CN214619571U - 一种固体废弃物综合处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及固体废弃物处理技术领域，特别是一种固体废弃物综合处理系统，包括依次连接的脱水模块、干化模块、焚烧模块、烟气处理模块，在焚烧模块和烟气处理模块之间设有余热回收模块，在余热回收模块与烘干模块之间设有热风管道；在干化模块的一侧连通有循环风机，在循环风机的出口处连接有冷凝模块，冷凝模块包括依次相连的鼓风机、风冷器、冷却风道，循环风机的出口与风冷器相连通；在风冷器与余热回收模块之间设有循环风道，冷却风道的出口分别与焚烧模块和循环管道相连通，在焚烧模块与循环风道之间设有含湿热风的旁路管道。本实用新型具有节能、环保、资源利用率高，经济效益好、结构简单的优点。

Description

一种固体废弃物综合处理系统

技术领域

本实用新型涉及固体废弃物处理技术领域，特别是一种固体废弃物综合处理系统。

背景技术

随着人们生活水平的提高，能源消费需求增加，产生的废弃物也越来越多。节约能源、变废为宝、开发新能源是现今广大科研工作者共同研究的课题。固体废弃物一般包括：具有一定含水率的生物质、油泥、市政污泥、具有可燃基的工业污泥、农林废弃物、畜禽粪便，餐厨及厨余垃圾等所有具有一定热值的物质。

目前固体废弃物处理的主要工艺包括填埋、堆肥或焚烧。以市政污泥为例，先通过脱水设备对污泥进行初步脱水，再经过干化设备对脱水污泥进行烘干，再对干污泥进行填埋、堆肥或者焚烧处置，无论是填埋、堆肥还是焚烧，通常的做法都是将固体废弃物运送出厂区，这就产生了额外的且高额的处置费用，而且填埋、堆肥都需要占用较多的场地。

目前已经有一些企业和科研机构提出了设想，将烘干后的固体废弃物在厂区内进行焚烧，焚烧的热量再用于为烘干设备提供热源，但是焚烧设备多数是选用流化床锅炉方式，众所周知，锅炉焚烧后的底渣是一般固废，而飞灰确是危险固废，流化床方式焚烧的灰渣比接近于1：1，这就导致产生了大量的危险固废需要处理，因此有人设想用层燃锅炉来焚烧固体废弃物，因为层燃锅炉的灰渣比接近于1：9，但是固体废弃物中的碱金属及CL含量较高，焚烧时易结焦，而层燃锅炉的燃烧方式决定了燃烧区域温度较高，常规的层燃方式燃烧时必然会产生大焦块导致锅炉难以长时间运行。固体废弃物烘干产生的蒸汽需要冷源将水凝结出来，而凝结水形成过程中就导致了蒸汽所携带的热量被冷却介质吸收而损失掉了，这就导致了能源的浪费，在节能环保的大环境下，这种浪费是不可取的。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决现有技术中固体废弃物综合处理系统能源损耗严重、系统利用率低的问题。

本实用新型的具体方案是：

设计一种固体废弃物综合处理系统，包括依次连接的脱水模块、干化模块、焚烧模块、烟气处理模块，在焚烧模块和烟气处理模块之间设有余热回收模块，在余热回收模块与烘干模块之间设有热风管道，用于将焚烧产生的热量转换成烘干模块的热源；

在所述干化模块的一侧还连通有循环风机，在循环风机的出口处连接有冷凝模块，所述冷凝模块包括依次相连的鼓风机、风冷器、冷却风道，循环风机的出口与风冷器相连通；

在风冷器与余热回收模块之间设有循环风道，所述冷却风道的出口分别与焚烧模块和循环管道相连通，在焚烧模块与循环风道之间设有含湿热风的旁路管道。

优选的，在余热回收模块与烟气处理模块之间设有余热再回收模块。

优选的，所述烟气处理模块包括依次连接的除尘器、引风机、脱硫脱销塔、烟囱。

优选的，在所述旁路管道上设有电动调节阀。

优选的，所述余热回收模块为空气换热器，余热再回收模块为热水换热器，焚烧模块为层燃锅炉，干化模块是以热风、热烟气为热源的烘干箱。

优选的，所述脱水模块还连接有污水处理模块，所述冷凝模块的冷凝水管与污水处理模块相连，焚烧模块的灰渣收集管道连接有灰渣处理模块。

优选的，还包括程控模块。

本实用新型的有益效果在于：

1.干化模块消耗热量输出烘干的固体废弃物，焚烧模块焚烧烘干的固体废弃物向干化模块输出热量，两者之间实现了能量的循环利用。

2.与传统的处理方式不同，本实用新型向外输出的是资源，而不是固体废弃物，实现了变废为宝，不但节省了固体废弃物处置费用，还能创收。

3.本实用新型对外排放的污染物极低，且仅存在于洁净烟气内，对环境的影响极低。

4.焚烧模块采用层燃锅炉，抽取干化模块产生的含湿热风作为气化剂，不需要额外再增加气化剂制备模块，同时也减轻了冷凝模块的投资和运行费用。含湿热空气旁路设置电动调节阀，通过调整旁路的含湿热风流量进而调整焚烧模块处于不同的燃烧状态以及适应不同种类的固体废弃物。

5.焚烧模块与干化模块高度配合，焚烧模块产生的氮氧化物排放浓度低，产生的粉尘较少，在层燃锅炉原有的低飞灰排放的基础上进一步消尘，减少危险固废,同时层燃锅炉的结焦问题和炉排超温问题也得到了解决，极大的提高了设备利用率。

6.对于热值较高的固体废弃物，设置余热再回收模块，提高能源利用率。

7.本工艺是高度集成的系统，自动化程度高，各模块之间形成自平衡，尤其是脱水、干化和焚烧模块，当其中一个模块的处理能力发生变化时，相关模块的处理能力自动变化达到新的平衡，无需过多的人工干预；

8.整套系统采用闭式循环，无外排臭气，厂区工作环境比较理想。

附图说明

图1是本实用新型结构的整体结构示意图；

图2是本实用新型设备流程示意图；

图中标号为：1脱水模块，2干化模块，3热风管道，4余热回收模块，5循环风机，6风冷器，7鼓风机，8循环风道，9冷却风道，10焚烧模块，11旁路管道，12电动调节阀，13余热再回收模块，14除尘器，15引风机，16脱硫脱硝塔，17烟囱。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种固体废弃物综合处理系统，如图1至图2所示，包括依次连接的脱水模块1、干化模块2、焚烧模块10、烟气处理模块，在焚烧模块10和烟气处理模块之间设有余热回收模块4，在余热回收模块4与干化模块2之间设有热风管道3，用于将焚烧产生的热量转换成烘干模块的热源；具有一定含水率的固体废弃物通过脱水模块1进行初步脱水，脱水模块1可采用重力脱水机、板框脱水机、带式压滤机、离心脱水模块1等的单机或任意组合，干化模块2是对初步脱水后的固体废弃物进行烘干，干化模块2的热源可以采用热风、热烟气为热源的烘干箱，然后经过焚烧模块10将具有一定热值的烘干后的固体废弃物进行燃烧，焚烧模块10可以采用层燃锅炉，经过焚烧模块10释放的固体废弃物中的热量通过热风管道3和余热回收模块4后再加以利用，余热回收模块4可以为空气换热器，燃烧后的固体废弃物经过烟气处理模块对焚烧产生的烟气进行净化，确保烟气达到排放标准。

在所述干化模块2的一侧还连通有循环风机5，在循环风机5的出口处连接有冷凝模块，所述冷凝模块包括依次相连的鼓风机7、风冷器6、冷却风道9，循环风机5的出口与风冷器6相连通，在风冷器6与余热回收模块4之间设有循环风道8；

在与循环风道8之间设有含湿热风的旁路管道11，所述冷却风道9的出口分别与焚烧模块10和循环风道8相连通。

干化模块2内的热风将固体废弃物中的水分蒸发携带出来，含湿热风通过循环风机5送入风冷器6进行冷凝除水，除水后的热风经过循环风道8后，再经过余热回收模块4进行加热后再经热风管道3送入干化模块2，实现热源再利用；风冷器6的冷却风由鼓风机7将外界气体鼓入，含湿热风通过风冷器6被降温析出液态水，而冷却风通过风冷器6被升温，升温后的冷却风一部分作为助燃空气经过冷却风道9送入到层燃锅炉中，另一部分作为旁路含湿热风的补充风再返回到循环风道8中，这样就使得含湿热风通过风冷器6降低的热量又返回到系统内部，没有能源浪费，节约了能源，旁路管道11可以缓解冷凝模块的压力，减少冷凝模块的投资及电耗。

在余热回收模块4与烟气处理模块之间设有余热再回收模块13，余热再回收模块13可以为热水换热器或热风换热器，对于热值较高的固体废弃物，在确保干化模块2所需的热量输入的前提下，进行余热再回收，如加热水、热风等，对能源进行充分利用。

所述烟气处理模块包括依次连接的除尘器14、引风机15、脱硫脱硝塔16、烟囱17。

在所述旁路管道11上设有电动调节阀12，用于调节旁路管道11中的含湿热风量，起到调整焚烧模块10的燃烧状态，以达到针对不同种类的固体废弃物，调整旁路管道11中的含湿热风的流量，进行参数的精准控制。

所述脱水模块1还连接有污水处理模块，所述冷凝模块的冷凝水管与污水处理模块相连，冷凝模块除掉的液态水进入到污水处理模块，污水处理模块是对脱水模块1和烘干模块产生的污水进行净化处理，净化后的水再进行回收再利用，净化后的水中一部分厂区自用，如生产用水、厕所冲洗水、树木浇灌、厂区洒水等，一部分对外输出，用作城市洒水、园林浇灌等；焚烧模块10的灰渣收集管道连接有灰渣处理模块，焚烧产生的飞灰和底渣进入到灰渣处理模块进行资源化利用，如制作建筑材料、制作保温材料等。

为了提高自动化程度高，还包括程控模块，使各模块之间形成自平衡，尤其是脱水模块1、干化模块2和焚烧模块10，当其中一个模块的处理能力发生变化时，相关模块的处理能力自动变化达到新的平衡，无需过多的人工干预。

以上实施例中，设置了去往含湿热风的旁路管道11，含湿热风是热空气和水蒸气的混合物，在经过干化模块2及循环风道8的过程中，热空气与水蒸气混合的非常均匀，且经过冷凝器后，含湿热风的温度在50~70℃之间，因此，含湿热风是非常理想的气化剂。焚烧模块10采用层燃锅炉，层燃锅炉的炉排面上主要分为干燥区、燃烧区和燃尽区，燃烧区主要是挥发分的析出与燃烧，附带着焦炭的燃烧，燃尽区主要是焦炭的燃烧，将含湿热风通入到燃烧区及燃尽区，令焦炭发生气化反应形成CO和氢气。焚烧模块10通入含湿热风的主要效果如下：焦炭发生气化反应，炉排面上的燃烧转变为炉膛内的空间燃烧，燃烧区域上移，炉排面的燃烧温度降低，降低了结焦的风险，同时保护了炉排片；气化剂穿过炉排表面，对炉排及炽热碳层的冷却效果要优于干燥空气，进一步降低了结焦的风险，提高了设备的可利用率；焦炭气化成CO和氢气，固体燃烧部分转变为气体燃烧，产生的粉尘较少，在层燃锅炉原有的低飞灰排放的基础上进一步消尘，减少危险固废；通入的含湿热风中含有较多的水蒸气，水蒸气的份额增多直接导致了氧浓度的降低，同时气化产生了还原性气体CO和氢气，综合作用下，氮氧化物的排放非常低，最低可控制在100mg/Nm³以下。由于抽取了含湿热风进入焚烧模块10，冷凝模块需要处置的含湿热风流量变小，冷凝模块的投资及运行费用降低。

本实用新型的工作方式为：具有一定含水率的固体废弃物先经过脱水模块1初步脱水，初步脱水后的固体废弃物进入到干化模块2，脱出的污水进入到污水处理模块，干化模块2对初步脱水后的固体废弃物进行烘干，干化模块2的热源采用热风、热烟气，热风、热烟气将固体废弃物中的水份蒸发携带出来，含湿热风通过循环风机5送入到冷凝模块进行冷凝除水，除水后的热风、热烟气通过循环风道8送入到余热回收模块4，再经过热风管道3返回至干化模块2，进行能源回收再利用，来自干化模块2的固体废弃物在焚烧模块10中燃烧释放热量，焚烧产生的热量进入到余热回收模块4，然后再通过热风管道3输送至干化模块2；余热回收模块4后的烟气进入到烟气处理模块进行烟气净化后排放，焚烧产生的灰渣进入到灰渣处理模块进行资源化再利用，对于热值较高的固体废弃物，在余热回收模块4与烟气处理模块之间再增加一套余热再回收模块13。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种固体废弃物综合处理系统，其特征在于，包括依次连接的脱水模块（1）、干化模块（2）、焚烧模块（10）、烟气处理模块，在焚烧模块（10）和烟气处理模块之间设有余热回收模块（4），在余热回收模块（4）与烘干模块之间设有热风管道（3），用于将焚烧产生的热量转换成烘干模块的热源；

在所述干化模块（2）的一侧还连通有循环风机（5），在循环风机（5）的出口处连接有冷凝模块，所述冷凝模块包括依次相连的鼓风机（7）、风冷器（6）、冷却风道（9），循环风机（5）的出口与风冷器（6）相连通；

在风冷器（6）与余热回收模块（4）之间设有循环风道（8），所述冷却风道（9）的出口分别与焚烧模块（10）和循环管道相连通，在焚烧模块（10）与循环风道（8）之间设有含湿热风的旁路管道（11）。

2.如权利要求1所述的固体废弃物综合处理系统，其特征在于：在余热回收模块（4）与烟气处理模块之间设有余热再回收模块（13）。

3.如权利要求1所述的固体废弃物综合处理系统，其特征在于：所述烟气处理模块包括依次连接的除尘器（14）、引风机（15）、脱硫脱硝塔（16）、烟囱（17）。

4.如权利要求1所述的固体废弃物综合处理系统，其特征在于：在所述旁路管道（11）上设有电动调节阀（12）。

5.如权利要求2所述的固体废弃物综合处理系统，其特征在于：所述余热回收模块（4）为空气换热器，余热再回收模块（13）为热水换热器或热风换热器，焚烧模块（10）为层燃锅炉，干化模块（2）是以热风、热烟气为热源的烘干箱。

6.如权利要求1所述的固体废弃物综合处理系统，其特征在于：所述脱水模块（1）还连接有污水处理模块，所述冷凝模块的冷凝水管与污水处理模块相连，焚烧模块（10）的灰渣收集管道连接有灰渣处理模块。

7.如权利要求1所述的固体废弃物综合处理系统，其特征在于：还包括程控模块。

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