CN209445367U - 一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统 - Google Patents

一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统,该系统包括水泥生产系统、垃圾进料系统、固体垃圾焚烧系统、汽轮机发电系统、臭气处理系统、渗滤液系统及废渣处置系统,该系统利用分解炉内的高温碱性条件,吸收和处理烟气中的二噁英等有害气体,烟气中的飞灰随分解炉内物料进入水泥回转窑中煅烧成熟料;同时,相应地在分解炉后端置换出等量的烟气,置换出的高温烟气经过锅炉后加热产生蒸汽用于发电,冷却后的烟气送至生料磨入口参与生料烘干,并进一步净化烟气中的粉尘和SOX。本实用新型实施简洁、环保、能源回收利用率高,是一种较为可靠的生活垃圾处置方案。

Description

一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统
技术领域
本实用新型提供了一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统,属于城市生活垃圾处理领域。
背景技术
我国城市生活垃圾堆存量已达60亿吨,占用耕地5亿平方米,城市生活垃圾的处理问题已然成为全民关注的焦点。传统的填埋法、堆肥法、焚烧法等技术由于其自身固有的缺点,发展受到局限。目前,许多城市开办的生活垃圾焚烧发电厂虽在垃圾减容及能源利用等方面取得了一定成果,但焚烧带来的二嚷英污染问题引起了人们对垃圾焚烧方式的争议。水泥回转窑具有系统容量大,工作温度高、碱性气氛等特点,且对垃圾燃烧后产生的废弃物有很好的容纳及降解能力,因此水泥窑协同处置垃圾应运而生。
水泥窑协同垃圾处置方面国外已经得到了30多年的广泛应用。近几年,随着水泥行业不断注重环保,国内在水泥窑协同处置技术上也取得了一些成就,许多企业相继建设有各自的示范工程。我国已经研发成功了凯盛开能(KKK)、海螺(CKK)、华新(多点协同)、金隅(分质处理)、中材(漂阳)、华润(MBH)及成都院水泥窑协同处置多相态废弃物工艺系统等型式的示范性技术与配套装备,加上一些其他的水泥企业,据不完全统计,截止2017年6月,我国已投产的水泥窑协同处置垃圾的生产线有约43条(在建的约20条)。
利用水泥窑协同处理城市生活垃圾,一方面可以利用水泥烧成系统消解垃圾处理过程中的臭气及有毒物质;另一方面,垃圾焚烧产生的灰渣可作为水泥混合材使用,垃圾中的有毒物质能够分解成相应的无机物和重金属固化在水泥熟料中。同时,水泥窑系统产生的部分高温废气可以作为垃圾焚烧的补充热源或者全部热源,使垃圾的焚烧过程更加充分,进一步降低二噁英的排放,达到垃圾处理“无害化、减量化和资源化”的要求。
现已有的技术方案中,多数企业将垃圾焚烧的烟气引入水泥分解炉进行二次焚烧,废渣、废水及废气均得到协同处置和资源化利用。然而,由于垃圾存在热值低、水分高等特点,垃圾产生的高温烟气引入分解炉后,会使窑线的实际烟风量高于设计值,为减小对水泥窑线的温度场及流场的影响,以及烟气流速增大引起后续设备阻力的增大等,通常需要将窑线多级预热器进行降阻改造,以保证水泥线的持续稳定运行和节能降耗;此外,降阻改造作用有限,垃圾焚烧烟气引入水泥分解炉的技术方案,一定程度上也限制了协同的垃圾处理量。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术所存在的问题,提供一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统。
为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:
一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统,包括水泥生产系统、垃圾进料系统、固体垃圾焚烧系统、汽轮机发电系统、臭气处理系统、渗滤液系统及废渣处置系统;
进一步的,臭气处理系统、渗滤液系统、固体垃圾焚烧系统分别与垃圾进料系统相连接,废渣处理系统和水泥生产系统分别与固体垃圾焚烧系统相连,汽轮机发电系统与水泥生产系统相连。
进一步的,水泥生产系统包括分解炉、回转窑、篦冷机、窑头除尘器、窑头风机、窑头烟囱、生料磨、窑尾除尘器、窑尾风机、窑尾烟囱;
进一步的,分解炉下端依次与水泥回转窑、篦冷机、窑头除尘器、窑头引风机、窑头烟囱相连接;所述生料磨烟风出口依次连接有窑尾除尘器、窑尾风机、窑尾烟囱。
进一步的,水泥生产系统还包括预热器、窑尾余热锅炉、增湿塔、高温风机、均化库、提升机;窑尾余热锅炉与增湿塔并联设置,并分别与预热器的烟风出口相连接,窑尾余热锅炉和增湿塔的烟风出口与高温风机相连接,由高温风机将烟气泵入生料磨。高温风机出口分两条支路,第一支路依次经过生料磨、窑尾除尘器、窑尾风机、窑尾烟囱,第二支路直接连至窑尾除尘器。生料磨的生料出口与均化库相连接,均化库的物料出口与提升机相连接,提升机与预热器的物料进口相连接。
进一步的,汽轮机发电系统包括蒸汽锅炉、引风机、汽轮机、发电机;蒸汽锅炉烟气进口与分解炉相连接,烟气出口与引风机相连接并接至生料磨,蒸汽锅炉的蒸汽出口分别与汽轮机、发电机相连接。
进一步的,垃圾进料系统包括垃圾运输车、垃圾储坑、行车抓斗,行车抓斗位于垃圾储坑的上方。
进一步的,臭气处理系统与垃圾储坑上方排气口相连,包括两条抽臭气支路,第一抽臭气支路与臭气应急处理装置相连;第二抽臭气支路和水泥窑篦冷机相连。
进一步的,渗滤液处置系统包括渗滤液生化+膜处理装置和过滤器,渗滤液生化+膜处理装置与垃圾储坑的下端相连,过滤器与渗滤液生化+膜处理装置相连。
进一步的,固体垃圾焚烧系统包括炉排炉、一次风机和换热器,炉排炉的入口与所述抓斗的出口相连,炉排炉的烟风出口与所述分解炉的烟风进口相连,炉排炉的进风口依次连有一次风机和换热器,换热器的进风口与窑头除尘器的出口相连。
进一步的,废渣处置系统包括出渣机、除铁器,出渣器与所述炉排炉的废渣出口相连,除铁器与出渣器相连。
进一步的,所述分解炉的上端设置为鹅形管状,所述预热器和蒸汽锅炉与分解炉的连接点位于分解炉的鹅形管出口位置附近。
本实用新型一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统的操作方法,具体如下:
1)垃圾焚烧产生的烟气送入分解炉高温净化后,于分解炉鹅形管位置抽取等量的洁净烟气进入蒸汽锅炉用于汽轮机发电,窑尾烟气在预热器内与水泥生料换热后,进入窑尾余热锅炉,再分别由高温风机和引风机送入生料磨,对水泥生料烘干处理,并进一步降低烟气中的SOx,后依次经过窑尾除尘器和窑尾烟囱排出。
水泥生料由生料磨粉碎烘干后,送往均化库贮存均化,均化库分配生料进入预热器,与高温烟气换热,再依次进入分解炉、水泥回转窑煅烧成水泥熟料。流出篦冷机的热烟风,则依次经过窑头除尘器和窑头烟囱排入大气中。
2)垃圾车运送垃圾进入垃圾储坑,发酵后产生的臭气进入臭气处理系统,水泥窑正常运转时,臭气处理系统将臭气送入篦冷机焚烧处理,水泥窑停转时,臭气进入臭气应急处理装置达到国家规定排放标准时排入大气中;垃圾渗滤液由垃圾储坑进入渗滤液生化+膜处理装置,得到的膜浓缩液经过滤后喷至炉排炉或分解炉燃烧分解;固体垃圾送入炉排炉焚烧。
3)炉排炉焚烧后得到的炉渣进入出渣机,由出渣机送入水泥线配料焚烧,输送带上端设有除铁器,除铁器去除废渣中的金属铁器;垃圾焚烧的烟气进入分解炉,利用分解炉内的高温环境充分分解烟气中带有的二噁英等有害物质。
4)炉排炉内所需的一次性风从窑头除尘器的出口位置抽取,一次性风在换热器内由蒸汽或垃圾焚烧产生的烟气加热升温至200℃左右,经一次风机作用送入炉排炉内参与垃圾燃烧。
附图说明
图1为本实用新型一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统的结构图
图中所示:1-垃圾运输车;2-垃圾储坑;3-行车抓斗;4-炉排炉;5-一次风机;6-换热器;7-分解炉;8-多级预热器;9-水泥回转窑;10-篦冷机;11-窑头除尘器;12-窑头风机;13-窑头烟囱;14-窑尾余热锅炉;15-增湿塔;16-高温风机;17-生料磨;18-窑尾除尘器;19-窑尾风机;20-窑尾烟囱;21-蒸汽锅炉;22-引风机;23-汽轮机;24-发电机;25-出渣机;26-除铁器;27-渗滤液生化+膜处理装置;28-过滤器;29-臭气应急处理装置;30-均化库;31-提升机;
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示,一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统,包括水泥系统、垃圾进料系统、固体垃圾焚烧系统、汽轮机发电系统、臭气处理系统、渗滤液处理系统及废渣处置系统。
所述臭气处理系统、渗滤液系统、固体垃圾焚烧系统分别与垃圾进料系统相连接,所述废渣处理系统和水泥生产系统分别与固体垃圾焚烧系统相连,所述汽轮机发电系统与水泥生产系统相连。
水泥生产系统包括分解炉7、回转窑9、篦冷机10、窑头除尘器11、窑头风机12、窑头烟囱13、生料磨17、窑尾除尘器18、窑尾风机19、窑尾烟囱20;
所述分解炉7下端依次与水泥回转窑9、篦冷机10、窑头除尘器11、窑头引风机12、窑头烟囱13相连接;所述生料磨17烟风出口依次连接有窑尾除尘器18、窑尾风机19、窑尾烟囱20。
所述水泥生产系统还包括预热器8、窑尾余热锅炉14、增湿塔15、高温风机16、均化库30、提升机31;窑尾余热锅炉14与增湿塔15并联设置,并分别与预热器8的烟风出口相连接,窑尾余热锅炉14和增湿塔15的烟风出口与高温风机16相连接,所述生料磨17的生料出口与均化库30相连接,均化库30的物料出口与提升机31相连接,提升机31与预热器8的物料进口相连接。
所述汽轮机发电系统包括蒸汽锅炉21、引风机22、汽轮机23、发电机24;所述蒸汽锅炉21烟气进口与分解炉7相连接,烟气出口与引风机22相连接并接至生料磨17,蒸汽锅炉21的蒸汽出口依次与汽轮机23、发电机24相连接。
所述垃圾进料系统包括垃圾运输车1、垃圾储坑2、行车抓斗3,行车抓斗3位于垃圾储坑2的上方。
所述臭气处理系统与垃圾储坑2相连,包括两条抽臭气支路,第一抽臭气支路与臭气应急处理装置29相连;第二抽臭气支路和水泥窑篦冷机10相连。
所述渗滤液处置系统包括渗滤液生化+膜处理装置27和过滤器28,渗滤液生化+膜处理装置27与垃圾储坑2的下端相连,过滤器28与渗滤液生化+膜处理装置27相连。
所述固体垃圾焚烧系统包括炉排炉4、一次风机5和换热器6,所述炉排炉4的入口与所述抓斗3的出口相连,炉排炉4的烟风出口与所述分解炉7的烟风进口相连,炉排炉4的进风口依次连有一次风机5和换热器6,换热器6的进风口与窑头除尘器11的出口相连。
所述废渣处置系统包括出渣机25、除铁器26,出渣器25与所述炉排炉4的废渣出口相连,除铁器26与出渣器25相连。
所述分解炉7的上端设置为鹅形管状,所述预热器8和蒸汽锅炉21与分解炉7的连接点位于分解炉7的鹅形管出口位置附近。
本实用新型具体工作过程,如图1所示
垃圾焚烧产生的烟气送入分解炉7高温净化后,于分解炉7鹅形管位置抽取等量的洁净烟气进入蒸汽锅炉21用于汽轮机23发电,进入预热器8的窑尾高温烟气在预热器8内与水泥生料换热后,进入窑尾余热锅炉14,再由引风机22和高温风机16送入生料磨17,对水泥生料烘干处理,并进一步降低烟气中的SOx,后依次经过窑尾除尘器18和窑尾烟囱20排出。
水泥生料由生料磨17粉碎烘干后,送往均化库30贮存均化,均化库30分配生料给提升机31,由提升机31送入预热器8,与高温烟气换热,再依次进入分解炉7、水泥回转窑9煅烧成水泥熟料。流出篦冷机的热烟风,则依次经过窑头除尘器11和窑头烟囱13排入大气中。
垃圾车1运送垃圾进入垃圾储坑2,发酵后产生的臭气进入臭气处理系统,水泥窑正常运转时,臭气处理系统将臭气送入篦冷机10焚烧处理,水泥窑停转时,臭气进入臭气应急处理装置29达到国家规定排放标准时排入大气中;垃圾渗滤液由垃圾储坑2进入渗滤液生化+膜处理装置27,膜浓缩液经过滤器28过滤后,直接回喷炉排炉4或分解炉7处置;固体垃圾送入炉排炉4焚烧。
炉排炉4焚烧后得到的炉渣,由出渣机25送入水泥线配料焚烧,输送带上端设有除铁器26,除铁器26去除废渣中的金属铁器;垃圾焚烧高温烟气进入分解炉7,充分分解烟气中带有的二噁英等有害物质。
炉排炉4内所需的一次性风从窑头除尘器11的出口位置抽取,一次性风在换热器内由蒸汽或垃圾焚烧产生的烟气加热升温至200℃左右,经一次风机作用送入炉排炉4内参与垃圾燃烧。

Claims (10)

1.一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统,其特征在于,包括水泥生产系统、垃圾进料系统、固体垃圾焚烧系统、汽轮机发电系统、臭气处理系统、渗滤液系统及废渣处置系统;
所述臭气处理系统、渗滤液系统、固体垃圾焚烧系统分别与垃圾进料系统相连接,所述废渣处置系统和水泥生产系统分别与固体垃圾焚烧系统相连,所述汽轮机发电系统与水泥生产系统相连。
2.如权利要求1所述一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统,其特征在于,所述水泥生产系统包括分解炉(7)、水泥回转窑(9)、篦冷机(10)、窑头除尘器(11)、窑头风机(12)、窑头烟囱(13)、生料磨(17)、窑尾除尘器(18)、窑尾风机(19)、窑尾烟囱(20);
所述分解炉(7)下端依次与水泥回转窑(9)、篦冷机(10)、窑头除尘器(11)、窑头风机(12)、窑头烟囱(13)相连接;所述生料磨(17)烟风出口依次连接有窑尾除尘器(18)、窑尾风机(19)、窑尾烟囱(20)。
3.如权利要求2所述一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统,其特征在于,所述水泥生产系统还包括预热器(8)、窑尾余热锅炉(14)、增湿塔(15)、高温风机(16)、均化库(30)、提升机(31);预热器(8)的烟风进口与分解炉(7)烟风出口相连,窑尾余热锅炉(14)与增湿塔(15)并联设置,并分别与预热器(8)的烟风出口相连接,窑尾余热锅炉(14)和增湿塔(15)的烟风出口与高温风机(16)相连接,所述生料磨(17)的生料出口与均化库(30)相连接,均化库(30)的物料出口与提升机(31)相连接,提升机(31)与预热器(8)的物料进口相连接。
4.如权利要求3所述的一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统,其特征在于,所述汽轮机发电系统包括蒸汽锅炉(21)、引风机(22)、汽轮机(23)、发电机(24);所述蒸汽锅炉(21)烟气进口与分解炉(7)相连接,烟气出口与引风机(22)相连接并接至生料磨(17),蒸汽锅炉(21)的蒸汽出口依次与汽轮机(23)、发电机(24)相连接。
5.如权利要求2所述的一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统,其特征在于,所述垃圾进料系统包括垃圾运输车(1)、垃圾储坑(2)、行车抓斗(3),行车抓斗(3)位于垃圾储坑(2)的上方。
6.如权利要求5所述的一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统,其特征在于,所述臭气处理系统与垃圾储坑(2)排气口相连,包括两条抽臭气支路,第一抽臭气支路与臭气应急处理装置(29)相连;第二抽臭气支路和篦冷机(10)相连。
7.如权利要求5所述的一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统,其特征在于,所述渗滤液处置系统包括渗滤液生化+膜处理装置(27)和过滤器(28),渗滤液生化+膜处理装置(27)与垃圾储坑(2)的下端相连,过滤器(28)与渗滤液生化+膜处理装置(27)相连。
8.如权利要求5所述的一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统,其特征在于,所述固体垃圾焚烧系统包括炉排炉(4)、一次风机(5)和换热器(6),所述炉排炉(4)的入口与所述抓斗(3)的出口相连,炉排炉(4)的烟风出口与所述分解炉(7)的烟风进口相连,炉排炉(4)的进风口依次连有一次风机(5)和换热器(6),换热器(6)的进风口与窑头除尘器(11)的出口相连。
9.如权利要求8所述的一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统,其特征在于,所述废渣处置系统包括出渣机(25)、除铁器(26),出渣机(25)与所述炉排炉(4)的废渣出口相连,除铁器(26)与出渣机(25)相连。
10.如权利要求4所述的一种水泥窑协同处置生活垃圾及能源利用系统,其特征在于,所述分解炉(7)的上端设置为鹅形管状,所述预热器(8)和蒸汽锅炉(21)与分解炉(7)的连接点位于分解炉(7)的鹅形管出口位置附近。
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