專利名稱：一種生活垃圾氣化熔融焚燒系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種垃圾焚燒系統(tǒng)，尤其涉及一種生活垃圾氣化熔融焚燒系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
城市生活垃圾氣化熔融焚燒技術(shù)一般分為一步法氣化熔融焚燒技術(shù)和兩步法氣化熔融焚燒技術(shù)。所謂一步法氣化熔融焚燒技術(shù)是指垃圾的干燥、氣化、燃燒、灰渣的熔融等過程在一個設備中全部完成的一種直接氣化熔融焚燒技術(shù)；而兩步法氣化熔融焚燒技術(shù)則是指先將垃圾置于溫度為500 800°C的設備中進行熱解、然后將熱解碳渣以及熱解氣等置于溫度高于1300°C的設備中進行熔融焚燒處理的一種氣化熔融焚燒枝術(shù)。城市生活垃圾兩步法氣化熔融焚燒技術(shù)進行垃圾氣化過程的氣化爐目前比較成熟的有回轉(zhuǎn)窯式和流化床式，而灰渣熔融處理的熔融爐則有許多種。傳統(tǒng)的生活垃圾氣化熔融焚燒一般都需要 摻燒輔助燃料，以達到1300°C以上的燃燒溫度。專利號為ZL03147866. 2的專利文獻公開了一種回轉(zhuǎn)窯垃圾氣化、炭灰共融的多級焚燒方法及系統(tǒng)。該實用新型采用回轉(zhuǎn)窯作為氣化爐，灰渣熔融處理的熔融爐為下行氣流床布置的高溫熔融燃燒爐。垃圾經(jīng)破碎、壓實后送入回轉(zhuǎn)窯氣化爐氣化，生成的低熱值廢物燃氣進入高溫熔融式焚燒爐，回轉(zhuǎn)窯氣化爐內(nèi)固體殘留物經(jīng)過分選，炭分磨碎后由氣力輸送至高溫熔融燃燒爐，和燃氣一起進行燃燒。該焚燒方法及其系統(tǒng)的缺點是1.該實用新型的處理對象主要是醫(yī)療垃圾以及其他高熱值的危險廢棄物，對于低熱值的生活垃圾適應性差。2.回轉(zhuǎn)窯氣化過程和高溫熔融焚燒過程都需要輔助燃油，運行成本高。3.垃圾在回轉(zhuǎn)窯氣化后的殘余固體中含有大量的炭份，需要對其進行篩分回收。4.尾氣急冷采用噴水淬冷方式，不但浪費水，還損失能量，造成二次污染。專利號為ZL201010177396. 9的專利文獻公開了一種城市生活垃圾蓄熱式氣化熔融焚燒系統(tǒng)，該系統(tǒng)屬于一步法氣化熔融焚燒技術(shù)，生活垃圾的氣化、焚燒、熔融在一個豎爐里面完成。該系統(tǒng)采用了高溫空氣燃燒技術(shù)，將空氣預熱到900°C，使爐內(nèi)溫度達到1300°C以上，不需要輔助燃料而實現(xiàn)熔融焚燒。本焚燒系統(tǒng)的缺點是1.在一體爐內(nèi)，氣化和焚燒同時進行，反應劇烈，飛灰隨煙氣溢出，煙氣含塵量大，易堵塞蓄熱式換熱閥的蓄熱材料。2.由于助燃空氣布置在垃圾熔融池上方，且為常壓送風，底部燃燒不劇烈，熔融池溫度不易提高，不利于垃圾的熔融和排出。3.空氣過剩系數(shù)大。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種不摻燒或少摻燒輔助燃料，減少焚燒爐出口煙氣的含塵量的生活垃圾氣化熔融焚燒系統(tǒng)。實現(xiàn)本實用新型的目的的生活垃圾氣化熔融焚燒系統(tǒng)，包括垃圾氣化焚燒系統(tǒng)、旋風燃燒熔融系統(tǒng)、空氣預熱和高溫煙氣急冷系統(tǒng)、余熱鍋爐系統(tǒng)、低溫煙氣急冷系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)；所述氣化焚燒系統(tǒng)的氣化煙氣出口與所述旋風燃燒熔融系統(tǒng)相連，所述旋風燃燒熔融系統(tǒng)的熔融煙氣出口有兩個，一個熔融煙氣出口與所述空氣預熱和高溫煙氣急冷系統(tǒng)相連，另一個熔融煙氣出口與所述余熱鍋爐系統(tǒng)相連；所述余熱鍋爐系統(tǒng)煙氣出口與所述煙氣急冷系統(tǒng)相連；所述煙氣急冷系統(tǒng)的急冷煙氣出口與所述煙氣凈化系統(tǒng)相連；所述空氣預熱和高溫煙氣急冷系統(tǒng)包括兩個高溫預熱空氣出口，一個高溫預熱空氣出口連接所述垃圾氣化焚燒系統(tǒng)，另一個高溫預熱空氣出口連接所述旋風燃燒熔融系統(tǒng)；所述空氣預熱和高溫煙氣急冷系統(tǒng)的換熱煙氣出口與所述煙氣凈化系統(tǒng)相連。所述低溫煙氣急冷系統(tǒng)包括低溫煙氣入口、空氣入口、急冷煙氣出口和預熱空氣出口，所述預熱空氣出口連接有換熱器，所述換熱器包括與所述預熱空氣出口相連的預熱空氣進口、冷空氣出口、進水口和預熱水出口，所述預熱水出口與所述余熱鍋爐系統(tǒng)相連。所述垃圾氣化焚燒系統(tǒng)包括依次相連的垃圾抓斗、進料機構(gòu)、氣化焚燒爐、出料機構(gòu)和水冷除渣機；所述氣化焚燒爐的爐頭設有與所述預熱空氣系統(tǒng)的一個預熱空氣出口相連的高溫一次風噴口，爐尾設有焚燒煙氣出口，爐內(nèi)設有助燃裝置。所述旋風燃燒熔融系統(tǒng)包括旋風爐和旋風筒；在所述旋風筒上設有與所述氣化煙氣出口相連的煙氣噴口、與另一個高溫預熱空氣出口相連的高溫二次風噴口、熔融煙氣出口和灰粉噴口?！に隹諝忸A熱和高溫煙氣急冷系統(tǒng)為蓄熱式高溫閥；所述低溫煙氣急冷系統(tǒng)為蓄熱式低溫閥組成。每個閥的上下兩端固定、中間可以旋轉(zhuǎn)。閥的上端設有煙氣入口和空氣出口，下端設有煙氣出口和空氣入口。所述的煙氣凈化系統(tǒng)包括依次相連的活性炭噴射裝置、布袋除塵器和脫硫塔。本實用新型的生活垃圾氣化熔融焚燒系統(tǒng)的有益效果如下I、本實用新型的生活垃圾氣化熔融焚燒系統(tǒng)提供一種可用于處理城市生活垃圾等低熱值、高水分固體廢棄物的兩步法蓄熱式氣化熔融焚燒方法及系統(tǒng)。2、少用甚至不用添加輔助燃料，節(jié)省運行成本。3、減少焚燒爐出口煙氣的塵含量。4、消除二噁英生成起觸媒作用的飛灰源和反應的溫度環(huán)境。5、使熔融焚燒更劇烈，溫度更高，熔渣中二噁英完全分解，熔渣易于排出。6、減小過?？諝庀禂?shù)，以減少煙氣排放量、降低煙氣凈化負擔。

圖I為本實用新型的生活垃圾氣化熔融焚燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型的生活垃圾氣化熔融焚燒系統(tǒng)的實施例如下如圖I所示，本實用新型的生活垃圾氣化熔融焚燒系統(tǒng)，包括垃圾氣化焚燒系統(tǒng)、旋風燃燒熔融系統(tǒng)、空氣預熱和高溫煙氣急冷系統(tǒng)、預熱鍋爐系統(tǒng)，低溫煙氣急冷系統(tǒng)和煙氣凈化系統(tǒng)；所述氣化焚燒系統(tǒng)的氣化煙氣出口與所述旋風燃燒熔融系統(tǒng)相連，所述旋風燃燒熔融系統(tǒng)的熔融煙氣出口有兩個，一個熔融煙氣出口與所述空氣預熱和高溫煙氣急冷系統(tǒng)相連，另一個熔融煙氣出口與所述余熱鍋爐系統(tǒng)相連；所述余熱鍋爐系統(tǒng)煙氣出口與所述煙氣急冷系統(tǒng)相連；所述煙氣急冷系統(tǒng)的急冷煙氣出口與所述煙氣凈化系統(tǒng)相連；所述空氣預熱和高溫煙氣急冷系統(tǒng)的包括兩個高溫預熱空氣出口，一個高溫預熱空氣出口連接所述垃圾氣化焚燒系統(tǒng)，另一個高溫預熱空氣出口連接所述旋風燃燒熔融系統(tǒng)；所述空氣預熱和高溫煙氣急冷系統(tǒng)的換熱煙氣出口與所述煙氣凈化系統(tǒng)相連。所述低溫煙氣急冷系統(tǒng)包括低溫煙氣入口、空氣入口、急冷煙氣出口和預熱空氣出口，所述預熱空氣出口連接有換熱器，所述換熱器包括與所述預熱空氣出口相連的預熱空氣進口、冷空氣出口、進水口和預熱水出口，所述預熱水出口與所述余熱鍋爐系統(tǒng)相連。所述垃圾氣化焚燒系統(tǒng)包括依次相連的垃圾抓斗、進料機構(gòu)、氣化焚燒爐、出料機構(gòu)和水冷除渣機；所述氣化焚燒爐的爐頭設有與所述預熱空氣系統(tǒng)的一個預熱空氣出口相連的高溫一次風噴口，爐尾設有焚燒煙氣出口，爐內(nèi)設有助燃裝置。氣化焚燒爐的爐頭和爐尾還設有機械密封裝置。所述的垃圾進料機構(gòu)包括垃圾料斗、密封翻版、推料裝置組成。所述旋風燃燒熔融系統(tǒng)包括旋風爐和旋風筒；在所述旋風筒上設有與所述氣化煙氣出口相連的煙氣噴口、與另一個高溫預熱空氣出口相連的高溫二次風噴口、熔融煙氣出 口和灰粉噴口。所述空氣預熱和高溫煙氣急冷系統(tǒng)為蓄熱式高溫閥；所述低溫煙氣急冷系統(tǒng)為蓄熱式低溫閥組成。每個閥的上下兩端固定、中間可以旋轉(zhuǎn)。閥的上端設有煙氣入口和空氣出口，下端設有煙氣出口和空氣入口?？赊D(zhuǎn)動的中間部分內(nèi)部設有4個(或者6個、8個不等)腔體，腔體內(nèi)部裝滿蓄熱體。所述的煙氣凈化系統(tǒng)包括依次相連的活性炭噴射裝置、布袋除塵器和脫硫塔。還包括一些輔助設施活性炭儲倉、石灰料倉、石膏儲倉、飛灰儲倉、引風機、煙囪。本實用新型的生活垃圾氣化熔融焚燒系統(tǒng)的焚燒方法，包括如下步驟(I)垃圾氣化焚燒，生活垃圾進入氣化焚燒爐的爐尾，隨著氣化焚燒爐翻轉(zhuǎn)的同時，與高溫氣化煙氣逆流接觸，溫度升高，水分揮發(fā)，在缺氧狀態(tài)下被干燥、氣化，氣化產(chǎn)生的氣體、揮發(fā)份、飛灰順著煙氣一起由爐尾的氣化煙氣出口排出；剩下的殘余固體(還含有碳、揮發(fā)份等可燃物)隨著氣化焚燒爐的翻轉(zhuǎn)繼續(xù)向爐頭前進，隨著氣化焚燒爐爐頭高溫一次風噴口的高溫預熱空氣的不斷鼓入，氧的濃度越來越大、溫度越來越高，固體殘余物中的碳、揮發(fā)份被充分燃燒、直到燃盡；燃盡后的灰渣由出料機構(gòu)排出，經(jīng)水冷后，由水冷出渣機收集，最后填埋；(2)氣化煙氣焚燒和飛灰熔融，氣化焚燒爐排出的氣化煙氣由煙道導向旋風爐，隨著從高溫二次風噴口進入的高溫預熱空氣一起旋轉(zhuǎn)、并充分燃燒，氣化煙氣中的飛灰被甩向筒壁，在筒壁上形成一層熔渣膜，以液態(tài)形式從低端排出，焚燒后的高溫煙氣從爐體上端的煙氣出口排出；熔融渣經(jīng)水淬后成為玻璃體，其有害物含量低、重金屬浸出率低。(3)空氣預熱，從旋風爐排出的煙氣溫度高達1300°C，一部分煙氣進入蓄熱式高溫閥，助燃空氣從蓄熱式高溫閥的另一端進入，煙氣和空氣處于逆流方向，分別流經(jīng)兩個腔體，煙氣從兩個腔體內(nèi)的蓄熱體的孔道中流過，其顯熱被吸收，煙氣溫度不斷降低，蓄熱體溫度不斷升高，最后煙氣從蓄熱體孔道中排出時，溫度低于200°C，而蓄熱體溫度升高；常溫空氣從另外兩個腔體內(nèi)的蓄熱體的孔道中流過，此時高溫蓄熱體中蓄積的熱量將流經(jīng)的空氣加熱，使空氣在流出時，溫度達到600 900°C，而蓄熱體溫度降低，一段時間后，蓄熱式換向閥通過旋轉(zhuǎn)一定的角度(如90度或180度)，重復以上過程，最終煙氣被急冷到2000C以下，空氣被預熱到600°C以上，分別送入氣化焚燒爐爐頭的高溫一次風噴口和旋風爐的高溫二次風噴口，分別為垃圾氣化焚燒和垃圾氣化煙氣的焚燒提供氧氣和熱量；[0031](4)空氣急冷，從旋風爐出來的一部分高溫煙氣經(jīng)蓄熱式高溫閥急冷降溫，會同經(jīng)蓄熱式低溫閥急冷降溫的煙氣送入煙氣凈化系統(tǒng)進行凈化處理；(5)余熱利用， 從旋風爐出來另一部分煙氣直接導入余熱鍋爐，經(jīng)過余熱鍋爐回收熱量后，溫度降到400 500°C，然后進入蓄熱式低溫閥，被急冷到200°C以下；同時將空氣預熱后，經(jīng)換熱器換熱，將熱量交換給水，并將水預熱，將換熱后的預熱水用于余熱鍋爐用水。(6)煙氣凈化，向被急冷后的煙氣煙道中噴射活性炭，活性炭噴射采用文丘里噴射裝置，活性炭能吸附大量的固態(tài)二噁英類物質(zhì)，然后和煙氣中的飛灰經(jīng)過布袋除塵器時，被過濾下來，除塵后的煙氣再進入脫硫塔，在脫硫塔內(nèi)S02、HCl等酸性氣體與石灰漿液作用，并被脫除。凈化后的煙氣經(jīng)煙囪達標排放。本實用新型的氣化焚燒爐采用逆流式氣化工藝，爐尾進入生活垃圾、排出氣化煙氣，爐頭進入高溫一次風，排出灰渣。爐頭溫度高于900°C，垃圾氣化后的殘余固體中的炭份被充分燃燒。整個氣化焚燒爐空氣過剩系數(shù)為0. 4 0. 6，為缺氧狀態(tài)，有利于抑制金屬元素的氧化。氣化焚燒爐內(nèi)的垃圾停留時間為I 2小時，爐體長徑比(L/D)約為5 10，填充系數(shù)約為0. I 0. 3，轉(zhuǎn)速0. 2 4rpm可調(diào)，爐體傾角為0.01 0. 03。本實用新型的旋風爐爐內(nèi)溫度高于1300°C，旋風爐不但充當著二燃室的作用，還通過高溫旋風燃燒，將氣化煙氣、未燃盡的飛灰燃燒干凈，充當著熔融爐的作用。飛灰以熔融狀態(tài)排出，二噁英被徹底消除。旋風爐的配風采用高溫空氣，空氣系數(shù)為I. I I. 3(以氣化煙氣計)。本實用新型的一種生活垃圾氣化熔融焚燒系統(tǒng)的優(yōu)點如下I.不僅可以用于處理高熱值的固體廢棄物，也可以處理城市生活垃圾等低熱值、高水分的固體廢棄物。2.采用提高空氣溫度的技術(shù)，為氣化焚燒爐提供大量的熱量，不但有利于生活垃圾的氣化，而且高溫空氣可以促進氣化殘余固體里面的炭燃燒完全。3.采用提高空氣溫度的技術(shù)，可以解決低熱值生活垃圾燃燒溫度低，需要添加大量輔助燃料的問題，節(jié)省了運行成本。4.采用兩段式氣化熔融焚燒工藝，進入到旋風爐的氣化煙氣含塵量低，且在旋風爐內(nèi)停留時間長，燃燒充分，爐壁也有除塵的作用，所以最終減少了從旋風爐排出的煙氣的含塵量，有利于緩解蓄熱式換熱閥的堵塞問題。5.飛灰中含有的銅等金屬元素對二噁英生成起催化作用，本實用新型通過降低煙氣含塵量來控制飛灰源，破壞了二噁英重新合成的條件之一；6. 二噁英易于在200 500°C的溫度范圍內(nèi)重新合成，通過兩個蓄熱式換熱閥可以在極短時間內(nèi)將煙氣進行冷卻到200°C—下，從而有效地抑制了二噁英的合成。這解決了傳統(tǒng)的用水急冷帶來大量用水以及熱量損失問題。7.旋風爐內(nèi)的燃燒反應劇烈，溫度高(1300°C以上)，熔渣中二噁英被完全分解，熔渣易于排出。8.通過兩段式燃燒可以將過?？諝庀禂?shù)控制在1.4左右，減少了煙氣排放量、降低了煙氣凈化負擔和熱量損失。
權(quán)利要求1.一種生活垃圾氣化熔融焚燒系統(tǒng)，包括垃圾氣化焚燒系統(tǒng)、旋風燃燒熔融系統(tǒng)、空氣預熱和高溫煙氣急冷系統(tǒng)、余熱鍋爐系統(tǒng)、低溫煙氣急冷系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)；所述氣化焚燒系統(tǒng)的焚燒煙氣出口與所述旋風燃燒熔融系統(tǒng)相連，所述旋風燃燒熔融系統(tǒng)的熔融煙氣出口有兩個，一個熔融煙氣出口與所述空氣預熱和高溫煙氣急冷系統(tǒng)相連，另一個熔融煙氣出口與所述余熱鍋爐系統(tǒng)相連；所述余熱鍋爐系統(tǒng)煙氣出口與低溫煙氣急冷系統(tǒng)煙氣入口相連；所述低溫煙氣急冷系統(tǒng)的急冷煙氣出口與所述煙氣凈化系統(tǒng)相連；所述空氣預熱和高溫空氣急冷系統(tǒng)包括兩個高溫預熱空氣出口，一個高溫預熱空氣出口連接所述垃圾氣化焚燒系統(tǒng)，另一個高溫預熱空氣出口連接所述旋風燃燒熔融系統(tǒng)；所述空氣預熱和高溫煙氣急冷系統(tǒng)的換熱煙氣出口與所述煙氣凈化系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生活垃圾氣化熔融焚燒系統(tǒng)，其特征在于所述低溫煙氣急冷系統(tǒng)包括低溫煙氣入口、空氣入口、急冷煙氣出口和低溫預熱空氣出口，所述低溫預熱空氣出口連接有換熱器，所述換熱器包括與所述低溫預熱空氣出口相連的低溫預熱空氣進口、冷空氣出口、進水口和預熱水出口，所述預熱水出口與所述余熱鍋爐系統(tǒng)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的生活垃圾氣化熔融焚燒系統(tǒng)，其特征在于所述垃圾氣化焚燒系統(tǒng)包括依次相連的垃圾抓斗、進料機構(gòu)、氣化焚燒爐、出料機構(gòu)和水冷除渣機；所述氣化焚燒爐的爐頭設有與所述空氣預熱和高溫煙氣急冷系統(tǒng)的一個高溫預熱空氣出口相連的高溫一次風噴口，爐尾設有氣化煙氣出口，爐內(nèi)設有助燃裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的生活垃圾氣化熔融焚燒系統(tǒng)，其特征在于所述旋風燃燒熔融系統(tǒng)包括旋風爐和旋風筒；在所述旋風筒上設有與所述氣化煙氣出口相連的煙氣噴口、與另一個高溫預熱空氣出口相連的高溫二次風噴口、熔融煙氣出口和灰粉噴口。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的生活垃圾氣化熔融焚燒系統(tǒng)，其特征在于所述空氣預熱和高溫煙氣急冷系統(tǒng)為蓄熱式高溫閥；所述低溫煙氣急冷系統(tǒng)為蓄熱式低溫閥組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的生活垃圾氣化熔融焚燒系統(tǒng)，其特征在于所述的煙氣凈化系統(tǒng)包括依次相連的活性炭噴射裝置、布袋除塵器和脫硫塔。
專利摘要本實用新型提供了一種不摻燒或少摻燒輔助燃料，減少焚燒爐出口煙氣的含塵量的生活垃圾氣化熔融焚燒系統(tǒng)，包括垃圾氣化焚燒系統(tǒng)、旋風燃燒熔融系統(tǒng)、空氣預熱和高溫煙氣急冷系統(tǒng)、余熱鍋爐系統(tǒng)、低溫煙氣急冷系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)；所述氣化焚燒系統(tǒng)的焚燒煙氣出口與所述旋風燃燒熔融系統(tǒng)相連，所述旋風燃燒熔融系統(tǒng)的熔融煙氣出口有兩個，一個熔融煙氣出口與所述空氣預熱和高溫煙氣急冷系統(tǒng)相連，另一個熔融煙氣出口與所述余熱鍋爐和低溫煙氣急冷系統(tǒng)相連，所述空氣預熱和高溫煙氣急冷系統(tǒng)以及低溫煙氣急冷系統(tǒng)的急冷煙氣出口與所述煙氣凈化系統(tǒng)相連；所述空氣預熱和高溫煙氣急冷系統(tǒng)包括一個空氣進口、一個高溫煙氣進口、一個急冷煙氣出口和兩個高溫預熱空氣出口。
文檔編號F23G5/44GK202501480SQ20122008562
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者吳道洪, 樊軍, 阮立明 申請人:北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司