CN104180376B - 一种垃圾焚烧处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种垃圾焚烧处理工艺，首先垃圾池抽取用于助燃的空气，该助燃的空气先经过空气预热器后进入焚烧炉内，该助燃的空气与垃圾混合经过燃烧器高温燃烧，即产生多种物质混合的烟气和炉渣，所述的烟气上升经过焚烧炉上的多个喷射装置，该喷射装置向焚烧炉内喷入还原剂，使还原剂与烟气中的氮化物进行还原反应，还原反应后产生的烟气通入降温反应塔内进行降温处理，降温后的烟气进入布袋除尘器内进行除尘处理，在除尘处理过程中会沉淀飞灰，除尘后的烟气被通进湿式洗涤塔内进行处理，最后，烟气通过除湿处理后再进行排放；本发明旨在提供一种脱硝效率高、有效抑制二恶英再次合成、炉渣可再次利用、飞灰固化填埋更安全、防止二次污染的垃圾焚烧处理工艺。

Description

一种垃圾焚烧处理工艺

技术领域

本发明涉及一种垃圾处理工艺，具体地说，尤其涉及一种垃圾焚烧处理工艺。

背景技术

随着社会经济的高速发展，城市的生活垃圾也随着迅速增加，这些生活垃圾逐渐在污染环境。生活垃圾常见的处理方法有填埋和焚烧，现有的焚烧方法通常用于垃圾焚烧发电上，但垃圾在焚烧过程产生多种化合物、烟尘和重金属混合而成的烟气，其主要成分有：烟尘、飞灰、一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、氯化氢、汞、镉、铅和二恶英类等，这种烟气如果直接排放或者排放不达标准，会直接危害环境和人类健康，而且焚烧后产生的炉渣也含有大量的重金属物质，常规的炉渣处理方法，是将其运输到堆填区填埋或者烧制成瓷砖，但炉渣中存在大量的重金属或有色金属，填埋会造成土地污染，烧制成瓷砖也会影响人体健康；而飞灰的处理方法主要有水泥固化、熔融固化和化学药剂稳定三种方法，水泥固化技术在经济性和可操作方面具有明显的优势，但水泥的用量高，导致固化体增容率高，随着时间推移，固化体部分有毒物质可能会逐渐溶出，对环境存在长期的、潜在的威胁；熔融固化技术对残渣的减容率高，固化效果好，但缺点是部分有毒物质会挥发出来，必须采取尾气处理措施，所以其系统较复杂，运行成本高；化学药剂稳定技术具有处理过程简单，设备投资少等优点，但会产生高浓度无机盐废水，需要进一步处理。

发明内容

针对上述的问题，本发明提供一种脱硝效率高、有效抑制二恶英再次合成、产生的炉渣可再次利用、飞灰固化填埋更安全、防止二次污染的垃圾焚烧处理工艺。

本发明的技术方案是这样的：一种垃圾焚烧处理工艺，其特征在于，首先，从垃圾池抽取用于助燃的空气，该助燃的空气先经过空气预热器后进入焚烧炉内，在焚烧炉内，助燃的空气与垃圾混合经过燃烧器高温燃烧，高温燃烧后即产生多种物质混合的烟气和炉渣，所述的烟气上升经过焚烧炉上的多个喷射装置，所述的喷射装置通过输送泵与还原剂储罐连接，该喷射装置向焚烧炉内喷入还原剂，使还原剂与烟气中的氮化物进行还原反应，还原反应后产生的氮气和烟气通入降温反应塔内进行降温处理，同时在所述的降温反应塔内投放氢氧化钙，降温后的烟气先经过活性炭混合器后再进入布袋除尘器内进行除尘处理，在除尘处理过程中会沉淀飞灰，除尘后的烟气被通进湿式洗涤塔内进行处理，所述的湿式洗涤塔与碱液储罐连接，最后，处理后的烟气经过烟气再热器除湿再进行排放处理；

所述的炉渣先运输到制砖厂内，在制砖厂内将炉渣通过皮带输送机送进湿式打砂机内，所述的皮带输送机上方设置有磁力除铁器，可将大件金属回收，所述的湿式打砂机将炉渣中100毫米以下的烧结的渣块、石块或者混凝土块等坚硬的物质充分打碎成细渣，然后这些充分打碎的细渣被送进锯齿波跳汰机里，该锯齿波跳汰机可使细渣中的金属重颗粒物质得到充分沉降，通过管路排至摇床，而没有金属的轻颗粒物质在锯齿波跳汰机上部直接排至炉渣堆放区，被排至摇床的重颗粒物质在摇床上可进一步筛分出金属重颗粒、轻颗粒物质和废水，其中，进一步筛分出金属重颗粒作回收处理，进一步筛分的轻颗粒物质被送至炉渣堆放区，最后，炉渣堆放区内的炉渣被输送去制砖；

所述的飞灰输送进飞灰储罐内，该飞灰从飞灰储罐出口送出到计量装置进行计量输送，同时，水泥从水泥储罐送出到计量装置进行计量输送，有机物从有机物储罐送出到计量装置进行计量输送到液体混合机，同时，水也从水储罐输送到液体混合机里，有机物和水混合成的混合物被送到计量装置里进行计量输送，从计量装置输送出来的飞灰、水泥和上述的混合物均输送进混炼机里进行混合搅拌，搅拌后出来的成品送去作填埋处理。

进一步的，所述的还原剂为氨水和尿素中任意一种。

进一步的，所述的焚烧炉内的温度为850℃～1050℃，氧气浓度为3％～5％，其烟气在焚烧炉内停留时间大于2秒。

进一步的，所述的降温反应塔内的烟气温度为220～260℃，降温反应塔的出口烟道上设置助剂喷射装置，烟气在降温反应塔内停留的时间小于10秒。

进一步的，所述的布袋除尘器的进口处烟气温度为220～230℃。

进一步的，所述的摇床进一步筛分出的废水被送至沉淀水池，沉淀水池处理后的水进入循环水池，该循环水池与湿式打砂机通过水泵连接实现水资源再利用。

进一步的，所述的有机物为一种螯合高分子物，该螯合高分子物与水混合后即得螯合剂，其中，每吨飞灰中水的重量比例为16％～23％，螯合高分子物重量比例为1％～2％。

进一步的，所述的水泥在每吨飞灰中占的重量比例为17％～20％。

本发明的有益效果是：用于助燃的空气先经过空气预热器，加热后的空气通进窑炉内，可用于烘干垃圾，有助燃烧，还能减少助燃的空气对焚烧炉内的温度造成影响，保证了脱硝的温度范围，提高脱硝效率，降低成本；除尘率高，有效去除重金属颗粒，达到排放标准，可有效抑制二恶英再次合成同时除去烟气中的酸性气体；炉渣处理过程中，可更好的分离出炉渣中的有色金属和重金属物质，从而使炉渣更具有利用价值，可100％的被利用掉，在符合环保要求的同时，“废弃”的资源也得到了最大限度的利用，而且这些金属物质可回收，湿式打砂机粉碎的细渣存在水分，摇床可进一步分离其中的废水再回收利用，废水在在沉淀水池处理后继续循环再用，实现零排放；飞灰处理过程中，通过螯合剂与飞灰中的易溶性金属反应形成稳定的络合物，进而固定在飞灰和水泥中，从而降低飞灰中有害成分的析出，成品使填埋处理更安全，而且该方法过程简单，用的水泥和螯合剂比例少即可处理大量的飞灰，降低成本。

附图说明

图1是本发明的垃圾焚烧流程图。

图2是本发明的飞灰固化处理流程图。

图3是本发明的炉渣处理流程图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进一步详细的描述，但本发明创造的实施方式不限于此。

如图1所示的垃圾焚烧流程中，首先，从垃圾池抽取用于助燃的空气，该助燃的空气先经过空气预热器后进入焚烧炉内，在焚烧炉内，其温度为850℃～1050℃，氧气浓度为3％～5％，助燃的空气与垃圾混合经过燃烧器高温燃烧，高温燃烧后即产生多种物质混合的烟气和炉渣，该烟气中含有一定量的二氧化氮、氮氧化物、氯化氢等，其总量称为NOx，所述的烟气上升经过焚烧炉上的多个喷射装置，所述的喷射装置通过输送泵与还原剂储罐连接，该喷射装置向焚烧炉内喷入还原剂，该还原剂可为氨水，使氨水与烟气中的NOx进行还原反应，其反应原理方程式如下：

4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O；

4NH₃+2NO+2O₂→3N₂+6H₂O；

8NH₃+6NO₂→7N₂+12H₂O；

由于烟气在焚烧炉内停留时间大于2秒，在这个条件下，同时可有效抑制二恶英的生成，其还原反应后产生的氮气和烟气通入降温反应塔内进行降温处理，同时在所述的降温反应塔内投放氢氧化钙，可有效中和烟气中的氯化氢，而且该烟气再降温反应塔内控制其温度在220～260℃，烟气停留时间低于10秒，降温后的烟气先经过活性炭混合器吸附部分的二恶英和烟尘，然后再进入布袋除尘器内进行除尘处理，该布袋除尘器的进口处的烟气温度为220～230℃，以防止二恶英的重新合成，所述的布袋除尘器采用PTFE覆膜布袋，可吸附大量的重金属和粉尘，其吸附的粉尘量为100g/m²，在除尘处理过程中会沉淀飞灰，除尘后的烟气被通进湿式洗涤塔内，该湿式洗涤塔内与碱液储罐连接，碱液可有效吸附烟气中的有害气体，进一步的降低粉尘含量，在湿式洗涤塔处理完的烟气经过烟气再热器，由于在湿式洗涤塔内处理后的烟气含水量较多，在烟气再热器里可将烟气加热，降低烟气中的湿度，最后，处理后的烟气经过烟气再热器除湿再进行排放处理。

以下是上述的布袋除尘器的重金属除尘率表：

重金属	除尘器入口	除尘器出口	去除效率(％)
				汞(Hg)	0.04	0.008	80
铜(Cu)	22	0.064	99.7
				铅(Pb)	44	0.064	99.8
铬(Cr)	0.95	0.064	93.2
				锌(Zn)	44	0.032	99.9
铁(Fe)	18	0.23	98.7
				镉(Ge)	0.55	0.032	94.1

以下是本发明的烟气的处理方法的标准值和国标的对比表：

如图2所示，除尘后沉淀的飞灰被输送进飞灰储罐内，该飞灰从飞灰储罐出口送出到计量装置进行计量输送，同时，水泥从水泥储罐送出到计量装置进行计量输送，有机物从有机物储罐送出到计量装置进行计量输送到液体混合机，同时水也从水储罐输送到液体混合机里，有机物和水混合成的混合物被送到计量装置里进行计量输送，所述的有机物为一种螯合高分子物，该螯合高分子物与水的混合物即得螯合剂，然后，从计量装置输送出来的飞灰、水泥和上述的混合物均输送进混炼机里进行混合搅拌，在计量过程中，其最佳重量比例分别是：每吨飞灰中，水泥比例为17％～20％，水比例为16％～23％，螯合高分子物比例为1％～2％；在混炼机混合搅拌过程中，螯合剂与飞灰中的易溶性金属发生反应，其中飞灰中的易溶性金属包括有Pb、Cd等，这些易溶性金属与螯合剂发生反应产生稳定性络合物，进而固定在飞灰与水泥的混合物里，从而降低飞灰中有害成分的析出，从混炼机混合处理后的成品送进检测，当成品检测不合格，即不合格的成品送去作破碎处理，再次回送进混炼机继续作混合处理，当成品检测合格，即送去作填埋处理。

如图3所示，所述的炉渣先运输到制砖厂内，在制砖厂内将炉渣通过皮带输送机送进湿式打砂机内，所述的皮带输送机上方设置有磁力除铁器，可将大件金属回收，所述的湿式打砂机会将炉渣中100毫米以下的烧结的渣块、石块或者混凝土块等坚硬的物质充分打碎成细渣，然后，这些充分打碎的细渣被送进锯齿波跳汰机里，该锯齿波跳汰机可使细渣中的金属重颗粒物质得到充分沉降，通过管路排至摇床，而不含有金属的炉渣在锯齿波跳汰机上部直接排至炉渣堆放区，被排至摇床的重颗粒物质在摇床上可进一步筛分出金属重颗粒、轻颗粒物质和废水，进一步筛分的轻颗粒物质为不含金属的炉渣，这些不含金属的炉渣被送至炉渣堆放区，进一步筛分出的废水被送至沉淀水池，沉淀水池处理后的水进入循环水池，该循环水池在补给水的补给下，通过水泵与湿式打砂机连接实现水资源循环再用，实现零排放，进一步筛分出的金属重颗粒被回收；

最后，在炉渣堆放区里的不含有金属的炉渣送进制砖工厂，可用于以下用途：

1、可输送到制砖机，以这些炉渣为主材，辅以水泥等建材，可以制成标砖、空心切块砖、多排孔砖及步道砖等各种砖块；

2、可作为建筑辅材，主要用于道路建设过程，可以替代石砾、碎石等，具有减少山体的开挖，保护植皮等优点；

3、可用于水泥工业辅材，在水泥窑的烧结过程中，掺入适量的炉渣，可以作为烧结水泥的改性材料，改善水泥的质量。

Claims (8)

1.一种垃圾焚烧处理工艺，其特征在于，首先，从垃圾池抽取用于助燃的空气，该助燃的空气先经过空气预热器后进入焚烧炉内，在焚烧炉内，助燃的空气与垃圾混合经过燃烧器高温燃烧，高温燃烧后即产生多种物质混合的烟气和炉渣，所述的烟气上升经过焚烧炉上的多个喷射装置，所述的喷射装置通过输送泵与还原剂储罐连接，该喷射装置向焚烧炉内喷入还原剂，使还原剂与烟气中的氮化物进行还原反应，还原反应后产生的氮气和烟气通入降温反应塔内进行降温处理，同时在所述的降温反应塔内投放氢氧化钙，降温后的烟气先经过活性炭混合器后再进入布袋除尘器内进行除尘处理，在除尘处理过程中会沉淀飞灰，除尘后的烟气被通进湿式洗涤塔内进行处理，所述的湿式洗涤塔与碱液储罐连接，最后，处理后的烟气经过烟气再热器除湿再进行排放处理；

所述的炉渣先运输到制砖厂内，在制砖厂内将炉渣通过皮带输送机送进湿式打砂机内，所述的皮带输送机上方设置有磁力除铁器，可将大件金属回收，所述的湿式打砂机将炉渣中100毫米以下的烧结的渣块、石块或者混凝土块等坚硬的物质充分打碎成细渣，然后这些充分打碎的细渣被送进锯齿波跳汰机里，该锯齿波跳汰机可使细渣中的金属重颗粒物质得到充分沉降，通过管路排至摇床，而没有金属的轻颗粒物质在锯齿波跳汰机上部直接排至炉渣堆放区，被排至摇床的重颗粒物质在摇床上可进一步筛分出金属重颗粒、轻颗粒物质和废水，其中，进一步筛分出金属重颗粒作回收处理，进一步筛分的轻颗粒物质被送至炉渣堆放区，最后，处理后的炉渣被输送去制砖；

所述的飞灰输送进飞灰储罐内，该飞灰从飞灰储罐出口送出到计量装置进行计量输送，同时，水泥从水泥储罐送出到计量装置进行计量输送，有机物从有机物储罐送出到计量装置进行计量输送到液体混合机，同时，水也从水储罐输送到液体混合机里，有机物和水混合成的混合物被送到计量装置里进行计量输送，从计量装置输送出来的飞灰、水泥和上述的混合物均输送进混炼机里进行混合搅拌，搅拌后出来的成品送去作填埋处理。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧处理工艺，其特征在于，所述的还原剂为氨水和尿素中任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧处理工艺，其特征在于，所述的焚烧炉内的温度为850℃～1050℃，氧气浓度为3％～5％，其烟气在焚烧炉内停留时间大于2秒。

4.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧处理工艺，其特征在于，所述的降温反应塔内的烟气温度为220～260℃，降温反应塔的出口烟道上设置助剂喷射装置，烟气在降温反应塔内停留的时间小于10秒。

5.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧处理工艺，其特征在于，所述的布袋除尘器的进口处烟气温度为220～230℃。

6.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧处理工艺，其特征在于，所述的摇床进一步筛分出的废水被送至沉淀水池，沉淀水池处理后的水进入循环水池，该循环水池与湿式打砂机通过水泵连接实现水资源再利用。

7.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧处理工艺，其特征在于，所述的有机物为一种螯合高分子物，该螯合高分子物与水混合后即得螯合剂，其中，每吨飞灰中水的重量比例为16％～23％，螯合高分子物的重量比例为1％～2％。

8.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧处理工艺，其特征在于，所述的水泥在每吨飞灰中占的重量比例为17％～20％。