專利名稱：一種水泥回轉窯處理城市生活垃圾的工藝系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種城市垃圾處理技術，特別是涉及一種水泥回轉窯處理城市 生活垃圾的工藝系統(tǒng)。
背景技術：
如何處理日益增多的城市生活垃圾已經成為當今世界的一項重大研究課 題。中國處理城市生活垃圾的傳統(tǒng)方式是填埤法，這種方法比較適合小城市少 量的生活垃圾。填埋的不利之處在于占用大量寶貴的土地資源，垃圾處理周期 長，容易導致垃圾滲濾液和揮發(fā)氣體污染地下水、空氣和土壤等。比較新型的 處理方式是焚燒發(fā)電法，具有占用土地少、處理周期短、可實現(xiàn)大幅度的減容、 可回收能量等優(yōu)點。但是垃圾焚燒發(fā)電法處理垃圾成本高，容易產生有毒氣體， 而且焚燒后產生的垃圾灰的處置也是一個十分麻煩的問題。目前國外比較普遍 的是在水泥工業(yè)中處置城市生活垃圾，垃圾中的無機成分作為生產水泥的原料， 有機成分可以作為二次燃料。這樣既保護了環(huán)境，又節(jié)約了資源，具有很多優(yōu) 點。利用城市生活垃圾生產水泥，也應該成為我們未來主要的發(fā)展方向。
但是中國的垃圾與國外的垃圾在成分和收集方式上有很大區(qū)別，完全照搬 國外的方法不可行。國內城市生活垃圾由于水分高、熱值低，不能為燃燒過程 提供持續(xù)穩(wěn)定的能量，需要消耗大量的輔助燃料，而且這些水分隨焚燒煙氣進 入水泥窯預熱分解系統(tǒng)，容易造成系統(tǒng)堵塞；生活垃圾成分復雜、波動幅度大， 造成燒成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，部分有害物質焚燒后混雜在焚燒灰渣中，給焚燒灰渣 的處理也帶來困難，并且焚燒中會產生有害有毒氣體；垃圾的尺寸大小不一， 給焚燒帶來不利影響，容易出現(xiàn)燒不透現(xiàn)象，而且焚燒灰渣中也會含有尺寸很大的顆粒，進入水泥窯系統(tǒng)后會影響水泥熟料的生產。因此，迫切需要研究出 適合一種中國國情的垃圾處理方法，達到有效處理垃圾的目的。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種水泥回轉窯處理城市生活垃圾的工 藝系統(tǒng)，解決城市生活垃圾處理過程中面臨的技術問題，特別是采用一些預處 理工藝和輔助焚燒的方式，減少垃圾投入水泥窯后對對水泥熟料產量和質量的影響。
為了達到解決上述技術問題的目的，本發(fā)明采用了如下技術方案
本發(fā)明的一種水泥窯處理城市生活垃圾工藝系統(tǒng)，包括
-人工分揀，將城市生活垃圾進行人工分揀分離不適合燃燒和殘渣
不適合用于水泥的物品；可以在轉運站經過人丄分揀，揀出其中的大件的廢舊 家電、家具、混凝土、鐵及其他金屬和含氯的PVC塑料、廢電纜等物質，將分 揀后的垃圾用垃圾運輸車運送到水泥廠，也可以在水泥廠進行分揀；
-預脫水，對城市生活垃圾進行脫水，達到降低垃圾水分，增加垃
圾熱值的目的；脫水方法可以用壓縮式脫水機對城市生活垃圾進行壓縮脫水， 也可以用其他有效方法，例如離心脫水、破碎后滲漏脫水等工藝進行脫水；
-破碎處理，對脫水后的城市生活垃圾進行破碎處理，減小垃圾粒
徑，增大比表面積，便于燒盡；破碎方法可以是使用往復式剪切破碎機對脫水 后的垃圾進行剪切破碎，也可以使用其他的破碎或者粉碎方法；
-輔助焚燒爐焚燒，對經過脫水、破碎處理的城市生活垃圾進行烘
干及焚燒，垃圾焚燒灰渣通過分解爐進入水泥窯系統(tǒng)作為原料生產水泥熟料， 垃圾焚燒產生的廢氣和釋放出的熱量可以進入水泥窯窯尾的預熱系統(tǒng)，完成水 泥生料的烘十、預熱和部分焚燒。
水泥生產線中添加焚燒爐的是可行的。首先， 一般水泥燒成系統(tǒng)中的設備 在設計中均有15~20%的放大系數(shù)，以便于提高生產線產量。以5000t/d生產線為例，三次風總風量為45萬m3/h(850。C)其中有7萬m3/h的熱風富裕量，耍預 熱、烘十處理10t/h的城市生活垃圾，大概需要5.7萬立方米每小吋的風量，因 此原系統(tǒng)能滿足此系統(tǒng)要求；其次，在水泥預分解系統(tǒng)中，三次風管中的負J上 為-900Pa，而在三級、四級廢氣管中其壓力在-3500Pa,最大n/達-5000 -6000Pa，
能保證煙氣的流動通暢。
根據(jù)需要處理的城市生活垃圾量和所需要的煙氣量，設計各種設備的相應 參數(shù)。例如，可以設計選型輔助焚燒爐的外形尺寸為①4xl6m，進/出水管為 ①2m，進出物料灰渣的管徑為(D800m。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明將經過預處理的垃圾送入到新設計的垃圾輔 助焚燒爐進行焚燒，然后再投入水泥窯生產水泥熟料，從而使生活垃圾得到很 好的處理；充分利用現(xiàn)有水泥廠設施和場地，投資省；垃圾焚燒產生的廢氣進 入水泥預熱器系統(tǒng)，有害氣體得到處理，不需要新建廢氣處理裝置；垃圾中有 機物含有較高熱值，焚燒不需要增加燃料消耗，處理成本低，處理量大；垃圾 焚燒灰最后進入水泥窯作為原料生產水泥，解決了一次污染問題；節(jié)省了自然 資源和不可再生能源；垃圾經過預處理和輔助焚燒后，對燒成系統(tǒng)的影響降到 最低，降低對水泥熟料產量和質量的影響；最大程度地實現(xiàn)了城市生活垃圾的 "無害化，減量化，資源化"。


圖1是本發(fā)明實施例的城市生活垃圾預處理工藝流程圖。
其中l(wèi).垃圾運輸車，2.垃圾堆場，3.抓斗，4.垃圾壓縮脫水機，5.皮帶運
輸機，6.三通卸料閥，7.往復式剪切破碎機，8.大傾角皮帶機，9.滲濾液收集池，
IO.污水泵，20.預處理后的垃圾。
圖2是本發(fā)明實施例的城市生活垃圾的輔助焚燒工藝流程圖。
其中11.大傾角皮帶機，12.緩沖倉，13.雙層翻板鎖風喂料閥，14.垃圾輔 助焚燒爐，15.鎖風喂料閥，16.斗提機，17.分解爐廢氣管道，18.分解爐，19三
5次風，20.預處理后的垃圾。
圖3是本發(fā)明設計的窯尾輔助焚燒系統(tǒng)在水泥生產線中的結構布置圖。 其中21.布料篦板，22.空氣炮，23.下料管道，24.進風管，25.控制閘閥， 31.級旋風筒，32.二級旋風筒，33.三級旋風筒，34.四級旋風筒，35 .五級旋風筒。
圖4是本發(fā)明設計的窯尾輔助焚燒系統(tǒng)的剖面圖。
其中26.預熱分解系統(tǒng)，27.輔助焚燒系統(tǒng)，28.下料管道，29.廢氣管道， 30.焚燒廢氣管道，33.三級旋風筒，34.四級旋風筒，35.五級旋風筒。
具體實施例方式
下面結合附圖來具體說明本發(fā)明的具體實施方式
，但是不限于實施方式中 列舉的內容。
本發(fā)明的一種水泥回轉窯處理城市生活垃圾的工藝系統(tǒng)，人工分揀過程首 先將分散收集的生活垃圾運送到轉運站，垃圾在轉運站經過人工分揀，揀出其 中的大件的廢舊家電、家具、混凝土、鐵及其他金屬和含氯的PVC塑料、廢電 纜等物質，將分揀后的垃圾用垃圾運輸車運送到水泥廠。
分揀后的垃圾在水泥廠首先要進行脫水和破碎等預處理。如圖1所示，垃 圾運輸車輛進廠后，先經過水泥廠地磅進行稱量，稱量過后垃圾運輸車1駛入 垃圾卸料平臺，將垃圾卸入垃圾堆場2。由抓斗控制室操控抓斗3將垃圾放入 垃圾壓縮機4，垃圾在壓縮機內進行壓縮脫水。生活垃圾經過壓縮脫水后，含 水率一般能從50%降低到20%左右，發(fā)熱量大大提高。脫水后的垃圾經皮帶運 輸機5輸送，通過三通卸料閥6進入往復式剪切破碎機7，進行剪切破碎工作， 減小垃圾的粒徑。剪切式破碎機利用機械的剪切力把粗大的垃圾劈裂和剪斷， 增加垃圾比表面積，減小粒徑，提高焚燒、熱分解等作業(yè)的穩(wěn)定性和效率。垃 圾壓縮出來的水分和垃圾堆場的滲濾液一起排入滲濾液收集池9，收集池的容 量達到一定程度后，通過污水泵IO將滲濾液打入專門污水運輸車送到污水處理廠進行處理。
垃圾經過脫水和破碎等預處理后，進入輔助焚燒系統(tǒng)27進行焚燒處理， 垃圾進行輔助焚燒的工藝流程如圖2所示。經過預處理的城市生活垃圾20由大 傾角皮帶機11送到高約50米的緩沖倉12巾，垃圾20再經過雙層翻板鎖風喂 料閥13均勻進入城市生活垃圾輔助焚燒爐14中。生活垃圾20與三次風管的三 次風19在垃圾輔助焚燒爐14進行充分的熱交換，垃圾首先被熱風烘干，垃圾 屮的有機物燃燒分解，釋放出熱量。生活垃圾在焚燒爐內經過充分燃燒后，其 中不可燃物質形成焚燒灰渣，通過鎖風卸料閥15排出焚燒爐。來自三次風管中 的三次風19經控制閘閥25分兩路進入輔助焚燒爐14中，在與物料進行熱交換， 完成生活垃圾的烘干、預熱及部分焚燒，經排氣管道送入窯尾預熱系統(tǒng)的分解 爐廢氣管道17中，再完成水泥生料的烘干、預熱及部分焚燒功能。在進出風管 道上也設有控制閘閥25，必要時可以將輔助焚燒系統(tǒng)單獨解裂開，而不影響整 個水泥預熱分解系統(tǒng)的正常運行。圖3顯示了輔助焚燒系統(tǒng)在水泥生產線的結 構布置。圖4顯示了輔助焚燒系統(tǒng)27在水泥窯的預熱分解系統(tǒng)26中的剖面布 置圖。
經過輔助焚燒系統(tǒng)處理后城市生活垃圾成為焚燒灰渣，焚燒灰渣通過圖2 中輸送設備即斗提機16送入水泥預分解系統(tǒng)中的分解爐18中，進行再次燃燒 和分解，最后與原料一起進入水泥窯。由于垃圾焚燒灰的成分與粘土的成分很 相近，因此作為水泥原料的一部分參與水泥熟料的燒制。在本發(fā)明設計的整個 系統(tǒng)中，城市生活垃圾最終基本上實現(xiàn)了"無害化，減量化，資源化"的處理目 標。
為使物料在爐內與熱風進行充分地熱交換，爐內設計有幾層布料篦板21。 根據(jù)來料粒度及水分情況，布料篦板21的篦孔尺寸大小不同。布料篦板21設 計為不同角度的正錐和倒錐，以擴大熱交換面積和延長物料在爐內的停留時間。 為使設備能夠適應80(TC 90(TC的熱風通過，篦板材質要用耐熱鋼，且爐子筒 體內部還要砌筑有一定厚度的耐火材料進行保護。另外，為防止物料在通過時將篦孔堵塞，在爐體的不同部位設置有若干個空氣炮22，定時或不定時進行適
當清理。
下料管道23中設置一個鎖風喂料閱15，在保證嚴密鎖風的條件下，使物 料流暢均勻地喂入爐中，排出灰渣的過程亦如此。為保證此系統(tǒng)能夠相對獨立 而不影響水泥的燒成系統(tǒng)的正常工作，進風管24中均設控制閘閥25，可控制 調節(jié)進風和隨時斷開進風。
圖4顯示了輔助焚燒系統(tǒng)27在水泥窯的預熱分解系統(tǒng)26中的剖面布置圖。 焚燒爐所排出的廢氣有兩個方案布置其一，廢氣送到高度相近分解爐廢氣管 道17內，廢氣中有害物質可以繼續(xù)在分解爐18內高溫分解，廢氣屮的飛灰可 經旋風筒31 35進一步回收。不足之處在于，廢氣中所蒸發(fā)汽化的水分也進入 到預熱分解系統(tǒng)26，可能會對生料的熱交換產生影響或因水分的增加使生料粉 末附著在管壁上，造成系統(tǒng)下料管道28堵塞；其二，加長焚燒廢氣管道30， 將廢氣直接引到一級旋風筒31出口的廢氣管道29中，由高溫風機排出到預熱 分解系統(tǒng)27中，消除垃圾水分對預分解系統(tǒng)的不利影響；不足之處在于，廢氣 中的飛灰和有害成分回收由原生產線的廢氣處理系統(tǒng)來完成，會造成灰量增加、 廢氣成分復雜?？梢愿鶕?jù)具體情況采用比較適合的方案。
權利要求
1、一種水泥回轉窯處理城市生活垃圾的工藝系統(tǒng)，其特征在于水泥窯處理城市生活垃圾工藝系統(tǒng)包括下列過程——人工分揀，對城市生活垃圾進行人工分揀，分離出不適合燃燒和殘渣不適合用于生產水泥熟料的物品；——預脫水，對城市生活垃圾進行脫水，達到降低垃圾水分，增加垃圾熱值的目的；——破碎處理，對脫水后的城市生活垃圾進行破碎處理，減小垃圾粒徑，增大比表面積；——輔助焚燒爐(14)焚燒，對經過脫水、破碎處理的城市生活垃圾(20)進行烘干及焚燒，垃圾焚燒灰渣通過分解爐(18)進入水泥窯系統(tǒng)作為原料生產水泥熟料，垃圾焚燒產生的廢氣和釋放出的熱量可以進入水泥窯窯尾的預熱分解系統(tǒng)(26)，完成水泥生料的烘干、預熱和部分焚燒。
2、 根據(jù)權利要求1所述一種水泥回轉窯處理城市生活垃圾的工藝系統(tǒng)， 其特征在于所述的破碎處理方法是使用往復式剪切破碎機(7)對脫水后的垃 圾進行剪切破碎。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種水泥窯處理城市生活垃圾工藝系統(tǒng)，包括人工分揀、、預脫水、破碎處理、使用輔助焚燒爐，對經過破碎處理的生活垃圾進行烘干及焚燒，垃圾焚燒產生的廢氣和釋放出的熱量進入水泥窯預熱分解系統(tǒng)中，再完成水泥生料的烘干、預熱及部分焚燒功能，焚燒灰渣通過水泥分解爐進入水泥窯作為原料生產水泥熟料。本發(fā)明充分利用現(xiàn)有水泥廠設施和場地，投資??；有害氣體得到處理；垃圾中有機物熱值高，不需要增加燃料消耗，處理成本低，處理量大；解決了二次污染問題，節(jié)省了自然資源和不可再生能源；垃圾對燒成系統(tǒng)的影響降到最低。
文檔編號C04B7/28GK101618954SQ20091006558
公開日2010年1月6日 申請日期2009年7月20日 優(yōu)先權日2009年7月20日
發(fā)明者任沁新, 佳 余, 戚天明, 王繼生, 袁曙光, 許衛(wèi)革, 金樹寶 申請人:中信重工機械股份有限公司;洛陽礦山機械工程設計研究院有限責任公司