垃圾焚烧厂废物综合处理系统

482 编辑：中冶有色技术网来源：天津城建大学

2023-12-27 09:56:04

权利要求书： 1.一种垃圾焚烧厂废物综合处理系统，其特征在于：包括渗滤液处理池、焚烧炉、脱硫塔、布袋除尘器、引风机、烟囱、蒸汽动力磨、滤袋、蒸发器、造粒机、微波隧道窑；

所述焚烧炉的尾部烟气出口连接所述脱硫塔进口，所述脱硫塔出口连接所述布袋除尘器进料口，所述布袋除尘器排气口经所述引风机连接到所述烟囱；其中所述布袋除尘器的尾部出料口与所述蒸汽动力磨的进料口连接，所述蒸汽动力磨的顶部出料口连接所述滤袋的进料口，所述滤袋尾部的出料口连接所述造粒机的进料口，所述造粒机的出料口与所述微波隧道窑的进口连接；所述滤袋底部排气口与所述蒸发器的进气口连接，所述蒸发器连接渗滤液处理池。

说明书：一种垃圾焚烧厂废物综合处理系统技术领域[0001] 本发明属垃圾废物处理领域，具体来说涉及一种垃圾焚烧厂废物综合处理系统。背景技术[0002] 我国垃圾焚烧处理近年来发展迅速，2021年底我国生活垃圾日焚烧处理量达72万吨。2021年底，我国已建成1400多座生活垃圾焚烧厂，总焚烧能力达105万吨/天，60％左右的生活垃圾实现了焚烧处理。随之带来与垃圾焚烧相关的气、固、液态污染物排放问题备受关注。其中焚烧产生的大量烟气进行严格的净化设施处理以达到国家标准排放；固体排放物主要包括底灰和飞灰，其中焚烧飞灰因富集二噁英和Pb、Cd、Cr等毒性重金属已被我国列入《国家危险废物名录》，我国飞灰产生量已达到约3万吨/天，已成为城市环境安全的巨大隐患。此外，垃圾池中存在大量的渗滤液处理也是困扰垃圾焚烧厂的一个亟待解决的难题。[0003] 我国目前90％左右的焚烧飞灰是水泥固化后送生活垃圾填埋场填埋处置，该方法以固化重金属为目标，无法有效处置飞灰中二噁英和溶解盐，且焚烧飞灰中高含量的碳组分(活性炭和未燃碳)、氯盐会阻碍水泥的水化作用。新制定的《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范》(2020年)推广水泥窑协同处置熔融及烧结陶粒等处理方法。其中，水泥窑协同处置焚烧飞灰可以用其替代优质石灰石烧制水泥熟料，为克服氯盐对水泥产品不利影响通常都要对飞灰进行水洗预处理，存在工艺复杂、蒸发后氯盐产物无销路等问题。飞灰熔融能在固化重金属的同时有效分解二噁英，但该技术需要1300～1400℃以上的高温，其能耗大且投资运行成本高，一直难以在国内推广应用。专利CN114772934A公开了一种垃圾飞灰超细磨和微波烧结的微晶玻璃化工艺，通过微波烧结制成微晶玻璃，但在实际应用中烧结温度不能实现飞灰的玻璃化，只能成熔渣状态；飞灰只有在熔融的条件下才能实现熔融玻璃化，制成微晶玻璃，且能耗较高。而焚烧飞灰烧制陶粒是在1100～1200℃的烧结温度下，使其变成致密坚硬的烧结体并符合建材特性的要求，陶粒烧结技术的能耗及成本明显低于熔融。并且二噁英在陶粒烧成的最高温度可分解99％以上，其重金属浸出效果同样可以达到环保要求。但是传统烧结陶粒温度仍然较高，需要大量燃料来维持窑温，且需要通入大量助燃的空气，导致烧结后产生大量含有挥发性重金属燃料来维持窑温，且需要通入大量助燃的空气，导致烧结后产生大量含有挥发性重金属的烟气，需要配备复杂的尾气净化设施。[0004] 垃圾焚烧厂的液体废物主要是渗滤液，传统的垃圾渗滤液处理工艺包括生物处理、化学氧化、活性炭吸附、反渗透等等。目前各种处理垃圾渗滤液的工艺在技术应用或经济方面存在的诸多问题或不足：膜处理投资和运行费用均很高，且还有原液体积1/5～1/4的浓缩液需进一步处理；活性炭吸附和化学氧化的运行成本基本无法承受；生物处理，投资和运行费用均较低，但通常情况下处理出水无法达标。而蒸发处理技术成功的解决了以上问题，既降低运行成本，又满足更严格的排放标准；减少因渗滤液回灌或填埋场生物反应器运行方式而引起氨氮浓度的积累。故垃圾渗滤液蒸发技术正逐渐成为处理垃圾渗滤液的有效方式。[0005] 在烧结方面，微波技术具有加热速度快、选择性加热物质、产生局部高温等优点，微波加热重要特征是“热点效应”。因此被利用于加速化学反应、缩短反应时间、减少能源消耗及提高生产物品的品质。专利CN103601526B公开了一种医疗垃圾焚烧飞灰微波烧制多孔陶粒的方法，该发明能够借助飞灰中高含量活性炭在微波场中的“热点”效应将飞灰中二恶英即时彻底分解，同时将大部分重金属包裹固化在烧结产物网格中，并将飞灰快速烧结成多孔陶粒，但因其所需烧结功率大和处理时间长，导致微波能耗仍然较高。发明内容[0006] 本发明的目的是为解决现有技术中的一种垃圾焚烧厂废物综合处理过程中，常规飞灰烧结陶粒烧结温度高、烟气净化系统复杂、垃圾焚烧厂大量渗滤液急需处理等方面的问题，提供一种经济、环保的实施途径。[0007] 本发明是通过以下技术方案实现的：[0008] 一种垃圾焚烧厂废物综合处理系统，其特征在于：包括渗滤液处理池、焚烧炉、脱硫塔、布袋除尘器、引风机、烟囱、蒸汽动力磨、滤袋、蒸发器、造粒机、微波隧道窑；[0009] 焚烧炉尾部烟气出口连接半干法脱硫塔进口，半干法脱硫塔出口连接布袋除尘器进口，布袋除尘器排气口经送风机连接到烟囱；其中布袋除尘器尾部出料口与蒸汽动力磨进料口连接，蒸汽动力磨顶部出料口连接滤袋进料口，滤袋尾部出料口连接造粒机进料口，造粒机出料口与微波隧道窑进口连接；其中滤袋底部排气口与蒸发器进气口连接，蒸发器连接渗滤液处理池。[0010] 所述的一种垃圾焚烧厂综合处理系统的运行方法如下：[0011] 生活垃圾首先通过抓斗送入焚烧炉充分燃烧，燃烧产生的烟气经过脱硫处理、布袋除尘器过滤排入烟囱；从布袋除尘器排出的焚烧飞灰送至蒸汽动力磨中，利用垃圾焚烧发电厂产生的过热蒸汽作为动力源，将焚烧飞灰粉碎成超细粉末，超细粉末经滤袋收集后与辅料混合后送造粒机造粒成型；将成型颗粒送入到微波隧道窑中进行微波烧结，得到陶粒建材；产生的烟气经排烟口送至焚烧炉尾部烟道，蒸汽动力磨产生的乏汽经滤袋接入到蒸发器中，作为垃圾渗沥液蒸发热源，从蒸发器底部排出的浓缩液送到焚烧炉就地焚烧。[0012] 本发明的优点以及积极性：[0013] 本发明采用的焚烧飞灰微波烧结技术不仅可以固化飞灰中的重金属，还可以分解飞灰中的二噁英，尤其是通过蒸汽动力磨对焚烧飞灰超细粉碎后，其烧结温度降低到900℃左右，其因在于超细颗粒具有熔点低、化学活性高、磁性强、热传导好等特性，超细颗粒的粒径越小熔点降低越显著。可见蒸汽动力磨超细粉碎与微波烧结技术结合大幅度降低微波烧结成本，且烧结温度的降低极大减少了重金属和氯盐的挥发，其性价比将大大优于目前传统的烧结处理技术。同时，微波烧结不需要助燃空气，极大地降低了烧结过程烟气的产生量，少量的烧结烟气并入焚烧炉烟气净化系统，大大节省了烧结烟气的投资和运行成本。另外，利用蒸汽动力磨的乏汽作为垃圾渗沥液及浓缩液蒸发热源，充分实现蒸汽热能的梯级利用，减少蒸汽用量，大幅度降低渗沥液处理成本。综上所述，本发明可以实现垃圾焚烧厂蒸汽的梯级的利用、低成本、环境友好地在垃圾焚烧厂内实现焚烧飞灰无害化处理、渗滤液处理，从而节约垃圾焚烧厂的运行成本。附图说明[0014] 图1是本发明整体连接结构示意图。[0015] 其中：[0016] 1为焚烧炉，2为半干法脱硫塔，3为布袋除尘器，4为引风机，5为烟囱，6为蒸汽动力磨，7为滤袋，8为造粒机，9为微波隧道窑，10为蒸发器，11为渗滤液处理池。[0017] 对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。具体实施方式[0018] 为了使本技术领域人员更好的理解本发明方案，下面具体说明本发明的技术方案。[0019] 如附图1所示，本发明是一种垃圾焚烧飞灰综合处理系统。[0020] 将生活垃圾送入焚烧炉燃烧，燃烧产生的烟气经脱硫及除尘后从烟囱排出；焚烧过程产生的焚烧飞灰从布袋除尘器排料口排出，大部分焚烧飞灰粒径为4～100μm，将焚烧飞灰送入到蒸汽动力磨中，利用垃圾焚烧发电产生的过热蒸汽(0.7～1MPa；260～280℃)作为蒸汽动力，通过蒸汽动力磨，将焚烧飞灰在15～20倍音速的过热蒸汽冲击下瞬间粉碎至20μm以下，其中磨碎的整个过程是在140℃左右完成。粉碎后得到的超细飞灰粉末由滤袋收集，添加黄金尾矿进行充分混合，其配比为飞灰∶黄金尾矿＝4∶3，送入造粒机中造粒成型后，送入到微波隧道窑进行微波烧结处理，借助焚烧飞灰中碳组分吸波后快速升温烧得陶粒，烧制的陶粒产品达到《固体废物玻璃化处理产物技术要求》及建材产品的相关要求。该方法通过蒸汽超细粉磨预处理将烧结温度降低200～250℃，处理效率大幅提高，节约单位能耗20％以上，同时微波烧结产生的少量烟气并入垃圾焚烧炉的烟气净化系统，节省了烟气净化投资。此外，蒸汽动力磨产生的乏汽(0.5MPa；135℃左右)经滤袋接入到蒸发器中，作为垃圾渗沥液及浓缩液蒸发热源，浓缩液从蒸发器底部排料口排出后，直接送到焚烧炉就地焚烧，蒸发产生的废水处理后满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889?2008)的要求。

[0021] 尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。