CN109579017A - 一种农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺 - Google Patents

一种农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺，该农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺包括热解气化焚烧炉体以及从上到下依次设置在该炉体内部的干燥层、热解气化层、燃烧层和燃尽层，其中，所述燃烧层是由上下设置的还原区和氧化区组成。本发明首次提出了农村小型生活垃圾上吸式低温裂解焚烧炉，解决了高温裂解炉体材料要求高的问题，利用垃圾焚烧余热干燥垃圾工艺，达到了余热利用的效果，将干燥、低温裂解气化、燃烧三道工艺一体化，解决了农村垃圾焚烧工艺复杂的问题。

Description

一种农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，具体为一种农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺。
背景技术
在农村垃圾中固体废物所占比重居于首位，约占75％，农村生活垃圾的主要成分是厨余垃圾、废织物、废塑料、废纸、陶瓷玻璃碎片、废电池、废电器元件以及其他废旧的生活用品等。
目前农村垃圾湿度大，多少垃圾焚烧站将垃圾分干燥、热解气化、熔融燃烧三步完成，工艺复杂，或不干燥直接燃烧，或不干燥热解直接燃烧；且容易造成对环境的二次污染。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺，解决了目前农村垃圾湿度大，多少垃圾焚烧站将垃圾分干燥、热解气化、熔融燃烧三步完成，工艺复杂，或不干燥直接燃烧，或不干燥热解直接燃烧；且容易造成对环境二次污染的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺，该农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺包括热解气化焚烧炉体以及从上到下依次设置在该炉体内部的干燥层、热解气化层、燃烧层和燃尽层，其中，所述燃烧层是由上下设置的还原区和氧化区组成，所述农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺具体包括以下步骤：
a、通过生活垃圾用粉碎机将生活垃圾粉碎；
b、将步骤a中粉碎的生活垃圾经炉体上的垃圾进料口投放至炉体内部，在干燥层内进行干燥，挥发水分；
c、经步骤b中干燥后的生活垃圾进入热解气化层，在温度不断升高和缺氧条件下有机污染物如橡胶、塑料、生物质含棉、化纤、木制品被热解气化，并生成CO、HCL、CnHm、H2S、H2O、焦油、生物裂解油及少量碳灰等可燃气体；
d、经步骤c中热解气化后的残留物(液态焦油、碳素及垃圾本身含有的无机灰土和惰性物质)进入燃烧层充分燃烧，氧化区内碳素、焦油和氧气发生剧烈的氧化反应，燃烧产生的热量用来提供还原区、热解气化层和干燥层所需的热量，还原区内CO2和H2O被炽热的C还原，产生CO、H2等可燃气体，进入混合烟气中。
进一步的，所述燃尽层的内部设有旋转炉排，所述旋转炉排的底部设有灰斗。
进一步的，所述步骤b中垃圾进料口设置在炉体的顶部。
进一步的，所述步骤b中垃圾进料口设置在炉体对应干燥层的上端侧壁上。
进一步的，所述步骤b中生活垃圾在干燥层内由炉膛壁面辐射、高温热解气化烟气对流和高温尾气管道加热等作用下干燥，快速挥发水分。
进一步的，所述步骤层c中在热解气化层内未彻底燃烧的一氧化碳、烷烃类可燃气经工艺措施进入二燃室进行再次过氧燃烧。
进一步的，所述干燥层的顶部设有排气口，通过排气口排放的烟气经净化系统进行降温、除油、脱酸、除尘、脱水处理后高空排放。
进一步的，所述农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺还包括辅助燃烧系统，该辅助燃烧系统是由鼓风机向步骤d中氧化区内供给一次风。
进一步的，所述炉体可以采用煤、燃料油或燃气作为辅助燃料达到稳定高温焚烧处理。
进一步的，所述炉体的尺寸为Ф6m×7.5m，排烟气量约为2000～3000m3/h，排烟温度为200～400℃。
(三)有益效果
本发明提供了一种农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺，具备以下有益效果：
(1)、该农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺，首次提出了农村小型生活垃圾上吸式低温裂解焚烧炉，解决了高温裂解炉体材料要求高的问题。
(2)、该农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺，利用垃圾焚烧余热干燥垃圾工艺，达到了余热利用的效果。
(3)、该农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺，将干燥、低温裂解气化、燃烧三道工艺一体化，解决了农村垃圾焚烧工艺复杂的问题。
附图说明
图1为本发明的简易结构示意图。
图中：1、炉体；2、干燥层；3、热解气化层；4、燃烧层；5、燃尽层；6、还原区；7、氧化区；8、垃圾进料口；9、旋转炉排；10、灰斗。
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做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。
如图1所示，本发明提供一种技术方案：一种农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺，该农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺包括热解气化焚烧炉体1以及从上到下依次设置在该炉体1内部的干燥层2、热解气化层3、燃烧层4和燃尽层5，其中，所述燃烧层4是由上下设置的还原区6和氧化区7组成，所述农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺具体包括以下步骤：
a、通过生活垃圾用粉碎机将生活垃圾粉碎；
b、将步骤a中粉碎的生活垃圾经炉体1上的垃圾进料口8投放至炉体1内部，在干燥层2内进行干燥，挥发水分；
c、经步骤b中干燥后的生活垃圾进入热解气化层3，在温度不断升高和缺氧条件下有机污染物如橡胶、塑料、生物质含棉、化纤、木制品被热解气化，并生成CO、HCL、CnHm、H2S、H2O、焦油、生物裂解油及少量碳灰等可燃气体；
d、经步骤c中热解气化后的残留物(液态焦油、碳素及垃圾本身含有的无机灰土和惰性物质)进入燃烧层4充分燃烧，氧化区7内碳素、焦油和氧气发生剧烈的氧化反应，燃烧产生的热量用来提供还原区6、热解气化层3和干燥层2所需的热量，还原区6内CO2和H2O被炽热的C还原，产生CO、H2等可燃气体，进入混合烟气中。
具体来说，所述燃尽层5的内部设有旋转炉排9，所述旋转炉排9的底部设有灰斗10。
具体来说，所述步骤b中垃圾进料口设置在炉体1的顶部。
具体来说，所述步骤b中垃圾进料口设置在炉体1对应干燥层2的上端侧壁上。
具体来说，所述步骤b中生活垃圾在干燥层2内由炉膛壁面辐射、高温热解气化烟气对流和高温尾气管道加热等作用下干燥，快速挥发水分。
具体来说，所述步骤层c中在热解气化层3内未彻底燃烧的一氧化碳、烷烃类可燃气经工艺措施进入二燃室进行再次过氧燃烧。
具体来说，所述干燥层2的顶部设有排气口，通过排气口排放的烟气经净化系统进行降温、除油、脱酸、除尘、脱水处理后高空排放。
具体来说，所述农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺还包括辅助燃烧系统，该辅助燃烧系统是由鼓风机向步骤d中氧化区7内供给一次风。
具体来说，所述炉体1可以采用煤、燃料油或燃气作为辅助燃料达到稳定高温焚烧处理。
具体来说，所述炉体1的尺寸为Ф6m×7.5m，排烟气量约为2000～3000m3/h，排烟温度为200～400℃。
具体应用时，首先通过生活垃圾用粉碎机将生活垃圾粉碎，其次将粉碎后的垃圾经炉体1上的垃圾进料口8投放至炉体1内部，在干燥层2内进行干燥，干燥后的生活垃圾进入热解气化层3，在温度不断升高和缺氧条件下有机污染物如橡胶、塑料、生物质含棉、化纤、木制品被热解气化，并生成CO、HCL、CNHM、H2S、H2O、焦油、生物裂解油及少量碳灰等可燃气体，热解气化后的残留物(液态焦油、碳素及垃圾本身含有的无机灰土和惰性物质)进入燃烧层4充分燃烧，在热解气化层3内未彻底燃烧的一氧化碳、烷烃类可燃气经工艺措施进入二燃室进行再次过氧燃烧，通过鼓风机供给一次风，氧化区7内碳素、焦油和氧气发生剧烈的氧化反应，燃烧产生的热量用来提供还原区6、热解气化层3和干燥层2所需的热量，还原区6内CO2和H2O被炽热的C还原，产生CO、H2等可燃气体，进入混合烟气中，通过排气口排放的烟气经净化系统进行降温、除油、脱酸、除尘、脱水处理后高空排放。
具体应用时，该工艺适用性强、处理效率高；该种焚烧工艺无须对生活垃圾进行焚烧前预处理，对生活垃圾热值要求低，生活垃圾中的灰分和热值对焚统稳定性影响低，可以采用煤，燃料油或燃气作为辅助燃料达到稳定高温焚烧处理同时，经过预热的高温空气，伴随辅肋燃料一起进入炉膛中的强烈搅拌熔融炉渣，形成高温熔池，使得连续进入炉膛的生活垃圾快速升温，气化燃饶和熔化，容易实现快速高温熔融焚饶。
具体应用时，该工艺无害化程度高，二次污染小；低温热解燃饶与二次高温燃烧结构极大地降低生括垃圾焚烧过程中的二恶英类物质的生成；在燃绕过程中加入石灰石粉、石灰类碱性添加剂，基本上能控制硫化物、氢化物等酸性气体的产生。
具体应用时，该工艺垃圾减容量大，处理成本低；低温热解燃饶灰渣的密度高，热灼减率≤5％，基本不含可燃物质，可用于多种建筑材料的原料；除了布袋除尘器中捕获的飞灰需要填埋处理外，其余的飞灰可再次回炉熔融，使其无害化再利用；在还原气氛下，重金属不易氧化，而形成合金，易与玻璃体的熔融灰渣分离，并且对残留于渣中微量的重金属，由于被熔融灰渣包裹，而不易浸出；整个炉膛空气过剩系数低，有利于提高生活垃圾的热利用效率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺，该农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺包括热解气化焚烧炉体(1)以及从上到下依次设置在该炉体(1)内部的干燥层(2)、热解气化层(3)、燃烧层(4)和燃尽层(5)，其中，所述燃烧层(4)是由上下设置的还原区(6)和氧化区(7)组成，其特征在于：所述农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺具体包括以下步骤：
a、通过生活垃圾用粉碎机将生活垃圾粉碎；
b、将步骤a中粉碎的生活垃圾经炉体(1)上的垃圾进料口(8)投放至炉体(1)内部，在干燥层(2)内进行干燥，挥发水分；
c、经步骤b中干燥后的生活垃圾进入热解气化层(3)，在温度不断升高和缺氧条件下有机污染物如橡胶、塑料、生物质(含棉、化纤、木制品)被热解气化，并生成CO、HCL、CnHm、H2S、H2O、焦油、生物裂解油及少量碳灰等可燃气体；
d、经步骤c中热解气化后的残留物(液态焦油、碳素及垃圾本身含有的无机灰土和惰性物质)进入燃烧层(4)充分燃烧，氧化区(7)内碳素、焦油和氧气发生剧烈的氧化反应，燃烧产生的热量用来提供还原区(6)、热解气化层(3)和干燥层(2)所需的热量，还原区(6)内CO2和H2O被炽热的C还原，产生CO、H2等可燃气体，进入混合烟气中。
2.根据权利要求1所述的一种农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺，其特征在于：所述燃尽层(5)的内部设有旋转炉排(9)，所述旋转炉排(9)的底部设有灰斗(10)。
3.根据权利要求1所述的一种农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺，其特征在于：所述步骤b中垃圾进料口设置在炉体(1)的顶部。
4.根据权利要求1所述的一种农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺，其特征在于：所述步骤b中垃圾进料口设置在炉体(1)对应干燥层(2)的上端侧壁上。
5.根据权利要求1所述的一种农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺，其特征在于：所述步骤b中生活垃圾在干燥层(2)内由炉膛壁面辐射、高温热解气化烟气对流和高温尾气管道加热等作用下干燥，快速挥发水分。
6.根据权利要求1所述的一种农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺，其特征在于：所述步骤层c中在热解气化层(3)内未彻底燃烧的一氧化碳、烷烃类可燃气经工艺措施进入二燃室进行再次过氧燃烧。
7.根据权利要求1所述的一种农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺，其特征在于：所述干燥层(2)的顶部设有排气口，通过排气口排放的烟气经净化系统进行降温、除油、脱酸、除尘、脱水处理后高空排放。
8.根据权利要求7所述的一种农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺，其特征在于：所述农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺还包括辅助燃烧系统，该辅助燃烧系统是由鼓风机向步骤d中氧化区(7)内供给一次风。
9.根据权利要求1所述的一种农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺，其特征在于：所述炉体(1)可以采用煤、燃料油或燃气作为辅助燃料达到稳定高温焚烧处理。
10.根据权利要求1所述的一种农村小型垃圾热解气化焚烧处理工艺，其特征在于：所述炉体(1)的尺寸为Ф6m×7.5m，排烟气量约为2000～3000m3/h，排烟温度为200～400℃。
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