專利名稱：回轉爐床垃圾氣化焚燒處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種垃圾焚燒處理方法，尤其涉及一種運用回轉爐床對垃圾進行氣化焚燒的處理方法。
(二)技術背景目前國內外采用的垃圾焚燒處理方法有固定床垃圾焚燒、活動爐排爐垃圾焚燒、回轉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?；顒訝t排爐有逆推往復爐排(如馬丁爐排)、順推(階梯式)往復爐排、滾動爐排等多種形式。這些爐排爐垃圾處理量較大、垃圾易著火燃燒，在國內外城市垃圾生活垃圾處理方面的應用最廣泛，但采用爐排爐對垃圾進行直接燃燒，富于氧量較大，熱損失較多，垃圾熱值較低或垃圾熱值波動較大時，燃燒產物含碳較多，燃燒不充分，在垃圾熱值較高時易產生大量的NOx?；剞D窯主要應用于工業(yè)垃圾的焚燒，一般規(guī)模較小，采用噴油助燃，殘渣以液態(tài)或熔融狀形式排出，窯溫較高，存在轉動部件的密封和高溫變形問題，另外液態(tài)或溶融狀殘渣對爐襯侵蝕厲害。流化床垃圾焚燒爐適用于大規(guī)模垃圾處理，垃圾進爐焚燒處理之前要進行破碎和分選等一系列預處理，這樣造成設備造價較高、運行成本增加，同時流化床設備造價比較昂貴，這也限制了其應用。
對垃圾進行氣化和二次燃燒是目前國際上最先進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組織空間懸浮燃燒，垃圾氣化的形式較多，有固定床、往復移動床、脈沖振動床或內循環(huán)流化床等，其中固定床、往復移動床、脈沖振動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，氣化很難進行。內循環(huán)流化床是進行垃圾氣化的較好的方法之一，但其垃圾處理規(guī)摸大且設備造價昂貴，目前國內外技術尚不成熟，無法進行推廣。
隨著環(huán)保意識的加強，國內外對防止垃圾焚燒產生的二次污染的要求越來越高，對廢氣、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，歐洲、日本、美國、加拿大等都提高了廢氣中二惡英的排放標準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，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才能達到新的環(huán)境保護標準。

發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種回轉爐床垃圾氣化焚燒處理方法，使各類垃圾得到有效處理、并在處理過程中產生的三廢，即廢氣、廢水和廢灰渣的排放達到或優(yōu)于現(xiàn)行國家標準，同時充分利用廢氣能源，進行余熱發(fā)電。
本發(fā)明所提供的一種回轉爐床垃圾氣化焚燒處理方法，包括下列步驟1)將各類垃圾進行前處理后，送入密閉負壓垃圾庫混合和貯存，貯存若干天，抽取垃圾庫空氣作為一次風量或二次風量，使垃圾庫保持負壓；2)混合垃圾送入窯壁為絕熱的回轉窯內，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，該混合垃圾隨回轉窯轉動而翻動，經過干燥、加熱、燃燒和熱解四個階段，混合垃圾熱解為未燃盡煙氣和含碳殘渣，控制回轉窯出口煙氣溫度在800～1000℃；3)該未燃盡煙氣和含碳殘渣進入余熱鍋爐，含碳殘渣與從該鍋爐下供入的另一股一次風混合，進一步燃盡，排出燃燒殘渣；未燃盡煙氣進入鍋爐爐膛與送入的二次風混合并充分燃燒，煙氣在余熱鍋爐內換熱冷卻，最后進入尾部煙道；4)將余熱鍋爐排出的煙氣進行煙氣脫酸脫硫處理，一部分生成的沉降物排出，另一部分隨煙氣進入除塵器，除去飛灰，潔凈的煙氣經風機排入煙囪然后進入大氣；5)將余熱鍋爐排出的殘渣直接填埋或綜合利用，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，進行無害化處理和穩(wěn)定化處理后填埋或綜合利用。
上述的回轉爐床垃圾氣化焚燒處理方法中，其步驟3)中，余熱鍋爐產生的過熱蒸汽送出，用于汽輪發(fā)電機組發(fā)電。
上述的回轉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工業(yè)垃圾進行破碎處理和生活垃圾進行分選處理。
上述的回轉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，使未燃盡殘渣進一步燃盡，在二燃室送入二次風，使未完全燃燒氣體充分燃盡，二次風送入量控制二燃室爐膛出口氧氣含量在8～12％之間，通過控制二燃室爐膛吸熱量使爐膛最高溫度不超過1100℃以防止結焦、使二燃室爐膛出口煙溫在850～900℃、煙氣停留時間2秒以上，以減少二惡英的生成；煙氣經冷煙室、對流換熱管束后降至550～600℃之間，進入高溫過熱器，并通過控制煙氣流速，使高溫過熱器管壁不超過430℃。
上述的回轉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噴霧吸收塔進行脫硫脫酸，采用低壓脈沖布袋除塵器進行除塵。
上述的回轉爐床垃圾氣化焚燒處理方法中，其步驟5)中的無害化處理的方法為用胺類催化劑對二惡英進行低溫熱解無害化處理和添加凝硬性敖合劑對重金屬進行穩(wěn)定化處理。
采用了上述的處理方法，即結合了回轉窯和爐排爐的優(yōu)點，擴大了對廢棄物處理的適應性，采用回轉窯氣化和在余熱鍋爐內組織二次燃燒的組合工藝，并對廢氣、廢水和廢灰渣進行處理，不僅使其三廢排放達到或優(yōu)于現(xiàn)行國家標準，而且利用廢氣余熱發(fā)電。利用該發(fā)明，其單生產線日處理垃圾150～250噸，由多條生產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)明處理過程的流程圖。
具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明，即回轉爐床垃圾氣化焚燒處理過程如下工業(yè)垃圾、醫(yī)療垃圾和生活垃圾倒入密閉負壓垃圾庫。對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，針對材質較柔韌的輕工業(yè)(如制鞋、家具、電子等)產業(yè)廢棄物，采用大型剪切破碎機進行預處理，使其粒度分布均勻，有利于同生活垃圾、醫(yī)療垃圾進行混合。醫(yī)療垃圾粒度分布相對較窄，一般直接進入垃圾庫；對于生活垃圾其粒度分布較窄，也可以直接進入垃圾庫，亦可根據(jù)實際需要進行重力分選，通常采用帶破袋功能的轉筒重力篩分機，重的、含濕高的有機物殘渣如食品渣、泥土石塊等篩下物，分離后可填埋或堆肥，篩上物為輕質的、含濕低的可燃物質，直接進入垃圾庫。工業(yè)垃圾、醫(yī)療垃圾和生活垃圾在垃圾庫內用橋吊抓斗翻倒，使其混合均勻，混合垃圾在垃圾庫內存放3-7天，一般根據(jù)垃圾含濕量不同，停放的時間也不同，含濕量越高，停放時間越長。抽取垃圾庫空氣作為一次風或二次風，使垃圾庫保持負壓以防臭氣外溢。
混合垃圾由橋吊抓斗抓入料斗，經推料裝置送入回轉窯內，回轉窯壁為絕熱結構，內襯隔熱材料和耐火材料，窯頭送入一次風，風溫隨垃圾含濕量不同而不同，其風溫一般控制在80-420℃之間，垃圾含濕量越高，要求一次風溫越高，一次風可以經空氣預熱器由過熱蒸汽或煙氣加熱至350℃左右，也可以再混入部分高溫煙氣到一次風中將一次風溫提高到350-420℃之間。一次風量僅為供入混合垃圾全部燃燒時所需空氣量的0.5-0.8倍，混合垃圾在回轉窯內隨回轉窯轉動而翻動，經過干燥、加熱、燃燒和熱解四個階段，混合垃圾熱解為未完全燃燒氣體和含碳殘渣。通常情況下，窯頭送入的一次空氣量及其風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。
混合垃圾熱解產物未完全燃燒氣體和含碳殘渣，在窯尾進入余熱鍋爐，含碳殘渣落在余熱鍋爐的鱗片式鏈條爐排上，與從爐排下供入的另一股一次風混合燃燒，燃燒殘渣落入馬丁出渣機排出，未完全燃燒氣體在余熱鍋爐爐膛內與二次風混合并充分燃燒，二次風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，煙氣在爐膛停留時間控制在2秒以上。
余熱鍋爐經鍋爐爐膛、冷卻室后進入對流換熱區(qū)，對流換熱區(qū)內沿氣流方向依次布置有對流蒸發(fā)管束、高溫過熱器、低溫過熱器、對流蒸發(fā)管束，出對流換熱區(qū)后煙氣進入尾部煙道，尾部煙道主要布置高、低溫省煤器和高、低溫空氣預熱器。由于垃圾焚燒的特殊性，要防止結焦和高溫腐蝕、低溫腐蝕，根據(jù)垃圾熱值的變化、通過調節(jié)一次風、二次風分配比例和爐膛吸熱量來控制，爐膛最高溫度一般要求控制不超過1100℃，可以防止爐膛結焦。針對焚燒垃圾的余熱鍋爐，采用冷卻室和對流蒸發(fā)管束，將進入高溫過熱器的煙氣溫度控制在550-600℃左右，并通過煙氣流速的控制使高溫過熱器管壁不超過430℃，以防止高溫腐蝕。省煤器和空氣預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器以及提高排煙溫度，來防止低溫腐蝕，如果垃圾中含氯量高，防止空氣預熱器低溫腐蝕要采用蒸汽加熱空氣而非煙氣加熱空氣。余熱鍋爐內所產生的過熱蒸汽送出，用于汽輪發(fā)電機組發(fā)電。
余熱鍋爐排出的煙氣進入煙氣凈化塔，煙氣凈化塔為半干法噴霧吸收塔，煙氣在吸收塔內進行煙氣脫HCL、SO2、SO3等酸性氣體處理。煙氣經對數(shù)螺旋煙氣分配器進入吸收塔，石灰漿由高速旋轉噴頭(轉速在12000r/min以上)噴入吸收塔，霧化的石灰漿(Ca(OH)2懸濁液)在吸收塔內與煙氣中的酸性氣體如HCL、SO2、SO3等發(fā)生反應，從而進行脫酸脫硫，生成的鹽如CaCl2\CaSO3\CaSO4等一部分沉降在噴霧塔內，一部分隨煙氣進入布袋除塵器。根據(jù)煙氣中酸性氣體含量的多少，可調節(jié)噴入石灰漿的濃度和流量來達到脫硫脫酸效率最高。一般要求煙氣在噴霧塔內停留時間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。
煙氣出噴霧吸收塔后進入布袋除塵器，煙氣中的煙塵及活性碳通過布袋截流下來，潔凈煙氣出布袋除塵器后。經風機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，針對這一部分飛灰輸入灰?guī)熨A存，采用胺類催化劑低溫熱解(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行無害化和穩(wěn)定化處理后填埋或綜合利用。
權利要求
1.一種回轉爐床垃圾氣化焚燒處理方法，包括下列步驟1)將各類垃圾進行前處理后，送入密閉負壓垃圾庫混合和貯存，貯存若干天，抽取垃圾庫空氣作為一次風量或二次風量，使垃圾庫保持負壓；2)混合垃圾送入窯壁為絕熱的回轉窯內，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，該混合垃圾隨回轉窯轉動而翻動，經過干燥、加熱、燃燒和熱解四個階段，混合垃圾熱解為未燃盡煙氣和含碳殘渣，控制回轉窯出口煙氣溫度在800～1000℃；3)該未燃盡煙氣和含碳殘渣進入余熱鍋爐，含碳殘渣與從該鍋爐下供入的另一股一次風混合，進一步燃盡，排出燃燒殘渣；未燃盡煙氣進入鍋爐爐膛與送入的二次風混合并充分燃燒，煙氣在余熱鍋爐內換熱冷卻，最后進入尾部煙道；4)將余熱鍋爐排出的煙氣進行煙氣脫酸脫硫處理，一部分生成的沉降物排出，另一部分隨煙氣進入除塵器，除去飛灰，潔凈的煙氣經風機排入煙囪然后進入大氣；5)將余熱鍋爐排出的殘渣直接填埋或綜合利用，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，進行無害化處理和穩(wěn)定化處理后填埋或綜合利用。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種回轉爐床垃圾氣化焚燒處理方法，其特征在于所述步驟3)中，余熱鍋爐產生的過熱蒸汽送出，用于汽輪發(fā)電機組發(fā)電。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種回轉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工業(yè)垃圾進行破碎處理和生活垃圾進行分選處理。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種回轉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，使未燃盡殘渣進一步燃盡，在二燃室送入二次風，使未完全燃燒氣體充分燃盡，二次風送入量控制二燃室爐膛出口氧氣含量在8～12％之間，通過控制二燃室爐膛吸熱量使爐膛最高溫度不超過1100℃以防止結焦、使二燃室爐膛出口煙溫在850～900℃、煙氣停留時間2秒以上，以減少二惡英的生成；煙氣經冷煙室、對流換熱管束后降至550～600℃之間，進入高溫過熱器，并通過控制煙氣流速，使高溫過熱器管壁不超過430℃。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種回轉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噴霧吸收塔進行脫硫脫酸，采用低壓脈沖布袋除塵器進行除塵。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種回轉爐床垃圾氣化焚燒處理方法，其特征在于所述步驟5)中的無害化處理的方法為用胺類催化劑對二惡英進行低溫熱解無害化處理和添加凝硬性敖合劑對重金屬進行穩(wěn)定化處理。
全文摘要
一種回轉爐床垃圾氣化焚燒處理方法將各類垃圾進行前處理后，送入密閉負壓垃圾庫混合和貯存，抽取空氣，一部分送入絕熱回轉窯內作一次風；垃圾在回轉窯內隨回轉窯轉動而翻動，經過干燥、加熱、燃燒和熱解后進入余熱鍋爐；含碳殘渣與來自垃圾庫的另一股一次風混合，進一步燃盡，排出燃燒殘渣；未燃盡煙氣與二次風混合并充分燃燒，煙氣在余熱鍋爐內換熱后冷卻，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行無害化和穩(wěn)定化處理。本發(fā)明使各類垃圾得到有效處理、并在處理過程中產生的廢氣、廢水和廢灰渣的排放達到或優(yōu)于現(xiàn)行國家標準，同時充分利用廢氣能源，進行余熱發(fā)電。
文檔編號F27B7/00GK1483963SQ0213702
公開日2004年3月24日 申請日期2002年9月18日 優(yōu)先權日2002年9月18日
發(fā)明者宋紀元 申請人:宋紀元