一种带热解气化的垃圾焚烧系统的制作方法

本发明涉及一种带热解气化的垃圾焚烧系统，属于海岛、海上平台等远离城镇无市政服务地区环境保护与焚烧技术领域。

背景技术：

随着海岛人数增加、海上平台建设的发展，产生的垃圾如何妥善处置成为当前面临的急需解决的问题。目前，我国偏僻地区仍采用原始堆放、简易填埋、露天焚烧等垃圾处理方式。海岛从原始垃圾简易堆放至目前垃圾填埋处理，均对水体、大气等环境体系造成严重的影响，继而影响周围民众的身心健康，甚至严重危害了广大人民群众的公共安全。而海上平台虽配置了焚烧装置，但通常是按船舶配置垃圾焚烧装置的要求进行了简化版配置，缺少焚烧后对尾气烟气净化处理的工序。一般而言，船舶使用的焚烧炉在港口或在近海转运码头时，不应进行焚烧处理。因此，海岛、海上平台建设时，选用垃圾填埋或船用焚烧炉处理都存在一定的缺陷，有使用限制。

综上所述，目前远离城镇无市政服务的海岛、海上平台等特殊区域可燃类垃圾，一部分采用垃圾就地填埋或直接简单的焚烧处理，焚烧烟气排放指标按照imomepc.244(66)决议要求，仅对排放烟气的黑度、一氧化碳进行检测，对排放烟气中颗粒物、氮氧化物、氯化氢、二噁英等烟气中的污染物不作要求；另一部分收集、压缩打包后送至垃圾集中处置中心集中处理。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种带热解气化的垃圾焚烧系统，能够提高焚烧效率，降低辅助燃料消耗，减少焚烧过程中产生的有害气体。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种带热解气化的垃圾焚烧系统，包括依次相连的自动投料装置、热解气化炉、二燃室、急冷脱酸装置、布袋除尘器、烟气风机和烟囱，在所述急冷脱酸装置与布袋除尘器之间设有活性炭吸附喷枪，所述热解气化炉内温度为500℃～600℃。

本发明在传统垃圾焚烧系统的基础上，提出垃圾热解焚烧，即在热解气化炉内，点火后利用可燃垃圾自身的热值，维持垃圾热解焚烧，在热解气化炉中点火成功后即可关闭点火装置。

进一步的，所述热解气化炉包括由炉墙构成的炉体，所述炉体内从下至上依次设置有灰化层、热解气化层、燃烬层、燃烧层、热解干馏气化层、干燥层，所述热解气化层设有可翻转的炉排，所述燃烧层与设于炉体外的一次燃烧装置连接，一次燃烧装置设于燃烧层处，用于帮助燃烧层内垃圾燃烧，所述干燥层通过设于炉体顶部的第一烟气管道与二燃室的顶部连接。

进一步的，所述炉体通过进风管与一次鼓风机连接，在所述进风管上设有供风比例调节电动阀，并且在所述炉体上位于炉排上方设有多个热解用补风管，所述热解用补风管的进风口与进风管相连，一次鼓风机为热解用补风管供风，所述热解用补风管的出风口向下延伸朝向炉排的下部（热解用补风管在炉体内向下延伸至炉排下部）。在热解气化炉处增设一次鼓风机和供风比例调节电动阀，通过调整向热解汽化炉内的供气量，进而调整炉内温度，确保热解气化炉内温度始终控制在500℃～600℃之间。

进一步的，在所述炉体的上端设有可自动打开和关闭的进料口，下端设有可自动打开和关闭的出灰口，所述出灰口与炉排相连通。

进一步的，所述自动投料装置由垃圾桶、传动链条机构、挂钩和支架组成，所述传动链条机构设于热解气化炉的一侧，所述支架通过挂钩设置于所述传动链条机构上并可在传动链条机构的驱动下沿其上下移动，所述垃圾桶安装在所述支架上。

进一步的，所述二燃室呈卧式箱体结构，卧式箱体结构内设有多个折流板，所述二燃室的上端左侧具有烟气进口，所述二燃室的右侧具有烟气出口，所述烟气出口通过第二烟气管道与急冷脱酸装置连接。所述的二燃室采用上进侧出的箱体折流结构，便于烟气在二燃室内进行充分燃烧。

进一步的，所述二燃室的左侧设有二次燃烧装置，顶部设有二次鼓风机，所述二次鼓风机通过进风管与二燃室的内部相连，所述二燃室的下部设有出灰门。

这样，通过二次燃烧装置点火燃烧，烟气在二燃室内燃尽，二燃室的温度控制在850℃～950℃之间，烟气在二燃室内的停留时间在2s以上。

进一步的，所述急冷脱酸装置包括急冷脱酸塔和急冷水箱，所述急冷脱酸塔的顶端具有带温度热电阻的烟气出口，所述烟气出口通过第三烟气管道与布袋除尘器连接，所述第三烟气管道上设有活性炭吸附喷枪。

上述结构中，二燃室出来的高温烟气经过急冷脱酸装置，采用高压雾化方式将烟气快速冷却，急冷温度从大于850℃，迅速冷却至200℃以下。

进一步的，所述活性炭吸附喷枪由喷嘴和喷枪本体组成，所述喷枪本体的材质为s316l，喷嘴材质为哈氏合金。

进一步的，所述布袋除尘器的烟气出口通过第四烟气管道与烟气风机的烟气进口连接，所述烟气风机的烟气出口通过第五烟气管道与烟囱连接，在所述烟气风机的烟气进口、烟气出口处分别设有膨胀节。

本发明提供了一种基于海岛生活垃圾无害化处理的海岛垃圾热解焚烧系统。该系统及其配套的焚烧工艺主要针对海岛、海上平台上生活垃圾、作业垃圾等一切可燃有机物的焚烧处理。利用可燃垃圾热解气化焚烧处理工艺，除首次点火需要借助消耗辅助燃料外，运行处理过程中再无需添加任何辅助燃料，即可持续稳定运行，燃烧生成烟气通过烟气处理后，所排放烟气指标满足gb18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》要求。

总之，本发明的优点是能够进行就地垃圾焚烧处理，效率高，辅助燃料消耗低，焚烧过程中产生的有害气体少，减少了垃圾处理过程中对环境的污染，同时，也可以很好的解决远离城镇无市政服务的海岛、海上平台等特殊区域可燃类垃圾堆放问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种带热解气化的垃圾焚烧系统，其结构如图1所示，包括依次相连的自动投料装置ⅰ、热解气化炉ⅱ、二燃室ⅲ、急冷脱酸装置ⅳ、布袋除尘器ⅵ、烟气风机ⅷ和烟囱ⅸ。其中，自动投料装置ⅰ用于向热解气化炉ⅱ的进料口5垃圾投料，自动投料装置ⅰ为液压式垃圾自动提升机，主要由垃圾桶1、传动链条机构2、挂钩3和支架4组成，传动链条机构2设于热解气化炉ⅱ的一侧，支架4通过挂钩3设置于传动链条机构2上并可在传动链条机构2的驱动下沿其上下移动，挂钩3用于固定传动链条机构2。垃圾桶1安装在支架4上，并可随支架4在传动链条机构2的驱动下沿其上下移动。传动链条机构2包括主动链轮、被动链轮以及设置于主动链轮与被动链轮之间的传动链条，主动链轮由电机驱动旋转。当传动链条机构2将垃圾桶1运送到热解气化炉ⅱ的进料口5处后，在传动链条机构2上设置的气动装置作用下实现垃圾桶自动翻倒。

热解气化炉ⅱ包括由炉墙构成的炉体，在炉体的上端设有可自动打开和关闭的进料口5，下端设有可自动打开和关闭的出灰口14，进料口5、出灰口14均具有运行锁闭功能，即在热解气化炉ⅱ运行期间，人工干预无法打开。炉体内从下至上依次设置有灰化层、燃烬层、燃烧层、热解干馏气化层、干燥层，热解气化层设有可翻转的炉排15，炉排15的材质为耐热铸钢，炉排15与设于灰化层的出灰口14相连通，燃烧层与设于炉体外的一次燃烧装置6连接，一次燃烧装置6为带点火的机械压力式燃烧器。干燥层通过设于炉体顶部的第一烟气管道与二燃室ⅲ的顶部连接。炉体通过进风管与一次鼓风机11连接，在进风管上设有供风比例调节电动阀12，热解气化炉ⅱ配置一次鼓风机11，用于向热解气化炉ⅱ内进行少量供风，并严格控制一次供气量，供气量通过热解气化炉ⅱ炉内温度而定，其炉内温度可采用热电偶进行监测，热解气化炉ⅱ炉内温度控制在500℃～600℃之间。另外，在炉墙上位于炉排15上方设有20个热解用补风管13，热解用补风管13的进风口与进风管相连，一次鼓风机11为热解用补风管13供风，热解用补风管13的出风口向下延伸朝向炉排15的下部，这样空气通过炉排15下部向上完成补风。热解气化炉ⅱ是通过一次鼓风机11及其进风管向炉体的燃烧层供风，以确保垃圾富氧燃烧，垃圾燃烧产生的热量由燃烧层上升传递到热解干馏气化层和干燥层，实现可燃气体的充分燃烧和无害化，整个过程将热解气化和高温燃烧有机的结合起来。热解干馏气化层主要是挥发的水分以及热解气化产生的一氧化碳、氢、焦油等可燃气体；干燥层是由热解气化层上升的热解气化产物。

二燃室ⅲ呈卧式箱体结构，卧式箱体结构内设有四个折流板，二燃室ⅲ的上端左侧具有烟气进口，二燃室ⅲ的右侧具有烟气出口，烟气出口通过第二烟气管道与急冷脱酸装置ⅳ连接。二燃室ⅲ的左侧设有二次燃烧装置7，顶部设有二次鼓风机8，二次鼓风机8通过进风管与二燃室ⅲ的内部相连，二燃室ⅲ的下部设有出灰门10。二燃室ⅲ用于对热解气化炉ⅱ排放出来的经干燥后的热烟气通过二次燃烧装置7进行充分燃烧，二次燃烧装置7为带点火的机械压力式燃烧器。二燃室ⅲ设计为过氧燃烧，配置有二次燃烧装置7，向二燃室ⅲ供应的助燃空气超过理论空气量，使进入二燃室ⅲ的废气能完全燃烧。二燃室ⅲ也配置有二次鼓风机8。二燃室ⅲ的温度也可采用热电偶进行监测，二燃室ⅲ的温度控制在850℃～950℃之间。通过二燃室ⅲ完全氧化未完全燃烧的碳氢化合物，整个垃圾中，垃圾减容量大于90%以上。在二燃室ⅲ高温燃烧过程中，保证烟气其滞留时间大于2s以上，确保抑制二噁英类有毒有害物质的产生。

上述的热解气化炉ⅱ、二燃室ⅲ的温度，一次鼓风机11、二次鼓风机8的鼓风量，都通过plc、温度传感器、压力传感器、变频器进行全自动控制，以保证系统安全、稳定运行。

急冷脱酸装置ⅳ包括急冷脱酸塔和急冷水箱，急冷脱酸塔的顶端具有带pt100型温度热电阻9的烟气出口，烟气出口通过第三烟气管道与布袋除尘器ⅵ连接，第三烟气管道上设有活性炭吸附喷枪ⅴ。活性炭吸附喷枪ⅴ为双流体喷枪，由喷嘴和喷枪本体组成，喷嘴材质为哈氏合金，喷枪本体的材质为不锈钢s316l，喷枪本体由内、外管组成，内、外管的端面必须同心，并通过调整连接在内、外管之间的紧固螺钉确保内管在外管的中心，活性炭流经内管，压缩空气流经外管，二者在喷枪本体的出口处汇合后进入喷嘴，这样通过调整喷射压缩空气的压力即可实现活性碳喷射量的调整。二燃室ⅲ出来的高温烟气经过急冷脱酸装置ⅳ，采用高压雾化方式将烟气快速冷却，急冷温度从大于850℃，迅速冷却至200℃以下。急冷脱酸装置ⅳ出来的烟气，通过第三烟道进入布袋除尘器ⅵ。活性炭吸附喷枪ⅴ向连接急冷脱酸装置ⅳ与布袋除尘器ⅵ之间的第三烟气管道喷射活性炭，活性炭在第三管道中与烟气强烈混合，吸附一部分污染物，但并未达到饱和，随后再与烟气一起进入后续的布袋除尘器ⅵ中，被拦截在滤袋表面，与缓慢通过滤袋的烟气充分接触，最终达到对烟气中二噁英和重金属等污染物的吸附净化。

布袋除尘器ⅵ的烟气出口通过第四烟气管道与烟气风机ⅷ的烟气进口连接，烟气风机ⅷ的烟气出口通过第五烟气管道与烟囱ⅸ连接，在烟气风机ⅷ的烟气进口、烟气出口处分别设有不锈钢膨胀节ⅶ。烟气进入布袋除尘器ⅵ后，布袋除尘器ⅵ将反应过的粉末和飞灰拦截下来，完成脱酸和除尘处理，净化后的烟气满足gb18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》要求,可通过烟囱ⅸ直接排入大气。

实际操作时，使用自动投料装置ⅰ将垃圾桶1自动提升至热解气化炉ⅱ的进料口5处并将垃圾桶1内的垃圾翻倒入热解气化炉ⅱ的进料口5内，垃圾倒入后，进料口5可自动关闭。热解气化炉ⅱ的正下方设有出灰口14，烟尘利用惯性沉降原理从出灰口14排出，热解气化炉ⅱ的下部设计炉排15。从进料口5投入的垃圾自动滑落至炉排15上，然后启动一次燃烧装置6，并开启一次鼓风机11，调整供风比例调节电动阀12，向热解焚烧炉ⅱ内进行少量供风，并严格控制一次供气量，待垃圾热解气化后，逐步产生可燃性气体，使热解气化炉ⅱ内温度增加，热解气化炉ⅱ炉内温度控制在500℃～600℃之间。垃圾在热解气化炉ⅱ炉内燃烧，经热解气化层、燃烧层后产生烟气进入燃烬层，再通过热解气化炉ⅱ顶部的烟气出口进入二燃室ⅲ。二燃室ⅲ采用上进侧出的箱体折流结构，烟气需要先下后上，在二燃室ⅲ内烟气通过二次燃烧装置7点火燃烧，烟气在二燃室ⅲ内燃尽，二燃室ⅲ的温度控制在850℃～950℃之间，烟气在二燃室ⅲ的停留时间2s以上，确保烟气中的二噁英和其它有害成分99.99%将被分解掉，并能有效控制臭气（h2s）及氮氧化合物产生。二燃室ⅲ下方设有一出灰门（10），烟尘可以利用惯性沉降原理在出灰门10处进行去除。高温烟气在二燃室ⅲ的出口处温度大于850℃，通过第二烟道进入急冷脱酸塔ⅳ中进行急冷脱酸。烟气经急冷脱酸后，温度降至200℃以下。从急冷脱酸塔ⅳ出来的烟气通过烟气热电阻9进行温度检测，当出口烟气温度不在设定的工作范围（通常设定190℃±5℃）时，急冷系统会自动跟踪，调节供水压力、喷水量等相关参数，从而使烟气温度保证在工作范围内。从急冷脱酸塔ⅳ出来的烟气在进入布袋除尘器ⅵ前，通过一活性碳喷射枪ⅴ喷射，这样活性炭在管道中与烟气强烈混合，吸附一部分污染物。再通过布袋除尘器ⅵ，能达到对烟气中二噁英和重金属等污染物的吸附净化。烟气经净化处理后，进入风道，由烟气风机ⅷ抽入烟囱ⅸ后外排。

本实施例能够方便解决海岛等远离城镇无市政服务的营区可燃类垃圾处理问题；其点火过程操作简单，无需添加大量辅助燃料，仅需要在点火时消耗少量辅助燃料（辅助燃料是由燃烧装置提供的轻柴油），通过降低过量空气系数，提高炉内火焰温度，优化燃烧工况，有效抑制二噁英等污染物的生成，保障焚烧设备的高效、稳定、安全运行；同时，随着工艺参数中空气过剩量的减少，热解焚烧产生的烟气量也随之减少，这样，可减小排烟热损失和引风机电机功率，提高燃烧效率，也有利于降低烟气净化设备的投资和运行成本；热解焚烧处理后，所排放烟气指标满足gb18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》要求。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

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