CN1193559A - 城市废料和类似废料的能量利用设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城市废料和类似废料的能量利用设备,它包括:－一个破碎废料的装置(1),其尾渣被分为两条支流;一条是受有机物污染很少的惰性物质的第一支流,而另一条是被有机物污染的惰性物质或重燃料成分的第二支流,该第二支流通过一个第一出口(S1)排出;－一个接受破碎废料的循环流化床反应堆(2);－一个分离固体的旋风器(11),离开反应堆(2)的气体被引入到该旋风器中;－一个余热锅炉(15),离开旋风器(11)的气体进入到该锅炉中,它配有一个第一换热组件(18),该锅炉包括一个除尘漏斗,其固体颗粒通过一个第二出口(S2)排出;－一个第二换热组件(23),它被安置在一个有气体吹入的腔室(22)中;－一个气体的最终处理装置,经处理所产生的固体物质通过至少一个第三出口(S3’,S3”)排出。根据本发明,该设备配备有一个独立的熔化玻璃化炉(6),该熔化玻璃化炉通过一些受控输送管道与上述各出口相连接。

Description

城市废料和类似废料的能量利用设备
本发明涉及一种城市废料和类似废料的能量利用设备。
更确切地说，本发明涉及一种城市废料和类似废料的能量利用设备，它包括：
-一个破碎废料的装置，其尾渣被分为两条支流：一条是受有机物污染很少的惰性物质的第一支流，而另一条是被有机物污染的惰性物质或重燃料成分的第二支流，该第二支流通过一个第一出口排出；
-一个接受破碎废料的循环流化床反应堆；
-一个分离固体的旋风器，离开反应堆的气体被引入到该旋风器中；
-一个余热锅炉，离开旋风器的气体进入到该锅炉中，它配有一个第一换热组件，该锅炉包括一个除尘漏斗，其固体颗粒通过一个第二出口排出；
-一个第二换热组件，它被安置在一个有气体吹入的腔室中；
-一个气体的最终处理装置，经处理所产生的固体物质通过至少一个第三出口排出。
在专利文献FR-2735041中描述了一种这样的设备。
另外，对城市废料处理设备中的飞灰进行玻璃化的技术是众所周知的，其目的是使矿物质熔化以及使含碳物质燃烧。
在这种设备的主线中安置这样一种熔化玻璃化炉也是众所周知的。在专利文献DE-4333510中公开了一种这样的玻璃化技术。
在一些这样的设备中，在反应堆的下游配置一个对来自热解装置或气化装置(转炉或流化床反应堆)的气体进行完全燃烧的腔室，而熔化的灰烬排出时在一个淬火池中被玻璃化。
要用玻璃化作用处理大量固体物料，这类玻璃化装置就需要提供有大量的外部能量，诸如天然气、氧气、电力。事实上，离开反应堆的固体物质的发热量不足以达到使大量惰性物质团熔化的温度。
因此，这种设备的能量产生的净效率便大大降低，而其投资成本和作业成本则大大增加。
本发明解决了这种废料利用设备的效率问题。为此，根据本发明，该设备配备有一个独立的熔化玻璃化炉，该熔化玻璃化炉通过一些受控输送管道与上述各出口相连接。
这种配置能够只对那些需要提高固体残渣管理的整体经济性和需要根据一系列收集的特殊和局部的条件使其时时处于最佳状态的物质进行熔化和玻璃化。这样一来，本发明还可以最低限度地消耗废料的热能，以保持高的能效。
可以使用各种各样的、特别是与待处理废料的性质相适应的熔化玻璃化装置。这样，就可以处理各种产物，包括一些具有温度特性的废料或燃料，但不包括传统意义上的生活垃圾或者例如由于密度原因或容易在低温下粘结而难于用流化床处理的物质。
这种配置还具有的优点是在熔化玻璃化炉有故障时能避免该设备停机。事实上，这个熔化玻璃化炉不再处于设备的主线上，它可以在不中断主线情况下停止运行。
根据一个较佳的实施例，将一个除尘装置设置在余热锅炉和第二换热组件之间，所说除尘装置的固体颗粒经一个出口排出，该出口通过一个受控输送管道与所说熔化玻璃化炉相连接。
通常，有一个对飞灰进行过滤的装置被设置在换热器的下游，在低温下对气体加以除尘。然而在低温下，二喔星重新形成，并且对环境污染最为严重的重金属重新冷凝。由此得到了污染的沉淀飞灰。
根据本发明的这个特征，一个除尘装置，最好是一个旋风器，被设置在余热锅炉和第二换热组件之间。由此产生的是在高温下抽出并因此受重金属和二喔星污染很少的飞灰。
最终处理装置最好包括一个过滤器，该过滤器的固体颗粒经一个出口排出，该出口通过一个受控输送管道与所说熔化玻璃化炉相连接。
更有利的是，最终处理装置包括一个烟气的洗涤装置，其洗涤块状物经一个出口排出，该出口通过一个受控输送管道与所说熔化玻璃化炉相连接。
为了保证进行玻璃化的尾渣的粒度符合要求，在第一出口和所说熔化玻璃化炉之间设置一个筛选破碎机。
所说反应堆最好配备一个内部高密度流化床，它具有一个抽取热解气体的腔室，所说热解气体被注入到熔化玻璃化炉中。
所说熔化玻璃化炉最好配备一个淬火池，而所说洗涤装置最好配有一个污水处理装置，该污水处理装置的排出物被注入到熔化玻璃化炉的淬火池中。
根据一个较佳的实施例，熔化玻璃化炉具有盆形的炉床和构成精炼隔墙的炉壁，所说隔墙与一个用来排出或撇去熔体表层的开口相连接。
熔化的物质最好首先在一个用水进行内部冷却的滚筒上冷却，然后在淬火池中冷却。
所说熔化玻璃化炉最好配备一个淬火池，该熔炉所产生的废气在该淬火池中被冷却。
下面借助于仅代表本发明一个优选实施例的附图详细地描述本发明。
图1是按照本发明的城市废料利用设备的总体图。
图2是熔化玻璃化炉的一个实施例的剖视图。
如图1所示，所说城市废料或类似废料的能量利用设备包括一个接受破碎废料的循环流化床反应堆2。该反应堆最好是在专利文献FR-2735 041中所述的那种类型。因而它包括一个第一侧高密度流化床2A，它位于带有破碎废料供给管的反应堆的壁上，破碎的废料在该流化床中发生气化，它还包括一个第二侧高密度流化床2B，它配备有一个过热器。不可流化的重成分的排出管位于第一侧高密度流化床2A的底部，该排出管将这些重成分引入到一个大颗粒分拣装置3中，该装置将这些成分冷却并拣出不可流化的惰性物质，其余的物质被重新引入反应堆2中。
在反应堆2的上游，原始的废料被引入到一个准备装置1中，该装置一方面能保证将废料破碎，例如通过由一个或两个旋转剪刀构成的剪切装置，而另一方面能将惰性物质和可能发生加热粘结的物质(如黑色金属、有色金属、碎石、玻璃)挑拣出来，例如根据所处理废料的矿质，通过感应型磁力分离机和/或鼓式磁力分离机。
破碎的废料被引入到反应堆2中，出来的尾渣分两条支流拣入到一个分拣装置4中，该分拣装置最好由重力分类机或空气分类机构成。
受有机物质污染很少的惰性物质(玻璃、碎石、实心废铁)的第一支流被引入到所说的大颗粒分拣装置3中，在那里与来自反应堆2的热物质相混合并且保证对来自反应堆2的不可流化惰性物质的冷却效果，它们受到400至500℃的热处理，这种热处理可称之为热清洗，它清除有机物质。
在大颗粒分拣装置3的下方得到一条固体残渣支流8，它包括很少被氧化并清除掉有机物质的惰性物质和/或大颗粒物质(石头、玻璃、陶瓷、废铁)，这有助于它们的再循环。
分拣装置4的第二条支流是受有机物质污染的惰性物质或重燃料成分，它们的含碳量大于5％，因而不能直接再循环，它们通过一个第一出口S1排出，从那里被引入到一个筛选破碎机5中，该筛选破碎机安装在一个通向熔化玻璃化炉6的受控输送管道上。
第一内部高密度流化床2A配备有一个热解气体的抽取室2A’，热解气体通过一个与废气主流分开的管道7注入到熔化玻璃化炉6中。
所说反应堆2还配备有一个细小颗粒分拣装置9，该装置能够对反应堆2底部的灰烬进行分离，并且使那些粒度适合于流化的固体颗粒在反应堆中重新进入循环。该装置9还再次被注入来自筛选破碎机5的细小颗粒。这些细小颗粒还含有可用于可流化惰性物质燃烧的有机组分，并且它们的惰性成分减少了在反应堆2中用来构成底部的砂子的消耗量。这些细小尾渣在所说细小颗粒分拣装置9中的通过还能保证对不可流化组分进行热清洗。一些有用的熔渣10从该细小颗粒分拣装置9中排出来。
由于尾渣从与反应堆2结合的大颗粒分拣装置3和细小颗粒分拣装置9中经过，因此它们的质量改善了，这样就可以避免在2级垃圾场中存放这些尾渣。
在反应堆2的下游，烟气在下列装置中循环：
-一个分离固体的旋风器11；
-一个余热锅炉15，离开旋风器11的气体进入到该锅炉中，它配有一个第一换热组件18，更确切地说是配有一个蒸发器，该锅炉包括一个除尘漏斗15A，其固体颗粒通过一个第二出口S2排出；
-一个第二旋风器16，它保证对烟气进行热除尘，其固体颗粒通过一个出口S2’排出；
-一个第二换热组件23，更确切地说是一个节能器，它被安置在一个有气体吹入的腔室22中；
-一个气体的最终处理装置，经处理所产生的固体物质通过至少一个第三出口S3’和S3”排出。
更具体地说，该最终处理装置包括一个过滤器17，最好是管筒式过滤器，它配有活性碳的注入口，其固体颗粒通过一个出口S3’排出，它还包括一个烟气的洗涤装置19，其洗涤块状物从一个出口S3”排出，净化后的烟气从烟囱30排出。
所说洗涤装置19配有一个污水处理装置21。
上面所述的所有出口S1至S3”均通过一些受控输送管道与熔化玻璃化炉6相连接，所说的熔化玻璃化炉独立于业已描述的设备的主线。
在该装置6中，熔化用的能量是由从流化床2A引出的热解气体所提供的，或者还可以通过供给塑性废料20来提供，所说塑性废料可以从对包装物的一系列再循环中获得，其尾渣(受污染的包装物)含有相当大的热能。根据所要求的温度，所说熔化炉6的助燃剂是空气或富氧空气。在第二种情况下，富氧空气由一个有膜单元21提供，而其中的少氧部分则用于分拣装置3、9和流化床反应堆2的流化作用。
来自余热锅炉15出口S2、旋风器16出口S2’和过滤器17出口S3’的飞灰的粒度以及来自洗涤装置19出口S3”的块状物的粒度都允许将这些物质直接注入到熔化玻璃化炉6中。相反，废料准备所用的分拣装置4的尾渣的粒度则是非常不同的，而且或许是过大的，因此在出口S1和熔化玻璃化炉6之间需要有筛选破碎机5。
根据待处理物质的数量和所要求的熔化程度，所说熔化玻璃化炉6可以是各种形式的。
例如可以是专利文献FR-2 716 524中所述的那种类型，它能够分别控制两个玻璃化部分的熔化：一个部分是出自一般很少浓缩有重金属的尾渣的大颗粒部分，而另一部分是从受污染较重的飞灰中提取的粉末部分。
图2表示了熔化玻璃化炉的另一个实施例。
炉床60A是盆形的，等量导入的飞灰通过进口60B添入到该炉床中。热解气体经过管道70被引入并以其温度使灰烬熔化。该熔炉还配有一个供应空气或富氧空气的喷嘴61。一个炉壁60C构成了精炼隔墙，它与一个用来排出或撇去熔体表层的开口60D相连接。就这样来排出熔盐。另一方面，还配备了一个把沉到炉床底部的金属液排放出去的排放口60E，以改善熔液的质量。
在所说隔墙60C的下游，该装置还可以备有一个应急供氧喷嘴61’，熔液从一个熔流嘴流到一个用水进行内部冷却的滚筒62A上。该滚筒62A能够防止在淬火池62中的急剧水淬和过于迅速的固化，这些现象有损于玻璃化产物的机械特性。在玻璃化产物64通过一个螺旋输送机62D被排出之前，玻璃化作用在淬火池62中的一个冷却板式传送机62C上继续进行，所说螺旋输送机62D穿过一个保证烟气不外漏的水封。
这个实施例能够有效地改善玻璃化产物的质量，同时得到一种保证长时间稳定性的结晶度。
在熔化炉6中产生的气体通过在玻璃化池中的飞溅水淬而被冷却。这种急剧的冷却防止了二喔星的重新形成，所说二喔星特别含在飞灰与出自过滤器17的活性碳的混合物中。它还捕获了飞到熔液上方的二次灰烬以及大部分在熔化时蒸发的重金属，这就避免了在主流烟气的处理时再将这些物质送回来。
烟气然后通过管道71排出并被引入到洗涤装置19中。
为了补偿蒸发，用污水处理装置21的排出物给熔化玻璃化炉的淬火池补充水，这能够调整其PH值，还可以较好地保证重金属不溶解。
冷却回路24有利地将玻璃化池的热量带走，以便将这些热量重新用于供应水的加热。

Claims (10)

1.一种城市废料和类似废料的能量利用设备，它包括：
-一个破碎废料的装置(1)，其尾渣被分为两条支流：一条是受有机物污染很少的惰性物质的第一支流，而另一条是被有机物污染的惰性物质或重燃料成分的第二支流，该第二支流通过一个第一出口(S1)排出；
-一个接受破碎废料的循环流化床反应堆(2)；
-一个分离固体的旋风器(11)，离开反应堆(2)的气体被引入到该旋风器中；
-一个余热锅炉(15)，离开旋风器(11)的气体进入到该锅炉中，它配有一个第一换热组件(18)，该锅炉包括一个除尘漏斗，其固体颗粒通过一个第二出口(S2)排出；
-一个第二换热组件(23)，它被安置在一个有气体吹入的腔室(22)中；
-一个气体的最终处理装置，经处理所产生的固体物质通过至少一个第三出口(S3’，S3”)排出，
其特征在于：该设备配备有一个独立的熔化玻璃化炉(6)，该熔化玻璃化炉通过一些受控输送管道与上述各出口相连接。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：将一个除尘装置(16)设置在余热锅炉(15)和第二换热组件(23)之间，所说除尘装置的固体颗粒经一个出口(S2’)排出，该出口通过一个受控输送管道与所说熔化玻璃化炉相连接。
3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于：所说最终处理装置包括一个过滤器(17)，该过滤器的固体颗粒经一个出口(S3’)排出，该出口通过一个受控输送管道与所说熔化玻璃化炉相连接。
4.如权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于：所说最终处理装置包括一个烟气的洗涤装置(19，21)，其洗涤块状物经一个出口(S3”)排出，该出口通过一个受控输送管道与所说熔化玻璃化炉相连接。
5.如前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于：在第一出口(S1)和所说熔化玻璃化炉(6)之间设置一个筛选破碎机(5)。
6.如前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于：所说反应堆(2)配备有一个内部高密度流化床(2A)，它具有一个抽取热解气体的腔室，所说热解气体被注入到熔化玻璃化炉(6)中。
7.如权利要求3或4所述的设备，其特征在于：所说熔化玻璃化炉(6)配备有一个淬火池，而所说洗涤装置配备有一个污水处理装置(21)，该污水处理装置的排出物被注入到熔化玻璃化炉(6)的淬火池中。
8.如前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于：所说熔化玻璃化炉(6)具有盆形的炉床(60A)和构成精炼隔墙的炉壁(60C)，所说隔墙与一个用来排出或撇去熔体表层的开口(60D)相连接。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于：熔化的物质首先在一个用水进行内部冷却的滚筒(62A)上冷却，然后在淬火池(62)中冷却。
10.如前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于：所说熔化玻璃化炉(6)配备有一个淬火池，该熔炉(6)所产生的废气在该淬火池中被冷却。
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