CN1220373A - 多功能综合体垃圾焚烧新工艺 - Google Patents

Abstract

一种多功能综合体垃圾焚烧新工艺,具有垃圾焚烧主工艺流程或主工艺流程加带热能利用供热、发电、制取蒸馏水的辅助工艺流程,主工艺流程以多功能综合体垃圾焚烧装置为核心,连接有上料系统、液压传动系统、供风系统、排灰系统、复燃系统、供水系统、污水循环系统、检测系统、汽化冷却系统和烟气排空系统。本发明设计合理、功能齐全、经济适用,性能先进。

Description

多功能综合体垃圾焚烧新工艺

本发明涉及一种废物的焚烧技术，具体涉及一种垃圾焚烧新工艺。

随着经济的发展，土地资源越来越紧张，而城市垃圾越来越多，土地已无法满足城市垃圾填埋的需要，垃圾焚烧越来受到人们的重视。

一、国外垃圾焚烧的概况：

在国外，垃圾焚桡已较普遍，技术也比较成熟，最为人们所熟悉的就是马丁炉法，其工艺如下：垃圾由汽车运进密闭库，吊车将垃圾送入马丁炉的加料斗，通过液压推料装置，将垃圾推入炉内，炉内设有马丁炉排(倒推炉排)，被予热了的鼓风从炉排下送上来与垃圾混合，起到了干燥予热作用，并参与燃烧，其炉温可达800-1000℃，尾部端墙上设有油烧嘴，作为辅助热源，垃圾在炉排上燃烧完后灰渣从尾灰斗排入出渣机，而后经磁选机将铁件分离之后送往渣场。炉内产生的烟气从炉顶的直升烟道上升而进入余热锅炉，被冷却后的烟气进入列管式空气换热器，进一步降温后才进入电收尘器，烟气在电收尘中得到净化。而后经风机排入烟囱，锅炉产出1.6×10⁶Pa的过热蒸汽送往蒸汽机房发电。目前我国某特区的垃圾综合处理厂就是从国外引入的马丁炉工艺。该工艺技术成熟、处理量大，但灰渣不太干净，有时还需喷点油，投资特大。

二、国内垃圾焚烧的发展情况：

1、在国内，人们也在积极研究，出现了多种焚烧工艺，最简单的就是固定炉排燃烧：人工加料，人工出灰，烟道喷点水将烟气净化一下，就从烟囱排空了，因而排烟含尘高，有时冒黑烟，加料出灰均是人工，工人劳动强度大。

2、链条炉燃烧工艺：垃圾由吊车加入炉子加料斗落至链条炉排上，随炉排转动而进入炉内并燃烧，炉温700℃左右，灰渣从尾部排入渣坑，烟气从尾部向上进入锅炉(或喷淋烟道)再进入换热器降温后又经过除尘器、脱酸器、脱水器，经引风机排入烟囱，灰渣送往渣场，锅炉产生蒸汽供热。此工艺已在北京某县建成，运转下太好，炉温低，灰渣不太干净等。有待进一步改进。

3、模仿国外马丁炉：只是将电收尘改成麻石除尘，料仓为敞开式的，箕斗上料。试车结果炉温上下去，最高只达810多度。灰渣不干净，设备运转不太正常，正在改进中还是有希望的。

上述工艺都有如下共同缺点：

(1)垃圾太湿时还要加辅助燃料；

(2)炉温不高仅700-800℃左右；

(3)排烟含尘超标，有时还有黑烟；

(4)灰渣不太干净，甚至带黑色，有时塑料袋还在；

(5)有二次污染；

(6)只有投入没有产出蒸气无用户，发电下能上网；

(7)这些没有经济效益的垃圾焚烧，庞大的运行费成为各级政府的一大负担。

本发明之目的旨在提供一种垃圾无需分拣入炉、适应性强、不要辅助燃料、运行成本低、炉温高、灰渣干净、残余可燃物含量和排烟含尘黑度低、无二次污染、操作方便、利于维修的多功能综合垃圾焚烧新工艺。

本发明的技术解决方案是：这种多功能综合体垃圾焚烧新工艺具有垃圾焚烧的主工艺流程或垃圾焚烧主工艺流程加带热能利用供热、发电、制取蒸馏水的辅助工艺流程，主工艺流程以多功能综合体垃圾焚烧装置为核心，连接有上料系统、液压传动系统、供风系统、排灰系统、复燃系统、供水系统、污水循环系统、检测系统、汽化冷却系统和烟气排空系统，多功能综合体垃圾焚烧装置包括有依次连接连通的加料斗、提升炉门、燃烧室、复燃室、冷却器、二圾换热器、汽化冷却烟道、旋风收尘器，一级换热器、脱S.CL₂装置、引风机，燃烧室下面为炉排，炉排下面为风室和灰斗，复燃室、冷却器、二级换热器、旋风收尘器、一级换热器下面也都安装有灰斗，复燃室、冷却器、二级换热器下端还安装有复燃风管。

本发明和现有技术相比，克服了现有国内外垃圾焚烧工艺存在的垃圾太湿需添加辅助燃料、炉温不高、排烟含尘超标、灰渣不干净、有二次污染、只有投入无经济效益等缺点，本发明工艺具有；(1)、垃圾无需分拣入炉，适应性强，只要控制入炉前最大物料尺寸就可以了；(2)、不要任辅助燃料，运行成本低；(3)、炉温高，可达850-1100℃；( 4)、灰渣干净，残余可燃物含量＜6％；(5)，排烟含尘＜250mg/Nm³，排烟黑度＜1级；(6)、无二次污染；(7)、操作方便利于维修；(8)、加上辅助工艺流程，经济效益极佳。

图1为本发明工艺流程图；

图2为本发明主工艺流程加带辅助工艺流程图；

图3为辅助工艺流程图；

图4为多功能综合体垃圾焚烧装置结构示意图；

图5为上料系统工艺流程图；

图6为液压传动系统工艺流程图；

图7为供风系统工艺流程图；

图8为排灰系统工艺流程图；

图9为复燃系统工艺流程图；

图10为供水系统工艺流程图；

图11为污水循环系统工艺流程图；

图12为汽化冷却系统工艺流程图；

图13为辅助工艺中蒸馏水制取系统流程图；

图14为辅助工艺中发电系统流程图；

图15为辅助工艺中冷却水循环系统流程图。

下面结合附图对本发明的技术方案作一步的详细说明：

1、主流程的构成：

参见图1．主流程是以多功能综合体垃圾焚烧装置(见图4)为核心并带有10个小系统，组成一个完整的垃圾焚烧体系。多功能综合体垃圾焚烧装置由多个设备有机构成，包括了加料斗(1)、提升炉门(2)、燃烧室(3)、弧形机械炉排(4)、复燃室(5)、冷却器(6)、二级换热器(7)、旋风收尘器(8)、冷却烟道(9)(有时不用)、一级换热器(10)、脱S.CL₂装置(11)、引风机(15)、风室(12)、灰斗(13)、(14)、复燃风管(16)。围绕主体设备有十个小系统。

1°上料系统(见图5)；

2°液压传动系统(见图6)

3°供风系统(见图7)

4°排灰系统(见图8)

5°复燃系统(见图9)

6°供水系统(见图10)

7°污水循环系统(见图11)

8°检测系统

9°汽化冷却系统(见图12)

10°烟气排空系统

2、主流程的作用：

①将垃圾充分燃烧，灰渣干净，残留可燃物少，烟气中可燃物少，不冒黑烟，消除有毒物质和臭味。

②净化烟气，使排烟含尘达标，降低有害成分。

③降低烟温，取出多余的热并加以利用。

3、主流程介绍：

①核心设备-多功能综合体垃圾焚烧装置，卧式。

该装置设有加料斗(1)、起着存料和密封二种作用。要求入炉物料最大尺寸不要超过料斗内空最大尺寸，并设有清理孔。

该装置设有提升炉门(2)、停炉时防止加料口冒烟。

该装置设有燃烧室(3)、卧式，燃烧室顶部有两段反射拱，将热量幅射给垃圾，使垃圾被子热，干燥、促使其着火，为垃圾的燃烧创造一个良好的条件，为方便操作看火，侧墙上设有操作门和观察门。炉顶采用了吊挂炉顶，燃烧室下面为炉排前面与加料斗(1)连通，后面向下是灰斗(14)，上面与复燃室(5)相连通。

该装置设有弧形机械炉排，它由推料炉排和燃烧炉排两部分组成。炉排两头挠起呈弧形，头部挠高，使入炉物料形成斜坡，接受反射过来的幅射热，尾部挠起，使炉排后部灰渣层增厚，使炉排各处阻力均匀，提高空气的利用率。推料炉排按照炉内燃烧的快慢及时将垃圾推入炉内，着火后的炉料又被燃烧炉排分布到整个炉排上，与助燃空气接触产生强烈的燃烧，炉排除了均匀地做前后运动外，还均匀地做上下摆动，使炉料不断翻动，充分燃烧，炉排有缝隙，使风室的风能吹上来。

该装置设有

形复燃室(5)、烟气进复燃室后减速，有高温复燃风助燃。

该装置设有冷却器(6)，其作用是降低烟温取出余热，产生蒸气，设有下联箱、受热管(蒸发管)、上联箱(或汽包)、下降管、排污阀等。要求水质为软化水。

该装置设有二级换热器(7)，其作用是换热，加热，助燃空气，另外也有降尘的作用，其形式可以是悬挂式换热器，受热元件插入炉内，也可是列管式，烟气直接穿过换热器，紧布在冷却器之后，要求入口烟温不大于600℃。

该装置在炉体之后，设有旋风收尘器(8)，目的是将烟气降尘，旋风收尘器的入口速度5-8Nm/s，收尘效率达65-85°。

该装置必要时还设立汽化冷却烟道(9)协助烟气降温，苦烟温不高，则可省去，只设烟道，不要水冷。

该装置还设有一级换热器(10)，其目的是利用低温余热，用来加热助燃空气同时也保护了引风机。该设备要求入口烟温不大于380℃，烟气含尘低一点。

该装置设有引风机(15)，其目的是维持炉膛的正常负压，介喷温度≌180-200℃，工作状态较好。

该装置设有脱S.cl装置，因为塑料制品中含有一定量的S.CL₂，为了消除这些有害物质才设置了脱S.CL装置，它由顶部喷头、壳体、瓷环组成，其原理是先将SCL₂溶于水中，然后在污水池中加入石灰，或其他碱类物质进行酸碱中和，污水循环使用。

该装置还设有复燃风管(16)一头与风机相连通，一头与复燃室相通，向复燃室提供高温的空气，增强复燃的效果。

该装置还设有灰斗(13)、(14)，其作用是存灰、放灰，又起到密闭作用。

2、十个小系统介绍。

①上料系统(见图5)

该工艺有两种料仑和两种上料方式，一是半密闭式料仑，铲车加箕斗提升方式二是全密闭式料仑，吊车上料。对于30-50吨/日的生产线则用前者，对于大于50吨/日的生产线则可用后者。

②液压传动系统(见图6 )

它由液压泵站、冷却器、液压缸三部分组成，液压油经液压泵站加压送往液压缸，然后经冷却器冷却后流回流压泵站，冷却器采用水冷确保油温在38℃以下工作为宜。液压泵站是炉排工作的动力源。

③供风系统(见图7)

垃圾燃烧离不开空气，热空气更好，本系统由鼓风机，一级换热器、二级换热器、风室四个部分组成，其间用风管连通，进风室之前有阀门，空气由鼓风机加压后送进一级换热器，被加热至150-200℃左右又送到二级换热器，出换热器风温达300-500℃左右然后送入炉排下面的风室，穿过炉排与垃圾接触参与予热、干燥与燃烧，空气量一般2-3Nm³/kg，塑料含量高的垃圾则可采用3-5Nm³/kg，过剩空气系数为1.8，不同类换热器相组较好地利用了余热，如低温烟气的余热只有采用热管换热，效率才高体积也小。而喷流换热器与列管换热器的组合是最佳组合，总空气量分配炉排下进风为一次风占总量的70％在炉排上进入膛的空气叫二次风占总量的10％-15％，复燃室的风叫三次风占总量的10-15％。

④排灰系统(见图8)

垃圾焚烧后产生的灰渣约为总量的20-30％(重量)在炉子下设立灰斗、灰斗带阀门，定期放灰，炉排下灰斗中的灰成砂粒状，且均匀，用装载车直接送往建材库，炉排尾部灰斗中的灰渣结成大块，需破碎筛分后由装载车送建材库，铁器用人工分离，作废钢铁回收，炉后灰斗的灰颗粒较细，多属草木灰，有一定肥效可做复合肥。

⑤复燃系统(见图9)

空气经复燃风机加压后送入复燃风管(16)经复燃室隔墙喷出与烟气混合，将未燃尽的可燃物燃尽，消除黑烟，既使是烧工业垃圾也能适应。

⑥供水系统(见图10)

供水有二条线，一条线供水处理装置，生产软水供冷却器用，一条线直接供风机和液压泵站冷却用。

⑦污水循环系统(见图11)

本系统由污水池、水泵、脱S.CL₂装置构成，污水经水泵加压后送至脱S.CL₂装置顶部，经喷咀喷成雾，使之与烟气中的S.Cl接触形成稀酸，从下部流出进入污水池，池水酸度增大，于是向池中加入石灰，进行酸碱中和降低酸度，中和后的污水又由泵送往除S.CL₂装置顶部，循环使用，将风机的冷却水引入做为新水，浓缩后的污水从底部吸出经压滤机过滤后流回池子，所以没有污水外溢，不会形成二次污染。

⑧检测系统

燃烧室炉膛、复燃室、炉尾、一圾换热器入口处均没有热电偶测定烟温，一级换热器出风口、二级换热器出风口和风室设有热电偶测定风温，炉膛还设测压一次元件，各仪表集中在仪表房。

⑨汽化冷却系统(见图12)

它由水泵、钠离子交换器、除氧器(有的不用)、冷却器、汽水分离器等组成，水经水泵加压后送往钠离子交换器进行软化，软化后的水送除氧器或直接送冷却器汽化，形成汽水混合物，在上联箱或汽包中分离，水流回下联箱，汽送往汽水分离器或直接送用户，其作用就是冷却烟气将余热取出，同时也有降尘的作用。

⑩烟气排空系统

它主要由脱水弯头、闸门、烟囱三部分组成闸门只有多台炉其一个烟囱才有，烟囱要砖烟囱。

4，辅助工艺流程介绍：见图3

辅助流程是围绕蒸汽如何利用作文章，本工艺辅助流程推出三个方案。

①直接供热，要求蒸气有一定压力，能输送到一定的距离。

②发电系统见图14。中低压蒸气经过过热送到汽轮机将热能变成机械能，汽轮机又带动发电机，机械能又变成电能，可以自用，也可以升变压上网，汽轮机和发电机的轴都必须水冷，水循环使用。

③蒸馏水制取系统见图13

A、蒸馏水制取系统，包括蒸馏水制取系统和冷却水循环系统。

本系统第一阶段是将蒸汽冷却变成蒸馏水，冷却分二级，第一级是将110℃的蒸汽冷却至99℃的蒸馏水，采用的设备为热管冷却器，其传热快效率高，K值可达225大卡/米²时℃，第二级，采用蛇形管冷却器，将蒸馏水冷却至常温，进入储水箱，水泵将水箱的水送到过滤器过滤，经消毒自动灌瓶封盖、打码、包装入库，产品可达GB8537-87规定的各项指标，蒸馏水是比一般纯水更高级的纯水。

2、冷却水循环系统(见图15)

蒸汽变成水放出巨大的热量，需要大量的冷却水来吸收这部分热量，大量的冷却水必须循环使用，故还设有冷却塔将水降温10-12℃才可循环使用，见图15。

蒸馏水制取车间可以设置这一点，车间内尽可能密封，保持无菌，操作人员必须换鞋更衣上岗。

本发明工艺流程的主要特点和积极效果：

①垃圾下分拣入炉，适应性强，只要控制入炉前最大物料尺寸；

②不要任何辅助燃料，运行成本低；

③炉温高，850-1100℃；

④灰渣干净残余可燃物含量＜6％；

⑤排烟含尘＜250mg/Nm³，排烟黑度＜1级；

⑥无二次污染；

⑦操作方便，利于维修；

⑧如果上辅助流程，经济效益极佳。

本工艺是以多功能综合体垃圾焚烧装置为核心，故称为多功能综合体垃圾焚烧新工艺。

Claims (10)

1、一种多功能综合体垃圾焚烧新工艺，其特征在于具有垃圾焚烧的主工艺流程或垃圾焚烧主工艺流程加带热能利用供热、发电、制取蒸馏水的辅助工艺流程，主工艺流程以多功能综合体垃圾焚烧装置为核心，连接有上料系统、液压传动系统、供风系统、排灰系统、复燃系统、供水系统、污水循环系统、检测系统、汽化冷却系统和烟气排空系统，多功能综合体垃圾焚烧装置包括有依次连接连通的加料斗(1)、提升炉门(2)、燃烧室(3)、复燃室(5)、冷却器(6)、二级换热器07)、汽化冷却烟道(9)、旋风收尘器(8)、一级换热器(10)、脱S.CL₂装置(11)、引风机(15)，燃烧室(3)下面为炉排(4)，炉排(4)下面为风室(12)和灰斗(13)，复燃室(5)、冷却器(6)、二级换热器(7)、旋风收尘器(8)、一级换热器(10)下面也都安装有灰斗(14、13)，复燃室(5)、冷却器(6)、二级换热器(7)下端还安装有复燃风管(16)。

2、根据权利要求1所述的多功能综合体垃圾焚烧新工艺，其特征在于燃烧室(3)为卧式燃烧室，顶部有两段反射拱，将热量辐射给垃圾，为方便操作，侧墙上设有操作门和观察门，炉顶采用吊挂炉顶。

3、根据权利要求1所述的多功能综合体垃圾焚烧新工艺，其特征在于炉排(4)为弧形机械炉排，它由推料炉排和燃烧炉排两部分组成，炉排(4)两头挠起呈弧形，头部挠高。

4、根据权利要求1所述的多功能综合体垃圾焚烧新工艺，其特征在于复燃室为

形，并加有高温复燃风助燃。

5、根据权利要求1所述的多功能综合体垃圾焚烧新工艺，其特征在于冷却器(6)设有下联箱，受热管或蒸发管、上联箱或汽包、下降管、排污阀。

6、根据权利要求1所述的多功能综合体垃圾焚烧新工艺，其特征在于脱S.CL₂装置由喷头、壳体、瓷环构成，先将S.CL₂溶于水中，然后在污水中加入石灰，或其他碱类物质，进行酸碱中和。

7、根据权利要求1所述的多功能综合体垃圾焚烧新工艺，其特征在于供风系统由鼓风机、一级换热器、二级换热器、风室四个部分组成，相互间用风管连通。

8、根据权利要求1所述的多功能综合体垃圾焚烧新工艺，其特征在于污水循环系统由污水池、水泵、脱S.CL₂装置构成，污水经水泵加压后送至脱S.CL₂装置顶部，经喷咀喷成雾，使之与烟气中的S.Cl接触形成稀酸，从下部流出进入污水池。池水酸度增大，向池中加入石灰，或其他碱类物质进行酸碱中和，中和后的污水又由泵送往除S.CL₂装置顶部，循环使用，将风机的冷却水引入做为新加水，污水从底部吸出经压滤机过滤后流回水池。

9、根据权利要求1所述的多功能综合体垃圾焚烧新工艺，其特征在于汽化冷却系统由水泵、钠离子交换器、除氧器、冷却器、汽水分离器组成，水经水泵加压后送往钠离子交换器进行软化，软化后的水送除氧器或直接送冷却器汽化，形成汽水混合物，在上联箱或汽包中分离，水流回下联箱，汽送往汽水分离器或直接送用户。

10、根据权利要求1所述的多功能综合体垃圾焚烧新工艺，其特征在于辅助工艺流程中具有蒸馏水制取系统，蒸馏水制取系统包括蒸馏水制取和冷却水循环，首先将蒸气冷却变成蒸馏水，冷却分二级，第一级是将110℃的蒸汽冷却至99℃的蒸馏水，采用的设备为热管冷却器，第二级采用蛇形管冷却器，将蒸馏水冷却至常温进入储水箱，水泵将水箱的水送到过滤器过滤，消毒，自动灌瓶封盖、打码、包装入库，冷却水循环设有冷却塔，将水温降至10-12℃，循环使用。

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