CN1506613A - 生活垃圾气化熔融自焚烧处理方法 - Google Patents

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琦 汪
汪琦
李文忠
赵巍
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Abstract

本发明公开了一种生活垃圾气化熔融自焚烧处理方法，现有生活垃圾处理方法中，炉内垃圾热解产生的可燃性气体没有得到充分利用，需向焚烧炉内添加辅助燃料或使用氧气问题得到了解决。该方法包含的主要内容是：生活垃圾气化熔融自焚烧装置是一个上部进行垃圾干燥、气化燃烧，下部进行熔融燃烧的焚烧炉；生活垃圾和高温空气同时从焚烧炉的上部加入，生成的高温烟气一部分进入换热器用来加热需要的高温空气，另一部分进入余热锅炉进行余热发电，熔渣从渣口排出。本发明不用舔加辅助燃料和使用氧气；热效率高、能耗低。因此，在生活垃圾处理领域具有广泛的应用前景。

Description

生活垃圾气化熔融自焚烧处理方法
技术领域  本发明涉及一种生活垃圾的处理方法，尤其是生活垃圾气化熔融自焚烧的处理方法。
背景技术  目前世界各地应用的垃圾处理方法基本分为两类，灰渣以固态形式排出的气化焚烧法和灰渣以液态形式排出的气化熔融焚烧法。气化焚烧法一般采用处理生活垃圾中最为广泛的炉排型焚烧炉。该法存在的问题是：燃烧效率相对较低；用炉排排灰渣，焚烧温度较低；较低的焚烧温度使有害气体的排放不易控制。
为了获得较高的减容率，提高燃烧效率，利用高温环境对垃圾中有害成分实现有效地破坏和去除，保证燃烧过程的稳定性和彻底性，处理垃圾过程中产生的能量用于供热或发电，气化熔融焚烧成为生活垃圾处理技术的发展方向。
气化熔融焚烧法按气化和熔融过程是否在一个装置中进行，可划分分为一部法和二部法，垃圾的干燥、气化、燃烧、灰渣的熔融过程在一个设备中全部完成为一步法；先将垃圾置于温度为500～600℃的设备中进行热解，将热解碳渣分检出有价值金属后，再置于温度高于1300℃的设备中进行熔融为二步法。
生活垃圾气化熔融焚烧二步法中，垃圾气化采用的比较成熟的工艺有回转窑式和流化床式，采用流化床焚烧方式，对垃圾要进行分类破碎，造成预处理过程工艺复杂、设备庞大而且能耗高。采用回转窑方式，虽然对垃圾的适用性强，但二步法整个工艺过程复杂，工程投资和运行费用大，操作复杂。因此，一步法生活垃圾气化熔融焚烧更得到人们的重视。
生活垃圾气化熔融焚烧一步法有日本新日本制铁公司研制的，由高炉演变而来的高炉法、美国的ABB公司和欧洲的VONROLL公司联合研制的回转窑法、日本NKK公司研制的NKK法、日本住友公司研制的氧气顶底复合吹法、中国昆明理工大学提出的昆工法。在《工业加热》杂志(2001，第2期)中介绍了上述方法。日立造船株式会社专利申请“垃圾焚烧设备”(申请号：96190600.6)，也提出了一种气化熔融焚烧的设备。
在各种生活垃圾气化熔融焚烧法中，共同之处是：焚烧炉内的气体排向二次燃烧室进行完全燃烧，然后进入余热锅炉进行余热发电或供热。熔渣和金属从渣口排出并被水急速冷却，被冷却的熔渣和金属经分选机选出金属和无机残渣，金属回收利用，无机残渣作为建材。不同之处是焚烧炉的结构形式和气化熔融焚烧工艺。
高炉法是将生活垃圾、焦炭、石灰石从炉顶加入，在下降过程中依次完成干燥、气化和熔融燃烧。空气或富氧空气从炉子下部供入，燃烧气化后的垃圾残留物和焦炭放出的热量熔融灰渣。产生的高温烟气向上运动，提供垃圾干燥和气化耗热。回转窑法将生活垃圾和石灰石一起加入窑内，生活垃圾在回转窑的前端先被干燥，到回转窑的中部后被部分燃烧和热解气化，气化残留物在回转窑的后端(最高温度可达1350℃)进行熔融焚烧。回转窑一般用重油喷嘴进行助燃。NKK法将生活垃圾、焦炭和石灰石从炉子中部的进料装置加入炉内，在炉身下部从上至下设置3排风口，最上面的风口附近(300～650℃)为预热、热分解带，第二层的风口附近(650～1300℃)为碳移动带，在最下面的风口鼓入富氧，其附近(1700～2000℃)为熔融燃烧带。氧气顶底复合吹法将生活垃圾直接置于温度为1500℃的气化熔融焚烧炉，采用工业纯氧进行顶底复合吹来焚烧垃圾。昆工法是将配好料的生活垃圾直接置于温度为1350～1500℃的气化熔融焚烧炉，从炉膛底部随富氧或空气一道向炉内喷入煤粉。
以上一步法存在的问题是：焚烧炉内垃圾热解产生的可燃性气体在焚烧炉内没有得到直接利用，随炉气一起排向二次燃烧室进行完全燃烧，需向焚烧炉内添加辅助燃料或使用氧气，才能满足生活垃圾气化熔融焚烧的热量要求，如高炉法、NKK法的辅助燃料是焦炭，回转窑法的辅助燃料是重油，昆工法的辅助燃料是煤，顶底复合吹法使用氧气。“垃圾焚烧设备”专利申请中，焚烧室和熔融室之间采用隔墙，使焚烧设备复杂化。
发明内容  本发明针对现有生活垃圾气化熔融焚烧炉内，垃圾热解产生的可燃性气体，在焚烧炉内没有得到直接利用问题，提出了改进方案。
本发明的技术方案包含以下内容：
生活垃圾气化熔融自焚烧是在一个上部进行垃圾干燥、气化燃烧，下部进行熔融燃烧的焚烧炉中进行。
生活垃圾和石灰石与经换热器出来的1100～1200℃的高温空气，从焚烧炉顶部输入，它们在炉子上部并流下降过程中，生活垃圾先被高温空气加热进行干燥，然后被加热到热解温度时开始热解，析出的挥发分被加热到燃点温度时开始燃烧，挥发分燃烧放出的热量进一步提供热解和垃圾升温需要的热量。热解后的垃圾降到焚烧炉的下部，在焚烧炉下部吹入高温空气，二次完全燃烧热解产生的、进入焚烧炉下部的高温气体和垃圾中可燃烧的残留物质，提供灰渣熔融耗热。生成的高温烟气一部分进入换热器用来加热需要的高温空气，另一部分进入余热锅炉进行余热发电，熔渣从渣口排出并被水急速冷却，被冷却的熔渣和金属经分选机选出金属和无机残渣，金属回收利用，无机残渣作为建材。
本发明与相近的现有技术比较，产生的有益效果是：
1)生活垃圾气化熔融需要的热量由其自焚烧提供，不需要添加任何辅助燃料；
2)用高温空气助燃，不需要氧气；
3)气化产生的挥发分在焚烧炉内全部燃烧，热效率高。
附图说明  图1是生活垃圾气化熔融自焚烧的工艺流程及装置简图。
具体实施方式  如图1所示，生活垃圾1和石灰石2从竖炉顶部的装料管3装入炉内，从换热器10出来的1100～1200℃的高温空气4，从焚烧炉上部热风口5吹入炉内，它们在炉子上部6并流下降过程中，生活垃圾先被高温空气加热进行干燥，然后被加热到热解温度时开始热解，析出的挥发分被加热到燃点温度时开始燃烧，挥发分燃烧放出的热量进一步提供热解和垃圾升温需要的热量。热解后的垃圾降到焚烧炉的下部7，在焚烧炉下部热风口8吹入1100～1200℃的高温空气4，二次完全燃烧热解产生的、进入焚烧炉下部的、高温气体中的可燃性气体和垃圾中可燃烧的残留物质，提供灰渣熔融耗热。
从焚烧炉排出的1500℃高温烟气9一部分进入换热器10用来加热需要的高温空气，另一部分进入余热锅炉11，余热锅炉产生的蒸汽通过发电机12进行发电，从余热锅炉排出的废气经急冷塔13冷却，与经换热气排出的废气24一起通过除尘器14除尘，进入引风机15后由烟囱16排入大气中。
从渣口17排出的熔融渣18经水淬机19急速冷却，分选机20选出金属21和无机残渣22，金属回收利用，无机残渣作为建材。
空气23经换热器10加热后成为高温空气4，由焚烧炉上部风口5吹入炉内。

Claims (1)

1、一种生活垃圾气化熔融自焚烧的处理方法，其特征在于该方法包含以下内容：
生活垃圾气化熔融自焚烧是在一个上部进行垃圾干燥、气化燃烧，下部进行熔融燃烧的焚烧炉中进行；
生活垃圾和石灰石与经换热器出来的1100～1200℃的高温空气，从焚烧炉顶部输入，它们在炉子上部并流下降过程中，生活垃圾先被高温空气加热进行干燥，然后被加热到热解温度时开始热解，析出的挥发分被加热到燃点温度时开始燃烧，挥发分燃烧放出的热量进一步提供热解和垃圾升温需要的热量，热解后的垃圾降到焚烧炉的下部，在焚烧炉下部吹入高温空气，二次完全燃烧热解产生的、进入焚烧炉下部的高温气体和垃圾中可燃烧的残留物质，提供灰渣熔融耗热，生成的高温烟气一部分进入换热器用来加热需要的高温空气，另一部分进入余热锅炉进行余热发电，熔渣从渣口排出并被水急速冷却，被冷却的熔渣和金属经分选机选出金属和无机残渣。
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