干法旋窑干燥、焚烧城镇生活垃圾的方法及系统的制作方法
【专利摘要】干法旋窑干燥、焚烧城镇生活垃圾的方法及系统，该方法是将含湿垃圾喂入C5下料管内，利用C5下料管内的高温粉料快速干燥并碱化垃圾，干燥易燃的垃圾随粉料进入窑尾烟室快速气化燃烧，燃烧产生高温蒸汽和燃烧废气经旁路烟道抽出，经旁路风机混入冷风混合调温后，经收尘器除尘，除尘后的废气余热供水泥窑余热发电系统发电或用于生产性干燥，或经精除尘后排放；未及时燃尽的垃圾和燃尽的灰渣随生料入回转窑煅烧为熟料；未及时燃尽的碳氢化合物上升至分解炉内继续燃尽。本发明还包括所述干法旋窑干燥、焚烧城镇生活垃圾的系统。本发明能够解决城镇生活垃圾对窑况的影响及煤耗的增加问题，有效消除垃圾中水分及氯碱对窑系统造成的粘堵问题。
【专利说明】干法旋窑干燥、焚烧城镇生活垃圾的方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及城镇生活垃圾的干燥与焚烧处理，尤其涉及一种干法旋窑干燥、焚烧城镇生活垃圾的方法及系统。
【背景技术】
[0002]当前，城镇生活垃圾的干燥和焚烧国内外普及采用专业的干燥炉或床及专业垃圾焚烧炉，投资大，运行能耗高，无害化处理实际上很困难，尤其是国内的低热值垃圾焚烧炉中一般需加煤或喷油助燃。
[0003]在干法旋窑协同处理生活垃圾方面，国内的金隅、海螺、华新、华润、台泥等有实力的水泥集团企业，在引进或借鉴丹麦、瑞典、德国、日本等国外技术经验的基础上，经多年的开发应用已取得了巨大的成就，并形成了各自的特色工艺和装备，但其基本工艺路线可概括为两种，第一种是在水泥厂内利用篦冷机高风温余热以专业垃圾焚烧炉系统先焚烧垃圾并配套废气净化设施，垃圾焚烧后的灰渣用于水泥生产中配料以达到协同处理；第二种是与回转窑平行建一套利用篦冷机高风温余热的相连通的专业垃圾焚烧炉系统，或再加一套用篦冷机废气余热的烘干系统，垃圾处理废气入窑系统，灰渣用于水泥生产中配料以达到协同处理。实践证明:第一种工艺路线对干法旋窑生产基本上无影响，但投资大，日处理300~400吨垃圾投资高达数亿元；第二种工艺路线如华新水泥协同处理垃圾工艺，投资相对较小，日处理300~400吨垃圾投资仍达8000~12000万元，这对于分布面宽的较小的市县镇生活垃圾量和 水泥企业来说经济性极不好解决，且因含湿废气进入窑系统导致窑系统工况受影响、熟料热耗增加。且因为都利用了篦冷机高风温余热，对水泥窑余热发电略有影响。这两大类协同处理垃圾工艺方法在一定程度上被行业认为不太适合中国国情而遭质疑。因此，迫切需要一种适应面广、投资小、不影响窑况、不增加熟料煤耗的协同处理垃圾的工艺与系统。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足而提供一种干法旋窑干燥、焚烧城镇生活垃圾的方法及系统，该方法能够解决城镇生活垃圾对窑况的影响及煤耗的增加问题，有效消除垃圾中水分及氯碱对窑系统造成的粘堵问题，并可完全消除废渣、废气、废水及有毒有害物排放，且适应于处理市县镇不同规模和性状的生活垃圾，投资小，经济性好。
[0005]本发明解决其技术问题所釆用的技术方案是:
本发明之干法旋窑干燥、焚烧城镇生活垃圾的方法，以干法旋窑预热器系统最下层的C5旋风预热器锥部的C5下料管作为垃圾的预热干燥器，以C5下料管中流动的含CaO为主的高温强碱性粉料作为预热干燥介质，将预处理的含湿垃圾经垃圾喂料锁风装置喂入C5下料管内，利用C5下料管内含CaO为主的高温粉料快速干燥并碱化垃圾，夹裹垃圾的850~950°C高温粉料使垃圾中的水分汽化为高温蒸汽；干燥易燃的垃圾随粉料进入窑尾烟室，在1000~1200°C托底高温场气氛中快速气化燃烧，燃烧产生的增量高温蒸汽和燃烧废气抽入旁路烟道，经旁路风机混入冷风混合调温后，经收尘器除尘，除尘后的废气余热供水泥窑余热发电系统发电或用于生产性干燥，或经精除尘后排放；未及时燃尽的垃圾和燃尽的灰渣随生料入回转窑彻底燃尽，混合在生料粉中的垃圾灰份煅烧为熟料；少量未及时燃尽的碳氢化合物上升至分解炉内继续燃尽；垃圾分解产生的HF、HC1、S02等有毒害成份经窑尾烟室和分解炉内被超量的高活性CaO吸收固化；收尘器收集的高温飞灰直接作为水泥掺合粉，垃圾预处理中产生的浙滤压滤液以水泥生产中煤磨或立磨消纳，或作为脱硝替代原料。
[0006]本发明之干法旋窑干燥、焚烧城镇生活垃圾的系统，包括垃圾喂料锁风装置、C5下料管、窑尾烟室、回转窑、分解炉、C5旋风预热器、旁路烟道、收尘器、旁路风阀、旁路风机，所述垃圾喂料锁风装置与C5下料管相连，位于C5下料管的翻板锁风阀下面，所述C5下料管与窑尾烟室相连，所述窑尾烟室与回转窑相连，所述窑尾烟室上部经缩口与分解炉相连，所述旁路烟道位于C5下料管对面，且与窑尾烟室相连，所述收尘器与旁路烟道相连，所述旁路风阀设置在旁路烟道上，所述旁路风机通过管道与旁路烟道相连，所述旁路风机与旁路烟道相连的管道位于旁路风阀和收尘器之间。
[0007]上述技术方案中，以C5下料管作为垃圾的快速高效干燥器，以C5下料管中流动的含CaO为主的高温强碱性粉料作为预热干燥介质，含湿垃圾经垃圾喂料锁风装置喂入C5下料管，在C5下料管内被数量远大于垃圾量且含CaO为主、温度达850~950°C的高温强碱性粉料夹裹预热、水分闪蒸汽化而干燥；C5下料管与窑尾烟室相连，被预热干燥的垃圾随粉料下行进入窑尾烟室，在窑尾烟室1000~1200°C托底高温场气氛中燃烧；窑尾烟室与回转窑相连，未及时燃尽的垃圾和垃圾燃尽的灰渣随生料进入回转窑内彻底燃尽，混合在生料粉中的垃圾灰份最终经1450°C高温煅烧转化为熟料成份；窑尾烟室上部经缩口与分解炉相连，垃圾中未及时 燃尽的少量碳氢化合物上升至分解炉在炉内中心900~1200°C高温中经7s以上停留时间彻底燃尽，垃圾中分解产生的HF、HC1、SO2等被超量高活性CaO全部吸收固化为CaCl2、CaF2, CaSO4等矿物；旁路烟道设置在C5下料管对面(该位置粉尘浓度较低、水蒸汽浓度较高)，且与窑尾烟室相连，垃圾燃烧产生的大量1000~1200°C含蒸汽高温烟气经旁路烟道抽出，烟气中大量中、粗颗粒灰尘经收尘器收集处理作为水泥掺和粉，收尘器采用沉降或离心原理或沉降和离心组合式结构收尘器；旁路风阀设置在旁路烟道上，用于截止和控制旁路风量，视情可设置在旁路烟道的高温段或低温段；旁路风机通过管道与旁路烟道相连，设置于旁路风阀和收尘器之间，用于调整混入的冷风量和控制烟气温度。
[0008]上述技术方案含湿垃圾的干燥、焚烧、收尘系统产生的废气余热，可供给水泥窑余热发电系统发电，或用于生产性干燥，或经电布袋除尘后排放。
[0009]本发明的技术原理:
(1)利用C5下料管之限制性空间内数倍至数十倍以CaO为主的850~950°C高温强碱性流动性粉料夹裹混合干燥含湿垃圾，使垃圾中水分膨化为高温蒸汽，并碱化垃圾；
(2)利用局域空间1000~1200°C托底温度场气氛焚烧干燥的易燃垃圾,利用分解炉内中心900~1200°C高温彻底燃尽由下面的局域空间未及时燃尽而上升的少量碳氢化合物，利用分解炉和烟室内超量的高活性的CaO全部吸收HF、HC1、S02等有毒有害物，消除二噁英产生的条件，利用回转窑内高温将混合在生料粉中的垃圾中的有限的无机物转化为熟料成份，并固化重金属元素；
(3) 利用窑尾烟室空间内粉尘及水蒸气浓度、氯碱浓度分布差异大及可抽吸特点，借用传统的应对氯碱硫危害的放风原理，在适宜位置(不同的烟室结构有差异)抽出含湿垃圾所产生的大额增量高温水蒸汽和燃烧废气，解决因垃圾所含水分和有机物燃烧的增量废气及可能的氯碱成份所造成的对回转窑内通风不良和窑内煤粉燃烧的不利影响及对分解炉内煤粉燃烧的不利影响，以利于窑系统提产和节煤；
(4)通过设置旁路烟道、旁路风阀、旁路风机以消除垃圾入窑对窑系统工况及产能的影响，以稳定窑况；
(5)经适当强化窑头一把火以确保稳定窑尾烟室温度场，达到提产、提质、节能的效果。
[0010]本发明利用强碱性高温粉料快速干燥并碱化垃圾、托底高温场焚烧垃圾、可控旁路抽风系统消除水蒸汽、氯碱硫及增量废气的影响，具有显著优势，其有益效果如下:
(1)工艺简单可靠，可个性化方案处理，适应我国不同区域城镇生活垃圾成份、热值及水分含量波动大特点，可因地因情制宜，项目的垃圾堆存和预处理允许厂外设置，可处理不同种类垃圾及不同性状垃圾，如湿料、散料、块粒状垃圾，不同垃圾项目可釆用个性化协同处理设计方案；
(2)工艺灵活，投资小，因可处理不同性状不同种类的垃圾，可极大简化垃圾的预处理工艺和装备，且无需专门的垃圾干燥设备，无需专门的垃圾焚烧炉设备，无需复杂的灰渣、飞灰、有毒有害废气处理系统，无需另行配套废气精除尘系统，甚至可视情考虑利用生产线风机解决旁路抽风，因而投资小；单条干法旋窑线协同处理垃圾量，从日处理50吨~2000吨不同规模垃圾量均有良好的投资经济性；
(3)不增加熟料煤耗，因旁路系统及时排出了垃圾入窑的绝大部分水分、氯碱硫及增量废气，而不影响窑况，不增加熟料煤耗；
(4)垃圾处理实现“三废”零排放，垃圾中的有机物在窑炉系统中1000~1700°C分解燃尽，高温分解产生的氯、氟、硫等直接被强碱性的氧化钙吸收，无二噁英等有毒有害气体产生条件；垃圾中的无机物直接转化为熟料成份，重金属亦得以固化在熟料中；垃圾的浙滤压滤液可用于煤磨或立磨消纳，或用作脱硝的替代原料；
(5)能有效促进水泥工业可持续发展战略的“四零一负”，即水泥企业对其周围生态环境完全实现零污染，熟料生产对外界电能的零消耗，对废料、废渣、废水的零排放，对天然矿物燃料的零消耗，对全社会废弃物的负增长。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明实施例之干法旋窑干燥、焚烧城镇生活垃圾的系统的结构示意图； 图中:1-垃圾喂料锁风装置；2-C5下料管；3_窑尾烟室；4_回转窑；5_分解炉；6-收尘
器；7_旁路风阀；8_旁路风机；9_旁路烟道；10-C5旋风预热器；11_C5翻板锁风阀；12_缩□。
【具体实施方式】
[0012]为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0013]本实施例之干法旋窑干燥、焚烧城镇生活垃圾的方法，以干法旋窑预热器系统的C5下料管作为垃圾的预热干燥器，以C5下料管中流动的含CaO为主的强碱性高温粉料作为预热干燥介质，将预处理的含湿垃圾经垃圾喂料锁风装置喂入C5下料管内，利用C5下料管内含CaO为主的高温粉料快速干燥并碱化垃圾，使垃圾中的水分汽化为高温蒸汽，干燥易燃的垃圾随粉料进入窑尾烟室，在1000~1200°C托底高温场气氛中快速气化燃烧，燃烧产生的大额增量高温蒸汽和燃烧废气抽入旁路烟道，经旁路风机混入冷风混合调温后，经收尘器除尘，除尘后的废气余热供水泥余热发电系统发电或用于生产性干燥或经精除尘后排放，未及时燃尽的垃圾和燃尽的灰渣随生料入回转窑彻底燃尽，混合在生料粉中的垃圾灰份煅烧为熟料；未及时燃尽的部分碳氢化合物上升至分解炉内继续燃尽；垃圾分解产生的HF、HC1、S02等有毒害成份经窑尾烟室和分解炉内超量高活性的CaO吸收固化；收尘器收集的高温飞灰直接作为水泥掺合粉；垃圾预处理中产生的浙滤压滤液以水泥生产中煤磨或立磨消纳，或作为脱硝替代原料。
[0014]如图1所示，为干法旋窑干燥、焚烧城镇生活垃圾的系统结构简图。
[0015]本实施例之干法旋窑干燥、焚烧城镇生活垃圾系统，包括垃圾喂料锁风装置1、C5下料管2、窑尾烟室3、回转窑4、分解炉5、收尘器6、旁路风阀7、旁路风机8、旁路烟道9和C5旋风预热器10，所述垃圾喂料锁风装置I与C5下料管2相连，位于与C5旋风预热器10锥部相连的C5下料管2的C5翻板锁风阀11下面，所述C5下料管2与窑尾烟室3相连，所述窑尾烟室3与回转窑4相连，所述窑尾烟室3经缩口 12与分解炉5相连，所述旁路烟道9位于C5下料管2对面(该位置浓度较低、水蒸汽浓度较高)(不同的烟室结构位置有差异)，且与窑尾烟室3相连，所述收尘器6与旁路烟道9相连，所述旁路风阀7设置在旁路烟道9上，所述旁路风机8通过管道与旁路烟道9相连，所述旁路风机8与旁路烟道9相连的管道位于旁路风阀7和收尘器6之间。
[0016] 上述技术方案中，垃圾喂料锁风装置I与C5下料管2相连，设置于C5下料管2的C5翻板锁风阀11下面，以C5下料管2作为垃圾的快速高效干燥器，以C5下料管2中流动的含CaO为主的高温强碱性粉料作为垃圾的干燥介质，含湿垃圾经垃圾喂料锁风装置I喂入C5下料管2内，在C5下料管2内被数量远大于垃圾量且含超量CaO、温度达850~950°C的高温强碱性粉料夹裹预热、水分闪蒸汽化而干燥并碱化；C5下料管2与窑尾烟室3相连，被预热干燥的垃圾随粉料下行进入窑尾烟室3，在窑尾烟室3内1000~1200°C托底高温场气氛中燃烧；窑尾烟室3与回转窑4相连，垃圾燃尽后的灰渣和未及时燃尽的垃圾随粉料进入回转窑4彻底燃尽，混合在生料粉中的垃圾灰份最终经1450°C高温转化为熟料成份；窑尾烟室3上部经缩口 12与分解炉5相连，垃圾中未及时燃尽的少量碳氢化合物上升至分解炉5，在分解炉5内中心900~1200°C高温中经7s以上停留时间彻底燃尽；垃圾中分解产生的HF、HCl、SO2等被窑尾烟室3和分解炉5内超量高活性CaO全部吸收固化为CaCl2、CaF2XaSO4等矿物；所述旁路烟道9位于C5下料管2对面(该位置浓度较低、水蒸汽浓度较高)(不同的烟室结构位置有差异)，且与窑尾烟室3相连，垃圾燃烧产生的大量含蒸汽高温烟气经旁路烟道9抽出，烟气中的中、粗颗粒灰尘经收尘器6收集用作水泥掺和料；旁路风阀7设置在旁路烟道9上，用于截止和控制旁路风量；旁路风机8通过管道与旁路烟道9相连，用以调整混入的冷风量和控制烟气温度。
[0017]按上述技术方案含湿垃圾的干燥、煅烧、旁路放风的工艺及系统，旁路排放的废气余热可用于水泥窑余热发电系统发电，或用于生产性干燥，或经精除尘后排放。[0018]以上所揭示的仅为本发明的较佳实施例而已，依本发明所作的等效变化，仍属本发明的保护范 围。
【权利要求】
1.一种干法旋窑干燥、焚烧城镇生活垃圾的方法，其特征在于:以干法旋窑预热器系统最下层的C5旋风预热器锥部的C5下料管作为垃圾的预热干燥器，以C5下料管中流动的含CaO为主的高温强碱性粉料作为预热干燥介质，将预处理的含湿垃圾经垃圾喂料锁风装置喂入C5下料管内，利用C5下料管内含CaO为主的高温粉料快速干燥并碱化垃圾，夹裹垃圾的850~950°C高温粉料使垃圾中的水分汽化为高温蒸汽；干燥易燃的垃圾随粉料进入窑尾烟室，在1000~1200°C托底高温场气氛中快速气化燃烧，燃烧产生的增量高温蒸汽和燃烧废气经旁路烟道抽出，经旁路风机混入冷风混合调温后，经收尘器除尘，除尘后的废气余热供水泥窑余热发电系统发电或用于生产性干燥，或经精除尘后排放；未及时燃尽的垃圾和燃尽的灰渣随生料入回转窑彻底燃尽，混合在生料粉中的垃圾灰份煅烧为熟料；少量未及时燃尽的碳氢化合物上升至分解炉内继续燃尽；垃圾分解产生的HF、HC1、SO2经窑尾烟室和分解炉内被超量的高活性CaO吸收固化；收尘器收集的高温飞灰直接作为水泥掺合粉，垃圾预处理中产生的浙滤压滤液以水泥生产中煤磨或立磨消纳，或作为脱硝替代原料。
2.一种实施权利要求1所述方法的干法旋窑干燥、焚烧城镇生活垃圾的系统，包括C5下料管、窑尾烟室、回转窑、分解炉和C5旋风预热器，所述C5下料管与窑尾烟室相连，所述窑尾烟室与回转窑相连，所述窑尾烟室上部经缩口与分解炉相连，其特征在于:还设有垃圾喂料锁风装置、旁路烟道、收尘器、旁路风阀、旁路风机，所述垃圾喂料锁风装置与C5下料管相连，位于C5下料管的翻板锁风阀下面，所述旁路烟道位于C5下料管对面，且与窑尾烟室相连，所述收尘器与旁路烟道相连，所述旁路风阀设置在旁路烟道上，所述旁路风机通过管道与旁路烟道相连，所述旁路风机与旁路烟道相连的管道位于旁路风阀和收尘器之间。
【文档编号】C04B7/24GK103951293SQ201410167520
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月24日 优先权日:2014年4月24日
【发明者】尹小林 申请人:尹小林