專利名稱：利用爐排爐混合焚燒農(nóng)林廢棄物、污泥及生活垃圾的方法
技術領域：
本發(fā)明屬能源環(huán)境工程技術領域，具體涉及一種利用爐排爐混合焚燒處理農(nóng)林廢
棄物、污泥及城市生活垃圾的方法。
背景技術：
目前，國家大力提倡和鼓勵發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，節(jié)約能源、發(fā)展可再生能源，建設節(jié)約 型社會。 2008年我國城市生活垃圾清運量達到了 1. 74億噸，城市垃圾快速增長已成為當 前我國面臨的四大環(huán)境污染之一。焚燒法處理城市生活垃圾可以有效實現(xiàn)無害化、減量化 和資源化，是國內(nèi)外廣泛推廣應用的技術路線。但由于目前我國城市生活垃圾熱值低、水分 高，垃圾熱值隨季節(jié)性變化很大，致使在焚燒爐中焚燒時著火困難、燃盡度低、焚燒工況不 穩(wěn)定及減量縮容效果差。垃圾焚燒處理企業(yè)往往需要添加一定量的煤與城市生活垃圾混燒 或向爐膛內(nèi)噴入燃油助燃，以達到預期的垃圾處理效果和排放指標。 污泥在污水處理過程中產(chǎn)量巨大，按照現(xiàn)行工藝，污泥產(chǎn)生量是污水處理量的 0. 3% 0. 5%。而據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國污水處理廠每年產(chǎn)生的濕污泥約900萬噸，預計 未來5年內(nèi)每年將產(chǎn)生濕污泥2700萬噸。污泥通常是含有98%水分的細泥，極易腐敗，其 固體成分70% _80%是有機物質(zhì)，包括油質(zhì)、脂肪及大量的不同種類的污染物，而且還含有 大量的金屬成分，如銅，鋅、汞等。從數(shù)量和危害上分析，污泥處理處置重點在于水分、有機 物、重金屬，如處置不當容易產(chǎn)生二次污染。污泥的處理方式主要包括土地填埋、農(nóng)田利用、 堆肥、填海和焚燒等。污泥焚燒發(fā)電處理可以達到其他方式不能達到的減量化、無害化和資 源化效果，已成為污泥資源化利用的主導方向。 污泥焚燒主要可分為兩大類一類是將脫水污泥直接送焚燒爐焚燒，通常污泥含 水率高達98%以上，脫水后含水率為80%左右，從而使熱值有一定程度的提高，但仍不能 達到自維持燃燒的程度，通常需要添加一定量的煤與污泥混燒，以提高污泥焚燒效率、減小 污染物排放，但同時消耗了煤炭等寶貴資源。另一類是將污泥深度脫水后再直接焚燒，但是 深度脫水成本太高，直接提高了污泥處理成本。 爐排焚燒技術發(fā)展較為成熟，根據(jù)爐排的結構和運動方式不同而形式多樣，但燃 燒的基本原理大致相同。垃圾在爐排上進行層狀燃燒，依次通過預熱干燥區(qū)、主燃區(qū)和燃燼 區(qū)，最后灰渣排出爐外。各種爐排都會采取不同的方式使垃圾料層不斷得到松動以及使垃 圾與空氣充分接觸，從而達到較理想的燃燒效果。 爐排爐對垃圾的前處理要求較低，儲料上料系統(tǒng)成熟簡單；燃燒過程中，通過爐內(nèi) 爐排振動、拋起或翻轉等方式，實現(xiàn)垃圾的充分燃燒，可在燃燒過程中添加固體或者液體輔 助燃料助燃，目前焚燒系統(tǒng)也較為成熟；此外，爐排爐除渣系統(tǒng)穩(wěn)定；燃燒過程穩(wěn)定，控制簡單。 但爐排焚燒技術較適合于焚燒熱值較高的垃圾，燃燒效率較低，產(chǎn)汽量低，在燃用 低熱值、高水分的垃圾時，為保證鍋爐在正常燃燒時達到需要的工藝參數(shù)，須添加助燃油，運行成本較高。 農(nóng)林廢棄物是農(nóng)業(yè)及林業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品，產(chǎn)量大、分布廣，是一種重要的可再生及 潔凈能源。我國每年農(nóng)業(yè)廢棄物的產(chǎn)量達7.5億噸，主要包括稻稈、麥稈、玉米稈、棉稈、稻 殼及花生殼等。我國每年林業(yè)廢棄物的產(chǎn)量約5. 6億噸，主要包括果樹枝條、樹葉、廢木材 和木屑等。長期以來，農(nóng)林廢棄物的利用并未引起人們的高度重視，浪費現(xiàn)象十分嚴重，主 要用于炊事，部分用于飼料和造紙原料，一部分用于堆漚還田。還有約2.2億噸剩余秸稈未 被合理利用，其中絕大部分被農(nóng)民就地焚燒造成大量的資源浪費。多年以來，每到夏收、秋 收季節(jié)，村村點火，處處冒煙，危及交通安全，危害居民健康，田野焚燒秸稈已成為社會一大 公害。因此，農(nóng)林廢棄物利用問題已不僅僅是一個環(huán)境保護和資源綜合利用問題，而且已關 系到了人民群眾的健康及生命財產(chǎn)安全。

發(fā)明內(nèi)容
技術問題本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種成本低、提高垃圾焚燒爐的燃燒 效率、解決污泥造成的污染問題、資源化利用農(nóng)林廢棄物、降低污染物尤其是重金屬及二噁 英的排放和減少化石能源的消耗，利用爐排爐混合焚燒處理農(nóng)林廢棄物、污泥及市生活垃 圾的方法。
技術方案為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的技術方案為
—種利用爐排爐混合焚燒農(nóng)林廢棄物、污泥及生活垃圾的方法，提供爐排垃圾焚 燒爐，將農(nóng)林廢棄物、污泥與生活垃圾在爐排垃圾焚燒爐內(nèi)混合燃燒，采用農(nóng)林廢棄物點 火，待爐膛溫度升高至85(TC時，向爐膛加入生活垃圾及污泥實現(xiàn)混燒；其中摻燒農(nóng)林廢棄 物在混合燃料中的質(zhì)量百分比為40%以內(nèi)，摻燒污泥在混合燃料中的質(zhì)量百分比為30%
以內(nèi)，爐排焚燒爐內(nèi)燃燒溫度控制在S5(TC 100(TC，焚燒產(chǎn)生的煙氣在爐內(nèi)停留時間控 制在2秒以上。 優(yōu)選的，所述的農(nóng)林廢棄物為秸稈、谷殼、雞糞等農(nóng)業(yè)廢棄物和果木枝條、樹葉、廢
木材、糖渣或木屑等林業(yè)廢棄物。 優(yōu)選的，所述污泥為市政污泥或工業(yè)污泥。 優(yōu)選的，污泥不需深度脫水即可與農(nóng)林廢棄物及生活垃圾混燒。 優(yōu)選的，可以燃用低熱值、高水分的生活垃圾及污泥，并保證鍋爐實現(xiàn)正常燃燒。 優(yōu)選的，農(nóng)林廢棄物入爐前，應破碎到小于500mm后通過螺旋給料機送入密相區(qū)焚燒。 有益效果 1 、在爐排垃圾焚燒爐內(nèi)實現(xiàn)農(nóng)林廢棄物、污泥及城市生活垃圾混燒發(fā)電，在提供 一種清潔新能源的利用方法的同時，綜合資源化處理城市生活垃圾、污泥及農(nóng)林廢棄物，節(jié) 省煤炭、燃油等寶貴化石能源，并節(jié)省新建污泥及秸稈焚燒發(fā)電廠的投資，周期快、操作性 強。 2、在爐排垃圾焚燒爐內(nèi)摻燒適量農(nóng)林廢棄物及污泥，由于農(nóng)林廢棄物的支撐性 好，可以提高整體混合燃燒物的蓬松性及透氣性，一次風可以很順利地通過爐排進入爐膛 燃燒，避免城市生活垃圾中顆粒狀渣土、塑料(粒徑< 5mm)等廢物阻塞爐排的透氣孔。
3、爐排爐焚燒技術較適合于焚燒熱值較高的垃圾，燃燒效率較低，產(chǎn)汽量低。采用農(nóng)林廢棄物、污泥及城市生活垃圾混燒可以燃用低熱值、高水分的垃圾，并保證鍋爐實現(xiàn)正 常燃燒，達到設計的工藝參數(shù)。 4、污泥不需深度脫水即可與農(nóng)林廢棄物及城市生活垃圾混燒，大大節(jié)省了污泥焚 燒發(fā)電的成本。 5、農(nóng)林廢棄物及污泥的摻燒使得城市生活垃圾的著火點降低，解決城市生活垃圾 含水率高和成份不穩(wěn)定帶來的燃燒問題。提高垃圾焚燒爐爐膛溫度，使爐膛燃燒溫度在 850°C 100(TC的合適范圍，改善垃圾焚燒工況穩(wěn)定性。 6、農(nóng)林廢棄物的揮發(fā)份含量高，硫和氮含量低及其自身的固氯、固硫特性，摻燒農(nóng) 林廢棄物顯著減小焚燒煙氣中S(^、NOx、HCl、重金屬及二噁英等污染物的排放，與我國循環(huán) 經(jīng)濟的政策吻合。 7、解決農(nóng)林廢棄物露天焚燒帶來的環(huán)境污染問題。
8 、解決污泥帶來的環(huán)境污染問題。


圖1為爐排垃圾焚燒爐摻燒農(nóng)林廢棄物及污泥發(fā)電系統(tǒng)圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。 本發(fā)明的一種利用爐排爐混合焚燒處理農(nóng)林廢棄物、污泥及城市生活垃圾發(fā)電的 系統(tǒng)， 如圖所示，本發(fā)明提供的混合焚燒方法用于發(fā)電的系統(tǒng)主要包括 燃料儲運系統(tǒng)主要作用是將農(nóng)林廢棄物、污泥及城市生活垃圾收集、儲運至焚燒
發(fā)電廠儲料倉待用。 焚燒系統(tǒng)將農(nóng)林廢棄物、污泥及城市生活垃圾按一定比例的混合物料送入焚燒 爐，在焚燒爐內(nèi)物料的可燃組分燃燒轉化為熱能，不可燃組分轉化為灰渣排放后收集綜合 利用。 能量轉化系統(tǒng)，熱能轉化為電能混合物料燃燒產(chǎn)生的熱能通過介質(zhì)水吸收成高
品質(zhì)蒸汽，蒸汽推動汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電，實現(xiàn)熱能向電能的轉化。
煙氣處理系統(tǒng)將混合物料燃燒產(chǎn)生的煙氣進行凈化處理，達標排放。
灰渣資源化處理系統(tǒng)將混合物料燃燒產(chǎn)生的灰渣收集，進行資源化處理、綜合利用。 主要循環(huán)工藝流程農(nóng)林廢棄物、污泥及城市生活垃圾一收集至焚燒發(fā)電廠一卸 入儲料倉一按合適比例投入焚燒爐一混合物料在焚燒爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱能一介質(zhì)水吸收熱 能成為蒸汽一蒸汽在過熱系統(tǒng)中繼續(xù)吸收熱量提高汽水品質(zhì)一品質(zhì)合格的蒸汽通過蒸汽 管道進入汽輪機推動汽輪機做功一汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電并最終轉化為電能一通過變壓 器和輸送線路輸出滿足居民生產(chǎn)生活需要。 在垃圾焚燒發(fā)電廠內(nèi)實施該發(fā)明，不用專門進行大規(guī)模的技術改進和設備改裝就 可以實現(xiàn)農(nóng)林廢棄物、污泥與城市生活垃圾的混合燃燒發(fā)電。本發(fā)明經(jīng)大量試驗研究發(fā)現(xiàn) 農(nóng)林廢棄物、污泥與城市生活垃圾混合燃燒，各項運行數(shù)據(jù)和指標均達到良好的效果。
本發(fā)明提供的利用爐排爐混合焚燒農(nóng)林廢棄物、污泥及生活垃圾的方法為提供 爐排垃圾焚燒爐，將農(nóng)林廢棄物、污泥與生活垃圾在爐排垃圾焚燒爐內(nèi)混合燃燒，采用農(nóng)林 廢棄物點火，待爐膛溫度升高至85(TC時，向爐膛加入生活垃圾及污泥實現(xiàn)混燒；其中摻燒 農(nóng)林廢棄物在混合燃料中的質(zhì)量百分比為40 %以內(nèi)，摻燒污泥在混合燃料中的質(zhì)量百分比
為30^以內(nèi)，爐排焚燒爐內(nèi)燃燒溫度控制在85(TC IOO(TC，焚燒產(chǎn)生的煙氣在爐內(nèi)停留 時間控制在2秒以上。 在一個實施例中，所述的農(nóng)林廢棄物為秸稈、谷殼、雞糞等農(nóng)業(yè)廢棄物和果木枝
條、樹葉、廢木材、糖渣或木屑等林業(yè)廢棄物。 在一個實施例中，所述污泥為市政污泥或工業(yè)污泥。 在一個實施例中，污泥不需深度脫水即可與農(nóng)林廢棄物及生活垃圾混燒。 在一個實施例中，可以燃用低熱值、高水分的生活垃圾及污泥，并保證鍋爐實現(xiàn)正
常燃燒。 在一個實施例中，不需設置垃圾預處理系統(tǒng)，只需將大尺寸的建筑垃圾等揀出即 可。生活垃圾通過進料斗進入傾斜向下的爐排進行燃燒。 在一個實施例中，農(nóng)林廢棄物入爐前，應破碎到小于500mm后通過螺旋給料機送
入密相區(qū)焚燒。 實施例1 : 鍋爐啟動時，將秸稈在焚燒爐爐排上均勻鋪滿，點火床料一般選擇長度小于100mm 的散料，要求點火床料30 40cm厚，人工平整爐膛內(nèi)的散料，用火把或其它引燃方式將爐 排上的秸稈點燃。開啟一次風，待爐膛溫度升高至40(TC，通過螺旋給料機向爐膛連續(xù)加入 農(nóng)林廢棄物，調(diào)節(jié)一、二次風量，待爐膛溫度升高至85(TC時，向爐膛按照一定配比加入城市 生活垃圾及污泥實現(xiàn)混燒。合理組織配風，逐步將床溫調(diào)整到85(TC IOO(TC。
實施例2 : 城市生活垃圾含水率高、熱值低。污泥的含水率及成份復雜，熱值相差較大，在實 際垃圾焚燒運行過程中，農(nóng)林廢棄物的具體摻燒比例應根據(jù)垃圾及污泥的品質(zhì)靈活調(diào)節(jié)。 北方地區(qū)冬季垃圾燃煤灰渣含量高、或南方地區(qū)雨季垃圾含水率高、可燃成分低，當垃圾熱 值低達700kcal/kg時，麥稈、稻稈、棉稈、稻殼及果木枝條等農(nóng)林廢棄物的摻燒比例可達 30% _40%，使混合燃料的熱值提高到1200kcal/kg以上；在垃圾、污泥品質(zhì)較好時，熱值約 為1000 1200kcal/kg時，農(nóng)林廢棄物的摻燒比例在10%以內(nèi)；焚燒爐內(nèi)燃燒溫度維持 85(TC 95(TC范圍，煙氣在爐內(nèi)的停留時間大于2秒，從而提高垃圾燃燼率，降低污染物排 放，提高鍋爐燃燒效率。
權利要求
一種利用爐排爐混合焚燒農(nóng)林廢棄物、污泥及生活垃圾的方法，其特征在于提供爐排垃圾焚燒爐，將農(nóng)林廢棄物、污泥與生活垃圾在爐排垃圾焚燒爐內(nèi)混合燃燒，采用農(nóng)林廢棄物點火，待爐膛溫度升高至850℃時，向爐膛加入生活垃圾及污泥實現(xiàn)混燒；其中摻燒農(nóng)林廢棄物在混合燃料中的質(zhì)量百分比為40％以內(nèi)，摻燒污泥在混合燃料中的質(zhì)量百分比為30％以內(nèi)，爐排焚燒爐內(nèi)燃燒溫度控制在850℃～1000℃，焚燒產(chǎn)生的煙氣在爐內(nèi)停留時間控制在2秒以上。
2. 根據(jù)權利要求1所述的利用爐排爐混合焚燒農(nóng)林廢棄物、污泥及生活垃圾的方法， 其特征在于所述的農(nóng)林廢棄物為秸稈、谷殼、雞糞等農(nóng)業(yè)廢棄物和果木枝條、樹葉、廢木 材、糖渣或木屑等林業(yè)廢棄物。
3. 根據(jù)權利要求1所述的利用爐排爐混合焚燒農(nóng)林廢棄物、污泥及生活垃圾的方法，其特征在于所述污泥為市政污泥或工業(yè)污泥。
4. 根據(jù)權利要求1或3所述的利用爐排爐混合焚燒農(nóng)林廢棄物、污泥及生活垃圾的方法，其特征在于污泥不需深度脫水即可與農(nóng)林廢棄物及生活垃圾混燒。
5. 根據(jù)權利要求1所述的利用爐排爐混合焚燒農(nóng)林廢棄物、污泥及生活垃圾的方法，其特征在于可以燃用低熱值、高水分的生活垃圾及污泥，并保證鍋爐實現(xiàn)正常燃燒。
6. 根據(jù)權利要求1所述的利用爐排爐混合焚燒農(nóng)林廢棄物、污泥及生活垃圾的方法， 其特征在于農(nóng)林廢棄物入爐前，應破碎到小于500mm后通過螺旋給料機送入密相區(qū)焚燒。
全文摘要
本發(fā)明涉及能源環(huán)境工程技術領域，提供了一種利用爐排爐混合焚燒農(nóng)林廢棄物、污泥及生活垃圾的方法，提供爐排垃圾焚燒爐，將農(nóng)林廢棄物、污泥與生活垃圾在爐排垃圾焚燒爐內(nèi)混合燃燒，采用農(nóng)林廢棄物點火，待爐膛溫度升高至850℃時，向爐膛加入生活垃圾及污泥實現(xiàn)混燒；其中摻燒農(nóng)林廢棄物在混合燃料中的質(zhì)量百分比為40％以內(nèi)，摻燒污泥在混合燃料中的質(zhì)量百分比為30％以內(nèi)，爐排焚燒爐內(nèi)燃燒溫度控制在850℃～1000℃，焚燒產(chǎn)生的煙氣在爐內(nèi)停留時間控制在2秒以上。成本低、提高垃圾焚燒爐的燃燒效率、解決污泥造成的污染問題、資源化利用農(nóng)林廢棄物、降低污染物尤其是重金屬及二噁英的排放和減少化石能源的消耗。
文檔編號F23G5/02GK101737784SQ20101001714
公開日2010年6月16日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權日2010年1月8日
發(fā)明者任強強, 吳新, 梁財, 段倫博, 趙長遂, 陳曉平 申請人:東南大學