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CN108980847B - 一种垃圾炭化燃烧处理工艺 - Google Patents

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CN108980847B CN201810546568.1A CN201810546568A CN108980847B CN 108980847 B CN108980847 B CN 108980847B CN 201810546568 A CN201810546568 A CN 201810546568A CN 108980847 B CN108980847 B CN 108980847B
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Abstract

本发明涉及一种垃圾炭化燃烧处理工艺，其步骤包括：将垃圾送至干燥室的干燥炉排上；通过燃烧室焚烧垃圾时所产生的上升热气流及炉膛热辐射将在干燥炉排上的垃圾进行脱水干燥；打开干燥炉排，使脱水干燥后的垃圾掉落到炭化室的炭化炉排上，利用燃烧室焚烧垃圾时的火焰温度及高温烟气进行高温缺氧炭化热解；打开炭化炉排，使炭化后的垃圾掉落到燃烧室的燃烧炉排上，并进行燃烧；燃烧室焚烧垃圾时所产生的烟气进入燃尽室进行二次燃烧；经二次燃烧后的烟气通过急冷室降温后送入烟气处理系统；并依次通过除尘装置、除酸装置和除硫装置处理后排出；本发明能够解决现有小型垃圾处理设备中垃圾处理效率低、自动化程度低、尾气排放不达标等技术难题。

Description

一种垃圾炭化燃烧处理工艺
技术领域
本发明涉及生活垃圾处理技术领域，更具体地，涉及一种针对小型化垃圾处理设备的垃圾炭化燃烧处理工艺。
背景技术
现有应用于小型垃圾处理设备的工艺方法主要包括直接燃烧法和热处理燃烧法。直接燃烧法是直接将原生生活垃圾作为燃料燃烧，是一种原始的处理工艺；热处理燃烧法是将原生生活垃圾进行前期热处理，改善垃圾的燃烧条件，之后将处理后的垃圾进行燃烧。
直接燃烧法所代表的一类生活垃圾处理工艺路线主要有以下几个问题：1、垃圾燃烧工况差，2、减量化程度低，3、无害化效果差4、烟气污染物浓度高，难达标排放；
热处理燃烧法所代表的一类生活垃圾处理工艺路线主要有以下几个问题：1、工艺连续性差，运行不稳定，2、自动化程度低，3、烟气排放难达标。
发明内容
本发明所要解决的问题在于，提供一种垃圾炭化燃烧处理工艺，能够解决现有小型垃圾处理设备中垃圾处理效率低、自动化程度低、尾气排放不达标等技术难题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种垃圾炭化燃烧处理工艺，其包括如下步骤：
步骤1：将垃圾送至焚烧炉内部，其中，所述焚烧炉的内部依次设有干燥室、炭化室、燃烧室、燃尽室和急冷室；所述干燥室、炭化室、燃烧室自上而下依次设置；垃圾通过设置在焚烧炉顶部的进料口均匀分布在所述干燥室的干燥炉排上；
步骤2：通过燃烧室焚烧垃圾时所产生的上升热气流及炉膛热辐射将在干燥炉排上的垃圾进行脱水干燥，降低垃圾含水率，提高垃圾热值；
步骤3：打开干燥炉排，使脱水干燥后的垃圾掉落到所述炭化室的炭化炉排上，利用燃烧室焚烧垃圾时的火焰温度及高温烟气进行高温缺氧炭化热解，进一步提高垃圾热值，改善垃圾燃烧特性，并产生可燃气体；
步骤4：打开炭化炉排，使炭化后的垃圾掉落到所述燃烧室的燃烧炉排上，并进行燃烧；
步骤5：所述燃烧室焚烧垃圾时所产生的烟气进入所述燃尽室进行二次燃烧；
步骤6：经步骤5二次燃烧后的烟气，通过所述急冷室降温后，经设置在所述急冷室上的烟气出口送入烟气处理系统；
步骤7：经步骤6进入烟气处理系统中的烟气，依次通过除尘装置、除酸装置和除硫装置处理后排出；其中，除酸处理过程中的反应溶液的pH值控制在6.8～7.6之间，除硫处理过程中的反应溶液的pH值控制在8.2～9.1之间，所述反应溶液中含有氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中至少一种钠基溶液成分；
当烟气处理系统检测到所述除酸装置中反应溶液的pH值不足以达到6.8～7.6之间时，优先从所述除硫装置中抽取反应溶液注入所述除酸装置，若所述除硫装置中溶液的pH值仍然不足以达到6.8～7.6之间时，再从加药装置中抽取钠基溶液注入所述除酸装置；
当烟气处理系统检测到所述除硫装置中反应溶液的pH值不足以达到8.2～9.1之间时，从加药装置中抽取钠基溶液注入所述除硫装置。
其中，所述焚烧炉内各个区域的工艺参数如下：
作为上述发明优选的方案，所述步骤2和步骤3中，通过自控程序控制垃圾干燥及垃圾炭化的时间和温度。
作为上述发明优选的方案，所述步骤2中，垃圾在所述干燥室中脱去的水以水汽的形式上行，被连接在所述干燥室顶部的收集管路收集至冷凝分离装置进行气液分离，分离后的臭气送入所述燃烧室燃烧，分离后的废液送至污水净化装置处理。
作为上述发明优选的方案，所述步骤4中，通过设置在所述燃烧炉排下侧的第一送风管路，为燃烧垃圾提供所需的向上流动的空气，并通过设置在所述燃烧炉排上侧的第二送风管路，在燃烧高温区送入二次空气，充分搅拌混合增强湍流度。
作为上述发明优选的方案，所述步骤5中，通过设置在所述燃尽室的炉壁的第三送风管路，为烟气燃烧提供旋流向上的空气。
作为上述发明优选的方案，所述步骤6中，经步骤5二次燃烧后的部分高温烟气通过设置在所述急冷室顶部的循环风出口送回至所述炭化室。
作为上述发明优选的方案，所述步骤1之前一个步骤：将垃圾进行分选破碎；分选破碎后的垃圾依次由皮带上料机和无轴螺旋进料机送至焚烧炉内部。
作为上述发明优选的方案，所述除尘装置设有第一进气口和第一排气口，所述第一进气口与所述烟气出口连接，从所述烟气出口中排出来的烟气在离心风机的作用下，经过所述第一进气口进入滤芯，烟气经滤芯除尘后从所述第一排气口排出；
所述除酸装置包括第一喷淋塔、第一网格填料、第一喷头、第一喷淋水泵和第一水箱，所述第一喷淋塔的顶部设有与所述第一排气口连接的第二进气口，所述第一喷淋塔的底部设有第二排气口，所述第一水箱与所述第一喷淋塔的底部连通，所述第一喷淋塔的内部自上而下依次间隔地设有若干层所述第一网格填料，每层所述第一网格填料的上方分别设有所述第一喷头，所述第一喷头通过水管与所述第一喷淋水泵的输出端连接，所述第一喷淋水泵的输入端通过水管与所述第一水箱连接；
所述除硫装置包括第二喷淋塔、第二网格填料、第二喷头、第二喷淋水泵和第二水箱，所述第二喷淋塔的底部设有与所述第二排气口连接的第三进气口，所述第二喷淋塔的顶部设有第三排气口，所述第二水箱与所述第二喷淋塔的底部连通，所述第二喷淋塔的内部自下而上依次间隔地设有若干层所述第二网格填料，每层所述第二网格填料的上方分别设有所述第二喷头，所述第二喷头通过水管与所述第二喷淋水泵的输出端连接，所述第二喷淋水泵的输入端通过水管与所述第二水箱连接，所述第二喷淋水泵的输出端通过旁通水管与所述第一水箱连接，所述旁通水管上设有第一电磁阀；所述除硫装置还包括折流板，所述折流板设置于所述第二喷淋塔的顶部且位于所述第三排气口的下方；
所述加药装置包括加药水泵和用于盛装钠基溶液的加药桶，所述加药水泵的输入端通过水管与所述加药桶连接，所述加药水泵的输出端通过水管分别与所述第一水箱和第二水箱连接，所述加药水泵与第一水箱之间的水管上设有第二电磁阀，所述加药水泵与第二水箱之间的水管上设有第三电磁阀。
所述第一水箱内设有第一pH值监测器，所述第一pH值监测器分别与所述加药水泵、第一电磁阀、第二电磁阀的控制电路电连接，当所述第一pH值监测器检测到所述第一水箱中溶液的pH值不足以达到6.8～7.6之间时，优先打开第一电磁阀，并通过所述第二喷淋水泵从所述第二水箱中抽取溶液注入所述第一水箱，若所述第一水箱中溶液的pH值仍然不足以达到6.8～7.6之间时，打开第二电磁阀，再通过所述第一加药水泵从所述加药桶中抽取钠基溶液注入所述第一水箱。
所述第二水箱内设有第二pH值监测器，所述第二pH值监测器分别与所述加药水泵、第三电磁阀的控制电路电连接，当所述第二pH值监测器检测到所述第二水箱中溶液的pH值不足以达到8.2～9.1之间时，打开第三电磁阀，通过所述加药水泵从所述加药桶中抽取钠基溶液注入所述第二水箱。
作为上述发明优选的方案，所述燃烧室与所述燃尽室的底部连通，所述燃尽室的顶部与所述急冷室的顶部连通，所述烟气出口设置在所述急冷室的底部；所述干燥室、炭化室、燃烧室、燃尽室和急冷室在所述焚烧炉的内部构成S型通道。
作为上述发明优选的方案，所述急冷室内设有换热器和省煤器，所述换热器设置在所述急冷室的上部,所述省煤器设置在所述急冷室的下部,所述急冷室的侧壁上设有两个活动窗口，所述活动窗口分别正对所述换热器和所述省煤器，所述换热器包括若干组平行排布的向上倾斜盘旋的“W”形管组，所述省煤器包括若干组平行排布的“U”形管组，每组所述“W”形管组的进水管分别与对应的所述“U”形管组的出水管可拆卸连接，所述“W”形管组向上倾斜角度为5°至15°。
实施本发明的一种垃圾炭化燃烧处理工艺，与现有技术相比较，具有如下有益效果：
本发明的垃圾炭化燃烧处理工艺，利用了燃烧垃圾所产生的上升热气流，对垃圾进行干燥和炭化处理，从而改善了垃圾燃烧特性，使得垃圾燃烧更加充分；通过增设烟气二次燃烧工序，进一步燃烧烟气中未充分燃烧的可燃气体(如：一氧化碳)，极大地减少烟气中的污染物含量；通过增设烟气急冷降温工序，有效防止二噁英再生成；同时，本发明针对垃圾焚烧烟气成分复杂，难处理的特点，首先通过除尘装置对垃圾焚烧烟气中粉尘、二噁英和重金属进行过滤，然后通过除酸装置去除垃圾焚烧烟气中氯化氢，再通过除硫装置去除垃圾焚烧烟气中二氧化硫，从而使垃圾焚烧烟气达到排放标准；由于通过在除硫装置中喷淋一定浓度的反应溶液，与二氧化硫发生一系列反应，最终使除硫装置中溶液的主要组成(产物)为Na2SO3、Na2SO4、NaHSO3等，而这些产物均能与氯化氢发生反应，由此可通过旁通水管回流至除酸装置再次喷淋，实现反应溶液循环利用，降低水耗药耗，节省成本。此外，先除酸、后除硫过程中，由于在除酸装置中喷淋一定浓度的回流溶液，与氯化氢发生一系列反应后，会再次产生小量的二氧化硫，然后进入除硫装置，使硫彻底去除。可见，本发明能够解决现有小型垃圾处理设备中垃圾处理效率低、自动化程度低、尾气排放不达标等技术难题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
图1是本发明提供的一种垃圾炭化燃烧处理工艺的工艺流程图；
图2是烟气处理系统的结构示意图；
图3是除酸装置和除硫装置的剖面结构图；
图4是除酸装置、除硫装置与加药装置的连接结构图；
图5是焚烧炉的内部结构图；
图6是设置于急冷室内的换热器和省煤器的连接结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合参见图1至图6所示，本发明的优选实施例，一种垃圾炭化燃烧处理工艺，其包括如下步骤：
步骤1：将垃圾送至焚烧炉100内部，其中，所述焚烧炉100的内部依次设有干燥室101、炭化室102、燃烧室103、燃尽室104和急冷室105；所述干燥室101、炭化室102、燃烧室103自上而下依次设置；垃圾通过设置在焚烧炉100顶部的进料口106均匀分布在所述干燥室101的干燥炉排107上；
步骤2：通过燃烧室103焚烧垃圾时所产生的上升热气流及炉膛热辐射将在干燥炉排107上的垃圾进行脱水干燥，降低垃圾含水率，提高垃圾热值，解决了因垃圾含水率高，热值低造成的燃烧不充分，减量化程度低等问题；同时，垃圾在所述干燥室101中脱去的水以水汽的形式上行，被连接在所述干燥室101顶部的收集管路收集至冷凝分离装置400进行气液分离，分离后的臭气通过炉膛负压原理送入所述燃烧室103燃烧，分离后的废液送至污水净化装置(如：生物化学净化器)处理。
步骤3：打开干燥炉排107，使脱水干燥后的垃圾掉落到所述炭化室102的炭化炉排108上，利用燃烧室103焚烧垃圾时的火焰温度及高温烟气进行高温缺氧炭化热解，进一步提高垃圾热值，改善垃圾燃烧特性，并产生可燃气体；
步骤4：打开炭化炉排108，使炭化后的垃圾掉落到所述燃烧室103的燃烧炉排109上，并进行燃烧；为使垃圾在富氧环境下充分燃烧，送风系统200通过设置在所述燃烧炉排109下侧的第一送风管路，为燃烧垃圾提供所需的向上流动的空气，并通过设置在所述燃烧炉排109上侧的第二送风管路，在燃烧高温区送入二次空气，充分搅拌混合增强湍流度。由此，改进了垃圾的燃烧状况，保证垃圾稳定、充分燃烧，能够减少二噁英的产生。
步骤5：所述燃烧室103焚烧垃圾时所产生的烟气进入所述燃尽室104进行二次燃烧；为使烟气在富氧环境下充分燃烧，送风系统200通过设置在所述燃尽室104的炉壁的第三送风管路，为烟气燃烧提供旋流向上的空气，充分搅拌混合增强湍流度，减少污染物的产生。
步骤6：经步骤5二次燃烧后的烟气，通过所述急冷室105降温后，经设置在所述急冷室105上的烟气出口110送入烟气处理系统300；
步骤7：经步骤6进入烟气处理系统中的烟气，依次通过除尘装置、除酸装置和除硫装置处理后排出；其中，除酸处理过程中的反应溶液的pH值控制在6.8～7.6之间，除硫处理过程中的反应溶液的pH值控制在8.2～9.1之间，所述反应溶液中含有氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中至少一种钠基溶液成分；
当烟气处理系统300检测到所述除酸装置320中反应溶液的pH值不足以达到6.8～7.6之间时，优先从所述除硫装置330中抽取反应溶液注入所述除酸装置320，若所述除硫装置330中溶液的pH值仍然不足以达到6.8～7.6之间时，再从加药装置340中抽取钠基溶液注入所述除酸装置320；
当烟气处理系统300检测到所述除硫装置330中反应溶液的pH值不足以达到8.2～9.1之间时，从加药装置340中抽取钠基溶液注入所述除硫装置330。
本发明的垃圾炭化燃烧处理工艺，利用了燃烧垃圾所产生的上升热气流，对垃圾进行干燥和炭化处理，从而改善了垃圾燃烧特性，使得垃圾燃烧更加充分；通过增设烟气二次燃烧工序，进一步燃烧烟气中未充分燃烧的可燃气体(如：一氧化碳)，极大地减少烟气中的污染物含量；通过增设烟气急冷降温工序，有效防止二噁英再生成；同时，本发明针对垃圾焚烧烟气成分复杂，难处理的特点，首先通过除尘装置310对垃圾焚烧烟气中粉尘、二噁英和重金属进行过滤，然后通过除酸装置320去除垃圾焚烧烟气中氯化氢，再通过除硫装置330去除垃圾焚烧烟气中二氧化硫，从而使垃圾焚烧烟气达到排放标准；由于通过在除硫装置330中喷淋一定浓度的反应溶液，与二氧化硫发生一系列反应，最终使除硫装置330中溶液的主要组成(产物)为Na2SO3、Na2SO4、NaHSO3等，而这些产物均能与氯化氢发生反应，由此可通过旁通水管回流至除酸装置320再次喷淋，实现反应溶液循环利用，降低水耗药耗，节省成本。此外，先除酸、后除硫过程中，由于在除酸装置320中喷淋一定浓度的回流溶液，与氯化氢发生一系列反应后，会再次产生小量的二氧化硫，然后进入除硫装置320，使硫彻底去除。可见，本发明能够解决现有小型垃圾处理设备中垃圾处理效率低、自动化程度低、尾气排放不达标等技术难题。
更佳地，为实现操作连续性，所述步骤2和步骤3中，通过自控程序控制垃圾干燥及垃圾炭化的时间和温度。
进一步，为了抑制二噁英的产生，所述焚烧炉内各个区域的工艺参数如下：
序号 内容 数据
1 干燥室的温度 30℃～90℃
2 炭化室的温度 500℃～650℃
3 燃烧室的烟气温度 ＞800℃
4 燃尽室的烟气温度 850℃～1000℃
5 燃尽室的烟气停留时间 ＞2s
7 急冷室的进口处的烟气温度 约890℃
8 进入烟气处理系统的烟气温度 ≤250℃
更佳地，所述步骤6中，经步骤5二次燃烧后的部分高温烟气通过设置在所述急冷室105顶部的循环风出口111送回至所述炭化室102，从而使得垃圾燃烧所产生的热量及烟气余热运用于垃圾干燥与垃圾炭化，实现了炉内烟气循环，热量回收利用，平衡风压。
更佳地，所述步骤1之前一个步骤：将垃圾进行分选破碎并储存；垃圾分选破碎的目的就是尽量减少进入焚烧炉100中能对二恶英的生成起作用的物质(如：氯和重金属含量高的物质)的量。而分选破碎后的垃圾依次由皮带上料机和无轴螺旋进料机送至焚烧炉100内部，在功能上实现了连续可控自动给料。
更佳地，为了实现烟气达标排放，所述烟气处理系统300包括依次连接的除尘装置310、除酸装置320、除硫装置330和烟气排出装置350，以及，分别与所述除酸装置320、除硫装置330连接的加药装置340。
本实施例中，所述除尘装置310设有第一进气口311和第一排气口312，所述第一进气口311与所述烟气出口110连接，从所述烟气出口110中排出来的烟气在离心风机315的作用下，经过所述第一进气口311进入滤芯313，烟气经滤芯313除尘后从所述第一排气口312排出，并通过风管314送至所述除酸装置320。其中，所述滤芯313优选为布袋。为了方便灰尘收集，所述除尘装置310的底部设有灰尘出口316，所述灰尘出口316处设有阀门317，所述灰尘出口316的下方设有灰尘收集箱318。
本实施例中，所述除酸装置320包括第一喷淋塔321、第一网格填料322、第一喷头323、第一喷淋水泵324和第一水箱325，所述第一喷淋塔321的顶部设有与所述第一排气口312连接的第二进气口326，所述第一喷淋塔321的底部设有第二排气口327，所述第一水箱325与所述第一喷淋塔321的底部连通，所述第一喷淋塔321的内部自上而下依次间隔地设有若干层所述第一网格填料322，每层所述第一网格填料322的上方分别设有所述第一喷头323，所述第一喷头323通过水管与所述第一喷淋水泵324的输出端连接，所述第一喷淋水泵324的输入端通过水管与所述第一水箱325连接。工作时，在第一喷淋水泵324的作用下，从第一水箱325中抽取溶液，并通过第一喷头323在第一网格填料322的上方实现喷淋。第一网格填料322优选为鲍尔环填料，用于减缓烟气的流动速度，延长烟气与溶液的反应时间。由此，采用多层结构的第一网格填料322和第一喷头323，能使烟气中氯化氢充分反应，尽最大可能降低烟气中危害废物的存在。
本实施例中，所述除硫装置330包括第二喷淋塔331、第二网格填料332、第二喷头333、第二喷淋水泵334和第二水箱335，所述第二喷淋塔331的底部设有与所述第二排气口327连接的第三进气口336，所述第二喷淋塔331的顶部设有第三排气口337，所述第二水箱335与所述第二喷淋塔331的底部连通，所述第二喷淋塔331的内部自下而上依次间隔地设有若干层所述第二网格填料332，每层所述第二网格填料332的上方分别设有所述第二喷头333，所述第二喷头333通过水管与所述第二喷淋水泵334的输出端连接，所述第二喷淋水泵334的输入端通过水管与所述第二水箱335连接。工作时，在第二喷淋水泵334的作用下，从第二水箱335中抽取溶液，并通过第二喷头333在第二网格填料332的上方实现喷淋。第二网格填料332优选为鲍尔环填料，用于减缓烟气的流动速度，延长烟气与溶液的反应时间。由此，采用多层结构的第二网格填料332和第二喷头333，能使烟气中二氧化硫充分反应，尽最大可能降低烟气中危害废物的存在。
本实施例中，所述第二喷淋水泵334的输出端通过旁通水管338与所述第一水箱325连接，所述旁通水管338上设有第一电磁阀；当第一水箱325中的溶液浓度(pH值)不足时，第一电磁阀打开，第二喷淋水泵334从第二水箱335中抽取溶液并通过旁通水管338注入第一水箱325。
下面，当钠基溶液分别选用氢氧化钠NaOH、碳酸钠Na2CO3、碳酸氢钠NaHCO3时，以烟气中的HCl和SO2先后通过除酸装置320和除硫装置330的反应过程为例，其化学反应如下：
1、当钠基溶液选用NaOH时，化学反应如下：
除酸装置320中：
第一喷淋塔321内的反应(pH：6.8～7.6，温度：130℃～150℃)
Na2SO3+HCl＝NaCl+NaHSO3
NaHSO3+HCl＝NaCl+SO2↑+H2O
NaOH+HCl＝NaCl+H2O
2Na2SO3+O2＝Na2SO4(烟气中12％O2，逐渐氧化)
第一水箱325中溶液的主要组成(产物)为：NaCl，Na2SO3，Na2SO4；随着第一水箱325中溶液的浓度不断增加，NaCl和Na2SO4会结晶析出。
除硫装置330中：
第二喷淋塔331内的反应(pH：8.2～9.1，温度：80℃～110℃)
2NaOH+SO2＝Na2SO3+H2O
Na2SO3+SO2+H2O＝2NaHSO3
2Na2SO3+O2＝Na2SO4(烟气中12％O2，逐渐氧化)
第二水箱335中溶液的主要组成(产物)为：Na2SO3，NaHSO3，NaOH，Na2SO4；
2、当反应溶液选用Na2CO3时，化学反应如下：
除酸装置320中：
第一喷淋塔321内的反应(pH：6.8～7.6，温度：130℃～150℃)
Na2CO3+2HCl＝NaCl+NaHCO3
NaHCO3+HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑
Na2SO3+HCl＝NaCl+NaHSO3
NaHSO3+HCl＝NaCl+SO2↑+H2O
2Na2SO3+O2＝Na2SO4(烟气中12％O2，逐渐氧化)
第一水箱325中溶液的主要组成(产物)为：NaCl，Na2SO3，NaHSO3，Na2SO4；随着第一水箱325中溶液的浓度不断增加，NaCl和Na2SO4会结晶析出。
除硫装置330中：
第二喷淋塔331内的反应(pH：8.2～9.1，温度：80℃～110℃)
Na2CO3+SO2＝2Na2SO3+CO2↑
Na2SO3+SO2+H2O＝2NaHSO3
2Na2SO3+O2＝Na2SO4(烟气中12％O2，Na2SO3会缓慢氧化)
第二水箱335中溶液的主要组成(产物)为：Na2SO3，NaHSO3，Na2SO4；
3、当反应溶液选用NaHCO3时，化学反应如下：
除酸装置320中：
第一喷淋塔321内的反应(pH：6.8～7.6，温度：130℃～150℃)
Na2SO3+HCl＝NaCl+NaHSO3
NaHSO3+HCl＝NaCl+SO2↑+H2O
2Na2SO3+O2＝Na2SO4(烟气中12％O2，逐渐氧化)
NaHCO3+HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑
第一水箱325中溶液的主要组成(产物)为：NaCl，Na2SO3，Na2SO4；随着第一水箱325中溶液的浓度不断增加，NaCl和Na2SO4会结晶析出。
除硫装置330中：
第二喷淋塔331内的反应(pH：8.2～9.1，温度：80℃～110℃)
2NaHCO3+SO2＝Na2SO3+H2O+2CO2↑
Na2SO3+SO2+H2O＝2NaHSO3
2Na2SO3+O2＝Na2SO4(烟气中12％O2，Na2SO3会缓慢氧化)
第二水箱335中溶液的主要组成(产物)为：Na2SO3，NaHSO3，Na2SO4。
本实施例中，所述除硫装置330还包括折流板339，所述折流板339设置于所述第二喷淋塔331的顶部且位于所述第三排气口337的下方。该折流板339用于除雾去湿，减少烟气“白雾”的发生。
本实施例中，所述加药装置340包括加药水泵341和用于盛装钠基溶液的加药桶343，所述加药水泵341的输入端通过水管与所述加药桶343连接，所述加药水泵341的输出端通过水管分别与所述第一水箱325和第二水箱335连接，所述加药水泵341与第一水箱325之间的水管上设有第二电磁阀，所述加药水泵341与第二水箱335之间的水管上设有第三电磁阀，由此，当第一水箱325中的溶液浓度不足时，加药水泵341能从加药桶343中抽取钠基溶液注入第一水箱325，同样地，当第二水箱335中的溶液浓度不足时，加药水泵341能从加药桶343中抽取钠基溶液注入第二水箱335，从而保障系统稳定运行。
本实施例中，为了实现第一水箱325中溶液的PH值的检测和控制，所述第一水箱325内设有第一pH值监测器，所述第一pH值监测器分别与所述第一加药水泵341、第一电磁阀、第二电磁阀的控制电路电连接，当所述第一pH值监测器检测到所述第一水箱325中反应溶液的pH值不足以达到6.8～7.6之间时，优先打开第一电磁阀，并通过所述第二喷淋水泵334从所述第二水箱335中抽取反应溶液注入所述第一水箱325，若所述第一水箱325中反应溶液的pH值仍然不足以达到6.8～7.6之间时，打开第二电磁阀，再通过所述加药水泵341从所述加药桶343中抽取钠基溶液注入所述第一水箱325。
本实施例中，为了实现第二水箱335中溶液的PH值的检测和控制，所述第二水箱335内设有第二pH值监测器，所述第二pH值监测器分别与所述加药水泵341、第三电磁阀的控制电路电连接，当所述第二pH值监测器检测到所述第二水箱335中反应溶液的pH值不足以达到8.2～9.1之间时，通过所述加药水泵341从所述加药桶343中抽取钠基溶液注入所述第二水箱335。
此外，为了保证系统能够长时间运行，所述加药装置340还包括备用加药水泵342和备用加药桶344，所述备用加药水泵342的输入端通过水管与所述备用加药桶344连接，所述备用加药水泵342的输出端通过水管与所述加药水泵341的输出端并联连接。
需要说明的是，当所述第一水箱325中的反应溶液浓度(pH值)过高时，该反应溶液需进行蒸干浓缩处理。
本实施例中，所述烟气排出装置350包括出烟管351和烟囱352，所述出烟管351的一端与所述第三排气口337连接，所述出烟管351的另一端与所述烟囱352连接，从而实现高空排放。
更佳地，所述燃烧室103与所述燃尽室104的底部连通，所述燃尽室104的顶部与所述急冷室105的顶部连通，所述烟气出口110设置在所述急冷室105的底部；所述干燥室101、炭化室102、燃烧室103、燃尽室104和急冷室105在所述焚烧炉100的内部构成S型通道。由此，本实施例将干燥、炭化、燃烧、燃尽、急冷等功能区集成于S型通道中，能够降低设备高度，保证各功能区的无缝衔接，实现设备的整体性，减少管路连接，减小热量的损失，降低漏风率，从而提高垃圾处理效率。此外，烟气在S型通道中翻越内炉墙时，能够提高烟气的湍流度，减小污染物的产生。
更佳地，所述干燥炉排107和炭化炉排108为翻转炉排，关闭时处于水平状态，用于承托垃圾，打开时处于垂直状态，使垃圾掉落下一层。所述燃烧炉排109为往复炉排，垃圾能随燃烧炉排109向前推进，逐级燃烧，使得炭化后的垃圾不会堆积，燃烧更加充分，炉渣从燃烧炉排109的末端落入储渣斗。
更佳地，所述急冷室105内设有换热器112和省煤器113，所述换热器112设置在所述急冷室105的上部,所述省煤器113设置在所述急冷室105的下部,由此焚烧炉100产生的高温烟气依次通过换热器112和省煤器113进行降温，以便于烟气后续处理。同时，高温烟气在换热器112和省煤器113的快速冷却作用下，可保证烟气在短时间内急冷至180℃～220℃温区附近，有效防止二噁英再生成。还需说明的是，可通过调节换热器112和省煤器113中的水量与流速来控制烟气排出温度，保证后续烟气处理设备安全运行。
更佳地，所述急冷室105的侧壁上设有两个活动窗口，所述活动窗口分别正对所述换热器112和所述省煤器113，所述换热器112包括若干组平行排布的向上倾斜盘旋的“W”形管组，所述省煤器113包括若干组平行排布的“U”形管组，每组所述“W”形管组的进水管分别与对应的所述“U”形管组的出水管可拆卸连接。这样，通过在急冷室105的侧壁上设置活动窗口，能够实现定期对省煤器113和换热器112上的积尘进行清洁，以及对省煤器113和换热器112维修，并且省煤器113与换热器112为可拆卸连接，能够方便对损坏部分进行更换，无需整体更换；此外，向上倾斜盘旋的“W”形管组有利于管内的水蒸气上升排出，避免局部产生高压而造成爆管。可见，这样的结构能够降低清洗、维修难度，且维修成本低，而且本换热装置为常压运行，其安全性高。还需要说明的是，所述“W”形管组向上倾斜角度为5°至15°，保证水蒸气顺利上升排出的前提下，延长“W”形管组的管件长度，提高换热效果。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种垃圾炭化燃烧处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将垃圾送至焚烧炉内部，其中，所述焚烧炉的内部依次设有干燥室、炭化室、燃烧室、燃尽室和急冷室；所述干燥室、炭化室、燃烧室自上而下依次设置；垃圾通过设置在焚烧炉顶部的进料口均匀分布在所述干燥室的干燥炉排上；
步骤2：通过燃烧室焚烧垃圾时所产生的上升热气流及炉膛热辐射将在干燥炉排上的垃圾进行脱水干燥，降低垃圾含水率，提高垃圾热值；
步骤3：打开干燥炉排，使脱水干燥后的垃圾掉落到所述炭化室的炭化炉排上，利用燃烧室焚烧垃圾时的火焰温度及高温烟气进行高温缺氧炭化热解，进一步提高垃圾热值，改善垃圾燃烧特性，并产生可燃气体；
步骤4：打开炭化炉排，使炭化后的垃圾掉落到所述燃烧室的燃烧炉排上，并进行燃烧；
步骤5：所述燃烧室焚烧垃圾时所产生的烟气进入所述燃尽室进行二次燃烧；
步骤6：经步骤5二次燃烧后的烟气，通过所述急冷室降温后，经设置在所述急冷室上的烟气出口送入烟气处理系统；
步骤7：经步骤6进入烟气处理系统中的烟气，依次通过除尘装置、除酸装置和除硫装置处理后排出；其中，除酸处理过程中的反应溶液的pH值控制在6.8～7.6之间，除硫处理过程中的反应溶液的pH值控制在8.2～9.1之间，所述反应溶液中含有氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中至少一种钠基溶液成分；
当烟气处理系统检测到所述除酸装置中反应溶液的pH值不足以达到6.8～7.6之间时，优先从所述除硫装置中抽取反应溶液注入所述除酸装置，若所述除硫装置中溶液的pH值仍然不足以达到6.8～7.6之间时，再从加药装置中抽取钠基溶液注入所述除酸装置；
当烟气处理系统检测到所述除硫装置中反应溶液的pH值不足以达到8.2～9.1之间时，从加药装置中抽取钠基溶液注入所述除硫装置。
2.如权利要求1所述的垃圾炭化燃烧处理工艺，其特征在于，所述步骤2和步骤3中，通过自控程序控制垃圾干燥及垃圾炭化的时间和温度。
3.如权利要求1所述的垃圾炭化燃烧处理工艺，其特征在于，所述步骤2中，垃圾在所述干燥室中脱去的水以水汽的形式上行，被连接在所述干燥室顶部的收集管路收集至冷凝分离装置进行气液分离，分离后的臭气送入所述燃烧室燃烧，分离后的废液送至污水净化装置处理。
4.如权利要求1所述的垃圾炭化燃烧处理工艺，其特征在于，所述步骤4中，通过设置在所述燃烧炉排下侧的第一送风管路，为燃烧垃圾提供所需的向上流动的空气，并通过设置在所述燃烧炉排上侧的第二送风管路，在燃烧高温区送入二次空气，充分搅拌混合增强湍流度。
5.如权利要求1所述的垃圾炭化燃烧处理工艺，其特征在于，所述步骤5中，通过设置在所述燃尽室的炉壁的第三送风管路，为烟气燃烧提供旋流向上的空气。
6.如权利要求1所述的垃圾炭化燃烧处理工艺，其特征在于，所述步骤6中，经步骤5二次燃烧后的部分高温烟气通过设置在所述急冷室顶部的循环风出口送回至所述炭化室。
7.如权利要求1所述的垃圾炭化燃烧处理工艺，其特征在于，所述步骤1之前一个步骤：将垃圾进行分选破碎；分选破碎后的垃圾依次由皮带上料机和无轴螺旋进料机送至焚烧炉内部。
8.如权利要求1所述的垃圾炭化燃烧处理工艺，其特征在于，
所述除尘装置设有第一进气口和第一排气口，所述第一进气口与所述烟气出口连接，从所述烟气出口中排出来的烟气在离心风机的作用下，经过所述第一进气口进入滤芯，烟气经滤芯除尘后从所述第一排气口排出；
所述除酸装置包括第一喷淋塔、第一网格填料、第一喷头、第一喷淋水泵和第一水箱，所述第一喷淋塔的顶部设有与所述第一排气口连接的第二进气口，所述第一喷淋塔的底部设有第二排气口，所述第一水箱与所述第一喷淋塔的底部连通，所述第一喷淋塔的内部自上而下依次间隔地设有若干层所述第一网格填料，每层所述第一网格填料的上方分别设有所述第一喷头，所述第一喷头通过水管与所述第一喷淋水泵的输出端连接，所述第一喷淋水泵的输入端通过水管与所述第一水箱连接；
所述除硫装置包括第二喷淋塔、第二网格填料、第二喷头、第二喷淋水泵和第二水箱，所述第二喷淋塔的底部设有与所述第二排气口连接的第三进气口，所述第二喷淋塔的顶部设有第三排气口，所述第二水箱与所述第二喷淋塔的底部连通，所述第二喷淋塔的内部自下而上依次间隔地设有若干层所述第二网格填料，每层所述第二网格填料的上方分别设有所述第二喷头，所述第二喷头通过水管与所述第二喷淋水泵的输出端连接，所述第二喷淋水泵的输入端通过水管与所述第二水箱连接，所述第二喷淋水泵的输出端通过旁通水管与所述第一水箱连接，所述旁通水管上设有第一电磁阀；所述除硫装置还包括折流板，所述折流板设置于所述第二喷淋塔的顶部且位于所述第三排气口的下方；
所述加药装置包括加药水泵和用于盛装钠基溶液的加药桶，所述加药水泵的输入端通过水管与所述加药桶连接，所述加药水泵的输出端通过水管分别与所述第一水箱和第二水箱连接，所述加药水泵与第一水箱之间的水管上设有第二电磁阀，所述加药水泵与第二水箱之间的水管上设有第三电磁阀；
所述第一水箱内设有第一pH值监测器，所述第一pH值监测器分别与所述加药水泵、第一电磁阀、第二电磁阀的控制电路电连接，当所述第一pH值监测器检测到所述第一水箱中溶液的pH值不足以达到6.8～7.6之间时，优先打开第一电磁阀，并通过所述第二喷淋水泵从所述第二水箱中抽取溶液注入所述第一水箱，若所述第一水箱中溶液的pH值仍然不足以达到6.8～7.6之间时，打开第二电磁阀，再通过所述加药水泵从所述加药桶中抽取钠基溶液注入所述第一水箱；
所述第二水箱内设有第二pH值监测器，所述第二pH值监测器分别与所述加药水泵、第三电磁阀的控制电路电连接，当所述第二pH值监测器检测到所述第二水箱中溶液的pH值不足以达到8.2～9.1之间时，打开第三电磁阀，通过所述加药水泵从所述加药桶中抽取钠基溶液注入所述第二水箱。
9.如权利要求1所述的垃圾炭化燃烧处理工艺，其特征在于，所述燃烧室与所述燃尽室的底部连通，所述燃尽室的顶部与所述急冷室的顶部连通，所述烟气出口设置在所述急冷室的底部；所述干燥室、炭化室、燃烧室、燃尽室和急冷室在所述焚烧炉的内部构成S型通道。
10.如权利要求1所述的垃圾炭化燃烧处理工艺，其特征在于，所述急冷室内设有换热器和省煤器，所述换热器设置在所述急冷室的上部,所述省煤器设置在所述急冷室的下部,所述急冷室的侧壁上设有两个活动窗口，所述活动窗口分别正对所述换热器和所述省煤器，所述换热器包括若干组平行排布的向上倾斜盘旋的“W”形管组，所述省煤器包括若干组平行排布的“U”形管组，每组所述“W”形管组的进水管分别与对应的所述“U”形管组的出水管可拆卸连接，所述“W”形管组向上倾斜角度为5°至15°。
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