專利名稱：生活垃圾氣化熔融自焚燒處理方法
技術領域：
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：
目前世界各地應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)境對垃圾中有害成分實現(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裝置中進行，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設備中全部完成為一步法；先將垃圾置于溫度為500～600℃的設備中進行熱解，將熱解碳渣分檢出有價值金屬后，再置于溫度高于1300℃的設備中進行熔融為二步法。
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窯式和流化床式，采用流化床焚燒方式，對垃圾要進行分類破碎，造成預處理過程工藝復雜、設備龐大而且能耗高。采用回轉窯方式，雖然對垃圾的適用性強，但二步法整個工藝過程復雜，工程投資和運行費用大，操作復雜。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)讖秃洗捣?、中國昆明理工大學提出的昆工法。在《工業(yè)加熱》雜志(2001，第2期)中介紹了上述方法。日立造船株式會社專利申請“垃圾焚燒設備”(申請?zhí)?6190600.6)，也提出了一種氣化熔融焚燒的設備。
在各種生活垃圾氣化熔融焚燒法中，共同之處是焚燒爐內的氣體排向二次燃燒室進行完全燃燒，然后進入余熱鍋爐進行余熱發(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分選機選出金屬和無機殘渣，金屬回收利用，無機殘渣作為建材。不同之處是焚燒爐的結構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。產生的高溫煙氣向上運動，提供垃圾干燥和氣化耗熱?；剞D窯法將生活垃圾和石灰石一起加入窯內，生活垃圾在回轉窯的前端先被干燥，到回轉窯的中部后被部分燃燒和熱解氣化，氣化殘留物在回轉窯的后端(最高溫度可達1350℃)進行熔融焚燒。回轉窯一般用重油噴嘴進行助燃。NKK法將生活垃圾、焦炭和石灰石從爐子中部的進料裝置加入爐內，在爐身下部從上至下設置3排風口，最上面的風口附近(300～650℃)為預熱、熱分解帶，第二層的風口附近(650～1300℃)為碳移動帶，在最下面的風口鼓入富氧，其附近(1700～2000℃)為熔融燃燒帶。氧氣頂?shù)讖秃洗捣▽⑸罾苯又糜跍囟葹?500℃的氣化熔融焚燒爐，采用工業(yè)純氧進行頂?shù)讖秃洗祦矸贌＠スしㄊ菍⑴浜昧系纳罾苯又糜跍囟葹?350～1500℃的氣化熔融焚燒爐，從爐膛底部隨富氧或空氣一道向爐內噴入煤粉。
以上一步法存在的問題是焚燒爐內垃圾熱解產生的可燃性氣體在焚燒爐內沒有得到直接利用，隨爐氣一起排向二次燃燒室進行完全燃燒，需向焚燒爐內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，回轉窯法的輔助燃料是重油，昆工法的輔助燃料是煤，頂?shù)讖秃洗捣ㄊ褂醚鯕?。“垃圾焚燒設備”專利申請中，焚燒室和熔融室之間采用隔墻，使焚燒設備復雜化。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有生活垃圾氣化熔融焚燒爐內，垃圾熱解產生的可燃性氣體，在焚燒爐內沒有得到直接利用問題，提出了改進方案。
本發(fā)明的技術方案包含以下內容生活垃圾氣化熔融自焚燒是在一個上部進行垃圾干燥、氣化燃燒，下部進行熔融燃燒的焚燒爐中進行。
生活垃圾和石灰石與經換熱器出來的1100～1200℃的高溫空氣，從焚燒爐頂部輸入，它們在爐子上部并流下降過程中，生活垃圾先被高溫空氣加熱進行干燥，然后被加熱到熱解溫度時開始熱解，析出的揮發(fā)分被加熱到燃點溫度時開始燃燒，揮發(fā)分燃燒放出的熱量進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生的、進入焚燒爐下部的高溫氣體和垃圾中可燃燒的殘留物質，提供灰渣熔融耗熱。生成的高溫煙氣一部分進入換熱器用來加熱需要的高溫空氣，另一部分進入余熱鍋爐進行余熱發(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分選機選出金屬和無機殘渣，金屬回收利用，無機殘渣作為建材。
本發(fā)明與相近的現(xiàn)有技術比較，產生的有益效果是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)氣化產生的揮發(fā)分在焚燒爐內全部燃燒，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圖。
具體實施例方式
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，從換熱器10出來的1100～1200℃的高溫空氣4，從焚燒爐上部熱風口5吹入爐內，它們在爐子上部6并流下降過程中，生活垃圾先被高溫空氣加熱進行干燥，然后被加熱到熱解溫度時開始熱解，析出的揮發(fā)分被加熱到燃點溫度時開始燃燒，揮發(fā)分燃燒放出的熱量進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，在焚燒爐下部熱風口8吹入1100～1200℃的高溫空氣4，二次完全燃燒熱解產生的、進入焚燒爐下部的、高溫氣體中的可燃性氣體和垃圾中可燃燒的殘留物質，提供灰渣熔融耗熱。
從焚燒爐排出的1500℃高溫煙氣9一部分進入換熱器10用來加熱需要的高溫空氣，另一部分進入余熱鍋爐11，余熱鍋爐產生的蒸汽通過發(fā)電機12進行發(fā)電，從余熱鍋爐排出的廢氣經急冷塔13冷卻，與經換熱氣排出的廢氣24一起通過除塵器14除塵，進入引風機15后由煙囪16排入大氣中。
從渣口17排出的熔融渣18經水淬機19急速冷卻，分選機20選出金屬21和無機殘渣22，金屬回收利用，無機殘渣作為建材。
空氣23經換熱器10加熱后成為高溫空氣4，由焚燒爐上部風口5吹入爐內。
權利要求
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容生活垃圾氣化熔融自焚燒是在一個上部進行垃圾干燥、氣化燃燒，下部進行熔融燃燒的焚燒爐中進行；生活垃圾和石灰石與經換熱器出來的1100～1200℃的高溫空氣，從焚燒爐頂部輸入，它們在爐子上部并流下降過程中，生活垃圾先被高溫空氣加熱進行干燥，然后被加熱到熱解溫度時開始熱解，析出的揮發(fā)分被加熱到燃點溫度時開始燃燒，揮發(fā)分燃燒放出的熱量進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生的、進入焚燒爐下部的高溫氣體和垃圾中可燃燒的殘留物質，提供灰渣熔融耗熱，生成的高溫煙氣一部分進入換熱器用來加熱需要的高溫空氣，另一部分進入余熱鍋爐進行余熱發(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分選機選出金屬和無機殘渣。
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，爐內垃圾熱解產生的可燃性氣體沒有得到充分利用，需向焚燒爐內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容是生活垃圾氣化熔融自焚燒裝置是一個上部進行垃圾干燥、氣化燃燒，下部進行熔融燃燒的焚燒爐；生活垃圾和高溫空氣同時從焚燒爐的上部加入，生成的高溫煙氣一部分進入換熱器用來加熱需要的高溫空氣，另一部分進入余熱鍋爐進行余熱發(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，在生活垃圾處理領域具有廣泛的應用前景。
文檔編號F23G5/00GK1506613SQ0214475
公開日2004年6月23日 申請日期2002年12月11日 優(yōu)先權日2002年12月11日
發(fā)明者汪琦, 李文忠, 趙巍, 琦 汪 申請人:鞍山科技大學