本實(shí)用新型涉及固體廢棄物資源化處理技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種生活垃圾熱解氣化飛灰直接熔融裝置。
背景技術(shù)：
按照中國國標(biāo)GB18485-2014《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，“生活垃圾焚燒飛灰與焚燒爐渣應(yīng)分別收集、貯存、運(yùn)輸和處置。生活垃圾焚燒飛灰應(yīng)按危險(xiǎn)廢物進(jìn)行管理?！?/p>
如果將焚燒灰渣在超過其熔點(diǎn)的高溫下進(jìn)行熔融處理，不僅可以徹底分解吸附在焚燒飛灰上二噁英類物質(zhì)，而且可將焚燒飛灰中的重金屬等有害物質(zhì)固化，可使生活垃圾焚燒飛灰從危險(xiǎn)廢棄物轉(zhuǎn)化為一般固體廢棄物，可直接作為建筑原材料，既減少了環(huán)境污染，又實(shí)現(xiàn)了資源綜合利用。
代表當(dāng)今垃圾焚燒技術(shù)發(fā)展方向的國際先進(jìn)技術(shù)是氣化熔融技術(shù)，其基本過程是：生活垃圾被送入熱解/氣化爐(400～700℃)，垃圾中的有機(jī)物迅速熱解或者氣化，氣化爐內(nèi)為還原性氣氛，大部分的金屬(如Fe、Al、Cu等)不會(huì)被氧化，可以隨底渣排出，經(jīng)過磁選或重力分離后可進(jìn)一步回收利用；氣化產(chǎn)物進(jìn)入燃燒熔融爐，并能在較低的過量空氣系數(shù)下(l.2-1.3)完全燃燒，使?fàn)t內(nèi)溫度達(dá)到1300℃以上，此時(shí)灰渣在爐內(nèi)熔融為玻璃態(tài)物質(zhì)，二惡英完全分解、重金屬被固化到熔渣中。在新日本制鐵的一個(gè)20t/d的試驗(yàn)臺(tái)中，即使不使用活性炭，煙囪入口處二嗯英也能控制在0.01ng以下。
垃圾氣化熔融的技術(shù)關(guān)鍵是，需獲得1400℃左右的高溫，目前采用的主要方法是燃料法和電熱法，存在能耗高、設(shè)備復(fù)雜、投資大等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的在于提出一種生活垃圾熱解氣化飛灰直接熔融裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。
為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
生活垃圾熱解氣化飛灰直接熔融裝置，包括垃圾處理塔、冷凝除濕器、高溫空氣預(yù)熱器、低溫空氣預(yù)熱器、第一鼓風(fēng)機(jī)、第二鼓風(fēng)機(jī)和旋風(fēng)二次燃燒室，所述垃圾處理塔沿縱向向下依次設(shè)有干燥熱解室、熱解氣化室和焙燒室，所述干燥熱解室內(nèi)沿縱向向下依次設(shè)有干燥熱解室進(jìn)風(fēng)管和干燥熱解室旋轉(zhuǎn)爐條，所述干燥熱解室進(jìn)風(fēng)管通過高溫空氣預(yù)熱器與所述第二鼓風(fēng)機(jī)相連，所述熱解氣化室內(nèi)沿縱向向下依次設(shè)有熱解氣化室進(jìn)風(fēng)管和熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐排,所述熱解氣化室進(jìn)風(fēng)管通過低溫空氣預(yù)熱器與所述第一鼓風(fēng)機(jī)相連，所述焙燒室的底部設(shè)有出渣室，所述焙燒室內(nèi)設(shè)有焙燒室進(jìn)氣管，所述焙燒室進(jìn)氣管與所述第一鼓風(fēng)機(jī)相連，所述干燥熱解室的上端設(shè)有垃圾進(jìn)料口，所述干燥熱解室的一側(cè)設(shè)有濕煙氣出口，所述濕煙氣出口與設(shè)于焙燒室一側(cè)的濕煙氣進(jìn)口相連，所述熱解氣化室的一側(cè)設(shè)有熱解氣化氣體出口，所述熱解氣化氣體出口與旋風(fēng)二次燃燒室的燃燒進(jìn)氣口相連，所述旋風(fēng)二次燃燒室的底部連接有除渣機(jī)，所述旋風(fēng)二次燃燒室的頂端設(shè)有焚燒煙氣出口。
進(jìn)一步的，所述濕煙氣出口與濕煙氣進(jìn)口之間還連接有冷凝除濕器，所述冷凝除濕器通過冷卻水泵連接有涼水塔。
進(jìn)一步的，所述旋風(fēng)二次燃燒室的燃燒進(jìn)氣口的一側(cè)設(shè)有二次風(fēng)進(jìn)口，所述二次風(fēng)進(jìn)口連接于所述干燥熱解室進(jìn)風(fēng)管與第二鼓風(fēng)機(jī)之間的管道上。
進(jìn)一步的，所述出渣室的出口連接有除渣機(jī)，所述出渣室內(nèi)設(shè)有出渣爐排，底部設(shè)有出渣室灰斗。
進(jìn)一步的，所述高溫空氣預(yù)熱器與干燥熱解室進(jìn)風(fēng)管之間的管道上、所述低溫空氣預(yù)熱器與熱解氣化室進(jìn)風(fēng)管之間的管道上以及所述第二鼓風(fēng)機(jī)與焙燒室進(jìn)氣管之間的管道上均設(shè)有調(diào)節(jié)閥。
進(jìn)一步的，所述高溫空氣預(yù)熱器和低溫空氣預(yù)熱器均設(shè)于焚燒煙氣出口內(nèi)，所述焚燒煙氣出口還設(shè)有氣水換熱器。
本實(shí)用新型所述裝置的有益效果：
1、通過調(diào)節(jié)爐條旋轉(zhuǎn)速度，可以控制生活垃圾在該空間停留的時(shí)間，使所述裝置適應(yīng)生活垃圾水分、熱值的變化，提高處理效率；
2、減少了熱解氣中水分的同時(shí)又增加了熱解氣的熱值，同時(shí)因?yàn)樗羝麑?duì)熱解氣化料層溫度的調(diào)節(jié)，可以減少熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐條上料層結(jié)焦的風(fēng)險(xiǎn)，還可以降低灰渣中的含碳量；
3、本實(shí)用新型所述裝置能夠處理含水率大于60％的生活垃圾，進(jìn)一步的，可以推廣到水處理污泥的熱處理；
4、低投資、低成本的獲得飛灰熔融、二噁英徹底分解以及重金屬得以固化的環(huán)保效果。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中所示：
1-垃圾進(jìn)料口；2-干燥熱解室；3-熱解氣化室；4-焙燒室；5-出渣室；6-除渣機(jī)；7-旋風(fēng)二次燃燒室；8-氣水換熱器；9-高溫空氣預(yù)熱器；10-低溫空氣預(yù)熱器；11-第一鼓風(fēng)機(jī)；12-第二鼓風(fēng)機(jī)；13-干燥熱解室進(jìn)風(fēng)管；14-干燥熱解室旋轉(zhuǎn)爐條；15-熱解氣化室進(jìn)風(fēng)管；16-熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐排；17-出渣爐排；18-出渣室灰斗；19-濕煙氣出口；20-濕煙氣進(jìn)口；21-二次風(fēng)進(jìn)口；22-調(diào)節(jié)閥；23-熱解氣化氣體出口；24-焙燒室進(jìn)氣管；25-焚燒煙氣出口；26-冷凝除濕器；27-涼水塔；28-冷卻水泵；29-燃燒進(jìn)氣口。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對(duì)本實(shí)用新型所述裝置的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
如圖1所示，本實(shí)用新型所述的一種生活垃圾熱解氣化飛灰直接熔融裝置，包括垃圾處理塔、冷凝除濕器26、高溫空氣預(yù)熱器9、低溫空氣預(yù)熱器10、第一鼓風(fēng)機(jī)11、第二鼓風(fēng)機(jī)12和旋風(fēng)二次燃燒室7，所述垃圾處理塔沿縱向向下依次設(shè)有干燥熱解室2、熱解氣化室3和焙燒室4，所述干燥熱解室2內(nèi)沿縱向向下依次設(shè)有干燥熱解室進(jìn)風(fēng)管13和干燥熱解室旋轉(zhuǎn)爐條14，所述干燥熱解室進(jìn)風(fēng)管13通過高溫空氣預(yù)熱器9與所述第二鼓風(fēng)機(jī)12相連，所述熱解氣化室3內(nèi)沿縱向向下依次設(shè)有熱解氣化室進(jìn)風(fēng)管15和熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐排16,所述熱解氣化室進(jìn)風(fēng)管15通過低溫空氣預(yù)熱器10與所述第一鼓風(fēng)機(jī)11相連，所述焙燒室4的底部設(shè)有出渣室5，所述焙燒室4內(nèi)設(shè)有焙燒室進(jìn)氣管24，所述焙燒室進(jìn)氣管24與所述第一鼓風(fēng)機(jī)11相連，所述干燥熱解室2的上端設(shè)有垃圾進(jìn)料口1，所述干燥熱解室2的一側(cè)設(shè)有濕煙氣出口19，所述濕煙氣出口19與設(shè)于焙燒室4一側(cè)的濕煙氣進(jìn)口20相連，所述熱解氣化室3的一側(cè)設(shè)有熱解氣化氣體出口23，所述熱解氣化氣體出口23與旋風(fēng)二次燃燒室7的燃燒進(jìn)氣口29相連，所述旋風(fēng)二次燃燒室7的底部連接有除渣機(jī)6，所述旋風(fēng)二次燃燒室6的頂端設(shè)有焚燒煙氣出口25。
在本實(shí)施例中，所述濕煙氣出口19與濕煙氣進(jìn)口20之間還連接有冷凝除濕器26，所述冷凝除濕器26通過冷卻水泵28連接有涼水塔27。具體的，冷凝除濕器26上設(shè)有與涼水塔27相連的除濕器冷卻水進(jìn)口(圖中未示)和除濕器冷卻水出口(圖中未示)，濕熱煙氣經(jīng)過冷凝除濕器26冷凝后形成的冷凝水通過冷凝除濕器26上設(shè)有的除濕器凝結(jié)水出口(圖中未示)排出。
在本實(shí)施例中，所述旋風(fēng)二次燃燒室7的燃燒進(jìn)氣口29的一側(cè)設(shè)有二次風(fēng)進(jìn)口21，所述二次風(fēng)進(jìn)口21連接于所述干燥熱解室進(jìn)風(fēng)管13與第二鼓風(fēng)機(jī)12之間的管道上。高熱值的熱解氣由熱解氣化氣體出口23與來自第一鼓風(fēng)機(jī)11的高溫二次燃燒氣體混合后，進(jìn)入旋風(fēng)二次燃燒室7，獲得大于1200度的高溫，能使高溫氣流中的焚燒飛灰熔融，并在強(qiáng)大的離心力作用下，被爐壁捕捉。
在本實(shí)施例中，所述出渣室5的出口連接有除渣機(jī)6，所述出渣室5內(nèi)設(shè)有出渣爐排17，底部設(shè)有出渣室灰斗18。出渣室5的出渣速度能夠被控制。
在本實(shí)施例中，所述高溫空氣預(yù)熱器9與干燥熱解室進(jìn)風(fēng)管13之間的管道上、所述低溫空氣預(yù)熱器10與熱解氣化室進(jìn)風(fēng)管15之間的管道上以及所述第二鼓風(fēng)機(jī)12與焙燒室進(jìn)氣管24之間的管道上均設(shè)有調(diào)節(jié)閥22。
在本實(shí)施例中，所述高溫空氣預(yù)熱器9和低溫空氣預(yù)熱器10均設(shè)于焚燒煙氣出口25內(nèi)，所述焚燒煙氣出口25還設(shè)有氣水換熱器8。高溫空氣預(yù)熱器9和低溫空氣預(yù)熱器10設(shè)于焚燒煙氣出口25內(nèi)能夠有效的利用旋風(fēng)二次燃燒室7內(nèi)燃燒后排出的煙氣中帶有的熱量，從而達(dá)到節(jié)能能源的目的。在靠近焚燒煙氣出口25最外端的位置設(shè)有氣水換熱器8進(jìn)而能夠最大限度的利用煙氣中的熱量。
本實(shí)用新型還公開了所述裝置的使用方法，包括以下步驟：
將生活垃圾從垃圾進(jìn)料口1投入到干燥熱解室2內(nèi)，為了提高生活垃圾的干燥效果，可在干燥熱解室旋轉(zhuǎn)爐條14上加入引火物質(zhì)(如材火)；
根據(jù)生活垃圾加入的速度、生活垃圾的熱值、生活垃圾的濕度以及干燥熱解室2內(nèi)的溫度通過調(diào)節(jié)閥22調(diào)節(jié)干燥熱解室進(jìn)風(fēng)管13進(jìn)入的熱空氣量，進(jìn)入的生活垃圾與熱空氣接觸，生活垃圾被干燥，并在底部發(fā)生縮容和部分熱分解反應(yīng)，生活垃圾在干燥熱解室旋轉(zhuǎn)爐條14的作用下，已發(fā)生縮容的垃圾逐漸落入熱解氣化室3；
根據(jù)濕煙氣出口19內(nèi)的濕煙氣的含水量通過冷卻水流量調(diào)節(jié)閥(圖中未示)調(diào)節(jié)冷凝除濕器26的冷水供應(yīng)量。干燥熱解室2的濕熱煙氣在熱解氣化氣體出口23負(fù)壓的引導(dǎo)下，進(jìn)入冷凝除濕器26，濕煙氣中的水分被冷凝分離。
根據(jù)生活垃圾的加入速度、熱解氣化室3內(nèi)的溫度通過調(diào)節(jié)閥22調(diào)節(jié)熱解氣化室進(jìn)風(fēng)管15進(jìn)入的熱空氣量。落入熱解氣化室3的生活垃圾在熱解氣化室旋轉(zhuǎn)爐排16上與低溫空氣預(yù)熱器10過來的熱空氣發(fā)生缺氧燃燒、還原等熱解氣化反應(yīng)，氣體在熱解氣化氣體出口23負(fù)壓的作用下，穿過干燥熱解室2被引出，灰渣落入焙燒室4；
通過調(diào)節(jié)閥13向焙燒室4內(nèi)鼓入足量的空氣，控制焙燒的溫度和焙燒的時(shí)間?；以淙氡簾?后，與第一鼓風(fēng)機(jī)11送來的常溫空氣進(jìn)行焙燒反應(yīng)，灰渣中的殘?zhí)急贿M(jìn)一步的燃燒去除，控制焙燒溫度為400-850℃和停留時(shí)間為1-4h，可使灰渣灼減量控制在3％以下。焙燒室4為足氧燃燒，產(chǎn)生的高溫二氧化碳?xì)怏w，在負(fù)壓的引導(dǎo)下穿過熱解氣化室3，被還原為一氧化碳。
經(jīng)焙燒熱灼減率達(dá)標(biāo)合格的灰渣，落入出渣室5，再由出渣爐排17按一定的速度送入除渣機(jī)6，出渣速度可調(diào)控。另外，干燥熱解室2上部的濕熱煙氣，在熱解氣化氣體出口23負(fù)壓的引導(dǎo)下，通過焙燒室4上部濕煙氣進(jìn)口20進(jìn)入焙燒室4上部，穿過干燥熱解室旋轉(zhuǎn)爐條14上灼熱的料層，水蒸汽在高溫下與料層中的碳發(fā)生水煤氣反應(yīng)：
C+H2O-----H2+CO
從而進(jìn)一步的提高了熱解氣的燃值。
得到的熱解氣再將其與高溫(200-800℃)空氣(或富氧空氣或氧氣)混合后，引入旋風(fēng)二次燃燒室7中，通過旋風(fēng)燃燒產(chǎn)生強(qiáng)大的高溫回流區(qū)，強(qiáng)化熱解可燃?xì)怏w的著火和燃燒；獲得大于1200℃的高溫，使高溫氣流中的焚燒飛灰渣熔融，并在強(qiáng)大的離心力作用下，被爐壁捕捉，從而達(dá)到高溫氣流與熔渣飛灰分離的目的，使飛灰中二噁英徹底分解的同時(shí)，使飛灰中的重金屬得以固化。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。