CN116066831A - 一种垃圾处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种垃圾处理系统及方法，所述的垃圾处理系统，包括：预处理机构、碳化热解机构、余热回收机构、烟气净化机构；所述碳化热解机构包括碳化热解炉与二燃室；所述烟气净化机构包括脱硫反应塔、活性炭喷射装置、除尘器。本发明所述的垃圾处理系统，可减少二噁英的生成，且无需加入辅助燃料以保障温度达到850℃，运行成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及生活垃圾处理技术领域，特别是指一种垃圾处理系统及方法。
背景技术
目前，对生活垃圾的处理主要是焚烧处理，城市生活垃圾中含有的氯元素、有机质很多，因此，焚烧处理的烟气中常含有二噁英类物质。为了控制二噁英的生成，要求焚烧烟气温度必须达到850℃以上，并停留时间达到2S以上。但是，由于生活垃圾成分复杂，在焚烧过程中难以保障温度的稳定，因此需要使用辅助燃料，额外向焚烧炉施以过量的热能，使焚烧烟气的温度能够在焚烧炉运行期间持续达到850℃以上。这种方式造成热量的浪费，使焚烧炉的运行成本过高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种垃圾处理系统及方法，解决现有技术中的生活垃圾焚烧处理设备为减少二噁英生成，造成运行成本高、易产生热量浪费的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种垃圾处理系统，包括：
预处理机构，所述预处理机构适于粉碎垃圾原料；
碳化热解机构，所述碳化热解机构包括碳化热解炉与二燃室；所述碳化热解炉适于将所述预处理机构粉碎的垃圾原料进行焚烧；所述二燃室与所述碳化热解炉的排烟口相连，适于使所述碳化热解炉排出的烟气中的可燃成分燃烧；
余热回收机构，所述余热回收机构与所述二燃室的排烟口相连，适于对所述二燃室排出的烟气进行降温；
烟气净化机构，所述烟气净化机构包括脱硫反应塔、活性炭喷射装置、除尘器；所述脱硫反应塔与所述余热回收机构相连，适于将所述余热回收机构排出烟气进行脱硫处理；所述活性炭喷射装置设于所述脱硫反应塔的排烟管道上，适于向所述排烟管道中喷入活性炭；所述除尘器与所述脱硫反应塔的排烟口通过所述排烟管道相连，适于过滤所述排烟管道排出的烟气中的粉尘。
优选地，所述的垃圾处理系统，还包括飞灰固化机构；所述飞灰固化机构适于将所述除尘器收集的飞灰进行稳定化处理。
优选地，所述预处理机构包括破碎箱、轴承座、破碎刀转子、液压马达；
所述破碎箱的顶部设有进料口；
所述轴承座安装在所述破碎箱上；
所述破碎刀转子为两个，分别通过所述轴承座安装于所述破碎箱的箱体内，两个所述破碎刀转子相互平行，且适于在相向方向上旋转；
所述液压马达设于所述破碎箱的箱体外，且所述液压马达的动力输出轴与所述轴承座相连。
所述的垃圾处理系统，还包括垃圾输送机构；所述垃圾输送机构包括垃圾贮坑、行走装置、上料装置；
所述垃圾贮坑具有适于贮存垃圾的空间；
所述上料装置与所述碳化热解炉的入料口相连；
所述行走装置具有抓斗，且设于所述垃圾贮坑的上方；垃圾原料通过所述行走装置在所述垃圾贮坑与所述上料装置之间、所述垃圾贮坑与所述预处理机构之间进行输送。
优选地，所述上料装置包括进料斗、输送筒、推料板；
所述输送筒上设有所述进料斗，且所述输送筒的一端设有推料板，另一端与所述碳化热解炉的入料口相连；垃圾原料由所述进料斗处进入所述输送筒的筒体内，并通过所述推料板被推向所述碳化热解炉的入料口。
优选地，所述垃圾贮坑的坑底设有渗滤液收集池；所述垃圾贮坑的坑壁具有格栅结构，适于通过格栅结构使垃圾原料的渗滤液流向所述渗滤液收集池；所述渗滤液收集池与所述上料装置连接，适于向所述上料装置输送渗滤液。
优选地，所述的垃圾处理系统，还包括污水处理机构；所述污水处理机构与所述渗滤液收集池相连。
优选地，所述垃圾贮坑的上部设有吸风口，适于使所述垃圾贮坑中呈负压；
所述吸风口通过第一管道与所述碳化热解炉相连；通过第二管道与除臭装置相连。
优选地，所述的垃圾处理系统，还包括烟囱；所述烟囱与所述除尘器的排气管道相连；所述排气管道上设有引风机；
任选地，所述烟囱上设有烟气检测探头。
本发明还提供一种垃圾处理方法，采用所述的垃圾处理系统实现。
本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
本发明的垃圾处理系统，包括：预处理机构、碳化热解机构、余热回收机构、烟气净化机构；所述碳化热解机构包括碳化热解炉与二燃室；所述烟气净化机构包括脱硫反应塔、活性炭喷射装置、除尘器。通过碳化热解机构、余热回收机构、烟气净化机构的配合，实现整个垃圾处理过程减少二噁英的产生和去除。其中，碳化热解机构对垃圾原料进行碳化热解，在碳化热解过程中不使用任何辅助燃料，可利用垃圾自身热值完成热解和氧化过程，对垃圾成分的含水率适用范围极广，运行成本低。通过预处理机构对垃圾原料进行破碎，以提高所述碳化热解炉的处理效率和稳定性。通过余热回收机构减少烟气在300-500℃的停留时间，以减少二噁英的产生。最后，通过所述烟气净化机构进一步去除烟气中的二噁英以及其他有害气体的含量。所述的垃圾处理系统，可减少二噁英的生成，且无需加入辅助燃料以保障温度达到850℃，运行成本较低。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的垃圾处理系统的结构示意图；
图2是本发明的另一实施例的垃圾处理系统的结构示意图；
图3是本发明的预处理机构的结构示意图；
图4是本发明的碳化热解炉的原理示意图；
图5是本发明的碳化热解炉的结构示意图；
图6是本发明的行走装置的机构示意图；
其中，1、预处理机构；11、破碎箱；12、轴承座；13、液压马达；14、进料口；2、碳化热解机构；21、碳化热解炉；211、炉体；2111、烘干层；2112、热解层；2113、碳化层；2114、燃尽层；212、入料口；213、排烟口；214、出渣口；215、进风口；216、压料装置；2161、液压缸；2162、传动杆；21635压料板；217、炉门；218、出渣机；219、布料器；210、液位桶；22、二燃室；
3、余热回收机构；4、烟气净化机构；41、脱硫反应塔；42、活性炭喷射装置；
43、除尘器；5、垃圾输送机构；51、垃圾贮坑；52、行走装置；521、行走梁；
522、行走车；523、抓斗；53上料装置；531、进料斗；532、输送筒；533、推料板；54、渗滤液收集池；6、烟囱；7、引风机；8、鼓风机。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被
这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本5公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明的实施例提供一种垃圾处理系统，包括：
预处理机构1，所述预处理机构1适于粉碎垃圾原料；
碳化热解机构2，所述碳化热解机构2包括碳化热解炉21与二燃室22；
所述碳化热解炉21适于将所述预处理机构1粉碎的垃圾原料进行焚烧；所述0二燃室22与所述碳化热解炉21的排烟口相连，适于使所述碳化热解炉21排出的烟气中的可燃成分燃烧；
余热回收机构3，所述余热回收机构3与所述二燃室22的排烟口相连，适于对所述二燃室22排出的烟气进行降温；
烟气净化机构4，所述烟气净化机构4包括脱硫反应塔41、活性炭喷射装5置42、除尘器43；所述脱硫反应塔41与所述余热回收机构3相连，适于将所述余热回收机构3排出烟气进行脱硫处理；所述活性炭喷射装置42设于所述脱硫反应塔41的排烟管道上，适于向所述排烟管道中喷入活性炭；所述除尘器43与所述脱硫反应塔41的排烟口通过所述排烟管道相连，适于过滤所述排烟管道排出的烟气中的粉尘。
作为本实施的具体实现方式，如图3所示，所述预处理机构1包括破碎箱11、轴承座12、破碎刀转子、液压马达13；
所述破碎箱11的顶部设有进料口14；
所述轴承座12安装在所述破碎箱11上；
所述破碎刀转子为两个，分别通过所述轴承座12安装于所述破碎箱11的箱体内，两个所述破碎刀转子相互平行，且适于在相向方向上旋转；
所述液压马达13设于所述破碎箱11的箱体外，且所述液压马达13的动力输出轴与所述轴承座12相连。
为更好地实现破碎效果，所述破碎刀转子上设有刀片，两个所述破碎刀转子上的刀片交错设置，使彼此相邻的一个所述破碎刀转子上的刀片与另一个所述破碎刀转子上的刀片之间形成剪刀结构。
为更好地控制所述液压马达13的转速，还可以在所述液压马达13的输出轴上连接减速机。
所述预处理机构1的工作原理如下：所述液压马达13启动时，带动所述破碎刀转子旋转，通过两根所述破碎刀转子相向旋转破碎物料，两根所述破碎刀转子上的刀片相互交错，刀片之间配合紧密，形成类似剪刀的结构，两破碎刀转子相向旋转时转速不同形成差速易于破碎物料，并且在转速较低时仍能提供较高的扭矩。
作为本实施例可替换的实现方式，如图3所示，所述破碎刀转子为一个，通过所述轴承座12安装于所述破碎箱11的箱体内。
为更好地实现破碎效果，所述破碎箱11的箱体内还设有侧梳板，所述侧梳板上的梳齿与所述破碎刀转子相互交错，使彼此相邻的一个所述侧梳板上的梳齿与一个所述破碎刀转子的刀片之间形成剪刀结构。
所述预处理机构1的工作原理如下：所述液压马达13启动时，带动所述破碎刀转子旋转，通过所述破碎刀转子与所述侧梳板之间的剪刀结构，在所述破碎刀转子旋转时，使垃圾原料被破碎。
上述剪刀结构的所述预处理机构1，既能破碎硬质物料，又能剪切软性、丝状、带状物料，破碎效率高。本实施例中，采用所述预处理机构1将垃圾原料破碎为粒径10cm的物料。所述预处理机构1还可以具有防缠绕功能、自动反转功能、自动排堵等功能、过载保护功能，本领域技术人员可根据现有技术对所述预处理机构1进行结构调整。
所述预处理机构1的设置，可对垃圾原料进行破碎，破碎后的垃圾原料在送入所述碳化热解机构2时，可提高所述碳化热解炉21的处理效率和稳定性。
为便于垃圾原料在所述预处理机构1、所述碳化热解炉21之间的输送，如图2所示，所述的垃圾处理系统，还包括垃圾输送机构5；所述垃圾输送机构5包括垃圾贮坑51、行走装置52、上料装置53；
所述垃圾贮坑51具有适于贮存垃圾的空间；
所述上料装置53与所述碳化热解炉21的入料口相连；
所述行走装置52具有抓斗，且设于所述垃圾贮坑51的上方；垃圾原料通过所述行走装置52在所述垃圾贮坑51与所述上料装置53之间、所述垃圾贮坑51与所述预处理机构1之间进行输送。
所述垃圾贮坑51的设置，使得垃圾原料在投入所述碳化热解炉21之前得以密闭储存，垃圾原料在所述垃圾贮坑51内堆存、发酵、脱水，同时，也可保障在所述垃圾处理系统发生故障时，能正常接收垃圾。
对于实现本发明的目的而言，所述行走装置52的设计方式并不唯一，例如，可以采用电动单梁桥式起重机，所述抓斗可以采用六瓣抓斗。本实施例中，如图6所示，所述行走装置52包括行走梁521、行走车522、抓斗523；所述行走梁521位于所述垃圾贮坑51的上方；所述行走车522设于所述行走梁521上，并适于沿所述行走梁521移动；所述抓斗523与所述行走车522连接，适于抓取或释放垃圾原料。所述行走装置52的设置，可以对垃圾原料进行搬运、倒垛，使所述碳化热解炉21的加料更为便捷，以保证燃烧稳定。
作为本实施例的优选实现方式，所述上料装置53包括进料斗531、输送筒532、推料板533；
所述输送筒532上设有所述进料斗531，且所述输送筒532的一端设有推料板533，另一端与所述碳化热解炉21的入料口相连；垃圾原料由所述进料斗531处进入所述输送筒532的筒体内，并通过所述推料板533被推向所述碳化热解炉21的入料口。
本实施例中，所述上料装置53的所述推料板533可以采用液压的方式在所述输送筒532内往复运动，由所述推料板533将装入所述进料斗531内的垃圾原料通过液压的方式推入所述碳化热解炉21内。采用该方式，一方面，可保证上料过程的密封性，不会导致在上料时所述碳化热解炉21内的烟气外泄或空气进入炉内；另一方面，对不规则的垃圾原料的适用性较强，不会产生堵塞现象，运行的稳定性较强。
作为本实施例的优选实现方式，所述垃圾贮坑51的坑底设有渗滤液收集池54；所述垃圾贮坑51的坑壁具有格栅结构，适于通过格栅结构使垃圾原料的渗滤液流向所述渗滤液收集池54；所述渗滤液收集池54与所述上料装置53连接，适于向所述上料装置53输送渗滤液。
为便于垃圾原料的渗滤液流向所述渗滤液收集池54，所述垃圾贮坑51的坑底为坡面，具有2.5％的坡度。
垃圾原料的渗滤液由所述垃圾贮坑51流向所述渗滤液收集池54后，由喷射泵从所述渗滤液收集池54向所述上料装置53的进料斗531喷洒。
为保障原料垃圾的渗滤液被充分处理，所述的垃圾处理系统，还包括污水处理机构；所述污水处理机构与所述渗滤液收集池54相连。由于生活垃圾含有大量水分，贮存于所述垃圾贮坑51内的垃圾会产生一定量的渗滤液。渗滤液可以通过喷射泵回喷至所述上料装置53中，由所述碳化热解炉21进行处理。但是，在渗滤液的量过大时，或者在入炉垃圾热值较低，渗滤液不适宜回喷时，通过所述污水处理机构可以处理多余的渗滤液。所述污水处理机构可以采用现有技术中的污水处理设备。
为解决垃圾原料的气味问题，所述垃圾贮坑51的上部设有吸风口，适于使所述垃圾贮坑51中呈负压；所述吸风口通过第一管道与所述碳化热解炉21相连；通过第二管道与除臭装置相连。所述吸风口处可以安装吸风罩。通过使所述垃圾贮坑51呈负压状态，防止坑内的臭气外溢。所述第一管道、第二管道上均设由鼓风机，当所述第一管道上的鼓风机启动时，可以将所述垃圾贮坑51内的气体输送至所述碳化热解炉21内，用作所述碳化热解炉21的助燃空气；当所述第二管道上的鼓风机启动时，可以将所述垃圾贮坑51内的气体输送至除臭装置中进行处理后排放。所述除臭装置可以是活性炭除臭设备。
对于实现本发明的目的而言，所述碳化热解炉21的结构并不唯一，本实施例中，如图5所示，所述碳化热解炉21包括炉体211，所述炉体211的顶部侧壁上设有入料口212，所述入料口212与所述上料装置53相连；所述炉体211的顶部设有排烟口213，所述排烟口213与所述二燃室22相连；所述炉体211的底部侧壁上设有出渣口214，适于排出灰渣；所述炉体211的底部设有进风口215，所述进风口215与鼓风机8相连。所述鼓风机8可以通过第一管道与所述垃圾贮坑的吸风口相连；
如图4所示，所述炉体211的内部自上至下依次包括烘干层2111、热解层2112、碳化层2113、燃尽层2114；垃圾原料自所述入料口212进入所述炉体211内部，先在所述烘干层被所述热解层产生的热量进行烘干；再进入热解层进行热分解，然后进入碳化层进行碳化，最后进入燃尽层进行燃烧，形成灰渣。随着新的垃圾原料的加入和灰渣的逐渐排出，进炉的垃圾原料先后经过烘干、热分解、碳化和燃烬的过程。由所述进风口215进入的气体，提供氧气，并起到冷却作用，可根据运行情况，通过变频自动调节所述鼓风机8的风量。其中，当所述炉体211运行时，所述烘干层的温度为150-250℃；所述热解层的温度为250-600℃；所述碳化层的温度为600-1000℃；所述燃尽层的温度为200-600℃。
通过碳化热解机构对垃圾原料进行碳化热解，能够适应高水分、低热值的垃圾原料，对垃圾成分的含水率适用范围极广。进炉的垃圾原料依次经过烘干、热解、碳化和燃尽四个连续过程，最终产生极少的灰渣排出炉体，垃圾减量化效果明显。垃圾原料在烘干阶段，通过碳化热解产生的高温烟气烘干，水分基本被去除，到达碳化层后，由于进炉的垃圾原料不直接与高温氧化层接触，因此，受垃圾成分变化影响较小，垃圾原料不需要分选即可直接进炉，完全可利用垃圾自身热值完成热解和氧化过程，在碳化热解过程中不使用任何辅助燃料，即可保障温度达到850℃，进而减少二噁英的生成，运行成本较低。
另外，所述炉体的顶部侧壁上设有入料口，底部设有进风口，氧气含量是由下至上减少的，因此，垃圾原料的碳化热解过程是在低氧的状态下进行，抑制了各种有害气体的产生，尤其是对二噁英的抑制明显，产生的NOx、SOx、HCl等较少，排气量也少，可减轻对大气的二次污染。同时，所述炉体内的垃圾原料的移动方向与气流方向为逆流式，上升气流的阻力大，流速相对较低，烟气中夹带的颗粒物也较少。
为便于自动排出灰渣，所述炉体211的底部还设有出渣机218。作为本实施例的优选实现方式，可以为水封出渣机。采用水封出渣机，湿法出灰，方便操作人员收集运输，还可防止灰渣中的灰尘污染操作环境。
为便于了解渗滤液在所述炉体211中的情况，所述炉体211的底部设有液位桶210。所述液位桶210与所述炉体211的内部通过导管连通。所述液位桶210利用连通器原理使操作人员可以在所述炉体211的外部观察到其内部的液位情况。
为便于观察炉内情况，所述炉体211上还设有炉门217。本实施例中，所述炉门217为两个，分别为上炉门、下炉门。所述炉体211上还可以设置检修门等结构，以便进行检修。
为便于检测炉内运行情况，所述炉体211内还设有测压装置与测温孔。所述测压装置用于检测所述炉体211内的压力和/或排烟口213的压力，使所述炉体211内呈负压状态，根据所述炉体211内的压力状况，控制所述鼓风机8的电机转速。所述测温孔用于检测所述炉体211的运行温度。
为使垃圾原料由入料口212进入所述炉体211内部后，能够均匀分布在所述炉体211的烘干层，所述炉体211的顶部还设有布料器219。
作为本实施例的优选实现方式，所述炉体211的顶部还设有压料装置216；所述压料装置216包括液压缸2161、传动杆2162、压料板2163；所述液压缸2161设于所述炉体211的顶盖上；所述传动杆2162与所述液压缸2161相连，适于在所述液压缸2161的作用下沿垂直地面方向做往复运动；所述压料板2163与所述传动杆2162相连，并与水平面平行，适于在所述传动杆2162的带动下上下移动，对垃圾原料进行压料。
所述炉体211呈圆柱体状，内壁采用耐腐蚀、耐高温、高强度的耐火材料作衬，所述耐火材料的选择并不唯一，本领域技术人员可以根据实际情况选择材质。本实施例中，所述炉体211的炉壁自内至外依次为耐火砖、保温砖、保温棉。采用耐火材料，可延长炉体使用寿命、减少耐火材料维修量、降低运行成本，保证炉体的外表温度不超过50℃。
需要说明的是，所述二燃室22设置的目的是使所述碳化热解炉21产生的烟气中可燃成分及有害物质完全燃烧并彻底分解，所述二燃室22可使低热值烟气持续、稳定的高温燃烧，以去除二恶英等各种有害物质。对于实现本发明的目的而言，所述二燃室22的结构并不唯一，本实施例中，所述二燃室22内设有燃烧器，进入所述二燃室22的烟气温度150-250℃，烟气热值300-400kcal/m3，燃烧后可达到850-1100℃，但初次点火时需要所述燃烧器助燃，使二燃室内温度达到650℃以上时停止助燃，烟气即可自行燃烧。所述燃烧器的设置，可以保证炉膛内温度在850-950℃。二燃室的有效燃烧空间保证烟气停留时间≥2s，去除各种有害物质。
为及时了解所述二燃室22内的温度变化，所述二燃室22的烟气出口处设有热电偶，对所述二燃室22内的温度进行检测。
所述二燃室22还设有供风口。通过供风口的设置，可以向所述二燃室22供风，加强了烟气的扰动，使烟气在所述二燃室22内形成旋涡，在高温下同氧气充分接触，有充足的滞留时间，大大提高了燃烧效率，提高了有害物质的去除效果。所述供风口的供风量的大小可以根据烟气中氧含量来自动调整。
所述二燃室22具有腔体，壁面由耐火材料、保温材料、绝热材料组成，本领域技术人员可以根据实际情况选择材质。本实施例中，所述耐火材料为高铝砖，高铝砖作为内层，中间是保温砖，外层是保温棉，并在外层的外表用钢板作保护层。这样的结构设计，可以使所述二燃室22的外表温度不超过50℃，内部填充的保温砖、保温棉作为蓄热材料，在烟气热值高时储存热量，在烟气热值低时将热量散发出来，保证所述二燃室22的内部温度稳定在850-1000℃之间，减少热损失，提高焚烧效率，且钢板的设置可以防止漏风。
为保证所述二燃室22的运行安全，在所述二燃室22上设有防爆门。在燃烧过程中，发生爆燃时，可以通过所述防爆门释放内部压力也能通过防爆门紧急排放烟气得到释放，不会发生安全事故。
作为本实施例的优选实现方式，所述二燃室22可以设置为两个或两个以上的燃烧室串联或并联的结构。各个燃烧室之间采用换向阀进行切换。由于烟气达到650℃以上时可自燃，因此，这样的结构设计，可以使烟气得到更充分的预热，进而免去燃烧器助燃。串联或并联的燃烧室不仅可以更好地保障烟气温度的稳定性，也可以避免换向阀切换时产生的烟气短时泄漏的问题。本实施例中，所述二燃室22连接有三燃室。
所述余热回收机构3的设置，能够将所述二燃室22排出的烟气进行降温，减少烟气在300-500℃的停留时间，以减少二噁英的再产生，同时，回收的热能可以进行综合利用，例如用于工业、居民用热、螺杆膨胀机发电等。作为本实施例的优选实现方式，所述余热回收机构3可以采用热管式换热器、冷却塔、余热锅炉中的任意一种或多种组合。本实施例中，所述余热回收机构3为热管式换热器，可以在单根管破损后，不导致漏水。所述余热回收机构3为余热锅炉时，所述余热锅炉的炉体尾部的截面积小于炉体中部的截面积，通过截面积的缩小，使得烟气的流速提高，进而进一步减少烟气在300-500℃停留的时间。
作为本实施例的优选实现方式，所述脱硫反应塔41内设有喷嘴或旋转喷雾器，通过喷嘴或旋转喷雾器将吸附剂喷入塔内，形成液滴，由于水分的挥发，可以降低烟气的温度，并提高其湿度，使烟气与液滴状的吸附剂发生反应，生成盐类，进而掉落至所述脱硫反应塔41的底部。烟气的流动方向和吸附剂的喷洒运动方向可以采用顺流或逆流，维持烟气与吸附剂微粒充分反应的接触时间，以对所述余热回收机构3排出的烟气进行高效脱硫。其中，所述吸附剂为氢氧化钙溶液，可以采用氧化钙或氢氧化钙为原料进行制备。
作为本实施例可替换的实现方式，所述脱硫反应塔41的底部设有文丘里管，通过所述文丘里管向塔内喷入吸附剂氧化钙，吸附剂收到文丘里管的加速和气流的冲剂作用下，悬浮形成流化床，进行充分的脱硫反应。
所述文丘里管的出口扩管段还设有喷水装置。采用吸附剂氧化钙和水单独喷射的方式，在喷射吸附剂即可达到处理效果时，就不需喷水增湿，工艺设备简单。所述喷水装置喷入的水经过雾化后，一方面可以对颗粒表面增湿，另一方面使烟气的温度降至高于露点温度15-20℃，达到脱硫反应温度，使吸附剂与烟气中的SO2、HCl充分的反应。脱硫反应主要生成亚硫酸钙CaSO3·1/2H2O、硫酸钙CaSO4·1/2H2O、碳酸钙CaCO3；吸附剂还可以与烟气中的HCl充分的反应，生成CaCl2。这些反应产物和飞灰一起由烟气携带到所述脱硫反应塔41的顶部进入所述除尘器43。对于实现本发明的目的而言，所述吸附剂的规格、尺寸并不唯一，本实施例中，为实现更好的处理效果，所述吸附剂为氧化钙，粒径为200目，CaO≥85％。所述吸附剂可采用星型给料的方式，根据烟气中的污染物浓度，采用变频控制的方式，对吸附剂的喷入量进行调节，以确保经济性。
本实施例中，所述活性炭喷射装置42包括活性炭贮存仓、喷射器、喷射风机。所述活性炭贮存仓内的活性炭通过螺旋送料的方式进入所述喷射器，并在所述喷射风机的作用下，将活性炭喷入所述排烟管道中，并随着烟气进入所述除尘器43中，在与烟气的接触过程中，吸附去除烟气中的重金属和二噁英类物质。
由于烟气中含有的重金属以固态、液态和气态的形式进入所述除尘器43，当烟气冷却时，气态部分转化为可捕集的固态或液态微粒。因此，烟气的温度越低，则重金属的净化效果越好。本实施例中，进入所述除尘器43的烟气经过余热回收机构3的降温后，再进入所述脱硫反应塔41中，所述脱硫反应塔41采用吸附剂氧化钙和水单独喷射的方式，可以再进一步进行降温，因此，对后续的重金属净化效果起到极大的提升作用。
作为本实施例的可选实现方式，所述活性炭喷射装置42采用星型给料方式，通过所述喷射风机输送活性炭。根据烟气中的污染物浓度，采用变频控制的方式，对活性炭的喷入量进行调节，以确保经济性。对于实现本发明的目的而言，活性炭的尺寸、规格并不唯一，本实施例中，为达到更好地处理效果，活性炭的粒径为200目，碘值>950mg/g，平均孔隙直径为2-20nm，比表面积>500m2/g。
作为本实施例的可选实现方式，所述除尘器43为布袋除尘器。本实施例中，所述除尘器43为箱式，具体包括多个箱室，在每个箱室内均设有滤袋，所述滤袋采用笼架进行固定和支撑，所述箱室的下方设有灰斗。烟气进入所述除尘器43的箱室中，使烟气流动的截面变大，进来的烟气流速突然大大降低，烟气携带粉尘的能力大大减弱，其中的部分粉尘直接掉落在箱室下方的灰斗中。箱室内的烟气向上运动，从滤袋的外部进入滤袋内部，由于滤料的阻挡作用，粉尘被吸附在滤袋表面，经过滤袋的过滤在布袋除尘器的顶部汇总后用烟道导向引风机7。
从所述脱硫反应塔41排出的烟气，由于喷射吸附剂的原因，会形成大量的颗粒物，反应塔内未反应完全的石灰，也会随烟气进入所述除尘器43。本实施例中，通过采用布袋除尘器，部分未反应物将附着于所述滤袋上与通过滤袋的烟气再次反应，使脱硫效率进一步提高，相应提高了吸附剂的利用率。
作为本实施例的优选实现方式，所述除尘器43还设有脉冲空气清灰装置。
由于在滤袋过滤的过程中，大量的粉尘吸附在滤袋的外表面，使布袋除尘器的5压降不断增大，所述脉冲空气清灰装置的设置，可以清除吸附在滤袋上的粉尘。
为便于自动控制所述脉冲空气清灰装置工作，可采用PLC程控进行定期或压降控制启动所述脉冲空气清灰装置进行工作。本实施例中，采用压力为0.4～0.6MPa的压缩空气经电磁脉冲阀从滤袋上口的中央吹入，滤袋在相对流速较高的空气动力作用下，吸附在滤袋外侧的粉尘掉落入灰斗。
0本实施例，通过所述烟气净化机构4的设计，使得所述余热回收机构3排出的烟气经过脱硫、活性炭吸附、除尘处理，能够达到《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)后进行安全排放。
所述的垃圾处理系统，还包括烟囱6；所述烟囱6与所述除尘器43的排气管道相连；所述排气管道上设有引风机7。
5为保障排出的烟气符合要求，所述的垃圾处理系统，还包括烟气检测机构，
用于检测烟气中的NOx浓度、CO浓度、CO2浓度、O2浓度、SO2浓度、HCl浓度、烟尘含量、温度。本实施例中，至少包括烟气检测探头，所述烟囱6上设有烟气检测探头。所述烟气检测机构还可以包括烟气参数、采样管、CEMS
(Continuous Emission Monitoring System，烟气在线监测系统)柜、样气处理0设备、数据汇报软件等。
作为本实施例的优选实现方式，所述的垃圾处理系统，还包括飞灰固化机构；所述飞灰固化机构适于将所述除尘器43收集的飞灰进行稳定化处理。
固化稳定化处理的目的，是使飞灰中的所有污染组分呈现化学惰性或被包容起来，以便运输、利用和处置。飞灰主要来源于所述烟气净化机构4收集的5物质，因其成份复杂，受多重因素的影响，其变化范围也较大。飞灰中通常含有较高浸出浓度的铅(Pb)和镉(Cd)等重金属、其它毒性物质，如二噁英等，飞灰直接填埋，经雨水浸透等作用，易溶性有害成分有浸入地下水层的危险。采用飞灰固化机构对飞灰进行稳定化处理能够减少污染。
本实施例中，所述飞灰固化机构包括飞灰仓、水泥料仓、飞灰稳定化仓、混炼机；所述飞灰稳定化仓设有螯合剂罐、水槽；所述飞灰仓、水泥料仓、飞灰稳定化仓均与所述混炼机相连。
所述除尘器43收集的飞灰通过提升机输送至所述飞灰仓，由所述飞灰仓向所述混炼机输送飞灰；采用压缩空气将水泥吹送至所述水泥料仓，由所述水泥料仓向所述混炼机输送水泥；所述飞灰稳定化仓的螯合剂罐中装有螯合剂，水槽中装有水；由所述飞灰稳定化仓向所述混炼机输送螯合剂与水。通过所述混炼机将飞灰、水泥、螯合剂、水进行搅拌混合。其中，所述飞灰、水泥、螯合剂、水的重量比为100:20:3:20。稳定化后的飞灰混合物可用密闭车送至生活垃圾填埋场的飞灰填埋区进行填埋。
为保证垃圾处理过程的安全性、可靠性和连续性，提高自动化水平，所述垃圾处理系统可以采用集散型控制系统(DCS)进行自动控制。
本实施例还提供一种垃圾处理方法，采用所述的垃圾处理系统。
作为本实施例可选的实现方式，所述垃圾处理方法包括如下步骤：载有生活垃圾的垃圾车经称重计量后，将垃圾原料卸入所述垃圾贮坑51内，所述垃圾输送机构5将垃圾原料运送至所述预处理机构1进行破碎处理，破碎后的垃圾原料被所述垃圾输送机构5运送至所述碳化热解机构2，经所述碳化热解炉21的碳化热解处理，产生的烟气进入所述二燃室22，将烟气中的可燃成分燃烧充分。所述二燃室22排出的烟气进入所述余热回收机构3，进行降温。降温后的烟气进入所述烟气净化机构4进行净化，净化后的烟气经由所述烟囱6排出。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种垃圾处理系统，其特征在于，包括：
预处理机构(1)，所述预处理机构(1)适于粉碎垃圾原料；
碳化热解机构(2)，所述碳化热解机构(2)包括碳化热解炉(21)与二燃室(22)；所述碳化热解炉(21)适于将所述预处理机构(1)粉碎的垃圾原料进行焚烧；所述二燃室(22)与所述碳化热解炉(21)的排烟口相连，适于使所述碳化热解炉(21)排出的烟气中的可燃成分燃烧；
余热回收机构(3)，所述余热回收机构(3)与所述二燃室(22)的排烟口相连，适于对所述二燃室(22)排出的烟气进行降温；
烟气净化机构(4)，所述烟气净化机构(4)包括脱硫反应塔(41)、活性炭喷射装置(42)、除尘器(43)；所述脱硫反应塔(41)与所述余热回收机构(3)相连，适于将所述余热回收机构(3)排出烟气进行脱硫处理；所述活性炭喷射装置(42)设于所述脱硫反应塔(41)的排烟管道上，适于向所述排烟管道中喷入活性炭；所述除尘器(43)与所述脱硫反应塔(41)的排烟口通过所述排烟管道相连，适于过滤所述排烟管道排出的烟气中的粉尘。
2.根据权利要求1所述的垃圾处理系统，其特征在于，还包括飞灰固化机构；所述飞灰固化机构适于将所述除尘器(43)收集的飞灰进行稳定化处理。
3.根据权利要求1所述的垃圾处理系统，其特征在于，所述预处理机构(1)包括破碎箱(11)、轴承座(12)、破碎刀转子、液压马达(13)；
所述破碎箱(11)的顶部设有进料口(14)；
所述轴承座(12)安装在所述破碎箱(11)上；
所述破碎刀转子为两个，分别通过所述轴承座(12)安装于所述破碎箱(11)的箱体内，两个所述破碎刀转子相互平行，且适于在相向方向上旋转；
所述液压马达(13)设于所述破碎箱(11)的箱体外，且所述液压马达(13)的动力输出轴与所述轴承座(12)相连。
4.根据权利要求1所述的垃圾处理系统，其特征在于，还包括垃圾输送机构(5)；所述垃圾输送机构(5)包括垃圾贮坑(51)、行走装置(52)、上料装置(53)；
所述垃圾贮坑(51)具有适于贮存垃圾的空间；
所述上料装置(53)与所述碳化热解炉(21)的入料口相连；
所述行走装置(52)具有抓斗，且设于所述垃圾贮坑(51)的上方；垃圾原料通过所述行走装置(52)在所述垃圾贮坑(51)与所述上料装置(53)之间、所述垃圾贮坑(51)与所述预处理机构(1)之间进行输送。
5.根据权利要求4所述的垃圾处理系统，其特征在于，所述上料装置(53)包括进料斗(531)、输送筒(532)、推料板(533)；
所述输送筒(532)上设有所述进料斗(531)，且所述输送筒(532)的一端设有推料板(533)，另一端与所述碳化热解炉(21)的入料口相连；垃圾原料由所述进料斗(531)处进入所述输送筒(532)的筒体内，并通过所述推料板(533)被推向所述碳化热解炉(21)的入料口。
6.根据权利要求4所述的垃圾处理系统，其特征在于，所述垃圾贮坑(51)的坑底设有渗滤液收集池(54)；所述垃圾贮坑(51)的坑壁具有格栅结构，适于通过格栅结构使垃圾原料的渗滤液流向所述渗滤液收集池(54)；所述渗滤液收集池(54)与所述上料装置(53)连接，适于向所述上料装置(53)输送渗滤液。
7.根据权利要求6所述的垃圾处理系统，其特征在于，还包括污水处理机构；所述污水处理机构与所述渗滤液收集池(54)相连。
8.根据权利要求4所述的垃圾处理系统，其特征在于，所述垃圾贮坑(51)的上部设有吸风口，适于使所述垃圾贮坑(51)中呈负压；
所述吸风口通过第一管道与所述碳化热解炉(21)相连；通过第二管道与除臭装置相连。
9.根据权利要求1所述的垃圾处理系统，其特征在于，还包括烟囱(6)；所述烟囱(6)与所述除尘器(43)的排气管道相连；所述排气管道上设有引风机(7)；
任选地，所述烟囱(6)上设有烟气检测探头。
10.一种垃圾处理方法，其特征在于，采用权利要求1-9中任意一项所述的垃圾处理系统实现。
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