CN111895415A - 一种湿垃圾干燥系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种湿垃圾干燥系统，包括湿垃圾库、干垃圾库、间壁式湿垃圾干燥器、冷凝器、蒸汽加热器、烟气净化装置、垃圾焚烧锅炉，湿垃圾库的垃圾进入间壁式湿垃圾干燥器，间壁式湿垃圾干燥器的垃圾出口与干垃圾库连接，干垃圾库的干垃圾出口与垃圾焚烧锅炉连接，湿垃圾库的内侧壁设置换热管，换热管在湿垃圾库的内侧壁成螺旋式排布，垃圾焚烧锅炉与烟气净化装置连接，垃圾焚烧锅炉与烟气净化装置连接的烟气管道上设置烟气分支管道，烟气分支管道与间壁式湿垃圾干燥器连接，间壁式湿垃圾干燥器的烟气返回垃圾焚烧锅炉垃圾含水量降低，热值增加，垃圾焚烧发电效率得以提高。循环利用烟气热量。不凝气和空气作为助燃风，减少异味。

Description

一种湿垃圾干燥系统

技术领域

本发明属于垃圾焚烧发电领域，具体涉及一种湿垃圾干燥系统。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

城市生活垃圾的处理主要有堆肥、填埋和焚烧等方法,其中焚烧法由于具有无害化、减量化和资源化等优点,近年来在我国得到了迅速的发展。我国城市生活垃圾的含水量一般在40-50％左右,特别是南方地区的含水率更高。垃圾中的水分会使垃圾燃烧发热量降低，垃圾燃烧不充分，破坏炉内温度的稳定性，易产生二噁英，降低燃烧效率，还会在烟气尾部出现低温腐蚀现象，造成设备的损坏。目前垃圾焚烧主要是将发酵好的垃圾直接投入焚烧炉，虽然含水量有所降低，但是水分还是很高，而垃圾干燥的系统应用较少。随着我国垃圾分类的推广，被分类出来的需要焚烧的干垃圾和湿垃圾将被放在不同的垃圾库内，分别进行处理。湿垃圾含水量较高，而干垃圾含水量较少，因此需要对湿垃圾进行干燥处理。

目前有针对垃圾干燥烟气处理的装置和工艺，处理装置包括碱洗塔、喷淋冷却塔、碱液循环装置、冷却循环装置和辅助性冷却塔，对垃圾干燥烟气进行多次洗涤和多次降温,有效清除垃圾干燥烟气中的酸性物质和异味,达到垃圾烟气的排放标准后排放，这种处理方式不仅浪费了垃圾干燥烟气的热量，没有合理利用余热，还增加了设备的投入成本。

目前已提出的垃圾处理系统中，将生活垃圾粉碎后液压脱水，然后送入生物干燥室进行生物干燥，生物干燥后的物料送入机械干燥滚筒烘干后制成燃料，机械干燥滚筒用燃烧烟气做热源烘干物料。这种工艺实现了热源综合利用，提高了热量的利用率，但是这个工艺的缺点在于：用于干燥的高温烟气与垃圾直接接触，再直接进入烟气净化装置，会造成烟气中有异味的气体无法去除，排到大气中使周围环境有垃圾的臭味，不利于周边的生产生活；用于干燥的烟气不回炉，可能会造成炉温变化，影响焚烧炉的正常使用。

还有的系统使用蒸汽作为热源干燥垃圾，造成了蒸汽的浪费，减少了发电量。

现有的生活垃圾处理系统，将垃圾的含水材料进行粉碎和挤压得到污水，污水进行再处理，烘干后的干燥垃圾送入焚烧炉内进行焚烧，焚烧产生的可燃气体送入可燃气处理装置。这篇文献的垃圾处理过程中，产生了污水和可燃气，增加了后续的处理工序，而且能量利用率较低。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的一个目的是提供一种湿垃圾干燥系统。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种湿垃圾干燥系统，包括湿垃圾库、干垃圾库、间壁式湿垃圾干燥器、冷凝器、烟气净化装置、垃圾焚烧锅炉，湿垃圾库的垃圾进入间壁式湿垃圾干燥器，间壁式湿垃圾干燥器的垃圾出口与干垃圾库连接，干垃圾库的干垃圾出口与垃圾焚烧锅炉连接，干垃圾库和湿垃圾库的内侧壁均设置换热管，换热管在湿垃圾库的内侧壁成螺旋式排布，垃圾焚烧锅炉与烟气净化装置连接，垃圾焚烧锅炉与烟气净化装置连接的烟气管道上设置烟气分支管道，烟气分支管道与间壁式湿垃圾干燥器连接，间壁式湿垃圾干燥器的烟气返回垃圾焚烧锅炉。

在一些实施例中，所述系统包括蒸汽加热器，间壁式湿垃圾干燥器排出的水蒸气混合气经过冷凝后进入蒸汽加热器，干垃圾库和湿垃圾库的空气混合气进入蒸汽加热器，蒸汽加热器的气体出口与垃圾焚烧锅炉连接。干垃圾库和湿垃圾库的气体经过蒸汽加热器加热后进入垃圾焚烧锅炉进行焚烧，其中的空气作为助燃气；间壁式湿垃圾干燥器排出的混合气为水蒸气和其它气体的混合气，经过冷凝后排出水蒸气，剩余的气体进入垃圾焚烧锅炉进行焚烧。

在一些实施例中，所述系统包括冷凝器，间壁式湿垃圾干燥器的混合气出口与冷凝器连接，冷凝器的气体出口连接蒸汽加热器，湿垃圾库和干垃圾库的空气混合气进入冷凝器，冷凝器中的不凝气由冷凝器的气体出口进入蒸汽加热器，蒸汽加热器的出气口与垃圾焚烧锅炉连接。

湿垃圾库和干垃圾库的空气混合气为垃圾库内的空气夹杂着垃圾挥发出的其它气体，进入冷凝器后冷凝水蒸气混合气，然后进入蒸汽加热器加热后进入垃圾焚烧锅炉。

湿垃圾先进入间壁式湿垃圾干燥器，间壁式湿垃圾干燥器是一种干燥热源与垃圾不直接接触的垃圾干燥器，湿垃圾的水分携带一些可溶于水的成分蒸发并进入冷凝器，在冷凝器内，大部分水分被冷凝形成冷凝水，一些不凝成分与干垃圾库和湿垃圾库的空气汇合，进入蒸汽加热器，干垃圾库和湿垃圾库的空气先在冷凝器中吸收冷凝热，冷凝器中的不凝气进入蒸汽加热器被加热后进入垃圾焚烧锅炉作为助燃风。

本发明实现了湿垃圾的水分的去除，同时有效利用了湿垃圾、干垃圾产生的空气和湿垃圾干燥过程中产生的不凝气，作为助燃风，可以解决有异味的气体后续的处理问题，同时得到的冷凝水，杂质成分较少，解决了后续的复杂的污水处理工序。

作为进一步的技术方案，间壁式湿垃圾干燥器的烟气出口与湿垃圾库连接，烟气进入湿垃圾库的换热管，湿垃圾库的烟气出口与垃圾焚烧锅炉连接。

作为进一步的技术方案，间壁式湿垃圾干燥器的烟气出口与干垃圾库的换热管连接，干垃圾库的烟气出口与垃圾焚烧锅炉连接。

作为进一步的技术方案，所述系统包括气液分离器、烟气加热器，气液分离器与烟气加热器连接，间壁式湿垃圾干燥器的水蒸气混合气出口与湿垃圾库连接，水蒸气混合气进入湿垃圾库的换热管，湿垃圾库与气液分离器连接，烟气加热器的混合气出口与蒸汽加热器连接。水蒸气混合气进入湿垃圾库后与湿垃圾换热产生冷凝水和混合气，经过气液分离器，冷凝水排出，混合气进入烟气加热器中被加热，然后再进入蒸汽加热器被再一次加热，然后进入垃圾焚烧锅炉进行焚烧。

作为进一步的技术方案，间壁式湿垃圾干燥器的烟气出口与烟气加热器连接，烟气加热器的烟气出口垃圾焚烧锅炉连接。

作为进一步的技术方案，烟气管道与烟气分支管道的连接处设置烟气挡板。

本发明的有益效果：

1、进入垃圾焚烧锅炉的垃圾含水量降低，热值增加，垃圾焚烧发电效率得以提高。

2、利用间壁式湿垃圾干燥器和冷凝器回收湿垃圾中的水分，进行再次利用。

3、利用蒸汽加热器加热入炉助燃风，提高系统效率。

4、经过干燥蒸发出来的其他易挥发气体与来自干垃圾库和湿垃圾库的空气混合，作为助燃风进入焚烧炉，可以防止垃圾的异味外传。

5、在冷凝器中用干燥出来的水蒸气和其他易挥发气体加热来自湿垃圾库和干垃圾库2的助燃风，提高助燃风温度，同时还减少了蒸汽加热器的抽气量，增加了发电量。

6、将间壁式湿垃圾干燥器得到的气体气液分离，冷凝水再回收，其他气体再燃烧，减少干燥器气体的再处理过程和设备。

7、烟气干燥垃圾后，再去湿垃圾库加热干燥湿垃圾，提高了进入干燥器的垃圾温度，降低了湿度，提高了干燥器效率，同时提高了湿垃圾库的温度，缩短了垃圾的发酵时间，尤其是冬天。多次利用烟气余热，提高了能量的利用率。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为实施例1的湿垃圾干燥系统结构图；

图2为实施例2的湿垃圾干燥系统结构图；

图3为实施例3的湿垃圾干燥系统结构图；

图4为换热管的排布方式示意图；

1、湿垃圾库，2、干垃圾库，3、间壁式湿垃圾干燥器，4、冷凝器，5、蒸汽加热器，6、垃圾焚烧锅炉，7、烟气挡板，8、烟气净化装置，9、第一引风机，10、第二引风机，11、第一水泵，12、换热管，13、气液分离器，14、烟气加热器，15、第二水泵，16、第三引风机。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

下面结合实施例对本发明进一步说明

实施例1

如图1所示，包括湿垃圾库1、干垃圾库2、间壁式湿垃圾干燥器 3、冷凝器4、蒸汽加热器5、垃圾焚烧锅炉6，湿垃圾库1的垃圾进入间壁式湿垃圾干燥器3，间壁式湿垃圾干燥器3的气体出口与冷凝器4连接，冷凝器4冷凝下来的水进行回收，间壁式湿垃圾干燥器3 干燥后的干垃圾送入干垃圾库2，干垃圾库2的干垃圾送入垃圾焚烧锅炉6，冷凝器4的气体出口连接蒸汽加热器5，冷凝器4中的不凝气由冷凝器4的气体出口进入蒸汽加热器5，蒸汽加热器5与垃圾焚烧锅炉6连接。

垃圾焚烧锅炉6与烟气净化装置8连接，垃圾焚烧锅炉6与烟气净化装置8连接的烟气管道上设置烟气分支管道，烟气分支管道与间壁式湿垃圾干燥器3连接。

间壁式湿垃圾干燥器3的烟气出口与湿垃圾库1连接，湿垃圾库 1的烟气出口与垃圾焚烧锅炉6连接。湿垃圾库1的内侧壁设置换热管12，换热管12的排布方式如图4所示，呈直线螺旋形式，当烟气进入换热管12后，与湿垃圾进行换热，具有干燥湿垃圾的作用。

烟气管道与烟气分支管道的连接处设置烟气挡板7。

干垃圾库2的气体出口与冷凝器4连接，湿垃圾库1的气体出口与冷凝器4连接，冷凝器4中的不凝气和空气混合气汇合由气体出口进入蒸汽加热器5。

间壁式湿垃圾干燥器3的固体入口与湿垃圾库1连接，固体出口与干垃圾库2连接。

具体的垃圾干燥和循环过程为：

湿垃圾库1的垃圾进入间壁式湿垃圾干燥器3中，被热烟气脱除水分后，进入干垃圾库2。从干垃圾库2抓取垃圾进入垃圾焚烧锅炉燃烧。

间壁式湿垃圾干燥器3蒸发出来的水蒸气和其他易挥发气体，被引入到冷凝器4中，水蒸气和其他气体在冷凝器4中放热，加热入炉空气混合气(即湿垃圾库1和干垃圾库2排出的空气混合气)，水蒸气冷凝为冷凝水通过第一水泵11进行排出回收，其他气体与来自干垃圾库2和湿垃圾库1的空气混合气混合，进入蒸汽加热器5。

在烟气净化装置8之前的烟气温度较高，约为200度。其流量通过烟气挡板7进行调节，进入间壁式湿垃圾干燥器3中，与湿垃圾不直接接触，脱除湿垃圾水分后，温度降低，再进入湿垃圾库1的内侧壁设置换热管12，换热管12的排布方式如图4所示，呈直线螺旋形式，当烟气进入换热管12后，与湿垃圾进行换热，具有干燥湿垃圾的作用，然后进入垃圾焚烧锅炉进行再循环。螺旋形式排布的换热管具有提高换热效果的作用。

在引风机的作用下，维持垃圾库负压，来自湿垃圾库1及干垃圾库2的空气混合气在冷凝器4中吸收冷凝热，与其他气体混合，进入蒸汽加热器5再次加热，经过第一引风机9作用下最终进入锅炉助燃。

实施例2

由图2所示，包括湿垃圾库1、干垃圾库2、间壁式湿垃圾干燥器 3、冷凝器4、蒸汽加热器5、垃圾焚烧锅炉6，湿垃圾库1的垃圾进入间壁式湿垃圾干燥器3，间壁式湿垃圾干燥器3的气体出口与冷凝器4连接，冷凝器4冷凝下来的水进行回收，间壁式湿垃圾干燥器3 干燥后的干垃圾送入干垃圾库2，干垃圾库2的干垃圾送入垃圾焚烧锅炉6，冷凝器4的气体出口连接蒸汽加热器5，冷凝器4中的不凝气由冷凝器4的气体出口进入蒸汽加热器5，蒸汽加热器5与垃圾焚烧锅炉6连接。

垃圾焚烧锅炉6与烟气净化装置8连接，垃圾焚烧锅炉6与烟气净化装置8连接的烟气管道上设置烟气分支管道，烟气分支管道与间壁式湿垃圾干燥器3连接。

间壁式湿垃圾干燥器3的烟气出口与干垃圾库2连接，干垃圾库 2的烟气出口与垃圾焚烧锅炉6连接。

烟气管道与烟气分支管道的连接处设置烟气挡板7。

干垃圾库2的空气混合气体出口与冷凝器4连接，湿垃圾库1的空气混合气体出口与冷凝器4连接，冷凝器4中的不凝气和空气混合气汇合由气体出口进入蒸汽加热器5。

具体的垃圾干燥和循环过程为：

来自湿垃圾库1的湿垃圾进入间壁式湿垃圾干燥器3中，被热烟气脱除水分后，进入干垃圾库2。从干垃圾库2抓取垃圾进入垃圾焚烧锅炉燃烧。

间壁式湿垃圾干燥器3蒸发出来的水蒸气和其他易挥发气体，被引入到冷凝器4中，水蒸气和其他气体在冷凝器4中放热，加热入炉空气，水蒸气冷凝为冷凝水通过第一水泵11排出回收，其他气体与来自干垃圾库2和湿垃圾库1的空气混合气混合，进入蒸汽加热器5。

在烟气净化装置8之前的烟气温度较高，约为200度。其流量通过烟气挡板7进行调节，进入间壁式湿垃圾干燥器3中，与湿垃圾不直接接触，脱除湿垃圾水分后，温度降低，再进入干垃圾库2的螺旋形式排布的换热管，加热干燥干垃圾，然后进入垃圾焚烧锅炉进行再循环。烟气净化装置8净化后的烟气通过第二引风机10排出。

在第一引风机9的作用下，维持垃圾库负压，来自湿垃圾库1及干垃圾库2的空气混合气在冷凝器4中吸收冷凝热，与其他气体混合，进入蒸汽加热器5再次加热，通过第一引风机9的作用下，最终进入锅炉助燃。

实施例3

如图3所示，包括湿垃圾库1、干垃圾库2、间壁式湿垃圾干燥器3、冷凝器4、蒸汽加热器5、垃圾焚烧锅炉6、气液分离器13、烟气加热器14，气液分离器13与烟气加热器14连接，湿垃圾库1 的垃圾进入间壁式湿垃圾干燥器3，间壁式湿垃圾干燥器3的水蒸气混合气出口与湿垃圾库1连接，水蒸气混合气进入湿垃圾库1的换热管12，湿垃圾库1与气液分离器13连接，烟气加热器14的混合气出口与蒸汽加热器5连接。垃圾焚烧锅炉6与烟气净化装置8连接的烟气管道上设置烟气分支管道，烟气分支管道与间壁式湿垃圾干燥器3连接，间壁式湿垃圾干燥器3的烟气出口与烟气加热器14连接，烟气加热器14的烟气出口垃圾焚烧锅炉6连接。烟气管道与烟气分支管道的连接处设置烟气挡板7，烟气加热器14与蒸汽加热器5连接。

湿垃圾库1内设置螺旋形式排布的换热管12，当水蒸气混合气进入换热管12后，换热管12的排布形式如图4所示，水蒸气混合气与湿垃圾换热，使水蒸气冷凝，然后进入气液分离器13分离冷凝水和其它气体后，其它气体进入烟气加热器14，冷凝水通过第二水泵 15排出。

烟气先进入间壁式湿垃圾干燥器3与湿垃圾进行换热，然后进入烟气加热器14与空气混合气和气液分离器13排出的其它气体进行换热，换热后通过第三引风机16排至垃圾焚烧锅炉6。

空气混合气和气液分离器13排出的其它气体从烟气加热器排出后进入蒸汽加热器5，在蒸汽加热器5内进行再一次加热后进入垃圾焚烧锅炉6进行燃烧。

本发明选择利用间壁式湿垃圾干燥器3对垃圾进行干燥，解决了现有的烟气与垃圾直接接触进行垃圾干燥的问题，解决了直接挤压干燥或其它干燥方式干燥不彻底的问题，解决了垃圾残留水分使垃圾的焚烧效率降低的问题；

外界的风可以进入湿垃圾库1和干垃圾库2，而湿垃圾库1和干垃圾库2的风没有排放到外界，避免了垃圾的异味对环境的影响。湿垃圾库1和干垃圾库2的空气携带一部分垃圾的异味，进入烟气加热器14吸收一部分热量后进入蒸汽加热器5再次加热，然后进入垃圾焚烧锅炉6作为助燃风，这个过程提高了助燃风的温度。

气液分离器13内的不凝气与水分分离后与来自湿垃圾库1和干垃圾库2的空气混合后进入蒸汽加热器5。实现了垃圾的一些异味气体的去除，然后提高了燃烧的产热量，提高了资源利用率，而且避免异味气体外散污染环境。

烟气的再利用，解决了湿垃圾的干燥热量来源的问题，提高了烟气的利用率，烟气进入湿垃圾库1可以加热湿垃圾，有助于提高发酵速率、去除水分，和预热湿垃圾。烟气进入干垃圾有助于预热干垃圾。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种湿垃圾干燥系统，其特征在于：包括湿垃圾库、干垃圾库、间壁式湿垃圾干燥器、冷凝器、烟气净化装置、垃圾焚烧锅炉，湿垃圾库的垃圾进入间壁式湿垃圾干燥器，间壁式湿垃圾干燥器的垃圾出口与干垃圾库连接，干垃圾库的干垃圾出口与垃圾焚烧锅炉连接，湿垃圾库的内侧壁设置换热管，换热管在湿垃圾库的内侧壁成螺旋式排布，垃圾焚烧锅炉与烟气净化装置连接，垃圾焚烧锅炉与烟气净化装置连接的烟气管道上设置烟气分支管道，烟气分支管道与间壁式湿垃圾干燥器连接，间壁式湿垃圾干燥器的烟气返回垃圾焚烧锅炉。

2.根据权利要求1所述的湿垃圾干燥系统，其特征在于：所述系统包括蒸汽加热器，间壁式湿垃圾干燥器排出的水蒸气混合气经过冷凝后进入蒸汽加热器，干垃圾库和湿垃圾库的空气混合气进入蒸汽加热器，蒸汽加热器的气体出口与垃圾焚烧锅炉连接。

3.根据权利要求2所述的湿垃圾干燥系统，其特征在于：所述系统包括冷凝器，间壁式湿垃圾干燥器的混合气出口与冷凝器连接，冷凝器的气体出口连接蒸汽加热器，湿垃圾库和干垃圾库的空气混合气进入冷凝器，冷凝器中的不凝气由冷凝器的气体出口进入蒸汽加热器，蒸汽加热器的出气口与垃圾焚烧锅炉连接。

4.根据权利要求1所述的湿垃圾干燥系统，其特征在于：间壁式湿垃圾干燥器的烟气出口与湿垃圾库连接，烟气进入湿垃圾库的换热管，湿垃圾库的烟气出口与垃圾焚烧锅炉连接。

5.根据权利要求1所述的湿垃圾干燥系统，其特征在于：间壁式湿垃圾干燥器的烟气出口与干垃圾库的换热管连接，干垃圾库的烟气出口与垃圾焚烧锅炉连接。

6.根据权利要求2所述的湿垃圾干燥系统，其特征在于：所述系统包括气液分离器、烟气加热器，气液分离器与烟气加热器连接，间壁式湿垃圾干燥器的水蒸气混合气出口与湿垃圾库连接，水蒸气混合气进入湿垃圾库的换热管，湿垃圾库与气液分离器连接，烟气加热器的混合气出口与蒸汽加热器连接。

7.根据权利要求6所述的湿垃圾干燥系统，其特征在于：间壁式湿垃圾干燥器的烟气出口与烟气加热器连接，烟气加热器的烟气出口垃圾焚烧锅炉连接。

8.根据权利要求1所述的湿垃圾干燥系统，其特征在于：烟气管道与烟气分支管道的连接处设置烟气挡板。

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