專利名稱：生活垃圾氣化熔融自焚燒處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生活垃圾的處理方法，尤其是生活垃圾氣化熔融自焚燒的處理方法。
背景技術(shù)：
目前世界各地應(yīng)用的垃圾處理方法基本分為兩類，灰渣以固態(tài)形式排出的氣化焚燒法和灰渣以液態(tài)形式排出的氣化熔融焚燒法。氣化焚燒法一般采用處理生活垃圾中最為廣泛的爐排型焚燒爐。該法存在的問題是燃燒效率相對(duì)較低；用爐排排灰渣，焚燒溫度較低；較低的焚燒溫度使有害氣體的排放不易控制。
為了獲得較高的減容率，提高燃燒效率，利用高溫環(huán)境對(duì)垃圾中有害成分實(shí)現(xiàn)有效地破壞和去除，保證燃燒過程的穩(wěn)定性和徹底性，處理垃圾過程中產(chǎn)生的能量用于供熱或發(fā)電，氣化熔融焚燒成為生活垃圾處理技術(shù)的發(fā)展方向。
氣化熔融焚燒法按氣化和熔融過程是否在一個(gè)裝置中進(jìn)行，可劃分分為一部法和二部法，垃圾的干燥、氣化、燃燒、灰渣的熔融過程在一個(gè)設(shè)備中全部完成為一步法；先將垃圾置于溫度為500～600℃的設(shè)備中進(jìn)行熱解，將熱解碳渣分檢出有價(jià)值金屬后，再置于溫度高于1300℃的設(shè)備中進(jìn)行熔融為二步法。
生活垃圾氣化熔融焚燒二步法中，垃圾氣化采用的比較成熟的工藝有回轉(zhuǎn)窯式和流化床式，采用流化床焚燒方式，對(duì)垃圾要進(jìn)行分類破碎，造成預(yù)處理過程工藝復(fù)雜、設(shè)備龐大而且能耗高。采用回轉(zhuǎn)窯方式，雖然對(duì)垃圾的適用性強(qiáng)，但二步法整個(gè)工藝過程復(fù)雜，工程投資和運(yùn)行費(fèi)用大，操作復(fù)雜。因此，一步法生活垃圾氣化熔融焚燒更得到人們的重視。
生活垃圾氣化熔融焚燒一步法有日本新日本制鐵公司研制的，由高爐演變而來的高爐法、美國的ABB公司和歐洲的VONROLL公司聯(lián)合研制的回轉(zhuǎn)窯法、日本NKK公司研制的NKK法、日本住友公司研制的氧氣頂?shù)讖?fù)合吹法、中國昆明理工大學(xué)提出的昆工法。在《工業(yè)加熱》雜志(2001，第2期)中介紹了上述方法。日立造船株式會(huì)社專利申請(qǐng)“垃圾焚燒設(shè)備”(申請(qǐng)?zhí)?6190600.6)，也提出了一種氣化熔融焚燒的設(shè)備。
在各種生活垃圾氣化熔融焚燒法中，共同之處是焚燒爐內(nèi)的氣體排向二次燃燒室進(jìn)行完全燃燒，然后進(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)行余熱發(fā)電或供熱。熔渣和金屬從渣口排出并被水急速冷卻，被冷卻的熔渣和金屬經(jīng)分選機(jī)選出金屬和無機(jī)殘?jiān)?，金屬回收利用，無機(jī)殘?jiān)鳛榻ú摹２煌幨欠贌隣t的結(jié)構(gòu)形式和氣化熔融焚燒工藝。
高爐法是將生活垃圾、焦炭、石灰石從爐頂加入，在下降過程中依次完成干燥、氣化和熔融燃燒。空氣或富氧空氣從爐子下部供入，燃燒氣化后的垃圾殘留物和焦炭放出的熱量熔融灰渣。產(chǎn)生的高溫?zé)煔庀蛏线\(yùn)動(dòng)，提供垃圾干燥和氣化耗熱?；剞D(zhuǎn)窯法將生活垃圾和石灰石一起加入窯內(nèi)，生活垃圾在回轉(zhuǎn)窯的前端先被干燥，到回轉(zhuǎn)窯的中部后被部分燃燒和熱解氣化，氣化殘留物在回轉(zhuǎn)窯的后端(最高溫度可達(dá)1350℃)進(jìn)行熔融焚燒。回轉(zhuǎn)窯一般用重油噴嘴進(jìn)行助燃。NKK法將生活垃圾、焦炭和石灰石從爐子中部的進(jìn)料裝置加入爐內(nèi)，在爐身下部從上至下設(shè)置3排風(fēng)口，最上面的風(fēng)口附近(300～650℃)為預(yù)熱、熱分解帶，第二層的風(fēng)口附近(650～1300℃)為碳移動(dòng)帶，在最下面的風(fēng)口鼓入富氧，其附近(1700～2000℃)為熔融燃燒帶。氧氣頂?shù)讖?fù)合吹法將生活垃圾直接置于溫度為1500℃的氣化熔融焚燒爐，采用工業(yè)純氧進(jìn)行頂?shù)讖?fù)合吹來焚燒垃圾。昆工法是將配好料的生活垃圾直接置于溫度為1350～1500℃的氣化熔融焚燒爐，從爐膛底部隨富氧或空氣一道向爐內(nèi)噴入煤粉。
以上一步法存在的問題是焚燒爐內(nèi)垃圾熱解產(chǎn)生的可燃性氣體在焚燒爐內(nèi)沒有得到直接利用，隨爐氣一起排向二次燃燒室進(jìn)行完全燃燒，需向焚燒爐內(nèi)添加輔助燃料或使用氧氣，才能滿足生活垃圾氣化熔融焚燒的熱量要求，如高爐法、NKK法的輔助燃料是焦炭，回轉(zhuǎn)窯法的輔助燃料是重油，昆工法的輔助燃料是煤，頂?shù)讖?fù)合吹法使用氧氣?！袄贌O(shè)備”專利申請(qǐng)中，焚燒室和熔融室之間采用隔墻，使焚燒設(shè)備復(fù)雜化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有生活垃圾氣化熔融焚燒爐內(nèi)，垃圾熱解產(chǎn)生的可燃性氣體，在焚燒爐內(nèi)沒有得到直接利用問題，提出了改進(jìn)方案。
本發(fā)明的技術(shù)方案包含以下內(nèi)容生活垃圾氣化熔融自焚燒是在一個(gè)上部進(jìn)行垃圾干燥、氣化燃燒，下部進(jìn)行熔融燃燒的焚燒爐中進(jìn)行。
生活垃圾和石灰石與經(jīng)換熱器出來的1100～1200℃的高溫空氣，從焚燒爐頂部輸入，它們?cè)跔t子上部并流下降過程中，生活垃圾先被高溫空氣加熱進(jìn)行干燥，然后被加熱到熱解溫度時(shí)開始熱解，析出的揮發(fā)分被加熱到燃點(diǎn)溫度時(shí)開始燃燒，揮發(fā)分燃燒放出的熱量進(jìn)一步提供熱解和垃圾升溫需要的熱量。熱解后的垃圾降到焚燒爐的下部，在焚燒爐下部吹入高溫空氣，二次完全燃燒熱解產(chǎn)生的、進(jìn)入焚燒爐下部的高溫氣體和垃圾中可燃燒的殘留物質(zhì)，提供灰渣熔融耗熱。生成的高溫?zé)煔庖徊糠诌M(jìn)入換熱器用來加熱需要的高溫空氣，另一部分進(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)行余熱發(fā)電，熔渣從渣口排出并被水急速冷卻，被冷卻的熔渣和金屬經(jīng)分選機(jī)選出金屬和無機(jī)殘?jiān)?，金屬回收利用，無機(jī)殘?jiān)鳛榻ú摹?br> 本發(fā)明與相近的現(xiàn)有技術(shù)比較，產(chǎn)生的有益效果是1)生活垃圾氣化熔融需要的熱量由其自焚燒提供，不需要添加任何輔助燃料；2)用高溫空氣助燃，不需要氧氣；3)氣化產(chǎn)生的揮發(fā)分在焚燒爐內(nèi)全部燃燒，熱效率高。


圖1是生活垃圾氣化熔融自焚燒的工藝流程及裝置簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，生活垃圾1和石灰石2從豎爐頂部的裝料管3裝入爐內(nèi)，從換熱器10出來的1100～1200℃的高溫空氣4，從焚燒爐上部熱風(fēng)口5吹入爐內(nèi)，它們?cè)跔t子上部6并流下降過程中，生活垃圾先被高溫空氣加熱進(jìn)行干燥，然后被加熱到熱解溫度時(shí)開始熱解，析出的揮發(fā)分被加熱到燃點(diǎn)溫度時(shí)開始燃燒，揮發(fā)分燃燒放出的熱量進(jìn)一步提供熱解和垃圾升溫需要的熱量。熱解后的垃圾降到焚燒爐的下部7，在焚燒爐下部熱風(fēng)口8吹入1100～1200℃的高溫空氣4，二次完全燃燒熱解產(chǎn)生的、進(jìn)入焚燒爐下部的、高溫氣體中的可燃性氣體和垃圾中可燃燒的殘留物質(zhì)，提供灰渣熔融耗熱。
從焚燒爐排出的1500℃高溫?zé)煔?一部分進(jìn)入換熱器10用來加熱需要的高溫空氣，另一部分進(jìn)入余熱鍋爐11，余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽通過發(fā)電機(jī)12進(jìn)行發(fā)電，從余熱鍋爐排出的廢氣經(jīng)急冷塔13冷卻，與經(jīng)換熱氣排出的廢氣24一起通過除塵器14除塵，進(jìn)入引風(fēng)機(jī)15后由煙囪16排入大氣中。
從渣口17排出的熔融渣18經(jīng)水淬機(jī)19急速冷卻，分選機(jī)20選出金屬21和無機(jī)殘?jiān)?2，金屬回收利用，無機(jī)殘?jiān)鳛榻ú摹?br> 空氣23經(jīng)換熱器10加熱后成為高溫空氣4，由焚燒爐上部風(fēng)口5吹入爐內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種生活垃圾氣化熔融自焚燒的處理方法，其特征在于該方法包含以下內(nèi)容生活垃圾氣化熔融自焚燒是在一個(gè)上部進(jìn)行垃圾干燥、氣化燃燒，下部進(jìn)行熔融燃燒的焚燒爐中進(jìn)行；生活垃圾和石灰石與經(jīng)換熱器出來的1100～1200℃的高溫空氣，從焚燒爐頂部輸入，它們?cè)跔t子上部并流下降過程中，生活垃圾先被高溫空氣加熱進(jìn)行干燥，然后被加熱到熱解溫度時(shí)開始熱解，析出的揮發(fā)分被加熱到燃點(diǎn)溫度時(shí)開始燃燒，揮發(fā)分燃燒放出的熱量進(jìn)一步提供熱解和垃圾升溫需要的熱量，熱解后的垃圾降到焚燒爐的下部，在焚燒爐下部吹入高溫空氣，二次完全燃燒熱解產(chǎn)生的、進(jìn)入焚燒爐下部的高溫氣體和垃圾中可燃燒的殘留物質(zhì)，提供灰渣熔融耗熱，生成的高溫?zé)煔庖徊糠诌M(jìn)入換熱器用來加熱需要的高溫空氣，另一部分進(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)行余熱發(fā)電，熔渣從渣口排出并被水急速冷卻，被冷卻的熔渣和金屬經(jīng)分選機(jī)選出金屬和無機(jī)殘?jiān)?br> 全文摘要
本發(fā)明公開了一種生活垃圾氣化熔融自焚燒處理方法，現(xiàn)有生活垃圾處理方法中，爐內(nèi)垃圾熱解產(chǎn)生的可燃性氣體沒有得到充分利用，需向焚燒爐內(nèi)添加輔助燃料或使用氧氣問題得到了解決。該方法包含的主要內(nèi)容是生活垃圾氣化熔融自焚燒裝置是一個(gè)上部進(jìn)行垃圾干燥、氣化燃燒，下部進(jìn)行熔融燃燒的焚燒爐；生活垃圾和高溫空氣同時(shí)從焚燒爐的上部加入，生成的高溫?zé)煔庖徊糠诌M(jìn)入換熱器用來加熱需要的高溫空氣，另一部分進(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)行余熱發(fā)電，熔渣從渣口排出。本發(fā)明不用舔加輔助燃料和使用氧氣；熱效率高、能耗低。因此，在生活垃圾處理領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)F23G5/00GK1506613SQ0214475
公開日2004年6月23日 申請(qǐng)日期2002年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月11日
發(fā)明者汪琦, 李文忠, 趙巍, 琦 汪 申請(qǐng)人:鞍山科技大學(xué)