专利名称：一种垃圾焚烧后处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种垃圾焚烧后处理装置，尤其是一种与垃圾焚烧炉本体直接相连、将烟气净化和焚烧灰渣处理相结合以消除焚烧产物对环境的污染并降低整个垃圾焚烧系统的运行费用的垃圾焚烧后处理装置。
针对目前垃圾焚烧处理技术主要是焚烧后处理费用昂贵的现状，国内外都在发展垃圾先气化制气、后采用气化气高温燃烧将灰渣熔融固化的改进型垃圾焚烧方式，如发明专利“无害化密封垃圾气化还原熔融焚烧炉”(公开号2481979，
公开日2002年3月13日)和专利“旋风气化焚烧熔化炉”(公开号1349068，
公开日2002年5月15日)均是基于这一技术，这种技术虽然实现了后处理与焚烧炉本体的结合并克服了现有焚烧后处理系统的缺点，但是这种技术既不适合目前正在运行的常规焚烧炉的改造、又需要辅助燃料，还需要设置气化、熔融两个炉体，使焚烧炉系统结构复杂化、操作复杂并且从垃圾中的净回收热减少。
另一方面，到目前为止我国硫酸法钛白粉生产的废酸和副产品硫酸亚铁(绿矾)尚无安全可靠的出路，大部分仍被排放到江河湖海，既污染了环境又浪费了宝贵的资源，这两种废副产品对环境造成的污染已给硫酸法钛白生产造成巨大的压力。废酸含有16～18％的FeSO4；利用钛白废酸和副产品硫酸亚铁可对垃圾焚烧灰渣进行解毒。根据专利WO 98/08628，亚铁在氧化生成三价铁的过程中可以固定颗粒态废料中所含的多种重金属，但该专利需要复杂的处理装置来实施，并且对废料中所含重金属铬(Cr)的处理存在缺陷，未能在与焚烧炉本体相连的后处理装置中获得应用。
现有技术尚无一种将烟气净化和焚烧灰渣的治理相结合、并有效利用钛白废酸和绿矾的焚烧后处理装置。
本实用新型的技术方案是一种垃圾焚烧后处理装置，由烟气净化和灰渣处理两部分组成。烟气净化部分和焚烧炉出口的烟道连接；灰渣处理部分与焚烧炉落渣管相联。在烟气净化部分，高温反应器与新鲜吸收剂给料器和回收吸收剂输送管相接，反应器后端与高温除尘器相连，以将固体反应产物和烟气中携带的飞灰与烟气分离。高温除尘器的气体出口与余热锅炉连接，出灰口通过输灰机构与焚烧炉出渣坑相通；余热锅炉后连接低温反应器，低温反应器与新鲜吸收剂给料器相连，其烟气出口连接滤袋收尘器；低温反应器下部和滤袋收尘器收集的粉体通过气力输送管通向高温反应器，即为回收吸收剂输送管。高温反应器、新鲜吸收剂给料机构、高温除尘器、低温反应器、滤袋收尘器和回收吸收剂输送管组成烟气净化部分。焚烧炉下端的落渣管浸入出渣坑中，灰渣处理时出渣水浸没灰渣。出渣坑通过出渣机构、带磁分选的皮带输送连接中转渣坑(氧化池)。出渣坑还通过管道与出渣水贮槽连接。另设有配液槽配置合理浓度的钛白废酸或硫酸亚铁溶液作为出渣水，通过管道阀门流向出渣水贮槽。出渣坑、中转渣坑(氧化池)、出渣水贮槽、配液槽及其相连的输送机构和管道阀门组成灰渣处理部分。上述烟气净化部分和灰渣处理部分相结合构成垃圾焚烧后处理装置。
上述处理装置中高温反应器是“U”型管，烟气入口和出口分别在“U”型管两个端口，在“U”型管烟气入口一侧设有吸收剂给料管的连接通道。
在上述的垃圾焚烧后处理装置各部件的连接中，回收吸收剂通向高温反应器的输送管可以与增压后的烟气管道或压缩空气管相连通，利用烟气或压缩空气作为输送介质；新鲜吸收剂通向高温反应器的给料机构与压缩空气管联接，以压缩空气作为输送介质，安装在高温和低温反应器出口的HCl浓度检测仪控制新鲜吸收剂给料机构的启动和流量大小，将烟气中HCl和Cl2气体降低到要求水平。
焚烧炉中布置辐射式水冷壁，将烟气温度降到600～800℃范围内才进入高温反应器。
焚烧炉的落渣管浸没在出渣坑的出渣水中，为常规的湿式出渣，但出渣坑的容积较常规水冷淬渣坑至少应大1/3，以保证灰渣的停留时间。高温反应器和余热锅炉的排灰口通过输灰机构通向出渣坑，并在排到出渣坑的出灰口附近设有强水循环泵搅拌并形成负压避免飞灰等飞扬。出渣坑上部设有液位控制器控制出渣水贮槽到出渣坑管路上的阀门开闭；出渣坑还设有溢流口，溢流口设有滤网，溢流通过地沟或管道流到中转渣坑(氧化池)，与灰渣一起氧化。
出渣坑设有常规出渣装置后接皮带输送机通向中转渣坑，皮带输送机上部设有磁力分选设备，以除去灰渣中的铁皮等。
中转渣坑(氧化池)分隔为两池，皮带输送机通过有切换门的灰渣斗连通两池，当一池进行氧化操作时，另一池接纳灰渣，氧化操作完毕，二池进行转换，无中转渣坑的焚烧厂在出渣坑附近另设两坑即可。中转渣坑中应设灰渣的翻动搅拌机构如带压缩空气喷管的小型翻堆搅拌机，以利于灰渣与氧气的接触氧化。为了收集未蒸发掉的湿灰渣带出的出渣水，在中转渣坑低位处连接灰渣滤液井，通向灰渣滤液井的出口设有开关。灰渣滤液井中设pH监控器以监测在灰渣的氧化过程中pH值是否适当，当pH低于设定值时，向中转渣坑投入一定量的石灰。滤液井中的液体用烟气中和后通向污水排放系统。
上述各部件之间的连接、安装，本领域技术人员依据本实用新型内容可方便实施。
结合本实用新型的装置，垃圾焚烧后处理过程如下①焚烧炉的高温烟气通过辐射放热降温到600-800℃范围内以后，进入高温反应器，同时回收吸收剂给料器向内投入在低温段已部分反应的吸收剂，吸收烟气中的酸性气体；当烟气中酸性气体如HCl的浓度在规定浓度以上时，启动新鲜吸收剂给料机构，进一步降低酸性气体浓度，吸收剂可以是Na2CO3或NaHCO3，更为经济的是钠碱改性石灰，而常规的石灰则由于在高温下对应的HCl平衡浓度太高而不适用。②烟气出高温反应器后进入高温除尘器，将飞灰和固体反应产物与烟气分离，清洁后的烟气进入余热锅炉，③余热锅炉后采用常规低温反应器和滤袋收尘器，低温反应器采用干式净化并加喷雾增湿提高反应效率，与半干式方式相比，带增湿的干式净化在工程实际中操作和控制更为简单，也更可靠。④反应后的吸收剂采用气力输送送到高温反应器，已部分反应的吸收剂在高温下因为发生分解反应而提高活性，提高了吸收剂的利用效率。⑤高温除尘器收集的飞灰和烟气净化产物通过排灰口和输灰机构送入焚烧炉出渣坑，与炉渣一起处理，同时在配液槽配制钛白废酸和副产品硫酸亚铁溶液，代替出渣水，自贮液槽通过管道阀门引入渣坑，利用灰渣的碱性中和钛白废酸及硫酸亚铁的酸性，同时利用钛白废酸和绿矾中所含的硫酸亚铁稳定灰渣中的重金属。⑥灰渣/出渣水混合物在出渣坑中经过0.5～1小时的厌氧搅动阶段以稳定灰渣中含有的六价铬，⑦稳定铬后灰渣通过出渣装置排入皮带输送机，经过皮带输送机上方的磁力分选装置除去铁皮等物质后排入中转渣坑氧化以稳定其它重金属；⑧中转渣坑中灰渣通过翻动搅拌与空气接触氧化接近尾声时，打开滤液出口让灰渣滤液流入滤液井，检测滤液的pH值，当pH值低于9时，应在中转渣坑中投入一定量的石灰，滤液经过烟气中和后排放。
与现有技术相比，本实用新型装置简单，安装、实施方便，可以应用于现有焚烧炉的改造，使处理工艺容易实现且处理效果十分良好。本实用新型装置将烟气净化和灰渣处理合二为一，既治理了环境，又降低了治废成本，具有良好的应用前景。
1是焚烧炉，2是落渣管，3是辐射受热面，4是高温反应器，5是HCl浓度检测仪，6是高温除尘器；7是余热锅炉，8是低温反应器，9是滤袋收尘器，10是吸收剂储仓，11是吸收剂给料装置，12是压缩空气，13是喷水装置，14是输灰机构，15是出渣坑，16是搅拌器，17是出渣机构，18是皮带输送机，19是磁力分选，20是中转渣坑(氧化池)，21是搅拌器，22是带转换门的渣斗，23是抓斗，24灰渣滤液井，25是pH值监控装置，26是排放管，27是出渣水溢管，28是水位控制器，29是出渣水贮槽，30是配液槽，31是钛白废酸；32是副产品绿矾；33是工业用水，34是回收吸收剂输送管，35是烟气鼓风机，36是压缩烟气管路。
图2是一种高温反应器示意图。
37是烟气进口；38是烟气出口；39是吸收剂喷头在余热锅炉后设置低温除尘器8为常规的烟气净化装置，采用干法净化并喷雾增湿，与半干式相比，这种形式更为简单可靠。收尘装置9为最常见的滤袋收尘器，收集的烟气净化产物与未反应的吸收剂通过输送管34送到高温反应器4，输送管34为钢管，内采用烟气或空气作为输送介质。
当然，本实用新型并不局限于上述描述，例如搅拌器16除采用水循环泵外，还可采用框锚式搅拌器，回收吸收剂输送管34还可以用其它输灰机构如螺旋输送机代替。
权利要求1.一种垃圾焚烧后处理装置，由烟气净化和灰渣处理两部分组成，其特征是焚烧炉出口(3)后联接的是高温反应器(4)，高温反应器(4)与新鲜吸收剂给料器(11)相接，同时联接来自低温反应器(8)和滤袋收尘器(9)的回收吸收剂的输送管(34)，高温反应器(4)后端与高温除尘器(6)相联，高温除尘器(6)的气体出口与余热锅炉(7)相联，余热锅炉(7)后是常规低温反应器(8)，低温反应器(8)与新鲜吸收剂给料器(11)和喷水装置(13)相联，其后是滤袋收尘器(9)，反应器(8)和收尘器(9)下部收集的粉体是回收吸收剂其输送管(34)与高温反应器(4)相通，高温除尘器(6)的出灰口由输灰机构(14)与焚烧炉出渣坑(15)联接，焚烧炉(1)下端的落渣管(2)与出渣坑(15)相通，出渣坑(15)由出渣机构(17)、皮带输送机(18)联接中转渣坑(20)，出渣坑还通过管道与出渣水贮槽(29)联接，另有配液槽(30)配置合理浓度的钛白废酸或绿矾溶液作为出渣水，管道阀门联接出渣水贮槽(29)和配液槽(30)。
2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧后处理装置，其特征是高温反应器是“U”型管，烟气入口(37)、烟气出口(38)在“U”型管两端口，吸收剂给料管(11)和回收吸收剂输送管(34)在“U”型管一侧。
3.根据权利要求1所述的垃圾焚烧后处理装置，其特征是回收吸收剂输送管(34)联接增压烟气管道(36)或压缩空气管(12)，新鲜吸收剂给料器(11)联接压缩空气管(12)。
4.根据权利要求1所述的垃圾焚烧后处理装置，其特征是高温反应器(4)前的焚烧炉有水冷壁受热面。
5.根据权利要求1所述的垃圾焚烧后处理装置，其特征是出渣坑(15)中有搅拌器(16)，还有液位控制器(28)控制出渣水管路上的阀门开闭，出渣坑(15)的溢流出口有滤网，溢流由地沟或管道通入中转渣坑(20)中。
6.根据权利要求1所述的垃圾焚烧后处理装置，其特征是出渣坑(15)通过常规的出渣装置(17)后接皮带输送机(18)通中转渣坑(20)，皮带输送机(18)上有磁力分选设备(19)。
7.根据权利要求1所述的垃圾焚烧后处理装置，其特征是中转渣坑(20)是两部分，皮带输送机(18)通过切换机构(22)与两部分均可相通，每部分均有翻动搅拌设施(21)，中转渣坑(20)低位处由开关联接灰渣滤液井(24)。
专利摘要一种垃圾焚烧后处理装置，涉及一种将烟气净化和灰渣处理相结合以消除垃圾焚烧对环境造成的污染的后处理装置。现有的垃圾焚烧后处理装置没有综合考虑烟气净化和灰渣处理，存在余热锅炉受热面高温腐蚀、飞灰和烟气净化反应产物毒性高、处理费用贵等问题。本实用新型由烟气净化和灰渣处理两部分组成。在烟气净化部分，高温反应器紧接焚烧炉水冷壁受热面，同时与新鲜吸收剂和回收吸收剂给料器相接，其后端与高温除尘器相连；焚烧炉下端的落渣管浸入出渣坑中，出渣坑通过出渣机构后接带磁分选的皮带输送机联接氧化池。出渣坑还通过管道与出渣水贮槽连接。配液槽中的出渣水由管道阀门流向出渣水贮槽。本实用新型经济简单，可用于新造焚烧炉和现有焚烧炉的改造。
文档编号F23G5/50GK2593068SQ0322794
公开日2003年12月17日 申请日期2003年1月3日 优先权日2003年1月3日
发明者陈德珍, 刘会友, 张鹤声, 梅洪生 申请人:同济大学