一种生活垃圾气化熔融及其渗滤液处理系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种生活垃圾气化熔融及其渗滤液处理系统及方法，该系统包括生活垃圾前处理系统、垃圾能量回收系统、垃圾渗滤液浓缩及烟气处理系统；所述生活垃圾前处理系统包括依次连接的生活垃圾料仓、生活垃圾破碎机、生活垃圾筛分机、生活垃圾挤压脱水机；所述垃圾能量回收系统包括流化床气化炉、旋风熔融炉、余热锅炉以及与之配套的供风及富氧系统；所述垃圾渗滤液浓缩及烟气处理系统包括渗滤液浓缩系统、烟气净化装置及废水处理装置。该系统通过前处理工艺提高了垃圾的热值，采用富氧气化炉及高温旋风熔融炉技术作为垃圾能量的回收系统，利用余热锅炉排出的中温烟气浓缩了垃圾渗滤液，并将浓缩后的渗滤液喷入了高温的旋风炉中进行了无害化处理。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供，该系统包括生活垃圾前处理系统、垃圾能量回收系统、垃圾渗滤液浓缩及烟气处理系统；所述生活垃圾前处理系统包括依次连接的生活垃圾料仓、生活垃圾破碎机、生活垃圾筛分机、生活垃圾挤压脱水机；所述垃圾能量回收系统包括流化床气化炉、旋风熔融炉、余热锅炉以及与之配套的供风及富氧系统；所述垃圾渗滤液浓缩及烟气处理系统包括渗滤液浓缩系统、烟气净化装置及废水处理装置。该系统通过前处理工艺提高了垃圾的热值，采用富氧气化炉及高温旋风熔融炉技术作为垃圾能量的回收系统，利用余热锅炉排出的中温烟气浓缩了垃圾渗滤液，并将浓缩后的渗滤液喷入了高温的旋风炉中进行了无害化处理。【专利说明】
本专利技术涉及垃圾及渗滤液的无害化处理及资源化利用领域，特别是涉及一种。技术背景随着国家经济快速发展，以城市生活垃圾为首的有机固体废弃物产生量急剧增长，处理问题迫在眉睫。目前我国垃圾处理主要采用填埋法、堆肥法和焚烧法。填埋场极易产生富含甲烷的填埋气，引起爆炸，还会产生大量垃圾渗滤液，其中含有重金属、有毒有害的有机化学污染物及大量病毒病原菌。堆肥法由于垃圾分类不精细，造成肥料品质较低难以销售。焚烧法处理城市生活垃圾时，由于生活垃圾中含有大量含氯塑料及重金属物质，燃烧时极易造成剧毒性致癌物质“二噁英”污染。“二噁英”难以在线监测且累积效应严重，随着空气吸入及食物链进入人体且极难被排出，具有强烈的致癌、致畸作用，同时还具有生殖毒性、免疫毒性和内分泌毒性。由于垃圾成分的多样性、易变性、焚烧过程影响因素的复杂性等，现阶段垃圾焚烧技术不可避免的容易对环境造成的二噁英、重金属等二次污染，因此国外学者提出垃圾热解气化熔融技术，该技术可以有效地防止垃圾焚烧过程中的二恶英和重金属污染物生成。垃圾进入流化床气化炉之后，通过外部热源加热或者部分燃烧放热使其温度升高，其中的有机可燃物质分解为可燃气体和灰渣，之后可燃气体进入后续工艺燃烧放热，实现其能量的资源化利用，而灰渣通过高温熔融成液态，之后冷却形成玻璃态的固体熔渣，实现其无害化。虽然垃圾气化熔融技术在环保性上相比传统的垃圾焚烧拥有巨大的优势，但是垃圾气化熔融技术需要垃圾的热值较高才能保证足够的气化炉温度及合成气热值。一旦垃圾含水率较高或者渣土含量较高，则无法满足气化熔融技术所必须的垃圾热值要求，必须添加辅助燃料才能保证设备的运行。而我国目前对垃圾焚烧炉掺烧辅助燃料的比例有限制，一旦含水率或沙土含量过高，则无法将掺烧比例控制在国家允许的范围之内。与此同时，垃圾在收集、储运的过程中会产生大量的渗滤液，渗滤液具有很高的毒性，并且难以通过生化法进行降解处理。目前通常采用膜分离进行浓缩，或者稀释后采用生化法进行处理。这两种方法的处理成本都比较高，所以如何能经济快速地处理垃圾渗滤液也是垃圾处理时所必须考虑的问题。此外，当前垃圾气化熔融技术存在燃烧效率低下的问题。导致这个问题主要是两个原因。第一个原因是垃圾焚烧时燃料的燃烬率不足。这是因为垃圾物料的成分复杂，而采用流化床气化技术之后，虽然可以保证较好的传热传质效果，但由于在炉膛中的物料停留时间无法控制，且由于炉膛内流化物料运动的随机性，排渣的燃烬率也难以保证，因此流化床气化炉并不能保证较好的碳转化率。除了燃料燃烬率带来的问题，排烟温度过高也是造成效率低下的主要因素之一。这是因为垃圾焚烧之后的烟气中含有大量的水蒸气和酸性气体，而为了保证锅炉尾部受热面不被腐蚀必须选用较高的排烟温度，这就造成了烟气中大量水蒸气的潜热未能得到有效利用。如何降低垃圾焚烧排烟温度，利用垃圾焚烧烟气中的潜热就是提高垃圾焚烧经济性的关键技术。因此，将气化熔融技术用于我国垃圾，必须解决如下问题:1、如何低成本地提高我国原生垃圾的热值；2、如何处理生活垃圾产生的大量渗滤液；3、如何保证气化炉内垃圾的碳转化率；4、如何降低系统的排烟温度，充分利用烟气中的潜热。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了。该系统通过前处理工艺提高了垃圾的热值，采用富氧气化炉及高温旋风熔融炉技术作为垃圾能量的回收系统，利用余热锅炉排出的中温烟气浓缩了垃圾渗滤液，并将浓缩后的渗滤液喷入了高温的旋风炉中进行了无害化处理。最终实现了垃圾及渗滤液的彻底无害化处理及高效资源化利用。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案:一种生活垃圾气化熔融及其渗滤液处理系统，包括生活垃圾前处理系统、垃圾能量回收系统、垃圾渗滤液浓缩及烟气处理系统；所述生活垃圾前处理系统，包括依次连接的生活垃圾料仓、生活垃圾破碎机、生活垃圾筛分机、生活垃圾挤压脱水机；所述垃圾能量回收系统，包括流化床气化炉、旋风熔融炉、余热锅炉以及与之配套的供风及富氧系统；生活垃圾挤压脱水机的垃圾出口连接流化床气化炉的垃圾入口，流化床气化炉的合成气出口连接旋风熔融炉的合成气入口，旋风熔融炉的高温烟气出口连接余热锅炉的的高温烟气入口 ；供风及富氧系统连接流化床气化炉和旋风熔融炉；所述垃圾渗滤液浓缩及烟气处理系统，包括渗滤液浓缩系统、烟气净化装置及废水处理装置；垃圾挤压脱水机的渗滤液出口连接渗滤液浓缩系统的渗滤液进口 ；渗滤液浓缩系统的浓缩渗滤液出口连接旋风熔融炉的喷嘴；渗滤液浓缩系统的中温烟气进口连接余热锅炉的中温烟气出口，渗滤液浓缩系统的冷凝废液出口连接所述废水处理装置，渗滤液浓缩系统的低温烟气出口连接所述烟气净化装置。本专利技术进一步的改进在于:生活垃圾料仓中的原生垃圾通过垃圾破碎机破碎后，进入垃圾筛分机，通过筛分去除粒径小于2_的灰土类废物之后，进入垃圾挤压脱水机，通过挤压脱水降低垃圾含水率；经垃圾挤压脱水机处理后的垃圾进入流化床气化炉内与空气及富氧发生气化反应，产生可燃气体进入旋风熔融炉进行高温燃烧，使其中的飞灰熔融为液态熔渣，而燃烧产生的高温烟气进入余热锅炉进行余热回收；经过余热锅炉换热之后的中温烟气进入渗滤液浓缩系统，为渗滤液浓缩提供热源；而从渗滤液浓缩系统排出的浓缩渗滤液喷入旋风炉进行高温焚烧，从渗滤液浓缩系统排出的冷凝废液进入废水处理系装置进行处理，经过渗滤液浓缩系统换热后的低温烟气经过烟气净化装置后排入大气。本专利技术进一步的改进在于:流化床气化炉采用密相区和稀相区两段式布置，在密相区和稀相区之间有一个喉部区域；在气化炉密相区底部布置有多风室布风装置，该装置由两个或多个相互封闭的环形空间组成，其上布置有圆锥形的倾斜布风板；多风室布风装置的中心通入由供风及富氧系统提供的空气，边缘通入由供风及富氧系统提供的富氧；经垃圾挤压脱水机处理后的垃圾从稀相区侧部进入气化炉炉膛后先在炉膛中央区域进行热解气化反应；床层中央底部的物料燃烧时逐渐向床层边缘运动，当进入到多风室布风装置边缘的富氧布风区以后，热解残渣中的焦炭将与富氧发生反应，燃烧速度加快，放出的热量增加，降低排渣中的含碳量。布风板上安装有多个定向风帽，所述定向风帽由一个一端封闭的圆管加工而成，在靠近封闭端的管壁侧面有两个出风孔，在同一水平面内，两个出风孔相互呈40?120°夹角布置；定向风帽在布风板上呈中心对称分布，其出风孔沿布风板圆周方向呈顺时针或逆时针布置，其两个出风孔中心线的角平分线与沿布风板圆周切线外侧方向有10?40°的夹角，使流化床气化炉底层床料能够沿螺旋线由中心向外侧运动。本专利技术进一步的改进在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生活垃圾气化熔融及其渗滤液处理系统，其特征在于，包括生活垃圾前处理系统、垃圾能量回收系统、垃圾渗滤液浓缩及烟气处理系统；所述生活垃圾前处理系统，包括依次连接的生活垃圾料仓、生活垃圾破碎机、生活垃圾筛分机、生活垃圾挤压脱水机；所述垃圾能量回收系统，包括流化床气化炉、旋风熔融炉、余热锅炉以及与之配套的供风及富氧系统；生活垃圾挤压脱水机的垃圾出口连接流化床气化炉的垃圾入口，流化床气化炉的合成气出口连接旋风熔融炉的合成气入口，旋风熔融炉的高温烟气出口连接余热锅炉的的高温烟气入口；供风及富氧系统连接流化床气化炉和旋风熔融炉；所述垃圾渗滤液浓缩及烟气处理系统，包括渗滤液浓缩系统、烟气净化装置及废水处理装置；垃圾挤压脱水机的渗滤液出口连接渗滤液浓缩系统的渗滤液进口；渗滤液浓缩系统的浓缩渗滤液出口连接旋风熔融炉的喷嘴；渗滤液浓缩系统的中温烟气进口连接余热锅炉的中温烟气出口，渗滤液浓缩系统的冷凝废液出口连接所述废水处理装置，渗滤液浓缩系统的低温烟气出口连接所述烟气净化装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王树众，赵军，吴志强，陈林，孟海鱼，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：