本發(fā)明屬于固廢處理領(lǐng)域，具體涉及一種生活垃圾無(wú)害化處理方法。

技術(shù)背景：

隨著我國(guó)快速城市化和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)使得我國(guó)各大城市的人口數(shù)量急速擴(kuò)張，各大城市產(chǎn)生的城市垃圾數(shù)量巨大，垃圾問(wèn)題正變得越來(lái)越突出。當(dāng)前我國(guó)城市垃圾無(wú)害化處理面臨的最突出、也是最亟待解決的矛盾是處理設(shè)施建設(shè)能力不足。目前我國(guó)各城市主要以填埋方式處理垃圾，各城市垃圾都面臨無(wú)地可埋的問(wèn)題，。另一方面，垃圾填埋造成地下水源、土壤的嚴(yán)重污染，環(huán)境生態(tài)壓力越來(lái)越大，垃圾圍城也影響了城市的進(jìn)一步擴(kuò)容發(fā)展。加強(qiáng)垃圾無(wú)害化處理設(shè)施能力建設(shè)是當(dāng)前及今后一段時(shí)期最主要的任務(wù)。

焚燒法處理并利用其余熱發(fā)電或供熱是按“三化”原則處理城市垃圾最有前途的方法,但垃圾焚燒廠的興建和長(zhǎng)期運(yùn)行帶來(lái)二次污染問(wèn)題,尤其是焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的二噁英的污染已引起全世界的關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計(jì),在全球范圍內(nèi),由垃圾焚燒爐排放出的二噁英約占二噁英總排放量的10％～40％。我國(guó)政府制定二噁英排放的標(biāo)準(zhǔn)為1ngTEQ/m3并于2003年6月1日起在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)行,而世界發(fā)達(dá)國(guó)家如日本、瑞士等國(guó)家二噁英排放標(biāo)準(zhǔn)為0.1ngTEQ/m3。因此,在垃圾焚燒過(guò)程中,必須采取有效的措施嚴(yán)格控制二噁英的產(chǎn)生和排放。

一般認(rèn)為,有氯和金屬元素存在條件下的有機(jī)物燃燒均會(huì)產(chǎn)生二噁英。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),城市生活垃圾中含有大量的有機(jī)氯化物(如聚氯乙烯塑料、氯苯等)和無(wú)機(jī)氯化物(如氯化鈉、氯化鎂等),其中有機(jī)物的含量達(dá)到20％～50％,這促使城市生活垃圾焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的二噁英量最大,其次為有毒有害廢物焚燒。二噁英產(chǎn)生途徑可歸納為兩個(gè)方面:一方面,氯源(如PVC、氯氣、HCl等)、二噁英前驅(qū)物和反應(yīng)催化劑(Cu、Fe)的存在,當(dāng)爐膛溫度低于850℃,停留時(shí)間小于2s時(shí),部分有機(jī)物就會(huì)與分子氯或氯游離基反應(yīng)生成二噁英；另一方面,垃圾燃燒過(guò)程中和焚燒結(jié)束時(shí),由于燃燒條件的變化導(dǎo)致二噁英的重新生成。如垃圾燃燒不充分時(shí),煙氣中存在過(guò)多的未燃盡物質(zhì),當(dāng)遇到適量的過(guò)渡性金屬,特別是銅,在300～500℃的低溫環(huán)境下,使高溫燃燒分解的二噁英重新生成。

目前，焚燒后煙氣中含有少量的二噁英,處理方法有:①減少煙氣在200～350℃濃度區(qū)的滯留時(shí)間,以減少二噁英類(lèi)物質(zhì)的再次生成；②采用燃油或燃?xì)鈱?duì)煙氣進(jìn)一步燃燒排放；③降低排煙溫度,使氣相中的二噁英轉(zhuǎn)移到灰相中,然后用布袋除塵器將二噁英除去；④煙氣通過(guò)電除塵器,溫度保持在240～280℃處理；⑤采用噴射中和酸性氣體成分的熟石灰或石灰漿,與布袋除塵系統(tǒng)聯(lián)合使用,有效去除二噁英；⑥在煙氣中噴入活性炭或多孔性吸附劑吸附,再用布袋除塵器捕集；⑦垃圾焚燒流化床鍋爐系統(tǒng)中運(yùn)用濕法除塵器脫除二噁英。

現(xiàn)階段大量的小型焚燒爐用于處理農(nóng)村生活垃圾和城鎮(zhèn)生活垃圾，大部分焚燒爐由于沒(méi)有采取二噁英控制設(shè)施造成二噁英排放超標(biāo)，嚴(yán)重污染環(huán)境。因此，急需開(kāi)發(fā)一種生活垃圾無(wú)害化處理方法，能低成本高效解決二噁英污染的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種生活垃圾無(wú)害化處理方法，該方法分步分離含氯塑料中的氯成分，低成本降低垃圾焚燒過(guò)程中的二噁英排放，處理方法簡(jiǎn)單、投資少、運(yùn)營(yíng)成本低，二次污染少。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種生活垃圾無(wú)害化處理方法，采用下述步驟實(shí)現(xiàn)：

(1)預(yù)處理：首先將生活垃圾進(jìn)行分揀處理，去除大塊的磚頭、石塊等物體，并用擠壓裝置進(jìn)行脫水處理；

(2)低溫真空碳化：將預(yù)處理后的生活垃圾加入熱解爐中，連接熱解尾氣處理系統(tǒng)，啟動(dòng)真空泵使熱解爐處理真空狀態(tài)，通過(guò)外部加熱裝置對(duì)熱解爐進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在150-200℃，加熱時(shí)間為30-60min，在真空狀態(tài)下將生活垃圾中的含氯塑料進(jìn)行碳化降解，碳化降解產(chǎn)生的水蒸氣、熱解氣等混合氣體被引入水冷塔和活性炭塔進(jìn)行分離凈化后經(jīng)真空泵排入大氣；

(3)高溫焚燒處理：生活垃圾經(jīng)低溫真空碳化處理后，停止加熱，關(guān)閉熱解尾氣處理系統(tǒng)和真空泵，打開(kāi)焚燒煙氣處理系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)，打開(kāi)熱解爐爐底的入風(fēng)口，在入風(fēng)口對(duì)低溫真空碳化后的生活垃圾點(diǎn)火，生活垃圾在含氧量充足的條件下充分自燃，焚燒尾氣被依次引入水洗塔、堿洗塔、水洗塔進(jìn)行凈化處理后經(jīng)風(fēng)機(jī)排入大氣；

(4)后處理：生活垃圾經(jīng)低溫真空碳化和高溫焚燒處理后，在熱解爐中得到燃盡的爐渣，取出后進(jìn)行填埋處理；在低溫真空碳化過(guò)程中得到熱解油，從水冷塔中取出后送水泥回轉(zhuǎn)窯高溫焚燒處理。

本發(fā)明一種生活垃圾無(wú)害化處理方法，所述的預(yù)處理步驟中，得到生活垃圾含水率不大于50％。

本發(fā)明一種生活垃圾無(wú)害化處理方法，所述的低溫真空碳化步驟中，熱解爐體系壓力不高于25kpa。

本發(fā)明一種生活垃圾無(wú)害化處理方法，所述的低溫真空碳化步驟中，熱解爐的加熱裝置采用電加熱或微波加熱。

本發(fā)明一種生活垃圾無(wú)害化處理方法，所述的高溫焚燒處理步驟中，堿洗塔中的堿液采用氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣中的一種。

本發(fā)明一種生活垃圾無(wú)害化處理方法的裝置，包括爐體、水冷塔、活性炭塔、真空泵、水洗塔、堿洗塔、風(fēng)機(jī)等，所述的爐體上部設(shè)置了爐頂、下部設(shè)置了爐底，外部設(shè)置了加熱裝置，所述的爐底設(shè)置了入風(fēng)口，所述的爐頂設(shè)置了入料口、熱解尾氣處理閥門(mén)和焚燒尾氣處理閥門(mén)，所述的熱解尾氣處理閥門(mén)通過(guò)管道依次連接水冷塔、活性炭塔和真空泵，所述的焚燒尾氣處理閥門(mén)通過(guò)管道依次連接水洗塔、堿洗塔、水洗塔和風(fēng)機(jī)。

采用上述技術(shù)方案的一種生活垃圾無(wú)害化處理方法，其工作原理簡(jiǎn)述如下：

本發(fā)明首先將生活垃圾進(jìn)行低溫真空碳化，在真空條件下將生活垃圾中的含氯塑料進(jìn)行熱分解，由于是真空氣氛條件，相對(duì)于惰性氣氛或常壓狀態(tài)條件，熱解溫度將降低，含氯塑料中的氯從塑料中得到熱分離，進(jìn)入水冷塔后進(jìn)行冷凝分離處理；經(jīng)過(guò)低溫真空碳化后，在富氧條件下進(jìn)行無(wú)害化焚燒處理，由于提前分離氯成分，生活垃圾的熱值大大提高，水分大大減少，垃圾焚燒更加充分，焚燒煙氣的溫度將大大提高，爐內(nèi)燃燒溫度將超過(guò)850℃，二噁英產(chǎn)生的幾率將極大程度地減少，從而實(shí)現(xiàn)生活垃圾無(wú)害化處理的全過(guò)程。

在熱解氣體和焚燒氣體處理方面，熱解氣體含有水蒸氣、含氯氣體、有機(jī)分子物質(zhì)，通過(guò)水冷塔后冷凝分離，再通過(guò)活性炭?jī)艋趴?；焚燒氣體中含氯成分低，有少量的酸性氣體和粉塵，通過(guò)一級(jí)水洗除塵+二級(jí)堿洗脫酸+三級(jí)水洗除塵，實(shí)現(xiàn)焚燒煙氣的潔凈排放。

本發(fā)明的有益效果是：

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來(lái)說(shuō)，本發(fā)明所使用方法操作簡(jiǎn)便、設(shè)備裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、作業(yè)時(shí)間短、加熱溫度低、安全性好，在同一爐體中實(shí)現(xiàn)生活垃圾含氯成分塑料的低溫真空碳化和剩余生活垃圾的無(wú)害化焚燒。特別是在真空條件下碳化處理，熱分離效率大大提高，加熱的溫度也相對(duì)常規(guī)技術(shù)如惰性氣氛條件下處理要低很多。特別值得指出的是，真空碳化處理生活垃圾后再進(jìn)行焚燒處理，利用兩套不同的尾氣處理工藝，尾氣處理工藝簡(jiǎn)單但能實(shí)現(xiàn)污染物凈化排放，低溫真空熱解導(dǎo)致生活垃圾的熱值大大提高、生活垃圾本身得到干燥；在熱解溫度的選擇上，采用150-200℃的溫度區(qū)間，避免二噁英的低溫合成，同時(shí)能低于現(xiàn)有技術(shù)采用惰性氣氛或密閉氣氛熱解溫度，真空狀態(tài)熱分離過(guò)程的停留時(shí)間極短，在二噁英生成控制方面具有無(wú)法超越的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，本發(fā)明采用的方法達(dá)到了意想不到的技術(shù)效果。

附圖說(shuō)明：

圖1為一種生活垃圾無(wú)害化處理方法的裝置示意圖；

圖1中，1為入料口、2為爐體、3為加熱裝置、4為爐底、5為入風(fēng)口、6為焚燒閥門(mén)、7為爐頂、8為熱解閥門(mén)、9為水冷塔、10為活性炭塔、11為真空泵、12為水洗塔、13為堿洗塔、14為水洗塔、15為風(fēng)機(jī)。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1

首先將生活垃圾進(jìn)行分揀處理，去除大塊的磚頭、石塊等物體，并用擠壓裝置進(jìn)行脫水處理，得到生活垃圾含水率為50％；然后將預(yù)處理后的生活垃圾通過(guò)入料口(1)加入熱解爐爐體(2)中，連接熱解尾氣處理系統(tǒng)，啟動(dòng)真空泵(11)使熱解爐處理真空狀態(tài)，體系壓力25kpa，采用電加熱的方式通過(guò)加熱裝置(3)對(duì)熱解爐爐體(2)進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在200℃，加熱時(shí)間為60min，在真空狀態(tài)下將生活垃圾中的含氯塑料進(jìn)行碳化降解，碳化降解產(chǎn)生的水蒸氣、熱解氣等混合氣體被引入水冷塔(9)和活性炭塔(10)進(jìn)行分離凈化后經(jīng)真空泵(11)排入大氣；生活垃圾經(jīng)低溫真空碳化處理后，停止加熱，關(guān)閉熱解尾氣處理系統(tǒng)和真空泵(11)，打開(kāi)焚燒煙氣處理系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)(15)，打開(kāi)熱解爐爐底(4)的入風(fēng)口(5)，在入風(fēng)口(5)對(duì)低溫真空碳化后的生活垃圾點(diǎn)火，生活垃圾在含氧量充足的條件下充分自燃，焚燒尾氣被依次引入水洗塔(12)、堿洗塔(13)、水洗塔(14)進(jìn)行凈化處理后經(jīng)風(fēng)機(jī)(15)排入大氣；生活垃圾經(jīng)低溫真空碳化和高溫焚燒處理后，在熱解爐中得到燃盡的爐渣，取出后進(jìn)行填埋處理；在低溫真空碳化過(guò)程中得到熱解油，從水冷塔中取出后送水泥回轉(zhuǎn)窯高溫焚燒處理。

實(shí)施例2

首先將生活垃圾進(jìn)行分揀處理，去除大塊的磚頭、石塊等物體，并用擠壓裝置進(jìn)行脫水處理，得到生活垃圾含水率為48％；然后將預(yù)處理后的生活垃圾通過(guò)入料口(1)加入熱解爐爐體(2)中，連接熱解尾氣處理系統(tǒng)，啟動(dòng)真空泵(11)使熱解爐處理真空狀態(tài)，體系壓力20kpa，采用微波加熱的方式通過(guò)加熱裝置(3)對(duì)熱解爐爐體(2)進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在150℃，加熱時(shí)間為30min，在真空狀態(tài)下將生活垃圾中的含氯塑料進(jìn)行碳化降解，碳化降解產(chǎn)生的水蒸氣、熱解氣等混合氣體被引入水冷塔(9)和活性炭塔(10)進(jìn)行分離凈化后經(jīng)真空泵(11)排入大氣；生活垃圾經(jīng)低溫真空碳化處理后，停止加熱，關(guān)閉熱解尾氣處理系統(tǒng)和真空泵(11)，打開(kāi)焚燒煙氣處理系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)(15)，打開(kāi)熱解爐爐底(4)的入風(fēng)口(5)，在入風(fēng)口(5)對(duì)低溫真空碳化后的生活垃圾點(diǎn)火，生活垃圾在含氧量充足的條件下充分自燃，焚燒尾氣被依次引入水洗塔(12)、堿洗塔(13)、水洗塔(14)進(jìn)行凈化處理后經(jīng)風(fēng)機(jī)(15)排入大氣；生活垃圾經(jīng)低溫真空碳化和高溫焚燒處理后，在熱解爐中得到燃盡的爐渣，取出后進(jìn)行填埋處理；在低溫真空碳化過(guò)程中得到熱解油，從水冷塔中取出后送水泥回轉(zhuǎn)窯高溫焚燒處理。