CN100565009C - 可实现二恶英及粉尘零排放的垃圾焚烧处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种可实现二恶英及粉尘零排放的垃圾焚烧处理方法及装置，不用对城市垃圾进行预处理，可直接送入密封、保温的垃圾储仓内，利用焚烧垃圾产生的烟气对其进行加热、发酵、脱水处理，同时垃圾对尾气也进行了过滤，滤出二恶英、粉尘、重金属等有害物，随废水一起排走；对于已脱水的垃圾送入焚烧炉燃烧，对于垃圾发酵产生的大量可燃气体连同烟气大部分随二次风一起被送入二燃烧室进行燃烧，少量气体所残留的二恶英、粉尘、重金属等有害物，经秸秆灰、石灰粉以及除尘器等再次净化处理后从净化气口排出，整个处理过程，周而复始在系统内循环，工艺步骤简便、设备投入少、占地面积小、设备及运行费用低，并基本实现二恶英及粉尘的零排放和对CO2减排。
Description
技术领域
本实用新型属于环境保护领域，具体讲是一种垃圾焚烧及垃圾预处理的综合处理系统。
背景技术
目前处理城市生活垃圾，采用焚烧的办法，一般都是在焚烧前需要对垃圾进行分拣、筛分、粉碎、脱水等多种预处理过程，设备投资费用高、占地面积大；在垃圾焚烧后产生的烟气中含有大量的CO2、SO2、NOX及二恶英、重金属、粉尘等有害物质，常规对烟气的净化方法是采用静电除尘器或旋风除尘器或湿式除尘器或干式除尘器或几种除尘器进行有机配合，对烟气处理后通过烟筒排入大气，这些方法均不能滿足对城市垃圾焚烧尾气净化的要求，近年来有的采用向烟气中喷入活性炭粉末，然后再将吸附有二恶英的活性炭粉末从烟气中分离出来，送入燃烧室燃烧以减少二恶英的排放，如：中国专利公开号为CN1246597A，公开日为2000年3月8日，发明名称为“垃圾焚烧废气中的二恶英处理方法”；该申请案公开了，在垃圾焚烧产生的烟气中，首先经过湿式除尘器除去粉尘，再喷入活性炭粉末，再将吸附有二恶英的活性炭粉末从烟气中分离出来，送入燃烧室燃烧。该方法虽然能减少二恶英等有害物向外排放，但是该方法的不足之处是：a、在垃圾进入垃圾储仓前需要对垃圾进行预处理，设备投资费用高、占地面积大；b、采用的烟气净化设备也相对较多、较大，而且对烟气中存在的二恶英、粉尘等有害物，也不能完全清除，仍需要树立较高大的烟囱向外排放；c、利用活性炭粉吸附二恶英成本高，加大了运行费用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服已有技术的不足，提出一种可基本免除垃圾在焚烧前的预处理过程；工艺步骤简便、设备投入费用少、占地面积小、运行费用低的可实现二恶英及粉尘零排放的垃圾焚烧处理方法及设备。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种可实现二恶英及粉尘零排放的垃圾焚烧处理方法，其步骤是：
1)、将收集的城市垃圾分拣出建筑垃圾后，直接通过垃圾入口倒入密封的垃圾储仓内；
2)、利用设在垃圾储仓内的抓斗吊车，将被加热、发酵、并已脱水的垃圾通过密封的通道送入垃圾焚烧炉的料斗，准备焚烧；
3)、将垃圾焚烧产生的烟气，经过余热锅炉后，在引风机的牵引下通过烟气管道直接送入设置在垃圾储仓下方的烟气分配箱内，烟气分配箱通过电动阀门与垃圾储仓连通；电动阀门按着人为设定好的程序，在自动控制单元的控制下有节奏的开合，将烟气按着一定规律，通过储仓底板上的进气孔吹入垃圾储仓内的不同的区域对垃圾进行均匀加热，并使垃圾储仓内的垃圾温度始终保持在30℃-60℃范围内；
4)、在利用垃圾燃烧产生的烟气对垃圾进行加热的同时，又利用垃圾对烟气进行了过滤，使烟气内含有的二恶英、粉尘、重金属等有害物质被垃圾过滤掉；垃圾经加热、发酵、脱水产生的积液，携带着被垃圾过滤下来的粘附有二恶英的颗粒、粉尘、重金属等有害物，顺着储仓底板溢水沟排入积水池；
5)、垃圾受热后会产生一定量的氧源和氢氧自由基，烟气中的CO2、CO、NOX在厌氧条件下，温度在30℃-60℃范围内，即可密闭发酵生成CH4；在氢氧自由基作用下，可促使CO2和CH4反应转化成CO；利用二次风机将这些含有大量可燃气体的烟气，大部分随同二次风一起送入焚烧炉二次燃烧；
6)、少部分剩余的烟气，在通过储仓排气管时，由秸杆灰和石灰粉喷入口喷入的秸杆灰和石灰粉吸附烟气中残存的二恶英及中和烟气中的酸性物质，烟气再经过除尘器处理，净化后的气体由净化气孔排出。
另外，该垃圾焚烧处理方法所使用的垃圾焚烧炉，采用头部送风往复炉排片、偶极子涡旋拱及多级多管旋转二次风；炉排下部的送风量控制在总风量的20％左右，使80％的风量其中包括垃圾储仓内含有大量可燃气体的烟气，通过二次风机，由多级多管旋转二次风，从喉口处切向喷入；使炉膛喉口处的温度提高至1000℃以上，使产生的二恶英完全分解，当烟气离开喉口后进入宽大的炉膛，使烟气在850℃以上温度区停留时间超过三秒，当烟气进入对流段后，使烟气在0.1秒时间内骤降至300℃以下，使其无法重新合成二恶英。
可实现二恶英及粉尘零排放的垃圾焚烧处理方法的装置，该装置包括，垃圾储仓、垃圾焚烧炉、余热锅炉，其特征是：
a、垃圾储仓(2)为密闭、保温，在垃圾储仓(2)的上方设置有密封的垃圾进料口(13)，在垃圾储仓(2)内的顶部设置有抓斗吊车(12)，在垃圾储仓(2)的侧面设有一个封闭的运送垃圾的通道与垃圾焚烧炉料斗(10)相连通；
b、在垃圾储仓(2)的下部设置一个储仓底板(7)，储仓底板(7)为波浪形，波峰上设有底板进气孔(20)，波谷为溢水沟(19)，沿溢水沟(19)方向与水平方向成10-15度倾斜角，溢水沟(19)下端与积水池(8)相连；
c、在储仓底板(7)的下方设置若干烟气隔板(21)将储仓底板(7)分成若干隔断(18)，每个隔断(18)都通过隔断上方的底板进气孔(20)与垃圾储仓(2)相对应的区域连通；
d、余热锅炉烟气出口管(23)与引风机(3)相连，引风机(3)通过烟气管道(14)直接与烟气分配箱(5)相连通，在烟气分配箱上设置有电动阀门(6)，电动阀门(6)通过隔断(18)与垃圾储仓(2)相连通；电动阀门(6)与自动控制单元相电连，自动控制单元通过电源开关与电源相电连；
e、在垃圾储仓(2)的顶部设有一个储仓排气管(9)，储仓排气管(9)的一端与垃圾储仓(2)相连通，另一端通过设置在储仓排气管路上的秸杆灰、石灰粉喷入口(15)与除尘器(17)相连通，在除尘器(17)的上方设有净化气出口(22)；
f、焚烧炉二次风机(16)一端通过调控阀门(24)分别与储仓烟气内循环出口和大气相连通，另一端通过二次燃烧室入口(11)与二次风系统相连；一次风机(4)与炉排底部风室相连通。
本发明由于采用了上述技术方案，其有益效果是：1)可基本免除对垃圾在焚烧前的预处理过程，对于不含建筑垃圾的城市垃圾可直接送入垃圾储仓，参加燃烧；2)由于垃圾燃烧后产生的烟气经过余热锅炉直接被引入至垃圾储仓，在对垃圾进行加热的同时，垃圾又对烟气进行了过滤，一举两得，节省了垃圾予处理及烟气净化设备；3)垃圾在厌氧条件下受热、发酵、并参予一系列化学反应，减少了烟气中的CO2的含量、增加了可燃气体的数量，这些气体大部分又被送回焚烧炉参加燃烧，其余少部分烟气即使含有残存的二恶英粉尘，经秸杆灰及石灰粉和除尘器再次处理后，可基本实现排出的净化气体不含二恶英及粉尘；4)、由于从余热锅炉排出的烟气，大部分在系统内自行处理，循环利用，并用草木灰替代活性炭，因此整个垃圾焚烧处理过程步骤简单、需要的设备少、占地面积小、设备投资及运行费用低。
附图说明
图1为该发明装置的结构示意图
图2是本发明装置的垃圾储仓结构示意图
图3是垃圾储仓内储仓底板结构示意图
图4是图3的左视图
图5是图3的俯视图
其中：1-垃圾焚烧炉 2-垃圾储仓 3-引风机 4-一次风机 5-烟气分配箱 6-电动开关 7-储仓底板 8-积水池 9-储仓排气管 10-焚烧炉料斗 11-二次燃烧室入口 12-抓斗吊车 13-垃圾入口 14-烟气管道 15-桔杆灰石灰粉喷入口 16-二次风机 17-除尘器 18-烟气隔断 19-溢水构 20-底板进气孔 21-烟气隔板 22-净化气出口 23-余热锅烟气出口管 24-烟气、空气风量调控阀门 25-余热锅 26-储仓烟气内循环出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明方法及装置作进一步描述：如图1所示，对收集的城市垃圾只分拣出建筑垃圾后，不用再进行其它预处理即可通过双层钟罩式垃圾入口13送入垃圾储仓2内，确保垃圾储仓既保温又密封，在垃圾储仓2内设有一台抓斗吊车12，通过抓斗吊车将被加热、发酵、并已脱水的垃圾通过密封的通道送入垃圾焚烧炉的料斗10，准备焚烧；
垃圾焚烧炉1采用头部送风往复炉排片专利技术，专利号：ZL200420011747.9，炉排片总高度达80～150毫米比一般燃煤炉排片高出40～70毫米，利于垃圾的推饲，各炉排片之间没有通风间隙，因此炉排不漏炉料，适合垃圾焚烧。炉排下部送风量控制在总风量的20％，使炉排上的垃圾近似半气化燃烧；
炉拱采用偶极子涡旋拱，即将焚烧炉原有的前后拱连成一体，在喉口处开偶数的圆洞，将拱下产生的烟气及可燃气体有序的由圆洞引出；
垃圾焚烧炉二次风采用多极多管旋转二次风专利技术，专利号：ZL200420011746.4，大量的占总风量80％的助燃空气，在二次风机16的带动下，并携带储仓2内含有大量可燃气体的烟气通过二次燃烧室入口11沿圆洞上部喉口处的二次风系统切向喷入，使可燃气体充分得到燃烧；由于燃烧的是垃圾的气化产物，可提高炉膛温度至1000℃以上，使产生的二恶英完全分解，当烟气进入对流段后在0.1秒时间内又骤降至300℃以下，使其无法重新合成二恶英，因此从余热锅炉排出的烟气中二恶英的含量极低；
如图1、图2、图3、图4和图5所示，城市垃圾在焚烧炉内焚烧产生的烟气，经过余热锅炉25吸热后排出的烟气，在引风机3的牵引下通过烟气管道14直接送入设置在垃圾储仓2下方的烟气分配箱5内，烟气分配箱5上设置有若干个电动阀门6并分别与垃圾储仓底板7下方的烟气隔断18相连通，电动阀门6通过导线与自动控制单元电连，自动控制单元通过电源开关与电源电连，电动阀门6按着人为设定好的程序，在自动控制单元的控制下有节奏的开合，将烟气按着一定规律通过储仓底板7上的底板进气孔20吹入垃圾储仓2内的不同的区域对垃圾进行均匀的加热；
垃圾燃烧产生的烟气在对垃圾进行加热的同时，垃圾又对烟气起到过滤作用，烟气内含有的二恶英、粉尘、重金属等有害物质被垃圾过滤掉；垃圾储仓2内的垃圾温度，通过引入高温烟气或冷空气调节进入烟气分配箱内的烟气温度进行控制，使垃圾储仓2内的垃圾温度始终保持在30℃-60℃范围内，在这个温度区域内最易使垃圾发酵，垃圾发酵脱水，积水携带着被垃圾过滤下来的粘附有二恶英的颗粒、粉尘、重金属等有害物顺着储仓底板7上的溢水沟19排入积水池8，可有效降底合成二恶英催化剂的含量；
垃圾被加热后会产生一定量的氧源和氢氧自由基，十分有利于化学反应的进行，烟气中的CO2、CO、NOX在厌氧条件下温度在30℃-60℃范围内，即可密闭发酵生成CH4；在氢氧自由基作用下，可促使CO2和CH4反应转化成CO，这些含有大量可燃气体的烟气，大部分从垃圾储仓烟气内循环出口26经二次风机16的牵引，随同二次风一起被送入焚烧炉二次燃烧。
剩下少部分的烟气，在通过设置在垃圾储仓上方的排气管9时，烟气中残存的二恶英及酸性物质，被从秸杆灰和石灰粉喷入口15喷入的秸杆灰和石灰粉，吸附和中和，烟气再经过干式除尘器或湿式除尘器或旋风除尘器或其合理配合进行处理，最后由净化气出口22排出的净化气，基本可实现二恶英及粉尘的零排放和实现对CO2的减排。
Claims (3)
1、一种可实现二恶英及粉尘零排放的垃圾焚烧处理方法，其步骤是：
1)、将收集的城市垃圾分拣出建筑垃圾后，直接通过垃圾入口倒入密封的垃圾储仓内；
2)、利用设在垃圾储仓内的抓斗吊车，将被加热、发酵、并已脱水的垃圾通过密封的通道送入垃圾焚烧炉的料斗，准备焚烧；
3)、将垃圾焚烧产生的烟气，经过余热锅炉后，在引风机的牵引下通过烟气管道直接送入设置在垃圾储仓下方的烟气分配箱内，烟气分配箱通过电动阀门与垃圾储仓连通；电动阀门按着人为设定好的程序，在自动控制单元的控制下有节奏的开合，将烟气按着一定规律，通过储仓底板上的进气孔吹入垃圾储仓内的不同的区域对垃圾进行均匀加热，并使垃圾储仓内的垃圾温度始终保持在30℃-60℃范围内；
4)、在利用垃圾燃烧产生的烟气对垃圾进行加热的同时，又利用垃圾对烟气进行了过滤，使烟气内含有的二恶英、粉尘、重金属等有害物质被垃圾过滤掉；垃圾经加热、发酵、脱水产生的液体，携带着被垃圾过滤下来的粘附有二恶英的颗粒、粉尘、重金属等有害物，顺着储仓底板溢水沟排入积水池；
5)、垃圾受热后会产生一定量的氧源和氢氧自由基，烟气中的CO2、CO、NOX在厌氧条件下，温度在30℃-60℃范围内，即可密闭发酵生成CH4；在氢氧自由基作用下，可促使CO2和CH4反应转化成CO；利用二次风机将这些含有大量可燃气体的烟气，大部分随同二次风一起送入焚烧炉二次燃烧；
6)、少部分剩余的烟气，在通过储仓排气管时，由秸杆灰和石灰粉喷入口喷入的秸杆灰和石灰粉吸附烟气中残存的二恶英及中和烟气中的酸性物质，烟气再经过除尘器处理，净化后的气体由净化气孔排出。
2、如权利要求1所说的一种可实现二恶英及粉尘零排放的垃圾焚烧处理方法，其特征是：该垃圾焚烧处理方法所使用的垃圾焚烧炉，采用头部送风往复炉排片、偶极子涡旋拱及多级多管旋转二次风；炉排下部的送风量控制在总风量的20％左右，使80％的风量其中包括垃圾储仓内含有大量可燃气体的烟气，通过二次风机，由多级多管旋转二次风，从喉口处切向喷入；使炉膛喉口处的温度提高至1000℃以上，使产生的二恶英完全分解，当烟气离开喉口后进入宽大的炉膛，使烟气在850℃以上温度区停留时间超过三秒，当烟气进入对流段后，使烟气在0.1秒时间内骤降至300℃以下，使其无法重新合成二恶英。
3、如权利要求1或2所说的一种可实现二恶英及粉尘零排放的垃圾焚烧处理方法的装置，该装置包括，垃圾储仓、垃圾焚烧炉、余热锅炉，其特征是：
a、垃圾储仓(2)为密闭、保温，在垃圾储仓(2)的上方设置有密封的垃圾进料口(13)，在垃圾储仓(2)内的顶部设置有抓斗吊车(12)，在垃圾储仓(2)的侧面设有一个封闭的运送垃圾的通道与垃圾焚烧炉料斗(10)相连通；
b、在垃圾储仓(2)的下部设置一个储仓底板(7)，储仓底板(7)为波浪形，波峰上设有底板进气孔(20)，波谷为溢水沟(19)，沿溢水沟(19)方向与水平方向成10-15度倾斜角，溢水沟(19)下端与积水池(8)相连；
c、在储仓底板(7)的下方设置若干烟气隔板(21)将储仓底板(7)分成若干隔断(18)，每个隔断(18)都通过隔断上方的底板进气孔(20)与垃圾储仓(2)相对应的区域连通；
d、余热锅炉烟气出口管(23)与引风机(3)相连，引风机(3)通过烟气管道(14)直接与烟气分配箱(5)相连通，在烟气分配箱上设置有电动阀门(6)，电动阀门(6)通过隔断(18)与垃圾储仓(2)相连通；电动阀门(6)与自动控制单元相电连，自动控制单元通过电源开关与电源相电连；
e、在垃圾储仓(2)的顶部设有一个储仓排气管(9)，储仓排气管(9)的一端与垃圾储仓(2)相连通，另一端通过设置在储仓排气管路上的秸杆灰、石灰粉喷入口(15)与除尘器(17)相连通，在除尘器(17)的上方设有净化气出口(22)；
f、焚烧炉二次风机(16)一端通过调控阀门(24)分别与储仓烟气内循环出口(26)和大气相连通，另一端通过二次燃烧室入口(11)与二次风系统相连；一次风机(4)与炉排底部风室相连通。
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