城市生活垃圾气化熔融焚烧处理系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种城市生活垃圾气化熔融焚烧处理系统，由储藏仓、气化炉、除尘器、焚烧炉和高效蓄热室等组成，其特征在于回收垃圾气化熔融焚烧的烟气余热获取的高温空气，再引入气化炉、熔融焚烧炉，作为垃圾气化所需的空气和熔融焚烧垃圾所需的助燃空气；保证垃圾稳定气化、完全燃烧，彻底解决二恶英、重金属等物的二次污染。其符合城市生活垃圾的热值低、水分高、分选不严格、品位低的特点，特别是一些中小城市，垃圾的热值和产量更低均达不到建设焚烧垃圾发电站的要求，避免储运产生的二次污染；整个系统规模灵活，对垃圾分选、热值等要求不严格，可以在少加辅助燃料或不加辅助燃料条件下稳定运行，成本低，且能实现零污染排放。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及城市垃圾的处理技术，具体涉及一种高温空气气化熔融焚烧处理城市生活垃圾的装置。
技术介绍
城市生活垃圾处理已成为世界各国面临的共同课题。未经处理或处理不当的城市生活垃圾不但会侵占土地、污染地下水、破坏自然景观，甚至危及人们生命财产的安全。我国年垃圾平均增长速度达10％以上，国内的400多个城市中至少2/3的城市陷入垃圾的重重包围中；同时，垃圾中含有大量的生物病原体成为各种疾病的传染源。据对长江三峡库区堆存的垃圾污染调查，沿江堆存的垃圾被带入水域已构成潜在性危害，特别是大量白色垃圾漂浮在水面，流经葛州大坝时对发电机组构成严重危害。如何有效地对城市生活垃圾进行处理已成为人们广泛关注的问题。城市生活垃圾气化熔融焚烧技术，分为一步法气化熔融焚烧技术和两步法气化熔融焚烧技术。两步法气化熔融焚烧技术是先将垃圾在还原性气氛和温度为500℃～600℃的条件下进行气化，形成易燃的可燃气体和易于铁、铝等金属回收的残留物，再进行可燃气体焚烧和能扼制二恶英形成的高温熔融处理。典型工艺为瑞士热选公司研制成功、后由日本川崎制铁公司引进并消化改造的热选式垃圾气化熔融制气技术。一步法气化熔融焚烧技术是将城市生活垃圾的干燥、气化、燃烧和熔融等过程置于一个设备中进行，因此整个工艺过程设备简单，工程投资和运行费用大大降低，操作亦容易得多。典型工艺为日本NKK公司研制的NKK式生活垃圾直接气化熔融焚烧技术，其主体设备直接气化熔融炉源于炼铁高炉，其最大的特点是需要消耗焦炭。国内的科学技术人员已做了针对我国城市生活垃圾特点的研究工作，东南大学开发了一种城市生活垃圾干燥气化熔融处理方法(专利CN00112320.3)；昆明理工大学开发了一种城市生活垃圾直接气化熔融焚烧系统(专利CN00259909.0)。目前，国内外各种气化熔融技术的共同点是以“焚烧炉后布置余热锅炉回收烟气余热-余热锅炉后布置中温、中压或低温、低压蒸汽轮机”发电的模式，垃圾的热值要求达到8300～9600kJ/kg以上。而我国城市生活垃圾的特点是无机物含量高于有机物含量，不可燃成分高于可燃成分，热值低、水分高、还含有一定成分的硫、氯物质等，是一种很低品位的能源，且分选率低，成分波动很大。显然，照搬国外的技术、设备是不能很好地解决我国垃圾焚烧的问题。若采用发电模式，则运行时需投入大量的焦碳、煤或燃料油等比垃圾品位高得多的优质能源才能保证系统的正常运行，必然导致系统投资大、运行成本高、效率低等问题。特别是一些中小城市，垃圾的热值和产量更低，均达不到建设焚烧垃圾发电站的要求。垃圾的转运和堆放又会增加费用和产生恶臭、渗虑等二次污染。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本技术的目的是提供一种对垃圾分选、热值等要求不严格，能实现无害化、资源化、零污染排放的城市生活垃圾气化熔融焚烧处理系统。本技术的目的是这样实现的城市生活垃圾气化熔融焚烧处理系统，包括储藏仓、气化炉、除尘器和焚烧炉，其特征在于储藏仓与气化炉之间通过全封闭的皮带输送机构连接；气化炉上部合成燃气出口与除尘器相通，除尘器出口与焚烧炉相通，连接处设有一个切向进风的旋流燃烧器；除尘器底部设有与气化炉相通的灰渣斗；焚烧炉高温烟气出口与高效蓄热室烟气侧相连，高效蓄热室的烟气侧与排烟机相通，高效蓄热室的空气侧入口与鼓风机相通，被加热后的高温空气出口经输送/喷管与气化炉和焚烧炉连通。所述高效蓄热室由衬有耐火材料的壳体和蓄热小球组成，底部和上部均分别设有烟气和空气的输送管道；高效蓄热室中部主体与其上下部采用活动连接，内侧用沙封密封，外侧为滚珠轴承以达到高效蓄热室可180°往返转动；所述小球由具有高效蓄热和释热能力、热震性良好的耐火材料制成。本技术的关键技术问题是回收垃圾的热量获取高温空气；垃圾经气化熔融焚烧后产生的高温烟气余热经高效蓄热室蓄存并加热空气再引入气化炉、熔融焚烧炉，作为垃圾气化所需的空气和熔融焚烧垃圾所需的助燃空气；在不加或少加辅助燃料条件下保证垃圾稳定气化、完全燃烧，彻底解决二恶英、重金属、酸性气体的二次污染。相比现有技术，本技术具有如下优点(1)本技术提出的基于高温空气气化熔融焚烧处理城市生活垃圾的方法，即将气化燃烧产生的高温烟气引入高效蓄热室加热空气，加热后的空气再引入气化、熔融焚烧炉处理垃圾的方案，是以焚烧处理垃圾为主要目的的思路处理我国城市生活垃圾，与国内目前开发的焚烧垃圾-回收余热发电的模式处理城市生活垃圾思路截然不同。符合我国城市生活垃圾的热值低、水分高、分选不严格、品位低的特点，特别是一些中小城市，垃圾的热值和产量更低均达不到建设焚烧垃圾发电站的要求，避免储运产生的二次污染；是一种工业生产、地区性规模灵活、高效零排污的垃圾处理方案。(2)获取高温空气的高效蓄热室具有进一步净化排放烟气的自清洁功效高效蓄热室内蓄热体对烟气有进一步“清洗”的作用，即使熔融焚烧炉排出的烟气还含有部分飞灰等有害物质，当其通过高效蓄热室床层时存积在床层内，当换向后即空气逆向通过该蓄热室时被加热的同时“清洗”蓄热床层，形成将飞灰等有害物质带入气化熔融焚烧炉再熔融的闭循环处理系统。蓄热室内“烟气-空气”交替逆向流动可达到自清洁的功效。整个系统规模灵活，对垃圾分选、热值等要求不严格，可以在少加辅助燃料或不加辅助燃料条件下稳定运行，成本低，能达到处理利用城市生活垃圾的目的，且能实现零污染排放。是一种高效、节能，环境友好型垃圾处理方案，符合可持续发展战略的要求。附图说明图1是本技术城市生活垃圾气化熔融焚烧处理系统的结构示意图；图2为图1中高效蓄热室的A-A剖视图；图3为图1中高效蓄热室旋转连接示意图(B处放大)。具体实施方案如图1所示，城市生活垃圾气化熔融焚烧处理系统，包括储藏仓1、气化炉2、除尘器4、焚烧炉6、高效蓄热室8、灰渣斗5和辅助燃烧器7，以及鼓风机9和排烟机10；储藏仓1与气化炉2之间通过全封闭的皮带输送机构连接；气化炉2上部合成燃气出口与除尘器4相通，除尘器4出口与焚烧炉6相通，连接处设有一个切向进风的旋流燃烧器；除尘器4底部设有与气化炉相通的灰渣斗5；焚烧炉6高温烟气出口与高效蓄热室8烟气侧相连，高效蓄热室8的烟气侧与排烟机10相通，高效蓄热室8的空气侧入口与鼓风机9相通，被加热后的高温空气出口经输送/喷管3与气化炉2和焚烧炉6连通。焚烧炉6中部设置有隔墙，将焚烧炉6分隔为下部连通的两个腔室，以便延长合成燃气在其中的燃烧停留时间，使其燃烧更充分，更彻底。辅助燃烧器7主要用于启动气化熔融焚烧垃圾处理系统和当熔融焚烧炉6温度过低时进行自动补热燃烧，系统正常运行时关闭。若垃圾热值较高或气化合成燃气热值较高，维持本系统正常运行后剩余的部分余热可引入热水锅炉11；若垃圾热值过低或气化合成燃气热值过低，熔融焚烧炉温度达不到工艺要求时，可通过温度自动检测控制系统启用辅助燃烧器7进行适当补热，保证系统正常运行，熔融焚烧炉6排出的烟气综合温度维持在1300℃～1350℃。图中，12、13和14是开关阀。如图2、图3所示，所述高效蓄热室由衬有耐火材料的壳体16和蓄热小球15组成；底部和上部均分别设有烟气和空气的输送管道；高效蓄热室8中部主体与其上、下部采用活动连接，内侧用沙封17密封，外侧为滚珠轴承18以本文档来自技高网...

【技术保护点】
城市生活垃圾气化熔融焚烧处理系统，包括储藏仓（１）、气化炉（２）、除尘器（４）和焚烧炉（６），其特征在于储藏仓（１）与气化炉（２）之间通过全封闭的皮带输送机构连接；气化炉（２）上部合成燃气出口与除尘器（４）相通，除尘器（４）出口与焚烧炉（６）相通，连接处设有一个切向进风的旋流燃烧器；除尘器（４）底部设有与气化炉（２）相通的灰渣斗（５）；焚烧炉（６）高温烟气出口与高效蓄热室（８）烟气侧相连，高效蓄热室（８）的烟气侧与排烟机（１０）相通，高效蓄热室（８）的空气侧入口与鼓风机（９）相通，被加热后的高温空气出口经输送／喷管（３）与气化炉（２）和焚烧炉（６）连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：温良英，张正荣，刘清才，杜云贵，刘艺，董凌燕，陈登福，龙战军，杨剑，
申请(专利权)人：重庆大学，中电投远达环保工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：85[中国|重庆]