本發(fā)明涉及垃圾處理裝置和方法，具體涉及一種分解垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)生的二噁英和臭氣及重金屬的裝置和方法。

背景技術(shù)：

隨著城市建設(shè)的加快，城市規(guī)模越來(lái)越大，城市人口越來(lái)越多，人均生活垃圾也越來(lái)越多，已知國(guó)內(nèi)外城市生活垃圾發(fā)電廠，目前皆采用直燃式鍋爐焚燒垃圾，且需向爐內(nèi)噴柴油助燃，增加了運(yùn)營(yíng)成本，無(wú)疑還將產(chǎn)生大量的二噁英、臭氣等多種有毒氣體（含重金屬在內(nèi)）排放在大氣中隨風(fēng)飄逸。垃圾及煉油廠廢氣（火炬）焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的二噁英大約占其總排放量的90％以上。二噁英有劇毒，其毒性相當(dāng)于氰化鉀的1000倍，據(jù)有關(guān)報(bào)道，只要1盎司（28.35克）的二噁英，就能將100萬(wàn)人置于死地。由于它在微量長(zhǎng)期攝取的情況下可引起癌癥等疾病，國(guó)際癌癥研究中心已將它列為人類(lèi)的一級(jí)致癌物。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提供一種分解垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)生的二噁英和臭氣及重金屬的裝置和方法，分解城市生活垃圾焚燒發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的二噁英、臭氣和重金屬，徹底分解消除有毒氣體，避免二次污染，真正實(shí)現(xiàn)垃圾無(wú)害化處理，變廢為寶，造福子孫后代。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：垃圾焚燒裝置包括加料斗、垃圾倉(cāng)、垃圾輸送機(jī)、垃圾氣化爐和儲(chǔ)氣罐，加料斗安裝在垃圾倉(cāng)的上方，垃圾氣化爐設(shè)爐門(mén)、加料口和出灰口，垃圾輸送機(jī)一端連接垃圾倉(cāng)，垃圾輸送機(jī)另一端通過(guò)加料口連接垃圾氣化爐，垃圾氣化爐通過(guò)輸氣管連接儲(chǔ)氣罐；其特征是：還安裝二噁英和臭氣及重金屬的分解裝置，所述的分解裝置包括風(fēng)機(jī)、一號(hào)除塵器、焦油罐、脫硫塔、重金屬分離器、二號(hào)除塵器和氣水分離器，在垃圾倉(cāng)和垃圾氣化爐之間連接酸臭氣輸氣管，酸臭氣輸氣管內(nèi)安裝風(fēng)機(jī)；垃圾氣化爐和儲(chǔ)氣罐之間依次安裝由氣管相互連通的一號(hào)除塵器、焦油罐、脫硫塔、重金屬分離器、二號(hào)除塵器和氣水分離器，氣水分離器和儲(chǔ)氣罐之間的氣管上安裝吸風(fēng)機(jī)和閥門(mén)。

其中，儲(chǔ)氣罐經(jīng)氣管連通燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，其氣管上安裝閥門(mén)。

其中，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組上連接余熱鍋爐，余熱鍋爐上設(shè)安全閥、排氣口、供氣供暖管和進(jìn)水管。

其中，上述二噁英和臭氣及重金屬的分解裝置的分解方法包括以下步驟：

一、垃圾倉(cāng)設(shè)多個(gè)倉(cāng)室，儲(chǔ)倉(cāng)底部設(shè)計(jì)為斜坡形槽溝，其上有過(guò)濾網(wǎng)，垃圾中酸性臭水滲漏到底部槽溝內(nèi)，由水泵抽出以2kg/cm2壓力噴咀噴出，以霧狀噴入垃圾氣化爐的底部爐柵下和氣化劑一同混合后進(jìn)入爐膛助燃，同時(shí)增加燃?xì)庵袣涞暮?，二氧化碳與水蒸汽被還原為一氧化碳和氫氣；

二、垃圾倉(cāng)形成負(fù)壓，臭氣不外泄，垃圾倉(cāng)內(nèi)散發(fā)的臭氣由風(fēng)機(jī)抽出，以壓力4-7kpa吹入垃圾氣化爐的爐柵下，臭氣被火焰中心850-1000℃的爐膛高溫分解；

三、垃圾的分類(lèi)，城市生活中垃圾存在少量的磚、石、瓷片、玻璃片及金屬物質(zhì)，設(shè)在垃圾倉(cāng)內(nèi)的分檢機(jī)在輸送過(guò)程中將其分類(lèi)檢出，磚、石、瓷片非金屬雜物被破碎后混合于灰渣中制成道板磚供市政用，金屬則回收再生利用；

四、垃圾由置于密封罩內(nèi)的垃圾輸送機(jī)送至垃圾氣化爐的加料口，每小時(shí)投料4-5噸（折干基）；

五、垃圾熱解氣化反應(yīng)，垃圾由垃圾氣化爐上部的加料口加入爐內(nèi)，氣化爐底部安裝爐柵，爐柵上部即爐膛，垃圾在爐膛內(nèi)焚燒時(shí)火焰中心溫度在850-1000℃，酸性臭水和臭氣被第一次高溫分解，熱氣流繼續(xù)上升其溫度在750-850℃與上部垃圾可燃部分接觸通過(guò)熱化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成的氣體燃燒由氣化爐上部引出，爐體冷卻水溫由自動(dòng)控制閥控制在90-95℃，冷卻水套設(shè)有安全閥無(wú)水或壓力超高自動(dòng)報(bào)警，壓力超限為0.1kg/cm2，平均噸垃圾（干基）產(chǎn)燃?xì)?450m3，熱值1500kcai/m3，甲烷29.43%，氫12.8%，氧1.92% 一氧化碳2.78%，硫化氫0.3%；灰渣由爐柵底部排出制造板磚；燃?xì)庥蔂t體上部引出，氣流量5800-7250m3，壓力10-15kpa，溫度400-500℃；輸氣管內(nèi)裝循環(huán)水冷卻管，溫度控制在320-380℃；

六、垃圾氣化爐產(chǎn)生的可燃?xì)獬煞州^為復(fù)雜，除了可供燃燒的甲烷氫和一氧化碳，還有二噁英、硫化氫有害氣體；燃?xì)鈱儆谝兹家妆瑲怏w，采用火焰冷壁熄滅阻火、濕式水封阻火、細(xì)水霧伴送措施，確保輸氣管線安全運(yùn)行；

七、除塵燃?xì)庵蓄w粒狀微塵含量較大，采用離心式除塵器，同時(shí)將燃?xì)饫鋮s，溫度降至360-400℃，處理流量5800-7250Nm3/h，除塵率≥90%，除塵臨界直徑um6-10.2，工作溫度320-380℃，工作壓力kpa≤4，p力損失pa≤200，水封高度mmH20 600；

八、燃?xì)庵械慕褂挽F滴及灰塵被極化，匯集到極管管壁，自流至焦油罐除焦，工藝條件：氣量（m3/h）5800-7250，氣速（m/s）1-1.5，進(jìn)氣口燃?xì)鉁囟?0-120℃，電場(chǎng)斷面/m2 6，沉淀面積/m2 233.8 ，凈化前燃?xì)庵薪褂秃?mg/Nm³ 86-180，凈化后燃?xì)庵薪褂秃?mg/Nm³8.5-21.5 ，凈化率95-99.5%；

九、燃?xì)膺M(jìn)入脫硫塔底部與脫硫劑逆流接觸，絕大部分H2S被脫硫液吸收，燃?xì)鉁囟瓤刂圃?5-45℃，壓力10-15kpa，凈化后燃?xì)饨?jīng)捕滴器除去液滴，燃?xì)庵蠬₂S脫硫前0.14% mg/Nm3，脫硫后燃?xì)庵蠬₂S mg/Nm3 0.01-0.008%，脫硫效率達(dá)99.5%；

十、重金屬存在于垃圾中，常見(jiàn)含鉛、鐵、鉻，經(jīng)焚燒后殘剩的金屬蒸發(fā)成氣態(tài)微?；祀s在燃?xì)庵?，重金屬凈化器采用物理和化學(xué)吸收法相結(jié)合方式，燃?xì)庠陔x心風(fēng)機(jī)吸引下進(jìn)入塔內(nèi)與噴淋水霧接觸，降濕和加溫，使之比電阻降低，微粒鉛、鐵、鉻塵增濕后在慣性碰撞及熱效應(yīng)綜合作用下凝聚成較大的顆粒被去除；處理氣量5800-7250m3/n ，氣體過(guò)濾速度為0.99-1.8m/s ，除塵率達(dá)95% 以上；

十一、二號(hào)除塵器為濕式除塵器，燃?xì)獗伙L(fēng)機(jī)壓入除塵器，處理氣量5800-8500m³/h捕集的顆粒含塵氣體流速/（m/s）60-90，直徑um0.05-0.1 液體比/（L/m3）0.3-1.5 ,50% 分離臨界粒徑0.1 ，噴嘴數(shù)6個(gè)，耗水量0.12（cl/s）水泵壓力小，壓力損失/pa570 ，除塵率99%；

十二、燃?xì)庵泻休^多的水分，燃?xì)庵袣埩舻乃植捎媒M合旋風(fēng)式的氣水分離器進(jìn)行氣水分離，對(duì)5-10um的塵粒和液滴去除效率達(dá)99.95%，過(guò)濾分離效果對(duì)≥0.3um 的固體顆粒去除率達(dá)99.9%，分離顆粒大于0.05um的液滴，分離后的壓降小0.04MPa，濾芯起始?jí)航敌?.01MPa，設(shè)備總的起始?jí)航敌∮?.05MPa，濾芯工作允許壓降0.15MPa，濾芯結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大于0.5MPa；

十三、凈化后的燃?xì)庥闪_茨風(fēng)機(jī)壓入儲(chǔ)氣罐中儲(chǔ)存，燃?xì)庠诠拗羞M(jìn)一步得以沉淀，同時(shí)也穩(wěn)定氣源氣壓力，冷卻燃?xì)鉁囟?，?chǔ)氣罐進(jìn)氣口和排出口皆有閥門(mén)控制，容量1000m3×2，罐中氣壓穩(wěn)定15kpa ，壓力變化率≤1kpa/mim，變化速率≤5%mim ，雜質(zhì)粒度≤5um,雜質(zhì)含量≤30mg/Nm3，水分含量≤35mg/Nm3，溫度≤40℃，含H₂S≤20mg/Nm3,焦油含量≤20mg/Nm3。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、分解二噁英和臭氣，二噁英熔點(diǎn)為303-305度，在705度以下是相當(dāng)穩(wěn)定的，高于此溫度即開(kāi)始分解 ，垃圾中酸性臭水和臭氣作氣化劑在爐膛助燃(供氧），被高達(dá)850-1000℃的高溫分解成無(wú)害水和二氧化碳，燃?xì)庠诮?jīng)過(guò)一系列的凈化處理后，由管道輸送至燃?xì)饣钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)氣缸燃燒，燃?xì)猓êf英臭氣）吸入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中燃燒時(shí)產(chǎn)生的溫度高達(dá)1800-2000℃，也稱(chēng)爆炸行程，二噁英、臭氣被再次分解，清潔排出，日處理垃圾量96-120噸（干基）。

2、噸垃圾產(chǎn)氣（干基）1450m3，日處理垃圾96-120噸（干基），供3000KW/h—5500KW/h發(fā)電機(jī)組。

3、采用自行設(shè)計(jì)的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)/分、3000KW/h的發(fā)電機(jī)組發(fā)電，運(yùn)行穩(wěn)定，安全，排放清潔無(wú)二次污染。

4、適合大、中 、小各類(lèi)城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)，規(guī)模從500KW/h 垃圾發(fā)電站到數(shù)十萬(wàn)千瓦機(jī)組（多機(jī)組并聯(lián)），單臺(tái)機(jī)組從500至10000KW/h ，工程造價(jià)低，運(yùn)行平穩(wěn)安全可靠，操作簡(jiǎn)單，維修方便，在維修保養(yǎng)時(shí)交替開(kāi)機(jī)，垃圾正常運(yùn)行處理，無(wú)需停工，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)遠(yuǎn)程監(jiān)控，自動(dòng)報(bào)警，無(wú)人值守，占用土地少，不消耗水源，只需循環(huán)水作冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)及系統(tǒng)設(shè)備用，熱效率高出目前蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組二倍以上，用人少，可利用率高，余熱鍋爐可供暖供氣作工業(yè)生產(chǎn)用，綜合利用率高，變廢為寶，天更藍(lán)，水更清，造福人類(lèi)。

5、徹底分解二噁英和臭氣及重金屬，無(wú)二次污染；

6、發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的余熱鍋爐為工業(yè)產(chǎn)業(yè)提供蒸汽或供暖用。

7、燃?xì)庵蟹蛛x出的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行深加工成為化學(xué)產(chǎn)品，變廢為寶。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，垃圾焚燒裝置包括加料斗1、垃圾倉(cāng)2、垃圾輸送機(jī)6、垃圾氣化爐8和儲(chǔ)氣罐19，加料斗1安裝在垃圾倉(cāng)2的上方，垃圾氣化爐8設(shè)爐門(mén)5、加料口7和出灰口9，垃圾輸送機(jī)6一端連接垃圾倉(cāng)2，垃圾輸送機(jī)6另一端通過(guò)加料口7連接垃圾氣化爐8，垃圾氣化爐8通過(guò)輸氣管10連接儲(chǔ)氣罐19；其特征是：還安裝二噁英和臭氣及重金屬的分解裝置，所述的分解裝置包括風(fēng)機(jī)4、一號(hào)除塵器11、焦油罐12、脫硫塔13、重金屬分離器14、二號(hào)除塵器15和氣水分離器16，在垃圾倉(cāng)2和垃圾氣化爐8之間連接酸臭氣輸氣管3，酸臭氣輸氣管3內(nèi)安裝風(fēng)機(jī)4；垃圾氣化爐8和儲(chǔ)氣罐19之間依次安裝由氣管相互連通的一號(hào)除塵器11、焦油罐12、脫硫塔13、重金屬分離器14、二號(hào)除塵器15和氣水分離器16，氣水分離器16和儲(chǔ)氣罐19之間的氣管上安裝吸風(fēng)機(jī)17和閥門(mén)18。

其中，儲(chǔ)氣罐19經(jīng)氣管連通燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組21，其氣管上安裝閥門(mén)20。

其中，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組21上連接余熱鍋爐23，余熱鍋爐23上設(shè)安全閥26、排氣口22、供氣供暖管24和進(jìn)水管25。

工作時(shí)，垃圾由加料斗1加入垃圾倉(cāng)2，由密封罩內(nèi)的輸送機(jī)7送至加料口7加入垃圾氣化爐8，風(fēng)機(jī)4向爐膛送風(fēng)，使垃圾倉(cāng)2內(nèi)形成負(fù)壓，同時(shí)垃圾倉(cāng)2內(nèi)酸性臭水也由水泵抽出以霧狀噴向爐珊底部經(jīng)爐膛被燃燒，垃圾火焰中心850-1000℃的高溫蒸發(fā)酸性臭水及臭氣，形成的水蒸氣隨熱氣流一同上升，其溫度在750-950℃，與上部的垃圾可燃部分接觸通過(guò)熱化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成的氣體燃料氣由輸氣管10引出，氣化反應(yīng)后生成的殘?jiān)上虏炕冶P(pán)排出；氣化爐的冷卻水溫控制在90-95℃，垃圾由氣化爐頂部加入，保持氣化爐產(chǎn)氣的連續(xù)性，平均噸垃圾（干基）產(chǎn)燃?xì)?450立方m3，熱值1500大卡/m3，燃?xì)庵兄饕煞譃闅?2.8％、碳1.73％、乙烯11.65％、一氧化碳2.78％，甲烷29.43％、二氧化碳4.46％、硫化氫0.3％、氮?dú)?8.39%、氧氣1.92%、乙烷13.12％、碳四1.17%，還有二噁英、有毒氣體及重金屬，燃?xì)鈴臍饣癄t上部出口經(jīng)氣管連接至一號(hào)除塵器11，燃?xì)獬隹跍囟仍?00-500℃，在輸氣管道內(nèi)安裝細(xì)水霧伴送措施防爆，將燃?xì)鉁囟瓤刂?20-360℃，含塵氣體由進(jìn)氣管以切線方向進(jìn)一號(hào)除塵器，在管壁與中心管的園環(huán)內(nèi)形成一個(gè)向下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的外層氣流，當(dāng)外旋氣流到達(dá)器底以后折爾向上形成一個(gè)向上旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)層氣流，外旋氣流中的顆粒在離心力的作用下被甩向器壁與器壁相撞后，沿器壁落至錐形底的排灰口排入灰斗，內(nèi)旋氣流中的殘存塵粒由于離心力的作用，被排入外旋氣流中，也起到除塵作用；處理氣流量Nm3/n5800-7250以下，按每h處理4-5T（干基）垃圾，除塵效率％≥90，除塵臨界直徑um6-10，工作溫度320-380℃，工作壓力KPa≤4，P力損失Pa≤200，水封高度mmH2O 600，除塵后的燃?xì)庠诎惭b冷卻水管的輸送過(guò)程中再次冷卻；將溫度降至80-120℃后的燃?xì)鈮喝?2焦油罐中，燃?xì)庵械慕褂挽F滴及灰塵被極化匯集到極管管壁，自流至焦油灌，氣量/（m3/h）5800-7250,氣速/（m/s）1-1.5，進(jìn)口燃?xì)鉁囟?0-120℃，電場(chǎng)斷面/m26，沉淀面積/m2233.8，燃?xì)庵薪褂秃俊艋?mg/Nm³,86-180，凈化后/mg/Nm³ 8.5-21.5，凈化率95-99.5％ ，焦油處理后的燃?xì)庥奢敋夤艿缐喝朊摿蛩?3，燃?xì)鉁囟瓤刂圃?5-45℃，壓力10-16KPa，燃?xì)饫鋮s至35-45℃，燃?xì)饨?jīng)脫硫塔底部進(jìn)入與脫硫液逆流接觸，絕大部分H₂S被脫硫液吸收，凈化后燃?xì)饨?jīng)捕滴器除去液滴，經(jīng)輸氣管道送往重金屬分離塔14，燃?xì)庵蠬₂S一般在0.14%，即便燃?xì)庵蠬₂S達(dá)到2%也能脫除脫硫塔效率達(dá)95％以上；重金屬凈化器14以物理和化學(xué)吸收法相結(jié)合的方式以便更好的達(dá)到較高的凈化率，燃?xì)庠陔x心風(fēng)機(jī)17吸引下進(jìn)入與噴淋水霧接觸，降溫和加濕，使之比電阻降低，微粒鉛塵增濕后再慣性碰撞及熱效應(yīng)綜合作用下，凝聚成較大的顆粒使之被除去，當(dāng)處理氣量為5800-7250m3/h時(shí)，氣體過(guò)濾速度為0.99-1.80m/s，除塵效率達(dá)95％以上；經(jīng)由重金屬分離塔14出口的燃?xì)猓瑸槭惯M(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)庠谌紵螳@得最佳排放效果，燃?xì)獗伙L(fēng)機(jī)壓進(jìn)入文丘里二號(hào)除塵器15，捕集的顆粒直徑/um 0.1 ，噴嘴數(shù)6個(gè)，耗水(L/s)0.12， 含塵氣體流速/（m/s）16-18液體比/（L/m3） 0.3-1.5 ，50％分離臨界粒徑0.1水泵壓力小，壓力損失/pa570 ，除塵效率99％；經(jīng)除塵后的燃?xì)庥捎谳敋夤艿乐写嬗写罅康乃郑O(shè)置的組合旋風(fēng)式氣水分離器16進(jìn)行氣水分離，旋風(fēng)分離效果對(duì)5-10um的塵粒和液滴去除效率達(dá)99.95％，過(guò)濾分離效果對(duì)≥0.3um的固體顆粒為除效率達(dá)99.9%，分離顆粒徑大于0.05um的液滴，旋風(fēng)分離后的壓降小于0.04MPa,濾芯起始?jí)航敌∮?.01MPa，設(shè)備總的起始?jí)航敌∮?.05MPa，濾芯工作允許壓降0.15MPa.濾芯結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大于0.5MPa；經(jīng)氣水分離處理后的燃?xì)庥晒艿懒_茨風(fēng)機(jī)壓入1000m3儲(chǔ)氣罐19，罐中氣壓保持15kpa，壓力變化率≤1KPa/min，變化速率≤5%mim ，雜質(zhì)粒度≤5um，雜質(zhì)含量≤30mg/Nm³，水分含量≤40mg/Nm3，不含游離水燃?xì)膺M(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)前溫度≤40℃，含H₂S≤20mg/Nm3，焦油含量≤20mg/Nm3；燃?xì)庠诠拗谐恋須埵Ｔ|(zhì)后經(jīng)管道連接輸至燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組21發(fā)電，燃?xì)獗晃牖钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室，溫度最高達(dá)1800-2000度，二噁英和臭氣被二次分解，經(jīng)此過(guò)程垃圾在焚燒氣化發(fā)電過(guò)程中可燃?xì)怏w得到凈化，清潔排放。