利用光生物和微波等离子体技术处理生活垃圾的方法技术

本发明专利技术提供一种利用光生物和微波等离子体技术处理生活垃圾的方法，属于垃圾处理技术领域。本发明专利技术提供的方法包括如下步骤：步骤A)将生活垃圾经过预处理后进行热解气化产生可燃气体和炉渣；步骤B）将可燃气体进行二次燃烧产生飞灰和高温烟气；步骤C）将高温烟气经过脱硝、换热、脱硫及脱酸、吸附二噁英、除尘处理后用于培养微藻和达标排放；步骤D）将飞灰进行高温烧结改性后与炉渣一起制成疏水建材。通过采用光生物技术对生活垃圾处理后的烟气进行无害化处理并培养微藻，实现烟气的资源化利用；采用微波等离子体技术对生活垃圾处理后的飞灰进行高温烧结，对飞灰进行无害化处理，并实现资源化利用。

【技术实现步骤摘要】
利用光生物和微波等离子体技术处理生活垃圾的方法
本专利技术涉及垃圾处理
，具体涉及一种利用光生物和微波等离子体技术处理生活垃圾的方法。
技术介绍
居民日常生活中产生的废弃物或丢弃的生活垃圾处于高速年增长模式，每年达到10亿多吨，而且我国人口众多，生活垃圾量增长更为迅速，预计2030年我国的生活垃圾量将增至3.2亿吨。大量堆积的生活垃圾，不仅占用大量宝贵的土地资源，而且造成潜在的环境污染。生活垃圾长期存在于环境中，其中的污染成分迁移转化过程缓慢，实际危害性要长时间才能显现，因此如何解决生活垃圾对环境的污染，变得尤为重要。目前成熟的处理方式主要有三种：填埋、堆肥和热处理。填埋虽然是应用最早、最广泛的方式，但其对填埋选址有要求，现有土地资源宝贵，填埋后容易渗漏污染地下水和土壤；堆肥过程需要进行发酵，但生活垃圾中不可腐烂的材料需要进行分拣，同时堆肥过程中发出臭气，而且无法将垃圾中的病原体杀灭，容易造成二次污染；热处理过程主要包括焚烧法、热解法和气化熔融法；主要通过高温将生活垃圾进行处理，不仅可杀灭病原体，而且能够将其中不可腐烂的部分材料处理。其中，热解法不仅利于能源的重复利用，而且对环境更友好，大部分固相残余物可以循环使用。但目前进行热解处理存在如下问题：烟气处理不彻底，排放难以达到标准，飞灰处理难度大费用高，并存在二次污染的问题。分选破碎及制取燃料处理过程太长，太复杂，处理过程中散发臭气，对环境造成严重影响，用生活垃圾做成的燃料(RDF3或RDF5)销售不畅，燃料的燃烧过程中有二噁英排放，很不环保。针对我国城市和农村的生活垃圾没有实行分类制度，各种垃圾进行混杂的情况，尤其是含水量高、厨余物比重大，总体热值低等问题，开发出一种适合我国生活垃圾的处理方法及装置。CN201710814793.4公开一种规模化的生活垃圾热解气化工艺，通过将生活垃圾进行热解气化后，灰渣外运，气体经余热利用和净化后直接排入大气。对于热解气化后的气体中含有的污染物质处理不够彻底，尤其是氮氧化物和二氧化碳，在排烟气方面的处理具有不足之处。CN201820340000.X公开一种生活垃圾低温高温两段式热解气化处理系统，通过两段不同温度热解气化，提高高温烟气产量和质量，但对于气化后的气体和粉尘处理未进行详述，具有局限性。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种利用光生物和微波等离子体技术处理生活垃圾的方法，通过引入光生物和微波等离子体技术，优化垃圾热解气化后的尾气和飞灰处理工艺，实现对生活垃圾热解气化处理效率的提高，控制二次污染及尾气的排放，对处理过程的热量进行循环利用，降低运维和处理成本，实现将生活垃圾的无害化和减量化处理。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一方面，本专利技术提供一种利用光生物和微波等离子体技术处理生活垃圾的方法，包括如下步骤：步骤A)将生活垃圾经过预处理后进行热解气化产生可燃气体和炉渣；步骤B）将可燃气体进行二次燃烧产生飞灰和高温烟气，在二次燃烧过程中同时脱硝；步骤C）将脱硝后的高温烟气经过换热、脱硫及脱酸、吸附二噁英、除尘处理后用于培养微藻，或达标排放；步骤D）将飞灰进行高温烧结后与炉渣一起制成疏水建材。进一步地，所述步骤A）中预处理过程如下：i）将生活垃圾破碎、磁选预处理回收可回收物质；ii）将破碎后的生活垃圾进行烘干，将含水率降低至20%以下。进一步地，所述步骤A）中热解温度在900~1100℃；所述热解气化经过缺氧热解和富氧燃烧过程。具体热解气化过程请参考现有技术。进一步地，所述步骤B）中二次燃烧的温度为850~900℃，所述高温烟气的温度为600~650℃。进一步地，步骤B）中所述脱硝过程如下：在二次燃烧过程中，将尿素喷射到二燃室内，尿素与氮氧化物在二燃室中发生化学反应，生成氮气、二氧化碳和水，实现脱除氮氧化物，脱除率达到90%以上。进一步地，所述步骤C）中换热过程如下：将高温烟气送入余热蒸汽锅炉进行第一次换热处理，使得烟气在2~5秒内降低至260℃以下；高温烟气再送入余热热水锅炉进行第二次换热处理，使得烟气在2~5秒内降低至120℃以下；均优选为2s内。进一步地，步骤C）中所述脱硫、脱酸过程如下：经脱硝和换热后的烟气与碱粉在脱酸塔的第二丝网捕获床装置中逆向交流发生反应，实现脱硫与脱除酸性气体，也就是脱除二氧化硫、硫化氢、氯化氢等酸性气体。烟气经冷却后进入第二丝网捕获床装置被丝网强制性改变烟气运行轨迹和运行状态，与被雾化成小雾滴的碱粉发生酸碱中和反应，形成中性盐粉末，脱除率达到85%以上。进一步地，步骤C）中所述吸附二噁英过程如下：经脱酸处理的烟气经活性炭捕获床装置强行改变气流运行轨迹和运行状态，实现利用活性炭吸附二噁英。进一步地，步骤C）中所述除尘过程如下：经吸附处理的烟气先后进入布袋除尘器、湿式电除尘器收集飞灰处理，使得烟气温度降至50℃以下，粉尘含量降至5mg/m3以下。进一步地，所述湿式电除尘器过程产生的废液经污水处理后进行回收利用。进一步地，步骤C）中所述排放的处理方式有多种：方式一：经除尘处理的烟气直接排放；方式二：将除尘处理的烟气排入二氧化碳捕捉器内，使用物理或化学方法将二氧化碳捕捉后排放；方式三：将除尘处理的烟气直接排入微藻培养管（池）内，采用光生物方式再次进行洁净处理，然后直接排放。进一步地，方式二所得二氧化碳可直接排入微藻培养管（池）内使用。进一步地，步骤D）中所述飞灰来源有如下方式：来源一：步骤B）二次燃烧产生的飞灰；来源二：除尘处理后所得飞灰；来源三：湿式电除尘器产生的污泥经过烘干后所得飞灰。进一步地，步骤D）所述高温烧结采用等离子体喷射枪产生燃烧火焰。进一步地，所述燃烧火焰的中心点温度达到1600℃以上。进一步地，所述等离子体喷射枪的能量和气体来自于高温等离子体发生器和微波发生器。进一步地，所述飞灰进行高温烧结后冷却得到玻璃体，所述玻璃体经粉碎后制成疏水建材。进一步地，步骤D）所述高温烧结过程产生的烟气与冷空气进行气-气换热，所得冷空气进入步骤A）循环使用；所得热空气经静电除尘收集飞灰后进入步骤C）的排放处理。进一步地，步骤C）换热后所得能量用于微藻培养；步骤D）换热所得能量用于热解气化。进一步地，本专利技术所述方法的具体步骤如下：步骤一：关于垃圾的热解气化：1）将生活垃圾破碎、磁选预处理回收可回收物质；2）将破碎后的生活垃圾进行烘干，使得含水率低于20%；3）将生活垃圾均匀送入气化炉中进行热解气化，采用的热解温度为900~1100℃，热解产生可燃气体和炉渣；炉渣经粉碎后作为疏水建材；步骤二：关于可燃气体的处理：4）将可燃气体送入二次燃烧室进行二次燃烧，二次燃烧的温度为850~900℃，二次燃烧同时将尿素喷射到二燃室内，尿素与氮氧化物在二燃室中发生化学反应，生成氮气、二氧化碳和水；5）将二次燃烧后产生的飞灰排出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用光生物和微波等离子体技术处理生活垃圾的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤A) 将生活垃圾经过预处理后进行热解气化产生可燃气体和炉渣；/n步骤B）将可燃气体进行二次燃烧产生飞灰和高温烟气，在二次燃烧过程中同时脱硝；/n步骤C）将脱硝后的高温烟气经过换热、脱硫及脱酸、吸附二噁英、除尘处理后用于培养微藻和达标排放；/n步骤D）将飞灰进行高温烧结后与炉渣一起制成疏水建材。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用光生物和微波等离子体技术处理生活垃圾的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A)将生活垃圾经过预处理后进行热解气化产生可燃气体和炉渣；
步骤B）将可燃气体进行二次燃烧产生飞灰和高温烟气，在二次燃烧过程中同时脱硝；
步骤C）将脱硝后的高温烟气经过换热、脱硫及脱酸、吸附二噁英、除尘处理后用于培养微藻和达标排放；
步骤D）将飞灰进行高温烧结后与炉渣一起制成疏水建材。


2.根据权利要求1所述利用光生物和微波等离子体技术处理生活垃圾的方法，其特征在于，所述步骤A）中预处理过程如下：
将生活垃圾破碎、磁选预处理回收可回收物质；
ii）将破碎后的生活垃圾进行烘干，含水率降低至20%以下；
所述步骤A）中热解氧化层温度在900~1100℃。


3.根据权利要求1所述利用光生物和微波等离子体技术处理生活垃圾的方法，其特征在于，
步骤B）中所述脱硝过程如下：将尿素喷入二燃室，尿素在二燃室内与氮氧化物发生化学反应，实现脱除氮氧化物的目的；
所述步骤B）中二次燃烧室的温度为850~900℃，所述高温烟气的温度为600~650℃。


4.根据权利要求1所述利用光生物和微波等离子体技术处理生活垃圾的方法，其特征在于，步骤C）中所述脱硫及脱酸过程如下：经换热后的烟气与碱粉在脱酸塔的第二丝网捕获床装置中逆向交流发生化学反应，脱除酸性气体。


5.根据权利要求1所述利用光生物和微波等离子体技术处理生活垃圾的方法，其特征在于，步骤C）中所述吸附过程如下：经脱酸处理过的烟气经活性炭捕获床装置强行改变气流运行轨迹和运行状态，实现利用活性炭吸附二噁英的目的。


6.根据权利要求1所述利用光生物和微波等离子体技术处理生活垃圾的方法，其特征在于，所述步骤C）中换热过程如下：将高温烟气送入余热蒸汽锅炉进行第一次换热处理，使得烟气在2秒内降低至260℃以下；高温烟气再送入余热热水锅炉进行第二次换热处理，使得烟气在2秒内降低至120℃以下；步骤C）中所述除尘过程如下：经吸附处理的烟气先后进入布袋除尘器、湿式电除尘器收集飞灰处理，使得烟气温度降至50℃以下，粉尘含量降至5mg/m3以下。


7.根据权利要求1~6任一所述利用光生物和微波等离子体技术处理生活垃圾的方法，其特征在于，步骤C）中所述排放的处理方式有多种：方式一：经除尘处理的烟气直接排放；方式二：将除尘处理的烟气排入二氧化碳捕捉器内，使用物理或化学方法将二氧化碳捕捉后排放；方式三：将除尘处理的烟气直接排入微藻培养管（池）内，采用光生物方式再次进行洁净处理，然后直接排放。


8.根据权利要求1~6任一所述利用光生物和微波等离子体技术处理生活垃圾的方法，其特征在于，步骤D）中所述飞灰来源有如下方式：来源一：步骤B）二次燃烧产生的飞灰；来源二：除尘处理后所得飞灰；来源三：湿式电除尘器产生的污泥经过烘干后所得飞灰；
步骤D）所述高温烧结采用等离子体喷射枪产生燃烧火焰；
步骤D）所述高温烧结过程产生的烟气与冷空气进行气-气换热，所得冷空气进入步骤A）循环使用；所得热空气经静电除尘收集飞灰后进入步骤C）的排放处理。


9.根据权利要求1所述利用光生物和微波等离子体技术处理生活垃圾的方法，其特征在于，所述方法的具体步骤如下：
1）将生活垃圾破碎、磁选预处理回收可回收物质；
2）将破碎后的生活垃圾进行烘干，使得含水率低于20%；
3）将生活垃圾均匀送入气化炉中进行热解气化，采用的热解温度为900~1100℃，热解产生可燃气体和炉渣；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘曜，冯银祥，胡楚周，刘德贵，
申请(专利权)人：湖南华碳科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43