專利名稱：一種生活垃圾與焚燒飛灰共處置方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固體廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及ー種生活垃圾與焚燒飛灰共處置方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市垃圾也在不斷的増加，目前我國(guó)城市生活垃圾以毎年8% 10%的速度增長(zhǎng)。隨著城市生活垃圾熱值逐年提高，產(chǎn)量不斷増大，我國(guó)許多城市采取了焚燒法處理城市生活垃圾。生活垃圾焚燒后，一些礦物和元素濃縮于焚燒灰渣中。其中，有毒元素的含量比一般土壤中大10 100倍，且垃圾焚燒灰渣中含有高濃度的ニ噁英?！秶?guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》已經(jīng)明確規(guī)定生活垃圾焚燒飛灰為危險(xiǎn)廢物，飛灰的處置必須嚴(yán)格按照危險(xiǎn)廢物的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
傳統(tǒng)的飛灰處理方法主要有水泥固化、化學(xué)固化、添加劑提取法等，這些處理方法都存在自身難以克服的缺點(diǎn)，尤其是難以除去和穩(wěn)定飛灰中的ニ噁英類有機(jī)物。熔融技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的焚燒飛灰處理新技木，該技術(shù)在減容化、無(wú)害化、資源化利用方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。生活垃圾與焚燒飛灰混合處理技術(shù)是將焚燒飛灰和經(jīng)過(guò)預(yù)處理生活垃圾聯(lián)合處理的エ藝。生活垃圾經(jīng)過(guò)預(yù)處理，分選出熱值較高的宜燃組分，在處理過(guò)程中可提供部分熱源，產(chǎn)生的合成氣含有一氧化碳、氫氣等可燃?xì)怏w，品質(zhì)略好于高爐煤氣?？蓪⒑铣蓺庥脕?lái)發(fā)電，為熔融處理提供電カ供應(yīng)。焚燒飛灰在爐內(nèi)經(jīng)過(guò)高溫分解、熔融，變?yōu)椴Ａw熔渣，體積減少，重金屬被固化在熔渣中。與其他的氣化熔融技術(shù)相比，等離子技術(shù)具有高溫和高熱密度特性，該技術(shù)幾乎能將碳基廢物中的有機(jī)物完全轉(zhuǎn)化成合成氣(主要為CO和H2),而無(wú)機(jī)物則可變成無(wú)害灰渣(玻璃體)。對(duì)于生活垃圾和焚燒飛灰混合物，等離子氣化熔融技術(shù)在國(guó)外已被證明是ー種可靠的處理措施。近年來(lái)世界發(fā)到國(guó)家出現(xiàn)了多種垃圾熱解氣化處理設(shè)備，我國(guó)也出現(xiàn)了一些已獲國(guó)家專利的垃圾氣化設(shè)備。但是，目前大多數(shù)這類產(chǎn)品在我國(guó)極少能被實(shí)際應(yīng)用，其主要原因是這些氣化爐對(duì)爐料的選擇性要求較高，處理成本大，經(jīng)濟(jì)效益不明顯。由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的ー種生活垃圾與焚燒飛灰混合處理技術(shù)在設(shè)備結(jié)構(gòu)、處理方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一歩改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)ー種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、廉價(jià)，而且具有明顯經(jīng)濟(jì)效益的環(huán)保型生活垃圾與焚燒飛灰共處置的方法和設(shè)備，實(shí)屬當(dāng)前本領(lǐng)域極需改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供ー種生活垃圾與焚燒飛灰共處置方法及其設(shè)備，使其設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、廉價(jià)，而且具有明顯經(jīng)濟(jì)效益，從而克服現(xiàn)有的生活垃圾與焚燒飛灰混合處理技術(shù)的不足。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明ー種生活垃圾與焚燒飛灰共處置設(shè)備，包括等離子炬系統(tǒng)和氣化熔融爐；所述的熔融爐的爐體底部設(shè)有排渣ロ，頂部設(shè)有氣體引出ロ；熔融爐的爐腔自下而上依次為洛倉(cāng)、熔融燃燒室、氣化室、干燥室和燃?xì)庳?fù)壓倉(cāng)，并在干燥室上方連接有進(jìn)料倉(cāng)；其中，熔融燃燒室與渣倉(cāng)之間設(shè)有等離子炬接ロ，氣化室設(shè)有進(jìn)風(fēng)ロ，燃?xì)庳?fù)壓倉(cāng)設(shè)有熱電偶接ロ。作為本發(fā)明的ー種改迸，所述的等離子炬接ロ為兩個(gè)。在熔融爐爐體的橫截面上，所述的兩個(gè)等離子炬接ロ的軸線平行于同一爐體橫截面直徑，井分別向該直徑的兩側(cè)偏移。所述的進(jìn)風(fēng)ロ包括對(duì)稱設(shè)置在氣化室下方的ー對(duì)一次風(fēng)進(jìn)ロ，以及對(duì)稱設(shè)置在氣化室上方的ー對(duì)二次風(fēng)進(jìn)ロ。 所述的干燥室上方還設(shè)有視鏡接ロ。所述的進(jìn)料倉(cāng)為兩個(gè)，對(duì)稱布置在干燥室上方。所述的進(jìn)料倉(cāng)可密封。所述的排渣ロ為兩個(gè)。所述的熔融爐的氣體引出ロ通過(guò)氣-氣換熱器、脫酸浄化裝置與內(nèi)燃機(jī)相連，氣-氣換熱器的制冷氣體入口與空氣連通，制冷氣體出口與熔融爐的進(jìn)風(fēng)ロ連通。此外，本發(fā)明還提供了ー種生活垃圾與焚燒飛灰共處置方法，包括以下步驟將床層料加入上述設(shè)備的熔融爐中，并啟動(dòng)等離子炬系統(tǒng)；觀察熱電偶接ロ處的熱電偶數(shù)值，當(dāng)爐溫達(dá)到額定值后，將經(jīng)過(guò)前處理的生活垃圾與焚燒飛灰混合物投入進(jìn)料倉(cāng)；根據(jù)熱電偶接ロ處的熱電偶數(shù)值及氣體引出ロ處的氣體成分檢測(cè)值控制進(jìn)風(fēng)ロ的風(fēng)量大?。换旌衔锝?jīng)干燥、熔融燃燒后，產(chǎn)生的合成氣進(jìn)入燃?xì)庳?fù)壓倉(cāng)并經(jīng)氣體引出ロ排出熔融爐，產(chǎn)生的液體爐渣經(jīng)渣倉(cāng)、排渣ロ排出熔融爐。采用這樣的設(shè)計(jì)后，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)I、傳統(tǒng)的焚燒爐能量通量與氧氣的濃度不能獨(dú)立于反應(yīng)器的溫度，而本發(fā)明采用的等離子系統(tǒng)的能量供給與系統(tǒng)中氧氣的濃度是能夠獨(dú)立控制的，即氧化性、還原性、深度還原性以及惰性氣體環(huán)境獨(dú)立于反應(yīng)器的溫度，這使得在極高的還原性或者惰性氣體環(huán)境下具有極高的能量通量成為可能；2、維持等離子體弧所需要的氣體體積比靠燃料燃燒的焚燒爐要少很多，據(jù)估計(jì)，對(duì)于給定數(shù)量的處理物質(zhì)，等離子體系統(tǒng)所需的氣體體積僅為燃料焚燒爐所需氣體的10%左右，這也意味著對(duì)于等離子體系統(tǒng)的尾氣處理系統(tǒng)能極大的簡(jiǎn)化；3、與傳統(tǒng)焚燒技術(shù)相比，等離子體技術(shù)能夠完全的破除有毒有害廢物，裝置的體積和尺寸要小的多，高溫等離子體源的維修費(fèi)用和時(shí)間相對(duì)較少；4、本發(fā)明提出的等離子氣化熔融爐，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)完全符合生活垃圾與其飛灰混合物共處置的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)物料的連續(xù)進(jìn)出料，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、可靠，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。如上所述，本發(fā)明能夠完全的破除生活垃圾及焚燒飛灰混合物中的有毒、有害廢物，且氣化熔融產(chǎn)生的合成氣可以用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)物料的連續(xù)進(jìn)出料，且結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、可靠，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。


上述僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步的詳細(xì)說(shuō)明。
圖I是本發(fā)明生活垃圾與焚燒飛灰共處置等離子氣化融爐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明生活垃圾與焚燒飛灰共處置等離子氣化融爐的等離子炬爐內(nèi)布置示意圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖I所示，本發(fā)明ー種生活垃圾與焚燒飛灰共處置設(shè)備包括等離子炬系統(tǒng)和氣化熔融爐。本發(fā)明的氣化熔融爐采用上吸式設(shè)計(jì)，在爐體底部設(shè)有排渣ロ 7，頂部設(shè)有氣體引出口 I。熔融爐的爐腔自下而上依次為渣倉(cāng)13、熔融燃燒室9、氣化室10、干燥室11和燃?xì)庳?fù)壓倉(cāng)12，并在干燥室11上方連接有進(jìn)料倉(cāng)3。熔融爐的爐壁上，在熔融燃燒室9與渣倉(cāng)13之間設(shè)有等離子炬接ロ 6，氣化室10側(cè)壁設(shè)有進(jìn)風(fēng)ロ，燃?xì)庳?fù)壓倉(cāng)12側(cè)壁設(shè)有熱電偶接n 2。其中，排渣ロ 7和進(jìn)料倉(cāng)3均可為兩個(gè)，進(jìn)料倉(cāng)3采用可密封設(shè)計(jì)，對(duì)稱布置在干燥室上方。進(jìn)風(fēng)ロ采用兩級(jí)配風(fēng)設(shè)計(jì)，每級(jí)配風(fēng)設(shè)有兩個(gè)進(jìn)風(fēng)管，對(duì)稱布置在等離子氣化熔融爐兩側(cè)，例如如圖所示對(duì)稱設(shè)置在氣化室10下方的ー對(duì)一次風(fēng)進(jìn)ロ 5，以及對(duì)稱設(shè)置在氣化室10上方的ー對(duì)二次風(fēng)進(jìn)ロ 4。此外，本發(fā)明還可在干燥室11上方設(shè)置視鏡接ロ 8。較佳的，請(qǐng)配合參閱圖2所示，本發(fā)明采用功率可調(diào)的等離子炬系統(tǒng)，并在氣化熔融爐爐壁上設(shè)有兩個(gè)等離子炬接ロ 6，在相應(yīng)的爐體橫截面上，這兩個(gè)等離子炬接ロ的軸線平行于同一爐體橫截面直徑，井分別向該直徑的兩側(cè)偏移。此外，熔融爐的氣體引出ロ I還可通過(guò)冷卻裝置、脫酸浄化裝置與內(nèi)燃機(jī)相連，熔融產(chǎn)生的合成氣經(jīng)冷卻、脫酸、除塵，最終由引風(fēng)機(jī)送入內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行發(fā)電。其中，冷卻裝置優(yōu)選高效的氣-氣換熱器，具有余熱利用功能，其制冷氣體入ロ與空氣連通，制冷氣體出ロ與熔融爐的進(jìn)風(fēng)ロ連通，被加熱的空氣作為熔融爐的入爐空氣使用。本發(fā)明生活垃圾與焚燒飛灰共處置方法包括以下步驟先將床層料加入熔融爐中，并啟動(dòng)等離子炬系統(tǒng)；觀察熱電偶接ロ 2處的熱電偶數(shù)值，當(dāng)爐溫達(dá)到額定值后，將經(jīng)過(guò)前處理的生活垃圾與焚燒飛灰混合物投入進(jìn)料倉(cāng)3 ;根據(jù)熱電偶接ロ 2處的熱電偶數(shù)值及氣體引出ロ I處的氣體成分檢測(cè)值控制一次風(fēng)進(jìn)ロ 5、二次風(fēng)進(jìn)ロ 4的風(fēng)量大??；入爐物料在干燥室11處被干燥，然后進(jìn)入熔融燃燒室9內(nèi)進(jìn)行氣化燃燒；飛灰和物料中的宜燃組分燃燒產(chǎn)生的氣體進(jìn)入氣化室10進(jìn)行氣化反應(yīng)，氣化氣中的焦油、ニ噁英和呋喃等有害物質(zhì)被等離子體高溫裂解為短鏈的氣體成分(如H2、CH4, CO、CnHn、N2等)，入爐物料經(jīng)過(guò)徹底氣化后，產(chǎn)生的合成氣體進(jìn)入燃?xì)庳?fù)壓倉(cāng)12，并經(jīng)氣體引出ロ I排出熔融爐；飛灰和物料中的不可燃部分，經(jīng)等離子體高溫熔融，產(chǎn)生的液態(tài)玻璃體爐渣經(jīng)渣倉(cāng)13、排渣ロ 7排出熔融爐。本發(fā)明提供了ー種生活垃圾與焚燒飛灰共處置等離子氣化熔融的方法及設(shè)備，利用等離子系統(tǒng)的高溫及等離子體作用處理生活垃圾和焚燒飛灰混合物，使混合物料氣化后產(chǎn)生的有害物質(zhì)(如焦油、ニ噁英和呋喃等)裂解為短鏈的分子或原子(如H2、CH4, CO、CnHn、N2等);有害金屬則包封在玻璃體中，并阻止其遷移到水和大氣中，真正做到了生活垃圾及其飛灰的無(wú)害化處理，并可達(dá)到穩(wěn)定化、減量化及資源化目的；同吋，經(jīng)等離子系統(tǒng)處理的合成氣具有可燃性質(zhì)，具有較高的熱值，經(jīng)過(guò)余熱利用系統(tǒng)的換熱冷卻、脫酸浄化裝置去除雜質(zhì)成分后，即可用于內(nèi)燃機(jī)發(fā)電，發(fā)出的電能可維持本發(fā)明整個(gè)設(shè)備的正常運(yùn)行。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述掲示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡(jiǎn)單修改、等同變化或修飾，均落在本發(fā) 明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種生活垃圾與焚燒飛灰共處置設(shè)備，其特征在干 包括等離子炬系統(tǒng)和氣化熔融爐； 所述的熔融爐的爐體底部設(shè)有排渣ロ，頂部設(shè)有氣體弓I出口； 熔融爐的爐腔自下而上依次為洛倉(cāng)、熔融燃燒室、氣化室、干燥室和燃?xì)庳?fù)壓倉(cāng)，并在干燥室上方連接有進(jìn)料倉(cāng)； 其中，熔融燃燒室與渣倉(cāng)之間設(shè)有等離子炬接ロ，氣化室設(shè)有進(jìn)風(fēng)ロ，燃?xì)庳?fù)壓倉(cāng)設(shè)有熱電偶接ロ。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種生活垃圾與焚燒飛灰共處置設(shè)備，其特征在于所述的等離子炬接ロ為兩個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種生活垃圾與焚燒飛灰共處置設(shè)備，其特征在于在熔融爐爐體的橫截面上，所述的兩個(gè)等離子炬接ロ的軸線平行于同一爐體橫截面直徑，并分別向該直徑的兩側(cè)偏移。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種生活垃圾與焚燒飛灰共處置設(shè)備，其特征在于所述的進(jìn)風(fēng)ロ包括對(duì)稱設(shè)置在氣化室下方的ー對(duì)一次風(fēng)進(jìn)ロ，以及對(duì)稱設(shè)置在氣化室上方的ー對(duì)ニ次風(fēng)進(jìn)ロ。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種生活垃圾與焚燒飛灰共處置設(shè)備，其特征在于所述的干燥室上方還設(shè)有視鏡接ロ。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種生活垃圾與焚燒飛灰共處置設(shè)備，其特征在于所述的進(jìn)料倉(cāng)為兩個(gè)，對(duì)稱布置在干燥室上方。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種生活垃圾與焚燒飛灰共處置設(shè)備，其特征在于所述的進(jìn)料倉(cāng)可密封。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種生活垃圾與焚燒飛灰共處置設(shè)備，其特征在于所述的排渣ロ為兩個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種生活垃圾與焚燒飛灰共處置設(shè)備，其特征在于所述的熔融爐的氣體引出ロ通過(guò)氣-氣換熱器、脫酸浄化裝置與內(nèi)燃機(jī)相連，氣-氣換熱器的制冷氣體入口與空氣連通，制冷氣體出口與熔融爐的進(jìn)風(fēng)ロ連通。
10.ー種生活垃圾與焚燒飛灰共處置方法，其特征在于包括以下步驟 將床層料加入權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述設(shè)備的熔融爐中，并啟動(dòng)等離子炬系統(tǒng)； 觀察熱電偶接ロ處的熱電偶數(shù)值，當(dāng)爐溫達(dá)到額定值后，將經(jīng)過(guò)前處理的生活垃圾與焚燒飛灰混合物投入進(jìn)料倉(cāng)； 根據(jù)熱電偶接ロ處的熱電偶數(shù)值及氣體引出ロ處的氣體成分檢測(cè)值控制進(jìn)風(fēng)ロ的風(fēng)量大??； 混合物經(jīng)干燥、熔融燃燒后，產(chǎn)生的合成氣進(jìn)入燃?xì)庳?fù)壓倉(cāng)并經(jīng)氣體引出ロ排出熔融爐,產(chǎn)生的液體爐渣經(jīng)渣倉(cāng)、排渣ロ排出熔融爐。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種生活垃圾與焚燒飛灰共處置方法及其設(shè)備，該設(shè)備包括等離子炬系統(tǒng)和氣化熔融爐；所述的熔融爐包括排渣口、氣體引出口、渣倉(cāng)、熔融燃燒室、氣化室、干燥室、燃?xì)庳?fù)壓倉(cāng)、進(jìn)料倉(cāng)、等離子炬接口、進(jìn)風(fēng)口和熱電偶接口。該方法包括將床層料加入熔融爐中，并啟動(dòng)等離子炬系統(tǒng)；當(dāng)爐溫達(dá)到額定值后，將生活垃圾與焚燒飛灰混合物投入進(jìn)料倉(cāng)；經(jīng)干燥、熔融燃燒后，產(chǎn)生的合成氣經(jīng)燃?xì)庳?fù)壓倉(cāng)、氣體引出口排出熔融爐，產(chǎn)生的爐渣經(jīng)渣倉(cāng)、排渣口排出。本發(fā)明能夠完全的破除生活垃圾及焚燒飛灰混合物中的有毒、有害廢物，且氣化熔融產(chǎn)生的合成氣可以用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)物料的連續(xù)進(jìn)出料，且結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、可靠，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。
文檔編號(hào)F23G5/44GK102644923SQ20121015087
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者何亮, 張晨光, 林延超, 溫冬, 王云平, 邢巨元, 陳芳 申請(qǐng)人:北京環(huán)衛(wèi)集團(tuán)環(huán)境研究發(fā)展有限公司