申請(qǐng)日2013.08.19
公開(kāi)(公告)日2013.12.25
IPC分類(lèi)號(hào)F23G5/027; F23G7/04; F23G5/033
摘要
本發(fā)明提供一種生活垃圾氣化熔融及其滲濾液處理系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括生活垃圾前處理系統(tǒng)、垃圾能量回收系統(tǒng)、垃圾滲濾液濃縮及煙氣處理系統(tǒng);所述生活垃圾前處理系統(tǒng)包括依次連接的生活垃圾料倉(cāng)、生活垃圾破碎機(jī)、生活垃圾篩分機(jī)、生活垃圾擠壓脫水機(jī);所述垃圾能量回收系統(tǒng)包括流化床氣化爐、旋風(fēng)熔融爐、余熱鍋爐以及與之配套的供風(fēng)及富氧系統(tǒng);所述垃圾滲濾液濃縮及煙氣處理系統(tǒng)包括滲濾液濃縮系統(tǒng)、煙氣凈化裝置及廢水處理裝置。該系統(tǒng)通過(guò)前處理工藝提高了垃圾的熱值，采用富氧氣化爐及高溫旋風(fēng)熔融爐技術(shù)作為垃圾能量的回收系統(tǒng)，利用余熱鍋爐排出的中溫?zé)煔鉂饪s了垃圾滲濾液，并將濃縮后的滲濾液噴入了高溫的旋風(fēng)爐中進(jìn)行了無(wú)害化處理。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種生活垃圾氣化熔融及其滲濾液處理系統(tǒng)，其特征在于，包括生活垃 圾前處理系統(tǒng)、垃圾能量回收系統(tǒng)、垃圾滲濾液濃縮及煙氣處理系統(tǒng);
所述生活垃圾前處理系統(tǒng)，包括依次連接的生活垃圾料倉(cāng)、生活垃圾破碎機(jī)、 生活垃圾篩分機(jī)、生活垃圾擠壓脫水機(jī);
所述垃圾能量回收系統(tǒng)，包括流化床氣化爐、旋風(fēng)熔融爐、余熱鍋爐以及與 之配套的供風(fēng)及富氧系統(tǒng);生活垃圾擠壓脫水機(jī)的垃圾出口連接流化床氣化爐的 垃圾入口，流化床氣化爐的合成氣出口連接旋風(fēng)熔融爐的合成氣入口，旋風(fēng)熔融 爐的高溫?zé)煔獬隹谶B接余熱鍋爐的的高溫?zé)煔馊肟?供風(fēng)及富氧系統(tǒng)連接流化床 氣化爐和旋風(fēng)熔融爐;
所述垃圾滲濾液濃縮及煙氣處理系統(tǒng)，包括滲濾液濃縮系統(tǒng)、煙氣凈化裝置 及廢水處理裝置;垃圾擠壓脫水機(jī)的滲濾液出口連接滲濾液濃縮系統(tǒng)的滲濾液進(jìn) 口;滲濾液濃縮系統(tǒng)的濃縮滲濾液出口連接旋風(fēng)熔融爐的噴嘴;滲濾液濃縮系統(tǒng) 的中溫?zé)煔膺M(jìn)口連接余熱鍋爐的中溫?zé)煔獬隹�，滲濾液濃縮系統(tǒng)的冷凝廢液出口 連接所述廢水處理裝置，滲濾液濃縮系統(tǒng)的低溫?zé)煔獬隹谶B接所述煙氣凈化裝 置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生活垃圾氣化熔融及其滲濾液處理系統(tǒng)，其 特征在于，生活垃圾料倉(cāng)中的原生垃圾通過(guò)垃圾破碎機(jī)破碎后，進(jìn)入垃圾篩分機(jī)， 通過(guò)篩分去除粒徑小于2mm的灰土類(lèi)廢物之后，進(jìn)入垃圾擠壓脫水機(jī)，通過(guò)擠 壓脫水降低垃圾含水率;經(jīng)垃圾擠壓脫水機(jī)處理后的垃圾進(jìn)入流化床氣化爐內(nèi)與 空氣及富氧發(fā)生氣化反應(yīng)，產(chǎn)生可燃?xì)怏w進(jìn)入旋風(fēng)熔融爐進(jìn)行高溫燃燒，使其中 的飛灰熔融為液態(tài)熔渣，而燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)行余熱回收;經(jīng) 過(guò)余熱鍋爐換熱之后的中溫?zé)煔膺M(jìn)入滲濾液濃縮系統(tǒng)，為滲濾液濃縮提供熱源; 而從滲濾液濃縮系統(tǒng)排出的濃縮滲濾液噴入旋風(fēng)爐進(jìn)行高溫焚燒，從滲濾液濃縮 系統(tǒng)排出的冷凝廢液進(jìn)入廢水處理系裝置進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)滲濾液濃縮系統(tǒng)換熱后 的低溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)煙氣凈化裝置后排入大氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生活垃圾氣化熔融及其滲濾液處理系統(tǒng)，其 特征在于，流化床氣化爐采用密相區(qū)和稀相區(qū)兩段式布置，在密相區(qū)和稀相區(qū)之 間有一個(gè)喉部區(qū)域;在氣化爐密相區(qū)底部布置有多風(fēng)室布風(fēng)裝置，該裝置由兩個(gè) 或多個(gè)相互封閉的環(huán)形空間組成，其上布置有圓錐形的傾斜布風(fēng)板;多風(fēng)室布風(fēng) 裝置的中心通入由供風(fēng)及富氧系統(tǒng)提供的空氣，邊緣通入由供風(fēng)及富氧系統(tǒng)提供 的富氧;經(jīng)垃圾擠壓脫水機(jī)處理后的垃圾從稀相區(qū)側(cè)部進(jìn)入氣化爐爐膛后先在爐 膛中央?yún)^(qū)域進(jìn)行熱解氣化反應(yīng);床層中央底部的物料燃燒時(shí)逐漸向床層邊緣運(yùn) 動(dòng)，當(dāng)進(jìn)入到多風(fēng)室布風(fēng)裝置邊緣的富氧布風(fēng)區(qū)以后，熱解殘?jiān)械慕固繉⑴c富 氧發(fā)生反應(yīng)，燃燒速度加快，放出的熱量增加，降低排渣中的含碳量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種生活垃圾氣化熔融及其滲濾液處理系統(tǒng)，其 特征在于，布風(fēng)板上安裝有多個(gè)定向風(fēng)帽(31)，所述定向風(fēng)帽(31)由一個(gè)一 端封閉的圓管加工而成，在靠近封閉端的管壁側(cè)面有兩個(gè)出風(fēng)孔，在同一水平面 內(nèi)，兩個(gè)出風(fēng)孔相互呈40～120°夾角布置;定向風(fēng)帽(31)在布風(fēng)板上呈中心 對(duì)稱(chēng)分布，其出風(fēng)孔沿布風(fēng)板圓周方向呈順時(shí)針或逆時(shí)針布置，其兩個(gè)出風(fēng)孔中 心線的角平分線與布風(fēng)板圓周切線外側(cè)方向有10～40°的夾角，使流化床氣化爐 底層床料能夠沿螺旋線由中心向外側(cè)運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生活垃圾氣化熔融及其滲濾液處理系統(tǒng)，其 特征在于，流化床氣化爐氣化產(chǎn)生的合成氣進(jìn)入旋風(fēng)熔融爐中進(jìn)行高溫燃燒;旋 風(fēng)熔融爐采用三段式結(jié)構(gòu)，包括依次連接的垂直段、傾斜排渣段和燃燼段;垂直 段的爐膛為垂直結(jié)構(gòu)，合成氣通過(guò)垂直段頂端側(cè)面的合成氣入口沿切向進(jìn)入垂直 段，助燃的空氣及富氧分2級(jí)，通過(guò)切向設(shè)置在垂直段側(cè)面的一級(jí)助燃風(fēng)噴嘴和 二級(jí)助燃風(fēng)噴嘴進(jìn)入垂直段參與燃燒;在垂直段的頂部中心布置有點(diǎn)火及噴淋滲 濾液的噴嘴，在點(diǎn)火時(shí)作為起燃噴嘴，在正常燃燒時(shí)作為濃縮滲濾液的燃燒噴嘴; 第二段為傾斜排渣段，其爐膛為橫向傾斜布置，在爐膛的中段下部布置有液體排 渣口，在液體排渣口后布置有燃燼風(fēng)噴嘴，在運(yùn)行時(shí)噴入空氣或富氧;第三段為 燃燼段，燃燼段的爐膛為垂直布置，以讓燃?xì)獬浞秩紶a，并讓飛灰有足夠的停留 時(shí)間被捕集。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種生活垃圾氣化熔融及其滲濾液處理系統(tǒng)，其 特征在于，旋風(fēng)熔融爐采用三段式結(jié)構(gòu)內(nèi)壁均鋪設(shè)有保溫耐磨爐襯;垂直段和傾 斜排渣段內(nèi)處于還原性氣氛，燃燼段內(nèi)處于氧化性氣氛。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生活垃圾氣化熔融及其滲濾液處理系統(tǒng)，其 特征在于，滲濾液濃縮系統(tǒng)由多級(jí)蒸發(fā)換熱器構(gòu)成，煙氣與滲濾液呈逆流布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種生活垃圾氣化熔融及其滲濾液處理系統(tǒng)，其 特征在于，滲濾液濃縮系統(tǒng)由三蒸發(fā)換熱器構(gòu)成，分別為第一級(jí)蒸發(fā)換熱器、第 二級(jí)蒸發(fā)換熱器和第三級(jí)蒸發(fā)換熱器;從余熱鍋爐排出的中溫?zé)煔膺M(jìn)入第一級(jí)蒸 發(fā)換熱器，通過(guò)從第二級(jí)蒸發(fā)器送出的滲濾液濃縮液換熱，將其進(jìn)一步濃縮排出 至旋風(fēng)熔融爐;第一級(jí)蒸發(fā)換熱器中滲濾液產(chǎn)生的蒸汽與煙氣混合，進(jìn)入第二級(jí) 蒸發(fā)換熱器，通過(guò)與從第三級(jí)蒸發(fā)換熱器流出的滲濾液換熱之后再與產(chǎn)生的蒸汽 混合進(jìn)入第三級(jí)蒸發(fā)換熱器，在其中與從擠壓脫水機(jī)收集的垃圾滲濾液換熱之后 進(jìn)入煙氣凈化裝置;從每一級(jí)蒸發(fā)換熱器中排出的冷凝廢液通入廢水處理裝置中 進(jìn)行處理;從第三級(jí)蒸發(fā)換熱器排除的低溫?zé)煔膺M(jìn)入煙氣凈化裝置進(jìn)行凈化。
9.一種生活垃圾氣化熔融及其滲濾液處理方法，其特征在于，包括以下步 驟：
(1)垃圾預(yù)處理階段：原生垃圾儲(chǔ)存在生活垃圾料倉(cāng)中，之后送入生活垃 圾破碎機(jī)進(jìn)行破碎，破碎至粒徑5‐10cm之下后，進(jìn)入垃圾篩分機(jī)篩去沙土，篩 分之后垃圾中的灰土含量降至10%以下，篩分之后的垃圾進(jìn)入垃圾擠壓脫水機(jī)， 通過(guò)螺旋擠壓，將垃圾的含水率降至30%以下;
(2)垃圾能量回收階段：經(jīng)過(guò)預(yù)處理的垃圾物料進(jìn)入流化床氣化爐中，與 從供風(fēng)及富氧系統(tǒng)中供出的流化風(fēng)相遇，在500‐700℃的溫度下發(fā)生熱解氣化反 應(yīng);在流化床氣化爐的床層上部主要進(jìn)行熱解氣化反應(yīng)，物料與高溫載氣相遇發(fā) 生分解;在床層的下部主要進(jìn)行燃燒反應(yīng)，熱解后的半焦與新鮮空氣及富氧相遇， 發(fā)生燃燒放出熱量，維持系統(tǒng)熱平衡;在非均勻布風(fēng)的多風(fēng)室布風(fēng)裝置的作用下， 底層的物料向出渣口方向運(yùn)動(dòng)，并在外側(cè)遇到富氧，實(shí)現(xiàn)充分燃燼，燃燼后的物 料一部分通過(guò)出渣口排出，另一部分被吹至床層上部，與剛剛?cè)霠t的物料混合; 垃圾通過(guò)流化床氣化后產(chǎn)生的合成氣進(jìn)入旋風(fēng)熔融爐中燃燒，在兩級(jí)供風(fēng)的垂直 段中燃燒并放出熱，達(dá)到1300‐1500℃的高溫，將合成氣中的飛灰完全熔融成液 態(tài)，同時(shí)將從頂端噴口噴出的濃縮滲濾液燃燒分解，將其中的有機(jī)物徹底分解， 并將其中的重金屬熔入液態(tài)熔渣中，從而實(shí)現(xiàn)滲濾液的處理;液態(tài)熔渣和未燃燼 的高溫氣體進(jìn)入傾斜排渣段，在其中與燃燼風(fēng)噴口噴出的燃燼風(fēng)相遇燃燼，而液 態(tài)熔渣則從傾斜排渣段底部的液態(tài)排渣口排出;燃燼的高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐進(jìn) 行余熱回收;
(3)垃圾滲濾液濃縮及煙氣處理階段：從余熱鍋爐排出的中溫?zé)煔膺M(jìn)入第 一級(jí)蒸發(fā)換熱器，通過(guò)從第二級(jí)蒸發(fā)器送出的滲濾液濃縮液換熱，將其進(jìn)一步濃 縮排出至旋風(fēng)熔融爐的噴嘴;第一級(jí)蒸發(fā)換熱器中滲濾液產(chǎn)生的蒸汽與煙氣混 合，進(jìn)入第二級(jí)蒸發(fā)換熱器，通過(guò)與從第三級(jí)蒸發(fā)換熱器流出的滲濾液換熱之后 再與產(chǎn)生的蒸汽混合進(jìn)入第三級(jí)蒸發(fā)換熱器，在其中與從擠壓脫水機(jī)收集的垃圾 滲濾液換熱之后進(jìn)入煙氣凈化裝置;從每一級(jí)蒸發(fā)換熱器中排出的冷凝廢液通入 廢水處理裝置中進(jìn)行處理;從第三級(jí)蒸發(fā)換熱器排除的低溫?zé)煔膺M(jìn)入煙氣凈化裝 置進(jìn)行凈化。
說(shuō)明書(shū)
一種生活垃圾氣化熔融及其滲濾液處理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及垃圾及滲濾液的無(wú)害化處理及資源化利用領(lǐng)域，特別是涉及一種 一種生活垃圾氣化熔融及其滲濾液處理系統(tǒng)及方法。
技術(shù)背景
隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，以城市生活垃圾為首的有機(jī)固體廢棄物產(chǎn)生量急劇 增長(zhǎng)，處理問(wèn)題迫在眉睫。
目前我國(guó)垃圾處理主要采用填埋法、堆肥法和焚燒法。填埋場(chǎng)極易產(chǎn)生富含 甲烷的填埋氣，引起爆炸，還會(huì)產(chǎn)生大量垃圾滲濾液，其中含有重金屬、有毒有 害的有機(jī)化學(xué)污染物及大量病毒病原菌。堆肥法由于垃圾分類(lèi)不精細(xì)，造成肥料 品質(zhì)較低難以銷(xiāo)售。焚燒法處理城市生活垃圾時(shí)，由于生活垃圾中含有大量含氯 塑料及重金屬物質(zhì)，燃燒時(shí)極易造成劇毒性致癌物質(zhì)“二噁英”污染�！岸䥽f英” 難以在線監(jiān)測(cè)且累積效應(yīng)嚴(yán)重，隨著空氣吸入及食物鏈進(jìn)入人體且極難被排出， 具有強(qiáng)烈的致癌、致畸作用，同時(shí)還具有生殖毒性、免疫毒性和內(nèi)分泌毒性。
由于垃圾成分的多樣性、易變性、焚燒過(guò)程影響因素的復(fù)雜性等，現(xiàn)階段垃 圾焚燒技術(shù)不可避免的容易對(duì)環(huán)境造成的二噁英、重金屬等二次污染，因此國(guó)外 學(xué)者提出垃圾熱解氣化熔融技術(shù)，該技術(shù)可以有效地防止垃圾焚燒過(guò)程中的二惡 英和重金屬污染物生成。垃圾進(jìn)入流化床氣化爐之后，通過(guò)外部熱源加熱或者部 分燃燒放熱使其溫度升高，其中的有機(jī)可燃物質(zhì)分解為可燃?xì)怏w和灰渣，之后可 燃?xì)怏w進(jìn)入后續(xù)工藝燃燒放熱，實(shí)現(xiàn)其能量的資源化利用，而灰渣通過(guò)高溫熔融 成液態(tài)，之后冷卻形成玻璃態(tài)的固體熔渣，實(shí)現(xiàn)其無(wú)害化。
雖然垃圾氣化熔融技術(shù)在環(huán)保性上相比傳統(tǒng)的垃圾焚燒擁有巨大的優(yōu)勢(shì)，但 是垃圾氣化熔融技術(shù)需要垃圾的熱值較高才能保證足夠的氣化爐溫度及合成氣 熱值。一旦垃圾含水率較高或者渣土含量較高，則無(wú)法滿(mǎn)足氣化熔融技術(shù)所必須 的垃圾熱值要求，必須添加輔助燃料才能保證設(shè)備的運(yùn)行。而我國(guó)目前對(duì)垃圾焚 燒爐摻燒輔助燃料的比例有限制，一旦含水率或沙土含量過(guò)高，則無(wú)法將摻燒比 例控制在國(guó)家允許的范圍之內(nèi)。
與此同時(shí)，垃圾在收集、儲(chǔ)運(yùn)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的滲濾液，滲濾液具有很 高的毒性，并且難以通過(guò)生化法進(jìn)行降解處理。目前通常采用膜分離進(jìn)行濃縮， 或者稀釋后采用生化法進(jìn)行處理。這兩種方法的處理成本都比較高，所以如何能 經(jīng)濟(jì)快速地處理垃圾滲濾液也是垃圾處理時(shí)所必須考慮的問(wèn)題。
此外，當(dāng)前垃圾氣化熔融技術(shù)存在燃燒效率低下的問(wèn)題。導(dǎo)致這個(gè)問(wèn)題主要 是兩個(gè)原因。第一個(gè)原因是垃圾焚燒時(shí)燃料的燃燼率不足。這是因?yàn)槔锪系?成分復(fù)雜，而采用流化床氣化技術(shù)之后，雖然可以保證較好的傳熱傳質(zhì)效果，但 由于在爐膛中的物料停留時(shí)間無(wú)法控制，且由于爐膛內(nèi)流化物料運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性， 排渣的燃燼率也難以保證，因此流化床氣化爐并不能保證較好的碳轉(zhuǎn)化率。
除了燃料燃燼率帶來(lái)的問(wèn)題，排煙溫度過(guò)高也是造成效率低下的主要因素之 一。這是因?yàn)槔贌蟮臒煔庵泻写罅康乃魵夂退嵝詺怏w，而為了保證 鍋爐尾部受熱面不被腐蝕必須選用較高的排煙溫度，這就造成了煙氣中大量水蒸 氣的潛熱未能得到有效利用。如何降低垃圾焚燒排煙溫度，利用垃圾焚燒煙氣中 的潛熱就是提高垃圾焚燒經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵技術(shù)。
因此，將氣化熔融技術(shù)用于我國(guó)垃圾，必須解決如下問(wèn)題：
1、如何低成本地提高我國(guó)原生垃圾的熱值;
2、如何處理生活垃圾產(chǎn)生的大量滲濾液;
3、如何保證氣化爐內(nèi)垃圾的碳轉(zhuǎn)化率;
4、如何降低系統(tǒng)的排煙溫度，充分利用煙氣中的潛熱。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種生活垃圾氣化熔融及其滲 濾液處理系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)通過(guò)前處理工藝提高了垃圾的熱值，采用富氧氣化 爐及高溫旋風(fēng)熔融爐技術(shù)作為垃圾能量的回收系統(tǒng)，利用余熱鍋爐排出的中溫?zé)?氣濃縮了垃圾滲濾液，并將濃縮后的滲濾液噴入了高溫的旋風(fēng)爐中進(jìn)行了無(wú)害化 處理。最終實(shí)現(xiàn)了垃圾及滲濾液的徹底無(wú)害化處理及高效資源化利用。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種生活垃圾氣化熔融及其滲濾液處理系統(tǒng)，包括生活垃圾前處理系統(tǒng)、垃 圾能量回收系統(tǒng)、垃圾滲濾液濃縮及煙氣處理系統(tǒng);所述生活垃圾前處理系統(tǒng)， 包括依次連接的生活垃圾料倉(cāng)、生活垃圾破碎機(jī)、生活垃圾篩分機(jī)、生活垃圾擠 壓脫水機(jī);所述垃圾能量回收系統(tǒng)，包括流化床氣化爐、旋風(fēng)熔融爐、余熱鍋爐 以及與之配套的供風(fēng)及富氧系統(tǒng);生活垃圾擠壓脫水機(jī)的垃圾出口連接流化床氣 化爐的垃圾入口，流化床氣化爐的合成氣出口連接旋風(fēng)熔融爐的合成氣入口，旋 風(fēng)熔融爐的高溫?zé)煔獬隹谶B接余熱鍋爐的的高溫?zé)煔馊肟?供風(fēng)及富氧系統(tǒng)連接 流化床氣化爐和旋風(fēng)熔融爐;所述垃圾滲濾液濃縮及煙氣處理系統(tǒng)，包括滲濾液 濃縮系統(tǒng)、煙氣凈化裝置及廢水處理裝置;垃圾擠壓脫水機(jī)的滲濾液出口連接滲 濾液濃縮系統(tǒng)的滲濾液進(jìn)口;滲濾液濃縮系統(tǒng)的濃縮滲濾液出口連接旋風(fēng)熔融爐 的噴嘴;滲濾液濃縮系統(tǒng)的中溫?zé)煔膺M(jìn)口連接余熱鍋爐的中溫?zé)煔獬隹冢瑵B濾液 濃縮系統(tǒng)的冷凝廢液出口連接所述廢水處理裝置，滲濾液濃縮系統(tǒng)的低溫?zé)煔獬?口連接所述煙氣凈化裝置。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：生活垃圾料倉(cāng)中的原生垃圾通過(guò)垃圾破碎機(jī)破碎 后，進(jìn)入垃圾篩分機(jī)，通過(guò)篩分去除粒徑小于2mm的灰土類(lèi)廢物之后，進(jìn)入垃 圾擠壓脫水機(jī)，通過(guò)擠壓脫水降低垃圾含水率;經(jīng)垃圾擠壓脫水機(jī)處理后的垃圾 進(jìn)入流化床氣化爐內(nèi)與空氣及富氧發(fā)生氣化反應(yīng)，產(chǎn)生可燃?xì)怏w進(jìn)入旋風(fēng)熔融爐 進(jìn)行高溫燃燒，使其中的飛灰熔融為液態(tài)熔渣，而燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱 鍋爐進(jìn)行余熱回收;經(jīng)過(guò)余熱鍋爐換熱之后的中溫?zé)煔膺M(jìn)入滲濾液濃縮系統(tǒng)，為 滲濾液濃縮提供熱源;而從滲濾液濃縮系統(tǒng)排出的濃縮滲濾液噴入旋風(fēng)爐進(jìn)行高 溫焚燒，從滲濾液濃縮系統(tǒng)排出的冷凝廢液進(jìn)入廢水處理系裝置進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò) 滲濾液濃縮系統(tǒng)換熱后的低溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)煙氣凈化裝置后排入大氣。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：流化床氣化爐采用密相區(qū)和稀相區(qū)兩段式布置， 在密相區(qū)和稀相區(qū)之間有一個(gè)喉部區(qū)域;在氣化爐密相區(qū)底部布置有多風(fēng)室布風(fēng) 裝置，該裝置由兩個(gè)或多個(gè)相互封閉的環(huán)形空間組成，其上布置有圓錐形的傾斜 布風(fēng)板;多風(fēng)室布風(fēng)裝置的中心通入由供風(fēng)及富氧系統(tǒng)提供的空氣，邊緣通入由 供風(fēng)及富氧系統(tǒng)提供的富氧;經(jīng)垃圾擠壓脫水機(jī)處理后的垃圾從稀相區(qū)側(cè)部進(jìn)入 氣化爐爐膛后先在爐膛中央?yún)^(qū)域進(jìn)行熱解氣化反應(yīng);床層中央底部的物料燃燒時(shí) 逐漸向床層邊緣運(yùn)動(dòng)，當(dāng)進(jìn)入到多風(fēng)室布風(fēng)裝置邊緣的富氧布風(fēng)區(qū)以后，熱解殘 渣中的焦炭將與富氧發(fā)生反應(yīng)，燃燒速度加快，放出的熱量增加，降低排渣中的 含碳量。
布風(fēng)板上安裝有多個(gè)定向風(fēng)帽，所述定向風(fēng)帽由一個(gè)一端封閉的圓管加工而 成，在靠近封閉端的管壁側(cè)面有兩個(gè)出風(fēng)孔，在同一水平面內(nèi)，兩個(gè)出風(fēng)孔相互 呈40～120°夾角布置;定向風(fēng)帽在布風(fēng)板上呈中心對(duì)稱(chēng)分布，其出風(fēng)孔沿布風(fēng) 板圓周方向呈順時(shí)針或逆時(shí)針布置，其兩個(gè)出風(fēng)孔中心線的角平分線與沿布風(fēng)板 圓周切線外側(cè)方向有10～40°的夾角，使流化床氣化爐底層床料能夠沿螺旋線由 中心向外側(cè)運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：流化床氣化爐氣化產(chǎn)生的合成氣進(jìn)入旋風(fēng)熔融爐 中進(jìn)行高溫燃燒;旋風(fēng)熔融爐采用三段式結(jié)構(gòu)，包括依次連接的垂直段、傾斜排 渣段和燃燼段;垂直段的爐膛為垂直結(jié)構(gòu)，合成氣通過(guò)垂直段頂端側(cè)面的合成氣 入口沿切向進(jìn)入垂直段，助燃的空氣及富氧分2級(jí)，通過(guò)切向設(shè)置在垂直段側(cè)面 的一級(jí)助燃風(fēng)噴嘴和二級(jí)助燃風(fēng)噴嘴進(jìn)入垂直段參與燃燒;在垂直段的頂部中心 布置有點(diǎn)火及噴淋滲濾液的噴嘴，在點(diǎn)火時(shí)作為起燃噴嘴，在正常燃燒時(shí)作為濃 縮滲濾液的燃燒噴嘴;第二段為傾斜排渣段，其爐膛為橫向傾斜布置，在爐膛的 中段下部布置有液體排渣口，在液體排渣口后布置有燃燼風(fēng)噴嘴，在運(yùn)行時(shí)噴入 空氣或富氧;第三段為燃燼段，燃燼段的爐膛為垂直布置，以讓燃?xì)獬浞秩紶a， 并讓飛灰有足夠的停留時(shí)間被捕集。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：旋風(fēng)熔融爐采用三段式結(jié)構(gòu)內(nèi)壁均鋪設(shè)有保溫耐 磨爐襯;垂直段和傾斜排渣段內(nèi)處于還原性氣氛，燃燼段內(nèi)處于氧化性氣氛。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：滲濾液濃縮系統(tǒng)由多級(jí)蒸發(fā)換熱器構(gòu)成，煙氣與 滲濾液呈逆流布置。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：滲濾液濃縮系統(tǒng)由三蒸發(fā)換熱器構(gòu)成，分別為第 一級(jí)蒸發(fā)換熱器、第二級(jí)蒸發(fā)換熱器和第三級(jí)蒸發(fā)換熱器;從余熱鍋爐排出的中 溫?zé)煔膺M(jìn)入第一級(jí)蒸發(fā)換熱器，通過(guò)從第二級(jí)蒸發(fā)器送出的滲濾液濃縮液換熱， 將其進(jìn)一步濃縮排出至旋風(fēng)熔融爐;第一級(jí)蒸發(fā)換熱器中滲濾液產(chǎn)生的蒸汽與煙 氣混合，進(jìn)入第二級(jí)蒸發(fā)換熱器，通過(guò)與從第三級(jí)蒸發(fā)換熱器流出的滲濾液換熱 之后再與產(chǎn)生的蒸汽混合進(jìn)入第三級(jí)蒸發(fā)換熱器，在其中與從擠壓脫水機(jī)收集的 垃圾滲濾液換熱之后進(jìn)入煙氣凈化裝置;從每一級(jí)蒸發(fā)換熱器中排出的冷凝廢液 通入廢水處理裝置中進(jìn)行處理;從第三級(jí)蒸發(fā)換熱器排除的低溫?zé)煔膺M(jìn)入煙氣凈 化裝置進(jìn)行凈化。
一種生活垃圾氣化熔融及其滲濾液處理方法，包括以下步驟：
(1)垃圾預(yù)處理階段：原生垃圾儲(chǔ)存在生活垃圾料倉(cāng)中，之后送入生活垃 圾破碎機(jī)進(jìn)行破碎，破碎至粒徑5‐10cm之下后，進(jìn)入垃圾篩分機(jī)篩去沙土，篩 分之后垃圾中的灰土含量降至10%以下，篩分之后的垃圾進(jìn)入垃圾擠壓脫水機(jī)， 通過(guò)螺旋擠壓，將垃圾的含水率降至30%以下;
(2)垃圾能量回收階段：經(jīng)過(guò)預(yù)處理的垃圾物料進(jìn)入流化床氣化爐中，與 從供風(fēng)及富氧系統(tǒng)中供出的流化風(fēng)相遇，在500‐700℃的溫度下發(fā)生熱解氣化反 應(yīng);在流化床氣化爐的床層上部主要進(jìn)行熱解氣化反應(yīng)，物料與高溫載氣相遇發(fā) 生分解;在床層的下部主要進(jìn)行燃燒反應(yīng)，熱解后的半焦與新鮮空氣及富氧相遇， 發(fā)生燃燒放出熱量，維持系統(tǒng)熱平衡;在非均勻布風(fēng)的多風(fēng)室布風(fēng)裝置的作用下， 底層的物料向出渣口方向運(yùn)動(dòng)，并在外側(cè)遇到富氧，實(shí)現(xiàn)充分燃燼，燃燼后的物 料一部分通過(guò)出渣口排出，另一部分被吹至床層上部，與剛剛?cè)霠t的物料混合; 垃圾通過(guò)流化床氣化后產(chǎn)生的合成氣進(jìn)入旋風(fēng)熔融爐中燃燒，在兩級(jí)供風(fēng)的垂直 段中燃燒并放出熱，達(dá)到1300‐1500℃的高溫，將合成氣中的飛灰完全熔融成液 態(tài)，同時(shí)將從頂端噴口噴出的濃縮滲濾液燃燒分解，將其中的有機(jī)物徹底分解， 并將其中的重金屬熔入液態(tài)熔渣中，從而實(shí)現(xiàn)滲濾液的處理;液態(tài)熔渣和未燃燼 的高溫氣體進(jìn)入傾斜排渣段，在其中與燃燼風(fēng)噴口噴出的燃燼風(fēng)相遇燃燼，而液 態(tài)熔渣則從傾斜排渣段底部的液態(tài)排渣口排出;燃燼的高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐進(jìn) 行余熱回收;
(3)垃圾滲濾液濃縮及煙氣處理階段：從余熱鍋爐排出的中溫?zé)煔膺M(jìn)入第 一級(jí)蒸發(fā)換熱器，通過(guò)從第二級(jí)蒸發(fā)器送出的滲濾液濃縮液換熱，將其進(jìn)一步濃 縮排出至旋風(fēng)熔融爐的噴嘴;第一級(jí)蒸發(fā)換熱器中滲濾液產(chǎn)生的蒸汽與煙氣混 合，進(jìn)入第二級(jí)蒸發(fā)換熱器，通過(guò)與從第三級(jí)蒸發(fā)換熱器流出的滲濾液換熱之后 再與產(chǎn)生的蒸汽混合進(jìn)入第三級(jí)蒸發(fā)換熱器，在其中與從擠壓脫水機(jī)收集的垃圾 滲濾液換熱之后進(jìn)入煙氣凈化裝置;從每一級(jí)蒸發(fā)換熱器中排出的冷凝廢液通入 廢水處理裝置中進(jìn)行處理;從第三級(jí)蒸發(fā)換熱器排除的低溫?zé)煔膺M(jìn)入煙氣凈化裝 置進(jìn)行凈化。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
(1)由于我國(guó)原生垃圾成分復(fù)雜、含水率高，因此無(wú)法滿(mǎn)足垃圾氣化熔融 工藝的基本需要。本發(fā)明通過(guò)將垃圾前處理技術(shù)與整個(gè)工藝系統(tǒng)相結(jié)合，有效的 提升了進(jìn)入氣化熔融系統(tǒng)的垃圾熱值，從而提供了氣化熔融系統(tǒng)的適應(yīng)性。
(2)由于我國(guó)垃圾含水率高，因此在垃圾儲(chǔ)運(yùn)處理過(guò)程中都伴隨著滲濾液 處理的問(wèn)題。傳統(tǒng)的膜分離、稀釋后生化處理法，都存在處理成本高，處理周期 長(zhǎng)的問(wèn)題。而本發(fā)明利用垃圾焚燒排煙中難以利用的煙氣余熱作為滲濾液濃縮的 能量來(lái)源，通過(guò)多效蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)了滲濾液的濃縮。之后又將濃縮后的滲濾液噴入 旋風(fēng)熔融爐進(jìn)行高溫焚燒，徹底分解其中難降解有機(jī)物，并通過(guò)熔渣固化了其中 的重金屬，實(shí)現(xiàn)了其無(wú)害化處理。
(3)采用空氣作為氣化介質(zhì)會(huì)有大量的氮?dú)膺M(jìn)入氣化反應(yīng)器，從而增大系 統(tǒng)熱損失，并且降低了合成氣的熱值，而本發(fā)明中采用富氧作為氣化介質(zhì)，比采 用空氣作為氣化介質(zhì)的氣化爐更能達(dá)到較高的氣化溫度，并且可以提高燃料的碳 轉(zhuǎn)化率，產(chǎn)生的合成氣也具有更高的熱值，產(chǎn)生的便于后續(xù)利用。
(4)由于多風(fēng)室布風(fēng)裝置給流化床內(nèi)提供了不均勻的布風(fēng)，從而使得床內(nèi) 的物料在宏觀上存在一個(gè)內(nèi)循環(huán)，剛剛進(jìn)入爐內(nèi)的物料在床層上部，處于高溫還 原性氣氛下，從而使得物料中的揮發(fā)分充分的析出，使得物料中容易氣化的部分 先完成熱解氣化反應(yīng);經(jīng)過(guò)熱解氣化后的物料半焦逐漸運(yùn)動(dòng)到床層下部，與從多 風(fēng)室布風(fēng)裝置中進(jìn)入爐膛的空氣及富氧發(fā)生不完全燃燒，產(chǎn)生二氧化碳及一氧化 碳，并放出熱量，加熱上升的載氣為上層入爐物料的熱解氣化反應(yīng)提供能量。物 料的內(nèi)循環(huán)可以將物料在爐內(nèi)不同溫區(qū)、不同氣氛中的運(yùn)動(dòng)過(guò)程與物料本身受熱 分解的特性相匹配，從而實(shí)現(xiàn)物料的高效氣化。
