城市固体废弃物自维持阴燃处理平台系统及处理方法技术方案

本发明专利技术所述的城市固体废弃物自维持阴燃处理平台系统，包括反应炉、为反应炉供气的压缩气瓶、反应炉内测量数据的热电偶、点火控制器、数据采集装置、反应炉上方的排烟装置、烟气分析仪、自维持阴燃处理控制软件系统和主机，以及利用该处理平台系统对城市固体废弃物进行自维持阴燃处理的方法。本发明专利技术所述的有益效果为：装置结构简单，操作工艺简便，城市固体废弃物处置能耗很低、处置效率高。

City solid waste self sustained smoldering processing platform system and processing method

City solid waste the self sustained smoldering processing platform, including the reaction furnace, reactor gas compressed gas cylinders, reaction furnace measurement data of thermocouple, ignition controller, data acquisition device, the reaction furnace above the exhaust device, flue gas analyzer, self sustained smoldering process control software system and the host, and the use of the management system of city solid waste treatment method of self sustained smoldering. The beneficial effect of the invention is that the structure of the device is simple, the operation process is simple, the energy consumption of the municipal solid waste disposal is very low and the disposal efficiency is high.

【技术实现步骤摘要】
城市固体废弃物自维持阴燃处理平台系统及处理方法
本专利技术涉及环境工程领域，具体是涉及城市固体废弃物自维持阴燃处理平台系统及处理方法。
技术介绍
目前城市固体废弃物处置常用的热处理技术包括焚烧、热解、气化和水热炭化等，这些热处理技术的区别在于通入反应气体成分、操作温度和压力的不同，其共同缺点在于能耗大和成本高，反应炉设计和工艺操作复杂，限制了城市固体废弃物的处理。据统计，全国和江苏省城市固体废弃物处理量分别仅占生产总量的24.18％和2.7％(参见图1)，导致大量的城市固体废弃物堆积，侵占了宝贵的城市土地资源，严重阻碍了我国城市化发展。因此，城市固体废弃物处理是我国城市发展与环境治理亟待解决的重要问题。发展低耗高效的城市固体废弃物处理新技术对解决该问题具有重要的现实意义和社会经济效应。以城市固体废弃物焚烧处置方法为例，其处理步骤为：1)前期准备城市垃圾由垃圾封闭运输车运至焚烧厂，进行称量、储存、渗沥液处理等。2)填料城市垃圾经抓斗、给料斗和推料器，进入焚烧炉。3)焚烧以二段式为例，垃圾焚烧炉排分为逆推段和顺推段两个燃烧区域，其主要流程为：抓斗将垃圾从垃圾池送入落料槽，在给料机的推送下进入炉膛，落在倾斜的逆推炉排上，垃圾在床面上不断翻滚、搅拌，完成干燥、着火和燃烧过程，随后在逆推炉排的末端，经过一段落差，掉入水平的顺推炉排床面上，继续燃烧，直至燃尽。4)废气、废渣处理焚烧产生的烟气经尾气处理装置净化后达标排放，焚烧产生的炉渣可以作为一般废物处理，布袋除尘器处理的飞灰作为危险废物加水泥与螯合剂固化处理。该方法存在以下主要缺点：1)高热耗以二段式型焚烧炉为例，该焚烧炉的燃烧需要外部提供热源，使焚烧温度在800～l050℃内。这种焚烧处置方式需要大量的外部热量供应，大幅增加了处置成本。2)工艺比较复杂对炉温、烟气停留时间的控制，增加了工艺操作难度。焚烧处置时要求，当炉内温度大于850℃时，烟气停留时间＞2s，氧气浓度7.26％(控制在5.6～10.7％)。这在一定程度上加大了工艺操作难度。3)有毒有害烟气生成在烟气从炉内排出过程中，如果烟气从高温到低温(600～200℃)过程的停留时间较长，可能会生成二噁英。
技术实现思路
针对目前城市固体废弃物热处置技术存在的缺点，本专利技术旨在提出一种低耗、高效率、操作工艺简单的城市固体废弃物自维持阴燃处理平台系统及处理方法。本专利技术所述的城市固体废弃物处理平台系统，其采用的技术方案为：包括压缩气瓶、反应炉、点火控制器、数据采集装置、排烟装置、烟气分析仪和主机，所述压缩气瓶通过通气管与所述反应炉连接，所述反应炉的上方设有所述排烟装置，所述反应炉的中心轴上依次设有若干热电偶，所述热电偶通过数据线与所述数据采集装置连接，所述点火控制器置于所述反应炉底部，其通过数据线分别与所述数据采集装置和所述主机连接，所述烟气分析仪通过气体采样管道与所述排烟装置连接，所述数据采集装置和所述烟气分析仪分别通过数据线与所述主机连接。优选的，所述反应炉包括炉体和底座，所述炉体底部与所述底座活动连接，所述炉体为内部中空且两端开口的圆柱形结构，其包括外壳和设在所述外壳内侧壁上的保温层，所述底座包括支撑支架、支撑体和通气装置，所述支撑体为上下开口的空心圆柱，所述点火控制装置和所述通气装置分别对应设在所述支撑体的上下两端，所述支撑体的下方设有所述支撑支架。优选的，所述通气装置包括至少一个水平嵌设在所述支撑体底部的通气圆盘，所述通气圆盘中心竖直设有贯穿所述通气圆盘的总通气入口，所述通气圆盘沿其中心轴水平径向对称设有12个穿槽通孔，每个所述穿槽通孔上均竖直设有两个辅助通气孔，所述总通气入口通过通气管与所述压缩气瓶连接。优选的，所述通气管上还依次设有流量器和阀门。优选的，所述排烟装置包括排烟罩、排烟管道和排烟风机，所述排烟罩上方设有所述排烟管道，所述排烟管道与所述排烟风机连接。通过主机上安装的自维持阴燃处理控制软件系统，可以自动控制点火器开关以及流量控制器的流量，显示和自动存储温度、气流流量和烟气数据。利用上述城市固体废弃物自维持阴燃处理平台系统进行处理城市固体废弃物的方法，其步骤为：1)原料准备：收集需处置的城市固体废弃物，并进行干燥、破碎和筛选等初步处理；2)填料：先在底座的支撑体内填入砂石，使通入反应炉内的气流平稳、均匀，将准备好的城市固体废弃物填入反应炉内，填料时需注意压实原料，且使其均匀填充在反应炉内；3)线路连接：连接气路(包括压缩气瓶、流量器和通气圆盘等)和电气线路(包括点火控制器、主机和数据采集等)，将热电偶等距插入至反应炉，使其保持在反应炉的中心轴上；4)气密性检查：打开压缩气瓶，调节流量控制器，使一定流量的空气通入反应炉内，在反应炉上方测量气流流量，检验气路的气密性，检验结束后关闭气路；5)点火控制器调试：在气路关闭的条件下，打开点火器，设置不同加热功率和点火温度条件，观察热电偶温度变化和到达点火温度的时间，通过反复调试，最终确定合适的加热功率和点火温度，并在主机的软件控制系统里设置相应的点火温度和通气流量；6)加热点火：在气路关闭的条件下，打开点火控制装置，采用前一步设置的加热功率对城市固体废弃物进行加热，当反应炉内的城市固体废弃物温度达到预设的点火温度后，控制软件系统将自动关闭点火控制器；7)供气调控：当点火控制器关闭后，系统将自动打开流量控制器通入空气，观察中心轴上热电偶温度变化，当点火控制器上方的热电偶温度都持续上升，且连续出现稳定峰值时，表明城市固体废弃物已达到自我维持持续阴燃的条件，在这种条件下不需要任何外部热源加热，城市固体废弃物能持续阴燃，直至城市固体废弃物燃尽；阴燃峰值温度、阴燃蔓延速率和烟气产物与供气速率有直接关联，可通过调节合适的供气速率，使阴燃处理效率和效果达到最佳，同时最大程度降低烟气污染物排放；当反应炉内城市固体废弃物燃烧完毕后，关闭气源；8)烟气监测与处理：阴燃处置产生的烟气通过排烟通道进入气体采样管道，经过滤和冷却后，进入烟气分析仪；该烟气分析仪可实时在线监测阴燃产生的烟气中的O2、CO、CO2、NOx等，为城市固体废弃物阴燃处置状态、效果调控和烟气排放处理提供重要参考；剩余大部分烟气通过排烟管道、过滤吸附装置和中和装置，排放至大气中；9)固体残余物分析与处理：拆开底座与反应炉的连接部件，收集阴燃处理后固体残余物，然后测量其质量和体积等，计算体积缩小比和处置效率。本专利技术所述的有益效果为：1)整个处理过程只需短时点火即可，当城市固体废弃物温度达到设置的点火温度后，自动关闭点火器，之后城市固体废弃物通过自身燃烧反应放出的热量维持阴燃，直至城市固体废弃物烧尽，这个过程不再需要任何外部热源，因此本专利技术提出的处理技术和工艺能大幅降低热能耗和成本；2)数据采集装置可采集炉内反应温度、空气流量和烟气成分等数据传送至主机，根据实时数据，分析判定炉内阴燃状态；可通过主机调节加热温度和通气流量等，改变反应炉内固体废弃物的阴燃状态，大幅提高城市固体废弃物的处置效率和体积缩减率：城市固体废弃物处置效率>95％，体积缩减>85％；3)本专利技术所述的废弃物处理装置结构简单，制造成本较低，适宜大批量生产；4)本专利技术提出的自维持阴燃处理方法是城市固体废弃物在一定的供本文档来自技高网...

【技术保护点】
城市固体废弃物自维持阴燃处理平台系统，其特征在于，包括压缩气瓶、反应炉、点火控制器、数据采集装置、排烟装置、烟气分析仪和主机，所述压缩气瓶通过通气管与所述反应炉连接，所述反应炉的上方设有所述排烟装置，所述反应炉的中心轴依次设有若干热电偶，所述热电偶通过数据线与所述数据采集装置连接，所述点火控制器置于所述反应炉底部，其通过数据线分别与所述数据采集装置和所述主机连接，所述烟气分析仪通过气体采样管道与所述排烟装置连接，所述数据采集装置和所述烟气分析仪分别通过数据线与所述主机连接。

【技术特征摘要】
1.城市固体废弃物自维持阴燃处理平台系统，其特征在于，包括压缩气瓶、反应炉、点火控制器、数据采集装置、排烟装置、烟气分析仪和主机，所述压缩气瓶通过通气管与所述反应炉连接，所述反应炉的上方设有所述排烟装置，所述反应炉的中心轴依次设有若干热电偶，所述热电偶通过数据线与所述数据采集装置连接，所述点火控制器置于所述反应炉底部，其通过数据线分别与所述数据采集装置和所述主机连接，所述烟气分析仪通过气体采样管道与所述排烟装置连接，所述数据采集装置和所述烟气分析仪分别通过数据线与所述主机连接。2.根据权利要求1所述的城市固体废弃物自维持阴燃处理平台系统，其特征在于，所述反应炉包括炉体和底座，所述炉体底部与所述底座活动连接，所述炉体为内部中空且两端开口的圆柱形结构，其包括外壳和设在所述外壳内侧壁上的保温层，所述底座包括支撑支架、支撑体和通气装置，所述支撑体为上下开口的空心圆柱，所述点火控制装置和所述通气装置分别对应设在所述支撑体的上下两端，所述支撑体的下方设有所述支撑支架。3.根据权利要求2所述的城市固体废弃物自维持阴燃处理平台系统，其特征在于，所述通气装置包括至少一个水平嵌设在所述支撑体底部的通气圆盘，所述通气圆盘中心竖直设有贯穿所述通气圆盘的总通气入口，所述通气圆盘沿其中心轴水平径向对称设有12个穿槽通孔，每个所述穿槽通孔上均竖直设有两个辅助通气孔，所述总通气入口通过所述通气管与所述压缩气瓶连接。4.根据权利要求3所述的城市固体废弃物自维持阴燃处理平台系统，其特征在于，所述通气管上还依次设有流量器和阀门。5.根据权利要求1所述的城市固体废弃物自维持阴燃处理平台系统，其特征在于，所述排烟装置包括排烟罩、排烟管道和排烟风机，所述排烟罩上方设有所述排烟...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋泽阳，潘旭海，潘勇，张冬雪，朱学良，江佳佳，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32