3T+E”调控装置内燃烧的温度状态，使内燃烧产生的高温烟气进入焚烧炉，与陈腐垃圾产生的烟气预混，使陈腐垃圾产生的烟气温度≥850℃；
c.陈腐垃圾在焚烧炉炉排上进行焚烧时，调节“3T+E”调控装置内燃烧气流状态，使“3T+E”调控装置产生具有一定动量的烟气进入焚烧炉，与陈腐垃圾产生的烟气预混，搅动炉内烟气，提高陈腐垃圾产生的烟气在≥850℃高温环境下的湍流度；
d.陈腐垃圾在焚烧炉炉排上进行焚烧时，调节“3T+E”调控装置内燃烧气流状态，使“3T+E”调控装置产生具有一定动量的烟气进入焚烧炉，与陈腐垃圾产生的烟气预混，搅动炉内烟气，提高陈腐垃圾产生的烟气在≥850℃高温环境下的停留时间≥2s；
e.陈腐垃圾在焚烧炉炉排上进行焚烧时，调节“3T+E”调控装置内燃烧状态，稳定炉内烟气的温度、湍流度、时间等参数后，保证过量空气系数，使陈腐垃圾充分燃烧，灼减率＜5％。
辅助燃料装置提供煤粉进入“3T+E”调控装置中，氧气供应装置提供氧气进入“3T+E”调控装置中，三者的结合方式为：
a、油与氧气在“3T+E”调控装置中充分预混燃烧产生高温火焰；
b、煤粉与氧气在“3T+E”调控装置中预混与高温火焰接触燃烧；
c、“3T+E”调控装置协调调控煤粉、氧气、油的燃烧。
通过对炉内垃圾焚烧“3T+E”的调控，满足了快速、高效、安全、清洁的处理填埋场陈腐垃圾的要求。
三维肋片冷风高效升温装置安装在焚烧炉出口的烟道上，将烟气中的热量置换加热冷风形成热风：
a.该热风进入焚烧炉，为陈腐垃圾的燃烧提供氧气；
b.该热风进入辅助燃料装置，为煤粉运输提供动力，为煤粉燃烧提供氧气；
c.该热风进入陈腐垃圾预热装置，加热后的陈腐垃圾进入焚烧炉，产生的渗滤液送入渗滤液热浓缩装置，热风进入渗滤液热浓缩装置中对渗滤液进一步热浓缩，热浓缩后的渗滤液进入焚烧炉焚烧。
三维肋片烟气高效降温装置安装在烟囱出口前的烟道上，控制烟气温度，将烟气温度减低析出水分，消除烟囱白色湿烟羽。
焚烧炉通过过/再热器产生蒸汽，蒸汽通过汽轮机/电机发电，部分电量供给氧气供应装置制氧，氧气供给“3T+E”调控装置使用，另一部分电量可对外供电。
焚烧炉内焚烧陈腐垃圾产生的残渣，可直接就地回填。
综上，本发明能够有效稳定的处理填埋场陈腐垃圾，整个过程安全、可控，确保陈腐垃圾的彻底焚烧，热灼减率达到环保要求，无二次污染，实现陈腐垃圾高效清洁焚烧，同时消除白色湿烟羽现象，陈腐垃圾处理后的填埋场场地可快速修复，“邻避”风险小，使土地置换可行。
除了本实施列明的这种方法，其他与此相关的实施方式亦在本申请保护范围内。
Claims (7)
1.一种处理填埋场陈腐垃圾的系统及方法，其特征在于：该系统包括了焚烧炉、“3T+E”调控装置、氧气供应装置、辅助燃料装置、三维肋片冷风高效升温装置、三维肋片烟气高效降温装置、陈腐垃圾预热装置、渗滤液热浓缩装置。
2.如权利要求1所述的一种处理填埋场陈腐垃圾的系统及方法，其特征在于：焚烧炉为往复式机械炉排炉，是填埋场陈腐垃圾进行焚烧处理的主要场所，“3T+E”调控装置是辅助燃料发生内燃烧的主要场所，“3T+E”调控装置安装在焚烧炉炉壁上，其两者的结合方式为：
a.“3T+E”调控装置通过内燃烧产生的火焰直接进入焚烧炉内，火焰与焚烧炉炉排轴向平行但不重合；
b.陈腐垃圾在焚烧炉炉排上进行焚烧时，调节“3T+E”调控装置内燃烧的温度状态，使内燃烧产生的高温烟气进入焚烧炉，与陈腐垃圾产生的烟气预混，使陈腐垃圾产生的烟气温度≥850℃；
c.陈腐垃圾在焚烧炉炉排上进行焚烧时，调节“3T+E”调控装置内燃烧气流状态，使“3T+E”调控装置产生具有一定动量的烟气进入焚烧炉，与陈腐垃圾产生的烟气预混，搅动炉内烟气，提高陈腐垃圾产生的烟气在≥850℃高温环境下的湍流度；
d.陈腐垃圾在焚烧炉炉排上进行焚烧时，调节“3T+E”调控装置内燃烧气流状态，使“3T+E”调控装置产生具有一定动量的烟气进入焚烧炉，与陈腐垃圾产生的烟气预混，搅动炉内烟气，提高陈腐垃圾产生的烟气在≥850℃高温环境下的停留时间≥2s；
e.陈腐垃圾在焚烧炉炉排上进行焚烧时，调节“3T+E”调控装置内燃烧状态，稳定炉内烟气的温度、湍流度、时间等参数后，保证过量空气系数，使陈腐垃圾充分燃烧，灼减率＜5％。
3.如权利要求1所述的一种处理填埋场陈腐垃圾的系统及方法，其特征在于：辅助燃料装置提供煤粉进入“3T+E”调控装置中，氧气供应装置提供氧气进入“3T+E”调控装置中，三者的结合方式为：
a、油与氧气在“3T+E”调控装置中充分预混燃烧产生高温火焰；
b、煤粉与氧气在“3T+E”调控装置中预混与高温火焰接触燃烧；
c、“3T+E”调控装置协调调控煤粉、氧气、油的燃烧。
4.如权利要求1所述的一种处理填埋场陈腐垃圾的系统及方法，其特征在于：三维肋片冷风高效升温装置安装在焚烧炉出口的烟道上，将烟气中的热量置换加热冷风形成热风：
a.该热风进入焚烧炉，为陈腐垃圾的燃烧提供氧气；
b.该热风进入辅助燃料装置，为煤粉运输提供动力，为煤粉燃烧提供氧气；
c.该热风进入陈腐垃圾预热装置，加热后的陈腐垃圾进入焚烧炉，产生的渗滤液送入渗滤液热浓缩装置，热风进入渗滤液热浓缩装置中对渗滤液进一步热浓缩，热浓缩后的渗滤液进入焚烧炉焚烧。
5.如权利要求1所述的一种处理填埋场陈腐垃圾的系统及方法，其特征在于：三维肋片烟气高效降温装置安装在烟囱出口前的烟道上，控制烟气温度，将烟气温度减低析出水分，消除烟囱白色湿烟羽。
6.如权利要求1所述的一种处理填埋场陈腐垃圾的系统及方法，其特征在于：焚烧炉通过过/再热器产生蒸汽，蒸汽通过汽轮机/电机发电，部分电量供给氧气供应装置制氧，氧气供给“3T+E”调控装置使用，另一部分电量可对外供电。
7.如权利要求1所述的一种处理填埋场陈腐垃圾的系统及方法，其特征在于：焚烧炉内焚烧陈腐垃圾产生的残渣，可直接就地回填。
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