專利名稱:回轉(zhuǎn)爐床垃圾氣化焚燒處理方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種垃圾焚燒處理方法,尤其涉及一種運(yùn)用回轉(zhuǎn)爐床對(duì)垃圾進(jìn)行氣化焚燒的處理方法。
(二)技術(shù)背景目前國(guó)內(nèi)外采用的垃圾焚燒處理方法有固定床垃圾焚燒、活動(dòng)爐排爐垃圾焚燒、回轉(zhuǎn)窯固體廢物溶融焚燒、流化床垃圾燃燒等多種方法。固定床由于垃圾燃燒不充分、垃圾處理量小,目前已很少使用?;顒?dòng)爐排爐有逆推往復(fù)爐排(如馬丁爐排)、順推(階梯式)往復(fù)爐排、滾動(dòng)爐排等多種形式。這些爐排爐垃圾處理量較大、垃圾易著火燃燒,在國(guó)內(nèi)外城市垃圾生活垃圾處理方面的應(yīng)用最廣泛,但采用爐排爐對(duì)垃圾進(jìn)行直接燃燒,富于氧量較大,熱損失較多,垃圾熱值較低或垃圾熱值波動(dòng)較大時(shí),燃燒產(chǎn)物含碳較多,燃燒不充分,在垃圾熱值較高時(shí)易產(chǎn)生大量的NOx?;剞D(zhuǎn)窯主要應(yīng)用于工業(yè)垃圾的焚燒,一般規(guī)模較小,采用噴油助燃,殘?jiān)砸簯B(tài)或熔融狀形式排出,窯溫較高,存在轉(zhuǎn)動(dòng)部件的密封和高溫變形問(wèn)題,另外液態(tài)或溶融狀殘?jiān)鼘?duì)爐襯侵蝕厲害。流化床垃圾焚燒爐適用于大規(guī)模垃圾處理,垃圾進(jìn)爐焚燒處理之前要進(jìn)行破碎和分選等一系列預(yù)處理,這樣造成設(shè)備造價(jià)較高、運(yùn)行成本增加,同時(shí)流化床設(shè)備造價(jià)比較昂貴,這也限制了其應(yīng)用。
對(duì)垃圾進(jìn)行氣化和二次燃燒是目前國(guó)際上最先進(jìn)的垃圾燃燒工藝方法,旨在提高燃燒效率,減少二次污染。二次燃燒是在絕熱爐膛或余熱鍋爐內(nèi)組織空間懸浮燃燒,垃圾氣化的形式較多,有固定床、往復(fù)移動(dòng)床、脈沖振動(dòng)床或內(nèi)循環(huán)流化床等,其中固定床、往復(fù)移動(dòng)床、脈沖振動(dòng)床由于垃圾與氣體混合不充分、氣化效果較差,尤其是在垃圾含濕量較多熱值較低的情況下,氣化很難進(jìn)行。內(nèi)循環(huán)流化床是進(jìn)行垃圾氣化的較好的方法之一,但其垃圾處理規(guī)摸大且設(shè)備造價(jià)昂貴,目前國(guó)內(nèi)外技術(shù)尚不成熟,無(wú)法進(jìn)行推廣。
隨著環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng),國(guó)內(nèi)外對(duì)防止垃圾焚燒產(chǎn)生的二次污染的要求越來(lái)越高,對(duì)廢氣、廢水和廢灰渣的排放和最終處置的要求提高,尤其是近幾年來(lái),歐洲、日本、美國(guó)、加拿大等都提高了廢氣中二惡英的排放標(biāo)準(zhǔn)和飛灰排放及最終處置的要求,這使得現(xiàn)有的焚燒工藝系統(tǒng)有待改進(jìn),大部分已建的垃圾發(fā)電廠的廢氣、廢水和廢灰渣的處理工藝有待改進(jìn)才能達(dá)到新的環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種回轉(zhuǎn)爐床垃圾氣化焚燒處理方法,使各類垃圾得到有效處理、并在處理過(guò)程中產(chǎn)生的三廢,即廢氣、廢水和廢灰渣的排放達(dá)到或優(yōu)于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)充分利用廢氣能源,進(jìn)行余熱發(fā)電。
本發(fā)明所提供的一種回轉(zhuǎn)爐床垃圾氣化焚燒處理方法,包括下列步驟1)將各類垃圾進(jìn)行前處理后,送入密閉負(fù)壓垃圾庫(kù)混合和貯存,貯存若干天,抽取垃圾庫(kù)空氣作為一次風(fēng)量或二次風(fēng)量,使垃圾庫(kù)保持負(fù)壓;2)混合垃圾送入窯壁為絕熱的回轉(zhuǎn)窯內(nèi),在窯頭送入垃圾完全燃燒所需空氣量的0.5~0.8倍的一次風(fēng),該混合垃圾隨回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動(dòng)而翻動(dòng),經(jīng)過(guò)干燥、加熱、燃燒和熱解四個(gè)階段,混合垃圾熱解為未燃盡煙氣和含碳?xì)堅(jiān)刂苹剞D(zhuǎn)窯出口煙氣溫度在800~1000℃;3)該未燃盡煙氣和含碳?xì)堅(jiān)M(jìn)入余熱鍋爐,含碳?xì)堅(jiān)c從該鍋爐下供入的另一股一次風(fēng)混合,進(jìn)一步燃盡,排出燃燒殘?jiān)?;未燃盡煙氣進(jìn)入鍋爐爐膛與送入的二次風(fēng)混合并充分燃燒,煙氣在余熱鍋爐內(nèi)換熱冷卻,最后進(jìn)入尾部煙道;4)將余熱鍋爐排出的煙氣進(jìn)行煙氣脫酸脫硫處理,一部分生成的沉降物排出,另一部分隨煙氣進(jìn)入除塵器,除去飛灰,潔凈的煙氣經(jīng)風(fēng)機(jī)排入煙囪然后進(jìn)入大氣;5)將余熱鍋爐排出的殘?jiān)苯犹盥窕蚓C合利用,煙氣脫酸脫硫處理和除塵中的沉降物和飛灰采用低溫降解,進(jìn)行無(wú)害化處理和穩(wěn)定化處理后填埋或綜合利用。
上述的回轉(zhuǎn)爐床垃圾氣化焚燒處理方法中,其步驟3)中,余熱鍋爐產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽送出,用于汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。
上述的回轉(zhuǎn)爐床垃圾氣化焚燒處理方法中,其步驟1)中的垃圾前處理包括對(duì)工業(yè)垃圾進(jìn)行破碎處理和生活垃圾進(jìn)行分選處理。
上述的回轉(zhuǎn)爐床垃圾氣化焚燒處理方法中,其步驟3)中的余熱鍋爐,是由鱗片式鏈條爐排、二燃室、冷煙室、對(duì)流換熱室、尾部煙道所組成,在鱗片式鏈條爐排下送入一次風(fēng),使未燃盡殘?jiān)M(jìn)一步燃盡,在二燃室送入二次風(fēng),使未完全燃燒氣體充分燃盡,二次風(fēng)送入量控制二燃室爐膛出口氧氣含量在8~12%之間,通過(guò)控制二燃室爐膛吸熱量使?fàn)t膛最高溫度不超過(guò)1100℃以防止結(jié)焦、使二燃室爐膛出口煙溫在850~900℃、煙氣停留時(shí)間2秒以上,以減少二惡英的生成;煙氣經(jīng)冷煙室、對(duì)流換熱管束后降至550~600℃之間,進(jìn)入高溫過(guò)熱器,并通過(guò)控制煙氣流速,使高溫過(guò)熱器管壁不超過(guò)430℃。
上述的回轉(zhuǎn)爐床垃圾氣化焚燒處理方法中,其步驟4)中的煙氣采用半干式旋轉(zhuǎn)噴霧吸收塔進(jìn)行脫硫脫酸,采用低壓脈沖布袋除塵器進(jìn)行除塵。
上述的回轉(zhuǎn)爐床垃圾氣化焚燒處理方法中,其步驟5)中的無(wú)害化處理的方法為用胺類催化劑對(duì)二惡英進(jìn)行低溫?zé)峤鉄o(wú)害化處理和添加凝硬性敖合劑對(duì)重金屬進(jìn)行穩(wěn)定化處理。
采用了上述的處理方法,即結(jié)合了回轉(zhuǎn)窯和爐排爐的優(yōu)點(diǎn),擴(kuò)大了對(duì)廢棄物處理的適應(yīng)性,采用回轉(zhuǎn)窯氣化和在余熱鍋爐內(nèi)組織二次燃燒的組合工藝,并對(duì)廢氣、廢水和廢灰渣進(jìn)行處理,不僅使其三廢排放達(dá)到或優(yōu)于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),而且利用廢氣余熱發(fā)電。利用該發(fā)明,其單生產(chǎn)線日處理垃圾150~250噸,由多條生產(chǎn)線可組合成日處理垃圾300~1000噸的垃圾焚燒余熱發(fā)電廠。
圖1是本發(fā)明處理過(guò)程的流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示,本發(fā)明,即回轉(zhuǎn)爐床垃圾氣化焚燒處理過(guò)程如下工業(yè)垃圾、醫(yī)療垃圾和生活垃圾倒入密閉負(fù)壓垃圾庫(kù)。對(duì)于大塊狀或粒度分布較廣的工業(yè)垃圾一般采用破碎的方法將其變成小塊狀或粒度分布均勻的垃圾,針對(duì)材質(zhì)較柔韌的輕工業(yè)(如制鞋、家具、電子等)產(chǎn)業(yè)廢棄物,采用大型剪切破碎機(jī)進(jìn)行預(yù)處理,使其粒度分布均勻,有利于同生活垃圾、醫(yī)療垃圾進(jìn)行混合。醫(yī)療垃圾粒度分布相對(duì)較窄,一般直接進(jìn)入垃圾庫(kù);對(duì)于生活垃圾其粒度分布較窄,也可以直接進(jìn)入垃圾庫(kù),亦可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行重力分選,通常采用帶破袋功能的轉(zhuǎn)筒重力篩分機(jī),重的、含濕高的有機(jī)物殘?jiān)缡称吩?、泥土石塊等篩下物,分離后可填埋或堆肥,篩上物為輕質(zhì)的、含濕低的可燃物質(zhì),直接進(jìn)入垃圾庫(kù)。工業(yè)垃圾、醫(yī)療垃圾和生活垃圾在垃圾庫(kù)內(nèi)用橋吊抓斗翻倒,使其混合均勻,混合垃圾在垃圾庫(kù)內(nèi)存放3-7天,一般根據(jù)垃圾含濕量不同,停放的時(shí)間也不同,含濕量越高,停放時(shí)間越長(zhǎng)。抽取垃圾庫(kù)空氣作為一次風(fēng)或二次風(fēng),使垃圾庫(kù)保持負(fù)壓以防臭氣外溢。
混合垃圾由橋吊抓斗抓入料斗,經(jīng)推料裝置送入回轉(zhuǎn)窯內(nèi),回轉(zhuǎn)窯壁為絕熱結(jié)構(gòu),內(nèi)襯隔熱材料和耐火材料,窯頭送入一次風(fēng),風(fēng)溫隨垃圾含濕量不同而不同,其風(fēng)溫一般控制在80-420℃之間,垃圾含濕量越高,要求一次風(fēng)溫越高,一次風(fēng)可以經(jīng)空氣預(yù)熱器由過(guò)熱蒸汽或煙氣加熱至350℃左右,也可以再混入部分高溫?zé)煔獾揭淮物L(fēng)中將一次風(fēng)溫提高到350-420℃之間。一次風(fēng)量?jī)H為供入混合垃圾全部燃燒時(shí)所需空氣量的0.5-0.8倍,混合垃圾在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)隨回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動(dòng)而翻動(dòng),經(jīng)過(guò)干燥、加熱、燃燒和熱解四個(gè)階段,混合垃圾熱解為未完全燃燒氣體和含碳?xì)堅(jiān)?。通常情況下,窯頭送入的一次空氣量及其風(fēng)溫將窯出口溫度控制在800-1000℃之間,最佳的情況是將窯出口煙氣溫度控制在850-900℃之間。
混合垃圾熱解產(chǎn)物未完全燃燒氣體和含碳?xì)堅(jiān)?,在窯尾進(jìn)入余熱鍋爐,含碳?xì)堅(jiān)湓谟酂徨仩t的鱗片式鏈條爐排上,與從爐排下供入的另一股一次風(fēng)混合燃燒,燃燒殘?jiān)淙腭R丁出渣機(jī)排出,未完全燃燒氣體在余熱鍋爐爐膛內(nèi)與二次風(fēng)混合并充分燃燒,二次風(fēng)供入量由余熱鍋爐爐膛出口煙氣氧含量確定,一般要求爐膛出口氧含量為8-12%之間,煙氣在爐膛停留時(shí)間控制在2秒以上。
余熱鍋爐經(jīng)鍋爐爐膛、冷卻室后進(jìn)入對(duì)流換熱區(qū),對(duì)流換熱區(qū)內(nèi)沿氣流方向依次布置有對(duì)流蒸發(fā)管束、高溫過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器、對(duì)流蒸發(fā)管束,出對(duì)流換熱區(qū)后煙氣進(jìn)入尾部煙道,尾部煙道主要布置高、低溫省煤器和高、低溫空氣預(yù)熱器。由于垃圾焚燒的特殊性,要防止結(jié)焦和高溫腐蝕、低溫腐蝕,根據(jù)垃圾熱值的變化、通過(guò)調(diào)節(jié)一次風(fēng)、二次風(fēng)分配比例和爐膛吸熱量來(lái)控制,爐膛最高溫度一般要求控制不超過(guò)1100℃,可以防止?fàn)t膛結(jié)焦。針對(duì)焚燒垃圾的余熱鍋爐,采用冷卻室和對(duì)流蒸發(fā)管束,將進(jìn)入高溫過(guò)熱器的煙氣溫度控制在550-600℃左右,并通過(guò)煙氣流速的控制使高溫過(guò)熱器管壁不超過(guò)430℃,以防止高溫腐蝕。省煤器和空氣預(yù)熱器的布置要特別防止低溫腐蝕,一般采用提高給水溫度和采用鑄鐵省煤器或鑄鐵空預(yù)器以及提高排煙溫度,來(lái)防止低溫腐蝕,如果垃圾中含氯量高,防止空氣預(yù)熱器低溫腐蝕要采用蒸汽加熱空氣而非煙氣加熱空氣。余熱鍋爐內(nèi)所產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽送出,用于汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。
余熱鍋爐排出的煙氣進(jìn)入煙氣凈化塔,煙氣凈化塔為半干法噴霧吸收塔,煙氣在吸收塔內(nèi)進(jìn)行煙氣脫HCL、SO2、SO3等酸性氣體處理。煙氣經(jīng)對(duì)數(shù)螺旋煙氣分配器進(jìn)入吸收塔,石灰漿由高速旋轉(zhuǎn)噴頭(轉(zhuǎn)速在12000r/min以上)噴入吸收塔,霧化的石灰漿(Ca(OH)2懸濁液)在吸收塔內(nèi)與煙氣中的酸性氣體如HCL、SO2、SO3等發(fā)生反應(yīng),從而進(jìn)行脫酸脫硫,生成的鹽如CaCl2\CaSO3\CaSO4等一部分沉降在噴霧塔內(nèi),一部分隨煙氣進(jìn)入布袋除塵器。根據(jù)煙氣中酸性氣體含量的多少,可調(diào)節(jié)噴入石灰漿的濃度和流量來(lái)達(dá)到脫硫脫酸效率最高。一般要求煙氣在噴霧塔內(nèi)停留時(shí)間10-18秒,煙氣溫降在60-100℃左右。在噴霧吸收塔煙氣出口段,可噴入活性碳用于吸收煙氣中重金屬和二惡英,以防止排煙中重金屬和二惡英超標(biāo)。
煙氣出噴霧吸收塔后進(jìn)入布袋除塵器,煙氣中的煙塵及活性碳通過(guò)布袋截流下來(lái),潔凈煙氣出布袋除塵器后。經(jīng)風(fēng)機(jī)排入煙囪然后排入大氣。
噴霧吸收塔和布袋除塵器中排出的飛灰中含有重金屬和二惡英,針對(duì)這一部分飛灰輸入灰?guī)熨A存,采用胺類催化劑低溫?zé)峤?200-300℃)去除二惡英和添加凝硬性敖合劑將重金屬固化的方法進(jìn)行無(wú)害化和穩(wěn)定化處理后填埋或綜合利用。
權(quán)利要求
1.一種回轉(zhuǎn)爐床垃圾氣化焚燒處理方法,包括下列步驟1)將各類垃圾進(jìn)行前處理后,送入密閉負(fù)壓垃圾庫(kù)混合和貯存,貯存若干天,抽取垃圾庫(kù)空氣作為一次風(fēng)量或二次風(fēng)量,使垃圾庫(kù)保持負(fù)壓;2)混合垃圾送入窯壁為絕熱的回轉(zhuǎn)窯內(nèi),在窯頭送入垃圾完全燃燒所需空氣量的0.5~0.8倍的一次風(fēng),該混合垃圾隨回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動(dòng)而翻動(dòng),經(jīng)過(guò)干燥、加熱、燃燒和熱解四個(gè)階段,混合垃圾熱解為未燃盡煙氣和含碳?xì)堅(jiān)?,控制回轉(zhuǎn)窯出口煙氣溫度在800~1000℃;3)該未燃盡煙氣和含碳?xì)堅(jiān)M(jìn)入余熱鍋爐,含碳?xì)堅(jiān)c從該鍋爐下供入的另一股一次風(fēng)混合,進(jìn)一步燃盡,排出燃燒殘?jiān)?;未燃盡煙氣進(jìn)入鍋爐爐膛與送入的二次風(fēng)混合并充分燃燒,煙氣在余熱鍋爐內(nèi)換熱冷卻,最后進(jìn)入尾部煙道;4)將余熱鍋爐排出的煙氣進(jìn)行煙氣脫酸脫硫處理,一部分生成的沉降物排出,另一部分隨煙氣進(jìn)入除塵器,除去飛灰,潔凈的煙氣經(jīng)風(fēng)機(jī)排入煙囪然后進(jìn)入大氣;5)將余熱鍋爐排出的殘?jiān)苯犹盥窕蚓C合利用,煙氣脫酸脫硫處理和除塵中的沉降物和飛灰采用低溫降解,進(jìn)行無(wú)害化處理和穩(wěn)定化處理后填埋或綜合利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回轉(zhuǎn)爐床垃圾氣化焚燒處理方法,其特征在于所述步驟3)中,余熱鍋爐產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽送出,用于汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回轉(zhuǎn)爐床垃圾氣化焚燒處理方法,其特征在于所述步驟1)中的垃圾前處理包括對(duì)工業(yè)垃圾進(jìn)行破碎處理和生活垃圾進(jìn)行分選處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回轉(zhuǎn)爐床垃圾氣化焚燒處理方法,其特征在于所述步驟3)中的余熱鍋爐是由鱗片式鏈條爐排、二燃室、冷煙室、對(duì)流換熱室、尾部煙道所組成,在鱗片式鏈條爐排下送入一次風(fēng),使未燃盡殘?jiān)M(jìn)一步燃盡,在二燃室送入二次風(fēng),使未完全燃燒氣體充分燃盡,二次風(fēng)送入量控制二燃室爐膛出口氧氣含量在8~12%之間,通過(guò)控制二燃室爐膛吸熱量使?fàn)t膛最高溫度不超過(guò)1100℃以防止結(jié)焦、使二燃室爐膛出口煙溫在850~900℃、煙氣停留時(shí)間2秒以上,以減少二惡英的生成;煙氣經(jīng)冷煙室、對(duì)流換熱管束后降至550~600℃之間,進(jìn)入高溫過(guò)熱器,并通過(guò)控制煙氣流速,使高溫過(guò)熱器管壁不超過(guò)430℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回轉(zhuǎn)爐床垃圾氣化焚燒處理方法,其特征在于所述步驟4)中的煙氣采用半干式旋轉(zhuǎn)噴霧吸收塔進(jìn)行脫硫脫酸,采用低壓脈沖布袋除塵器進(jìn)行除塵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回轉(zhuǎn)爐床垃圾氣化焚燒處理方法,其特征在于所述步驟5)中的無(wú)害化處理的方法為用胺類催化劑對(duì)二惡英進(jìn)行低溫?zé)峤鉄o(wú)害化處理和添加凝硬性敖合劑對(duì)重金屬進(jìn)行穩(wěn)定化處理。
全文摘要
一種回轉(zhuǎn)爐床垃圾氣化焚燒處理方法將各類垃圾進(jìn)行前處理后,送入密閉負(fù)壓垃圾庫(kù)混合和貯存,抽取空氣,一部分送入絕熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)作一次風(fēng);垃圾在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)隨回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動(dòng)而翻動(dòng),經(jīng)過(guò)干燥、加熱、燃燒和熱解后進(jìn)入余熱鍋爐;含碳?xì)堅(jiān)c來(lái)自垃圾庫(kù)的另一股一次風(fēng)混合,進(jìn)一步燃盡,排出燃燒殘?jiān)?;未燃盡煙氣與二次風(fēng)混合并充分燃燒,煙氣在余熱鍋爐內(nèi)換熱后冷卻,脫酸脫硫處理,一部分生成的沉降物排出,另一部分隨煙氣進(jìn)入煙氣除塵器,除去飛灰,潔凈的煙氣排入到大氣中;沉降物和飛灰最后進(jìn)行無(wú)害化和穩(wěn)定化處理。本發(fā)明使各類垃圾得到有效處理、并在處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣、廢水和廢灰渣的排放達(dá)到或優(yōu)于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)充分利用廢氣能源,進(jìn)行余熱發(fā)電。
文檔編號(hào)F27B7/00GK1483963SQ0213702
公開日2004年3月24日 申請(qǐng)日期2002年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月18日
發(fā)明者宋紀(jì)元 申請(qǐng)人:宋紀(jì)元