CN112325324A - 垃圾热解气化焚烧系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种垃圾热解气化焚烧系统及方法，包括垃圾中转池、干燥装置、热解气化装置及尾气处理装置，干燥装置的进料口通过上料装置与垃圾中转池衔接，干燥装置的出料口与热解气化装置的进料口衔接，焚烧系统还包括换热装置，热解气化装置的排气口与换热装置的主进气口相通，干燥装置的主进气口与换热装置的主出气口相通，尾气处理装置的主进气口与干燥装置的主出气口相通，在垃圾中转池中还设置有抽气装置，换热装置的副进气口与抽气装置的副出气口相通，干燥装置的副进气口与换热装置的副出气口相通，热解气化装置的进风口与干燥装置的副出气口相通。其效果为：能够循环利用高温烟气的热量，降低整个系统的能耗。

Description

垃圾热解气化焚烧系统及方法

技术领域

本发明涉及生活垃圾处理的技术领域，具体涉及垃圾热解气化焚烧系统及方法。

背景技术

由于目前产能过剩，导致生活中废品回收成本过高，人们不愿意回收，变成了随处可见的垃圾。现在常规的垃圾处理手段为填埋，对于填埋而言，每个城市每天填埋垃圾占地面积达数十亩，随着土地越来越少，填埋垃圾成为一项急需替代的方式，由此出现了垃圾焚烧的处理手段，虽然垃圾焚烧的过程中会产生大量的有毒有害气体，但通过后期尾气处理可以明显降低污染。

目前垃圾焚烧的流程复杂，处理效率低，高温烟气的热能不能得到充分利用，导致排放的尾气难以达到环保标准。

发明内容

针对上述问题，本发明首先提出一种垃圾焚烧高温烟气循环利用系统，能够吸收垃圾散发的恶臭，循环利用高温烟气的热量，从而降低整个系统的能耗，同时烟气冷却后有利于尾气处理装置充分溶解其含硫氧化物，因此无害化转化率高，排放的尾气可达到环保标准；基于前述的垃圾焚烧高温烟气循环利用系统，本发明还提供了一种垃圾处理方法，旨在解决背景技术所阐述的技术问题。

为了实现上述目的，本发明首先提供了一种技术方案：一种垃圾热解气化焚烧系统，包括垃圾中转池、干燥装置、热解气化装置及尾气处理装置，所述干燥装置的进料口通过上料装置与所述垃圾中转池衔接，所述干燥装置的出料口与所述热解气化装置的进料口衔接，其关键在于，所述焚烧系统还包括换热装置，所述热解气化装置的排气口与所述换热装置的主进气口相通，所述干燥装置的主进气口与所述换热装置的主出气口相通，所述尾气处理装置的主进气口与所述干燥装置的主出气口相通，在所述垃圾中转池中还设置有抽气装置，所述换热装置的副进气口与所述抽气装置的副出气口相通，所述干燥装置的副进气口与所述换热装置的副出气口相通，所述热解气化装置的进风口与所述干燥装置的副出气口相通。

更进一步地，在所述干燥装置与所述热解气化装置的连接管路上还连通有分流管路，所述分流管路的出气端与所述尾气处理装置的副进气口接通。

更进一步地，在所述垃圾中转池的底部还铺设有烟气流通管路，所述烟气流通管路的进气端接通所述热解气化装置与所述换热装置间的连接管路，所述烟气流通管路的出气端接通所述干燥装置与所述尾气处理装置间的连接管路。

更进一步地，所述上料装置包括抓斗搬运装置、螺旋输送装置以及布置在二者间的吊运行车，其中：所述抓斗搬运装置包括至上而下依次设置的第一安装座、第二安装座以及多个抓瓣，每个所述抓瓣分别通过第一连杆铰接在所述第二安装座的侧壁上，对应所述第一连杆还设置有第二连杆，所述第二连杆的一端与所述第一连杆铰接，另一端铰接在所述第一安装座的侧壁上，在所述第一安装座与所述第二安装座之间还设置有用于调整二者间距的调节结构，且所述第一安装座上还设置有用于连接所述吊运行车的吊环。

更进一步地，所述调节结构包括设置在所述第一安装座上的卷筒以及设置在所述第二安装座上的动滑轮，所述卷筒上盘绕有钢缆，所述钢缆的末端绕过所述动滑轮，并固定连接在所述第一安装座上。

更进一步地，所述干燥装置包括安装架、对称设置在所述安装架上的前封头和后封头、设置在所述前封头和后封头之间的烟气流通室，以及套接在所述烟气流通室内的转筒，所述转筒的两端分别套接在所述前封头和所述后封头上，其中：在所述前封头和所述后封头上分别设置有所述干燥装置的副进气口和副出气口，在所述烟气流通室两端分别设置有所述干燥装置的主进气口和主出气口。

更进一步地，所述转筒上固定套设有至少两个套环，每一个所述套环均通过托轮组件支撑在所述安装架上，且靠近所述套环还设置有齿环，所述齿环通过第一减速电机驱动。

更进一步地，所述干燥装置的上料口和下料口分别设置在所述前封头和所述后封头上，在所述转筒内还设置有螺旋叶片，所述螺旋叶片沿所述转筒的轴向延伸，且所述螺旋叶片通过安装在所述前封头或所述后封头上的第二减速电机驱动。

更进一步地，所述尾气处理装置包括脱硫塔，设置在所述脱硫塔上的喷淋系统，以及设置所述脱硫塔下方的脱硫液净化系统，其中：所述脱硫液净化系统包括沿所述脱硫液流动方向依次设置的再生池、沉淀池以及澄清池，所述再生池与所述脱硫塔的出液口接通，所述澄清池通过喷淋管路与所述喷淋系统接通。

基于上述结构，本发明还提供了一种垃圾处理方法，包括以下步骤：

物料输送：

D.利用上料装置将垃圾中转池中的垃圾提升至干燥装置中；

E.利用高温烟气和热空气对物料进行预干燥后送入热解气化装置；

F.送入的物料在热解气化炉中经过干燥、热解、气化，物料燃尽生成灰渣通过热解气化装置下端的除渣口排出；

气体循环：

A’.热解气化装置排放的至少部分高温烟气通过换热装置与抽气装置抽入的冷空气换热；

B’.换热后的高温烟气输送至干燥装置的烟气流通室，用于对物料进行传导式干燥，换热后生成的热空气直接输送至干燥装置的转筒内，用于对物料进行对流式干燥；

C’.烟气流通室输出的烟气输送至尾气处理装置进行脱硫处理，同时，转筒内输出的污浊空气部分进入热解气化装置助燃，另一部分输送至尾气处理装置进行脱硫处理；

D’.尾气处理装置将烟气和污浊空气净化达标后从其顶部的排气口放空排出。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明通过对高温烟气输送管路及新风流通管路的合理布置，使得高温烟气的热量能够被充分利用，从而降低整个系统的能耗，同时烟气冷却后有利于尾气处理装置有效溶解其含硫氧化物，因此无害化转化率高，排放的尾气可达到环保标准；

(2)利用抽气装置可以吸收垃圾中转池中堆积垃圾散发的恶臭，避免恶臭散发到空气中，对环境和人体造成危害。

附图说明

图1为本发明的主体结构图；

图2是本发明中垃圾中转池的结构示意图；

图3是本发明中上料装置的结构示意图；

图4是本发明中干燥装置的结构示意图；

图5是本发明中尾气处理装置的结构示意图；

图6是本发明中热解气化装置的半剖图；

其中：100-垃圾中转池、200-干燥装置、300-热解气化装置、400-尾气处理装置、500-上料装置、600-换热装置、700-抽气装置、800-分流管路、101-烟气流通管路、501-抓斗搬运装置、502-螺旋输送装置、503-第一安装座、504-第二安装座、505-抓瓣、506-第一连杆、507-第二连杆、508-调节结构、509-吊运行车、510-卷筒、511-动滑轮、512-钢缆、201-安装架、202-前封头、203-后封头、204-烟气流通室、205-转筒、206-套环、207-托轮组件、208-齿环、209-第一减速电机、210-螺旋叶片、211-第二减速电机、212-刮板、401-脱硫塔、402-喷淋系统、403-脱硫液净化系统、404-再生池、405-沉淀池、406-澄清池、407-喷淋管路、301-炉体、302-二次燃烧室、305-二次进风口、900-旋风除尘系统。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1所示，本发明首先公开了一种垃圾热解气化焚烧系统，包括垃圾中转池100、干燥装置200、热解气化装置300及尾气处理装置400，所述干燥装置200的进料口通过上料装置500与所述垃圾中转池100衔接，所述干燥装置200的出料口与所述热解气化装置300的进料口衔接，其关键在于，所述焚烧系统还包括换热装置600，所述热解气化装置300的排气口与所述换热装置600的主进气口相通，所述干燥装置200的主进气口与所述换热装置600的主出气口相通，所述尾气处理装置400的主进气口与所述干燥装置200的主出气口相通，在所述垃圾中转池100中还设置有抽气装置700，所述换热装置600的副进气口与所述抽气装置700的副出气口相通，所述干燥装置200的副进气口与所述换热装置600的副出气口相通，所述热解气化装置300的进风口与所述干燥装置200的副出气口相通。

在本实施方式中，通过对高温烟气输送管路及新风流通管路的合理布置，使得高温烟气的热量能够被充分利用，从而降低整个系统的能耗，同时烟气冷却后有利于尾气处理装置400有效溶解其含硫氧化物，因此无害化转化率高，排放的尾气可达到环保标准；利用抽气装置700可以吸收垃圾中转池100中堆积垃圾散发的恶臭，避免恶臭散发到空气中，对环境和人体造成危害。

为了防止送入热解气化装置300中空气的风量过大，影响垃圾焚烧，具体的，在所述干燥装置200与所述热解气化装置300的连接管路上还连通有分流管路800，所述分流管路800的出气端与所述尾气处理装置400的副进气口接通。

如图2所示，具体地，在所述垃圾中转池100的底部还铺设有烟气流通管路101，所述烟气流通管路101的进气端接通所述热解气化装置300与所述换热装置600间的连接管路，所述烟气流通管路101的出气端接通所述干燥装置200与所述尾气处理装置400间的连接管路。

在本实施方式中，热解气化装置300排放的其中一部分高温烟气通过换热装置600与抽气装置700抽入的冷空气换热，另一部分高温烟气进入烟气流通管中循环，从而对垃圾中转池100中堆积的垃圾进行初步预热，进一步降低垃圾中的含水量。

如图3所示，具体地，所述上料装置500包括抓斗搬运装置501、螺旋输送装置502以及布置在二者间的吊运行车509，其中：所述抓斗搬运装置501包括至上而下依次设置的第一安装座503、第二安装座504以及多个抓瓣505，每个所述抓瓣505分别通过第一连杆506铰接在所述第二安装座504的侧壁上，对应所述第一连杆506还设置有第二连杆507，所述第二连杆507的一端与所述第一连杆506铰接，另一端铰接在所述第一安装座503的侧壁上，在所述第一安装座503与所述第二安装座504之间还设置有用于调整二者间距的调节结构508，且所述第一安装座503上还设置有用于连接所述吊运行车509的吊环。

在本实施方式中，抓斗搬运装置501和螺旋输送装置502形成垃圾的两级运输，减少了抓斗运输的行程，因此无需为抓斗布置较长的行程轨道，有利于空间布局和节约成本，同时降低了操作人员的工作负担；由于抓斗搬运垃圾的行程明显缩短，因此可降低抓斗搬运垃圾的过程中垃圾洒落的风险。

具体地，所述调节结构508包括设置在所述第一安装座503上的卷通510以及设置在所述第二安装座504上的动滑轮511，所述卷通510上盘绕有钢缆512，所述钢缆512的末端绕过所述动滑轮511，并固定连接在所述第一安装座503上。

在本实施方式中，当卷通510正转时，钢缆512逐渐放长，在重力和动滑轮511的作用下第二安装座504向下移动，从而使得抓瓣505在第一连杆506和第二连杆507的作用下打开，当卷通510反转时，钢缆512逐渐收短，从而使第二安装座504在钢缆512和动滑轮511的作用下逐渐上移，使得抓瓣505闭合。

如图4所示，具体地，所述干燥装置200包括安装架201、对称设置在所述安装架201上的前封头203和后封头、设置在所述前封头203和后封头之间的烟气流通室204，以及套接在所述烟气流通室204内的转筒205，所述转筒205的两端分别套接在所述前封头203和所述后封头上，其中：在所述前封头203和所述后封头上分别设置有所述干燥装置200的副进气口和副出气口，在所述烟气流通室204两端分别设置有所述干燥装置200的主进气口和主出气口。

具体地，所述转筒205上固定套设有至少两个套环206，每一个所述套环206均通过托轮组件207支撑在所述安装架201上，且靠近所述套环206还设置有齿环208，所述齿环208通过第一减速电机209驱动。

具体地，所述干燥装置200的上料口和下料口分别设置在所述前封头203和所述后封头上，在所述转筒205内还设置有螺旋叶片210，所述螺旋叶片210沿所述转筒205的轴向延伸，且所述螺旋叶片210通过安装在所述前封头203或所述后封头上的第二减速电机211驱动。

优选地，所述转筒205的内壁上还设置有刮板212。

在本实施方式中，启动第一减速电机209和第二减速电机211，高温烟气通过干燥装置200的主进气口进入烟气流通室内，从而对转筒205内的垃圾进行传导式干燥，同时换热后生成的热空气直接通过干燥装置200的副进气口进入转筒205内，从而对垃圾进行对流式加热。另一方面，垃圾在第一减速电机209和第二减速的电机的共同作用下，随着转筒205的转动而被转筒205内的刮板212抄起，使得垃圾在向垃圾下料口移动的同时，受热更加均匀。

如图5所示，具体地，所述尾气处理装置400包括脱硫塔401，设置在所述脱硫塔401上的喷淋系统402，以及设置所述脱硫塔401下方的脱硫液净化系统403，其中：所述脱硫液净化系统403包括沿所述脱硫液流动方向依次设置的再生池404、沉淀池405以及澄清池406，所述再生池404与所述脱硫塔401的出液口接通，所述澄清池406通过喷淋管路407与所述喷淋系统402接通。

在本实施方式中，烟气通过脱硫塔401的主进气口进入脱硫塔401中，喷淋系统402对烟气进行脱硫液的喷淋，从而使脱硫液溶解尾气中的含硫氧化物，使用后的脱硫液经脱硫塔401的出液口排放至预先存储有石灰水的再生池404中，再生池404石灰水与脱硫塔401中排放出的稀酸脱硫液充分混合，并流入沉降池内发生沉降，脱硫渣自沉降池排出，澄清水进入澄清池406，在喷淋管路407的作用下提升至喷淋系统402进行循环利用。

如图6所示，具体地，所述热解气化装置300包括炉体301，所述炉体301侧壁还设置有一周密闭的二次燃烧室302，所述二次燃烧室302通过烟气通道与所述炉体301的内腔相通，在所述二次燃烧室302上还设置有二次进风口305，所述二次进风口305通过旋风除尘系统900连通所述干燥装置200与所述热解气化装置300间的连接管路。

在本实施方式中，烟气可在二次燃烧室302充分燃烧，从而抑制二噁英的生成，同时，从干燥装置200中输出的污浊空气经旋风除尘系统900去除固定杂质后送入二次燃烧室302内助燃。

请参阅图1，基于上述结构，本发明还提供了一种垃圾处理方法，包括以下步骤：

物料输送：

A.利用上料装置500将垃圾中转池100中的垃圾提升至干燥装置200中；

B.利用高温烟气和热空气对物料进行预干燥后送入热解气化装置300；

C.送入的物料在热解气化炉中经过干燥、热解、气化，物料燃尽生成灰渣通过热解气化装置300下端的除渣口排出；

气体循环：

A’.热解气化装置300排放的至少部分高温烟气通过换热装置600与抽气装置700抽入的冷空气换热；

B’.换热后的高温烟气输送至干燥装置200的烟气流通室，用于对物料进行传导式干燥，换热后生成的热空气直接输送至干燥装置200的转筒205内，用于对物料进行对流式干燥；

C’.烟气流通室输出的烟气输送至尾气处理装置400进行脱硫处理，同时，转筒205内输出的污浊空气部分进入热解气化装置300助燃，另一部分输送至尾气处理装置400进行脱硫处理；

D’.尾气处理装置400将烟气和污浊空气净化达标后从其顶部的排气口放空排出。

最后需要说明的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种垃圾热解气化焚烧系统，包括垃圾中转池、干燥装置、热解气化装置及尾气处理装置，所述干燥装置的进料口通过上料装置与所述垃圾中转池衔接，所述干燥装置的出料口与所述热解气化装置的进料口衔接，其特征在于，所述焚烧系统还包括换热装置，所述热解气化装置的排气口与所述换热装置的主进气口相通，所述干燥装置的主进气口与所述换热装置的主出气口相通，所述尾气处理装置的主进气口与所述干燥装置的主出气口相通，在所述垃圾中转池中还设置有抽气装置，所述换热装置的副进气口与所述抽气装置的副出气口相通，所述干燥装置的副进气口与所述换热装置的副出气口相通，所述热解气化装置的进风口与所述干燥装置的副出气口相通。

2.根据权利要求1所述的垃圾热解气化焚烧系统，其特征在于，在所述干燥装置与所述热解气化装置的连接管路上还连通有分流管路，所述分流管路的出气端与所述尾气处理装置的副进气口接通。

3.根据权利要求1所述的垃圾热解气化焚烧系统，其特征在于，在所述垃圾中转池的底部还铺设有烟气流通管路，所述烟气流通管路的进气端接通所述热解气化装置与所述换热装置间的连接管路，所述烟气流通管路的出气端接通所述干燥装置与所述尾气处理装置间的连接管路。

4.根据权利要求1～3任一项所述的垃圾热解气化焚烧系统，其特征在于，所述上料装置包括抓斗搬运装置、螺旋输送装置以及布置在二者间的吊运行车，其中：所述抓斗搬运装置包括至上而下依次设置的第一安装座、第二安装座以及多个抓瓣，每个所述抓瓣分别通过第一连杆铰接在所述第二安装座的侧壁上，对应所述第一连杆还设置有第二连杆，所述第二连杆的一端与所述第一连杆铰接，另一端铰接在所述第一安装座的侧壁上，在所述第一安装座与所述第二安装座之间还设置有用于调整二者间距的调节结构，且所述第一安装座上还设置有用于连接所述吊运行车的吊环。

5.根据权利要求4所述的垃圾热解气化焚烧系统，其特征在于，所述调节结构包括设置在所述第一安装座上的卷筒以及设置在所述第二安装座上的动滑轮，所述卷筒上盘绕有钢缆，所述钢缆的末端绕过所述动滑轮，并固定连接在所述第一安装座上。

6.根据权利要求1所述的垃圾热解气化焚烧系统，其特征在于，所述干燥装置包括安装架、对称设置在所述安装架上的前封头和后封头、设置在所述前封头和后封头之间的烟气流通室，以及套接在所述烟气流通室内的转筒，所述转筒的两端分别套接在所述前封头和所述后封头上，其中：在所述前封头和所述后封头上分别设置有所述干燥装置的副进气口和副出气口，在所述烟气流通室两端分别设置有所述干燥装置的主进气口和主出气口。

7.根据权利要求6所述的垃圾热解气化焚烧系统，其特征在于，所述转筒上固定套设有至少两个套环，每一个所述套环均通过托轮组件支撑在所述安装架上，且靠近所述套环还设置有齿环，所述齿环通过第一减速电机驱动。

8.根据权利要求7所述的垃圾热解气化焚烧系统，其特征在于，所述干燥装置的上料口和下料口分别设置在所述前封头和所述后封头上，在所述转筒内还设置有螺旋叶片，所述螺旋叶片沿所述转筒的轴向延伸，且所述螺旋叶片通过安装在所述前封头或所述后封头上的第二减速电机驱动。

9.根据权利要求1所述的垃圾热解气化焚烧系统，其特征在于，所述尾气处理装置包括脱硫塔，设置在所述脱硫塔上的喷淋系统，以及设置所述脱硫塔下方的脱硫液净化系统，其中：所述脱硫液净化系统包括沿所述脱硫液流动方向依次设置的再生池、沉淀池以及澄清池，所述再生池与所述脱硫塔的出液口接通，所述澄清池通过喷淋管路与所述喷淋系统接通。

10.基于权利要求1～9所述的垃圾热解气化焚烧系统的垃圾处理方法，其特征在于包括以下步骤：

物料输送：

A.利用上料装置将垃圾中转池中的垃圾提升至干燥装置中；

B.利用高温烟气和热空气对物料进行预干燥后送入热解气化装置；

C.送入的物料在热解气化炉中经过干燥、热解、气化，物料燃尽生成灰渣通过热解气化装置下端的除渣口排出；

气体循环：

A’.热解气化装置排放的至少部分高温烟气通过换热装置与抽气装置抽入的冷空气换热；

B’.换热后的高温烟气输送至干燥装置的烟气流通室，用于对物料进行传导式干燥，换热后生成的热空气直接输送至干燥装置的转筒内，用于对物料进行对流式干燥；

C’.烟气流通室输出的烟气输送至尾气处理装置进行脱硫处理，同时，转筒内输出的污浊空气部分进入热解气化装置助燃，另一部分输送至尾气处理装置进行脱硫处理；

D’.尾气处理装置将烟气和污浊空气净化达标后从其顶部的排气口放空排出。

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