生活垃圾和飞灰联合处理的系统的制作方法

本实用新型涉及环境工程领域，具体而言，本实用新型涉及生活垃圾和飞灰联合处理的系统。
背景技术：
：随着经济的迅速发展、人口的不断增长以及人民生活水平的日益提高，我国生活垃圾的产生量也急剧增加，目前中国城市生活垃圾年产生量约2亿吨，且每年还在以10％左右的速度增长，给环境造成了很大的负担，全国大城市中有2/3面临“垃圾围城”的困境。目前垃圾处理常用的填埋、堆肥方式已陷入占用大量用地、堆肥产品无销路的困境，而垃圾焚烧处理的方式始终无法摆脱二噁英污染的问题，并且产生大量的飞灰，飞灰的处理远不如人意，成为生活垃圾焚烧全过程污染控制和风险管理中最为薄弱的环节。目前世界上飞灰处理主要有土地(包括地质)处置和建材化利用两条技术路线。但是，我国生活垃圾焚烧飞灰在土地处置方面仍存在着诸多问题。由于产生量巨大，危险废物安全填埋场库容有限，不能满足飞灰处置需要，相应地入场成本过高，实践当中存在二噁英类和部分重金属(如Pb)难以稳定达到进入卫生填埋场的标准的问题。在建材化利用方面，水泥窑协同处置飞灰(以及与之类似的烧结制备陶粒工艺)具有可替代部分原料、处理量较大、二噁英可完全焚毁去除、资源化较为彻底、成本相对低廉等优势，但是飞灰的高氯、高碱特性使得进入水泥窑之前必须进行水洗预处理，产生难以处理的水洗废水，同时还会导致水泥中重金属的含量增加数倍以上，导致污染转移、扩散和延伸，不符合危险废物处置的“环境风险最小化”原则。因而，目前处理生活垃圾和飞灰的手段仍有待改进。技术实现要素：本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出生活垃圾和飞灰联合处理的系统，采用该系统可以实现生活垃圾和飞灰的无害化、减量化处理，且成本较低，对环境友好，特别适用于工业化推广和应用。在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种生活垃圾和飞灰联合处理的系统。根据本实用新型的实施例，该系统包括：预处理装置，所述预处理装置具有生活垃圾入口和预处理垃圾出口，所述预处理装置适于对所述生活垃圾进行预处理，以便除去无机物和对生活垃圾进行粉碎，得到预处理垃圾；旋转床热解炉，所述旋转床热解炉具有预处理垃圾入口、油气出口和热解炭出口，所述预处理垃圾入口与所述预处理垃圾出口相连；油气分离装置，所述油气分离装置具有油气入口、热解气出口和热解油出口，所述油气入口与所述油气出口相连；熔融炉，所述熔融炉具有飞灰入口、热解气入口和固体物出口，所述热解气入口与所述热解气出口相连，所述热解气适于为所述熔融炉内飞灰的燃烧提供热量。由此，根据本实用新型实施例的生活垃圾和飞灰联合处理的系统，首先利用预处理装置除去金属、玻璃、砖块等无机物并进行粉碎，得到预处理垃圾；其次将预处理垃圾直接供给至旋转床热解炉进行干燥和粉碎处理，得到热解炭和热解油气；最后热解油气经油气分离装置分离得到的热解气通入熔融炉中，为飞灰熔融提供所需的热量，使飞灰熔融固化重金属，以便得到达标的玻璃态固化物，进行直接填埋处理。由此，采用本实用新型上述实施例的系统可以实现生活垃圾和飞灰的联合处理，飞灰熔融炉所需的燃料气由生活垃圾热解产生的热解气提供，使生活垃圾的热解产品得到了合理利用，大大降低了处理成本，降低了飞灰熔融炉所需的能耗，整个处理过程中不会产生污染物二噁英，对环境友好，且该系统的无害化、减量化水平高，特别适用于工业化推广和应用。任选地，上述生活垃圾和飞灰联合处理的系统进一步包括：流化床气化装置，所述流化床气化装置具有热解炭入口和气化煤气出口，所述热解炭入口与所述热解炭出口相连，所述气化煤气出口与所述旋转床热解炉的蓄热式燃气辐射管燃烧器相连。任选地，所述预处理装置包括依次相连的磁选设备、粉碎设备和堆滤坑。任选地，所述旋转床热解炉内具有干燥区和热解区。任选地，所述旋转床热解炉为无热载体蓄热式旋转床热解炉，无热载体蓄热式旋转床热解炉的热源为蓄热式燃气辐射管燃烧器。本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。附图说明本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本实用新型一个实施例的生活垃圾和飞灰联合处理的系统结构示意图；图2是根据本实用新型另一个实施例的生活垃圾和飞灰联合处理的系统结构示意图；图3是采用本实用新型一个实施例的生活垃圾和飞灰联合处理的系统将生活垃圾和飞灰进行联合处理的方法流程示意图；图4是采用本实用新型再一个实施例的生活垃圾和飞灰联合处理的系统将生活垃圾和飞灰进行联合处理的方法流程示意图；图5是根据本实用新型又一个实施例的生活垃圾和飞灰联合处理的系统结构示意图。具体实施方式下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种生活垃圾和飞灰联合处理的系统。根据本实用新型的实施例，该系统包括：预处理装置100、旋转床热解炉200、油气分离装置300和熔融炉400。其中，预处理装置100具有生活垃圾入口101和预处理垃圾出口102，预处理装置100适于对生活垃圾进行预处理，以便除去无机物和对生活垃圾进行粉碎，得到预处理垃圾；旋转床热解炉200具有预处理垃圾入口201、油气出口202和热解炭出口203，预处理垃圾入口201与预处理垃圾出口102相连；油气分离装置300具有油气入口301、热解气出口302和热解油出口303，油气入口301与油气出口202相连；熔融炉400具有飞灰入口401、热解气入口402和固体物出口403，热解气入口402与热解气出口相连302，热解气适于为熔融炉内飞灰的燃烧提供热量。下面参考图1和图2对根据本实用新型实施例的生活垃圾和飞灰联合处理的系统进行详细描述：根据本实用新型的实施例，预处理装置100具有生活垃圾入口101和预处理垃圾出口102，预处理装置100适于对生活垃圾进行预处理，以便除去无机物和对生活垃圾进行粉碎，得到预处理垃圾。具体地，生活垃圾中含有部分金属、玻璃、砖块等无机物，这类无机物无法在后续热解处理中生成热解炭或热解油气等资源，且将混有无机物的生活垃圾进行热解处理还会增大热解处理的能耗并降低热解处理的效率。根据本实用新型的实施例，发明人发现，在将生活垃圾进行热解处理之前，预先将其中的金属、玻璃、砖块等无机物除去，并将生活垃圾进行粉碎，可以显著提高热解处理的效率并降低能耗。根据本实用新型的实施例，预处理装置100包括依次相连的磁选设备110、粉碎设备120和堆滤坑130。磁选设备110适于除去生活垃圾中混有的金属，粉碎设备120适于将生活垃圾粉碎，堆滤坑130适于将生活垃圾进行堆滤处理，以便降低生活垃圾的含水率。发明人发现，如果预处理垃圾的含水率过高，将会使后续干燥处理和热解处理的效率降低、能耗增大，根据本实用新型的具体实施例，可以将预处理垃圾堆滤至含水率低于40重量％，由此，可以显著提高干燥处理和热解处理的效率，并降低处理的能耗。根据本实用新型的实施例，旋转床热解炉200具有预处理垃圾入口201、油气出口202和热解炭出口203，旋转床热解炉200适于将预处理垃圾在旋转床热解炉内进行干燥处理和热解处理，以便得到热解炭和热解油气。根据本实用新型的实施例，旋转床热解炉200为无热载体蓄热式旋转床热解炉，无热载体蓄热式旋转床热解炉的热源为蓄热式燃气辐射管燃烧器。具体地，旋转床热解炉可以采用无热载体蓄热式旋转床，无热载体蓄热式旋转床包括旋转床热解腔室、环形炉底和分别位于环形炉底上下的蓄热式燃气辐射管燃烧器以及油气出口、出料等机构，蓄热式燃气辐射管燃烧器布置于环形炉壁，通过燃烧变压吸附得到的CO、CH4等气体，以热辐射的方式提供垃圾热解所需的热量。环形炉底与上辐射管中间布置有焦油喷淋装置，辐射管内的烟气与旋转床内的气氛隔绝，旋转床处于无氧状态。根据本实用新型的实施例，旋转床热解炉200内具有干燥区210和热解区220，干燥区210适于对预处理垃圾进行干燥处理，热解区220适于对经干燥处理的预处理进行热解处理。根据本实用新型的实施例，干燥区210内适于设置的温度为300～400摄氏度，由此在300～400摄氏度下进行干燥处理，可以进一步除去预处理垃圾中的水分，提高热解处理的效率。根据本实用新型的实施例，热解区220内适于设置的温度为600～900摄氏度，由此在600～900摄氏度进行热解处理，可以使经干燥的预处理垃圾充分热解，以便得到热解炭和热解油气。根据本实用新型的实施例，油气分离装置300具有油气入口301、热解气出口302和热解油出口303，油气入口301与油气出口202相连，油气分离装置300适于将热解油气进行油气分离处理，以便得到热解油和热解气。具体地，可以对生活垃圾热解产生的热解油气进行喷淋激冷，使热解油气中的热解油冷凝，收集可供循环流化床作为燃料使用；而分离得到的热解气经净化后，可以用作后续熔融固化处理中飞灰熔融炉的燃料气。根据本实用新型的实施例，熔融炉400具有飞灰入口401、热解气入口402和固体物出口403，热解气入口402与热解气出口相连302，热解气适于为熔融炉内飞灰的燃烧提供热量，熔融炉400适于将热解气与飞灰在熔融炉内进行燃烧，以便使飞灰熔融固化重金属，得到玻璃态的固体物。具体地，飞灰是垃圾焚烧得到的产物，其中含有大量的重金属元素和SiO2等氧化物，直接排放会对环境造成极大的污染。本实用新型的系统通过将热解气与飞灰在熔融炉中进行燃烧，使飞灰中的重金属熔融固化为符合填埋标准的玻璃态固体物，实现了飞灰的无害化处理。此外，飞灰熔融炉所需的燃料气由生活垃圾热解产生的热解气提供，使生活垃圾的热解产品得到了合理利用，同时降低了飞灰熔融固化处理的成本。根据本实用新型的实施例，参考图2，上述生活垃圾和飞灰联合处理的系统进一步包括：流化床气化装置500，流化床气化装置500具有热解炭入口501和气化煤气出口502，热解炭入口501与热解炭出口203相连，气化煤气出口502与旋转床热解炉200的蓄热式燃气辐射管燃烧器20相连，流化床气化装置500适于将热解炭进行气化处理，以便得到气化煤气。具体地，由垃圾热解得到的热解炭具有一定的燃烧热，属于低热值的能源产物，通过将热解炭在流化床气化装置500内进行气化处理，可以使热解炭转化为热值较高的气化煤气，进而将气化煤气通入旋转床热解炉200中的辐射管燃烧器，作为旋转床热解炉200的燃料使用，由此，可以显著降低旋转床热解炉200的能耗。由此，根据本实用新型实施例的生活垃圾和飞灰联合处理的系统，利用预处理装置除去金属、玻璃、砖块等无机物并进行粉碎，得到预处理垃圾；将预处理垃圾直接供给至旋转床热解炉进行干燥和粉碎处理，得到热解炭和热解油气；热解油气经油气分离装置分离得到的热解气通入熔融炉中，为飞灰熔融提供所需的热量，使飞灰熔融固化重金属，以便得到达标的玻璃态固化物，进行直接填埋处理。另外，通过设置流化床气化装置对热解炭进行气化处理得到气化煤气，将气化煤气返回作为旋转床热解炉的燃料使用，可以显著降低旋转床热解炉的能耗。由此，采用本实用新型上述实施例的系统可以实现生活垃圾和飞灰的联合处理，飞灰熔融炉所需的燃料气由生活垃圾热解产生的热解气提供，使生活垃圾的热解产品得到了合理利用，大大降低了处理成本，降低了飞灰熔融炉所需的能耗，整个处理过程中不会产生污染物二噁英，对环境友好，且该系统的无害化、减量化水平高，特别适用于工业化推广和应用。为了方便理解，下面参考图3和图4对采用本实用新型实施例的生活垃圾和飞灰联合处理的系统将生活垃圾和飞灰进行联合处理的方法进行详细描述。根据本实用新型的实施例，该方法包括：S100：预处理该步骤中，将生活垃圾进行预处理，并得到除去无机物和粉碎后的预处理垃圾。具体地，生活垃圾中含有部分金属、玻璃、砖块等无机物，这类无机物无法在后续热解处理中生成热解炭或热解油气等资源，且将混有无机物的生活垃圾进行热解处理还会增大热解处理的能耗并降低热解处理的效率。根据本实用新型的实施例，发明人发现，在将生活垃圾进行热解处理之前，预先将其中的金属、玻璃、砖块等无机物除去，并将生活垃圾进行粉碎，可以显著提高热解处理的效率并降低能耗。根据本实用新型的实施例，对生活垃圾进行预处理的方法可以包括人工分选、磁选、粉碎和堆滤。根据本实用新型的实施例，通过人工分选可以高效地将生活垃圾中混有的玻璃、砖块等无机物分离除去；通过磁选可以高效地将生活垃圾中混有的具有磁性的金属除去；进而将已除去无机物的生活垃圾粉碎后送入堆滤坑，通过堆滤以降低预处理垃圾的含水率，发明人发现，如果预处理垃圾的含水率过高，将会使后续干燥处理和热解处理的效率降低、能耗增大，根据本实用新型的具体实施例，可以将预处理垃圾堆滤至含水率低于40重量％，由此，可以显著提高干燥处理和热解处理的效率，并降低处理的能耗。S200：干燥处理和热解处理该步骤中，将预处理垃圾在旋转床热解炉内进行干燥处理和热解处理，以便得到热解炭和热解油气。具体地，旋转床热解炉可以采用无热载体蓄热式旋转床，无热载体蓄热式旋转床包括旋转床热解腔室、环形炉底和分别位于环形炉底上下的蓄热式燃气辐射管燃烧器以及油气出口、出料等机构，蓄热式燃气辐射管燃烧器布置于环形炉壁，通过燃烧变压吸附得到的CO、CH4等气体，以热辐射的方式提供垃圾热解所需的热量。环形炉底与上辐射管中间布置有焦油喷淋装置，辐射管内的烟气与旋转床内的气氛隔绝，旋转床处于无氧状态。根据本实用新型的实施例，旋转床热解炉沿环形炉底转动的方向依次设置有干燥区和热解区，在干燥区对预处理垃圾进行干燥处理，以便进一步除去预处理垃圾中的水分，进而在热解区对预处理垃圾进行热解处理，以便得到热解炭和热解油气。根据本实用新型的实施例，干燥处理的温度为300～400摄氏度，由此可以进一步除去预处理垃圾中的水分，提高热解处理的效率。根据本实用新型的实施例，热解处理的温度为600～900摄氏度，由此可以使经干燥的预处理垃圾充分热解，以便得到热解炭和热解油气。S210：气化处理该步骤中，将S200中得到的热解炭在流化床气化装置内进行气化处理，以便得到气化煤气。具体地，由垃圾热解得到的热解炭具有一定的燃烧热，属于低热值的能源产物，通过将热解炭在流化床气化装置内进行气化处理，可以使热解炭转化为热值较高的气化煤气。S220：将气化处理得到的气化煤气用作旋转床热解炉的燃料气该步骤中，将S210中得到热值较高的气化煤气通入旋转床热解炉中的蓄热式燃气辐射管燃烧器进行燃烧，作为旋转床热解炉的燃料使用，由此，可以显著降低旋转床热解炉的能耗。S300：油气分离处理该步骤中，将S200中得到的热解油气进行油气分离处理，以便得到热解油和热解气。具体地，可以对生活垃圾热解产生的热解油气进行喷淋激冷，使热解油气中的热解油冷凝，收集可供循环流化床作为燃料使用；而分离得到的热解气经净化后，可以用作后续熔融固化处理中飞灰熔融炉的燃料气。S400：熔融固化处理该步骤中，将热解气与飞灰在熔融炉内进行燃烧，以便使飞灰熔融固化重金属，得到玻璃态的固体物。具体地，飞灰是垃圾焚烧得到的产物，其中含有大量的重金属元素和SiO2等氧化物，直接排放会对环境造成极大的污染。本实用新型的系统通过将热解气与飞灰在熔融炉中进行燃烧，使飞灰中的重金属熔融固化为符合填埋标准的玻璃态固体物，实现了飞灰的无害化处理。此外，飞灰熔融炉所需的燃料气由生活垃圾热解产生的热解气提供，使生活垃圾的热解产品得到了合理利用，同时降低了飞灰熔融固化处理的成本。由此，采用本实用新型实施例的生活垃圾和飞灰联合处理的系统将生活垃圾和飞灰进行联合处理的方法通过将已除去金属、玻璃、砖块等无机物的生活垃圾粉碎，供给至旋转床热解炉进行干燥和粉碎处理，得到热解炭和热解油气，热解油气经气液分离得到的热解气通入飞灰熔融炉燃烧，提供飞灰熔融所需的热量，使飞灰熔融固化重金属，以便得到达标的玻璃态固化物，进行直接填埋处理。由此，采用本实用新型的方法可以实现生活垃圾和飞灰的联合处理，飞灰熔融炉所需的燃料气由生活垃圾热解产生的热解气提供，使生活垃圾的热解产品得到了合理利用，大大降低了处理成本，降低了飞灰熔融炉所需的能耗，整个处理过程中不会产生污染物二噁英，对环境友好，且该方法的无害化、减量化水平高，特别适用于工业化推广和应用。下面参考具体实施例，对本实用新型进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本实用新型。实施例待处理生活垃圾含水率为55wt％，成分组成如表1，待处理飞灰成分组成如表2。表1生活垃圾成分组成(wt％)名称织物塑料纸木竹厨余渣土玻璃、金属总计湿基3.5325.9614.947.4428.9111.587.64100表2飞灰的组成特性成分数值/wt％重金属含量/mg/LFe2O35.49Ni92.6MgO1.87Cd52.9CaO12.19Pb883.5TiO21.16Cu598.3Al2O320.42Zn7294.7SiO248.95Cr101.2K2O2.03Na2O1.72参考图5，将生活垃圾经预处理，拣出其中混有的织物、塑料、玻璃和金属等无机物，再经破碎后，送入堆滤坑进行堆滤处理，使预处理垃圾的含水率低于40wt％；将预处理垃圾供给至无热载体蓄热式旋转床热解炉内，首先在干燥区干燥处理，干燥处理的温度为350摄氏度，除去预处理垃圾中的水分，进而进入热解区内进行热解处理，热解处理的温度为700摄氏度，得到热解炭和热解油气；将得到的热解炭送入循环流化床气化装置进行气化处理，以便得到气化煤气，将气化煤气作为无热载体蓄热式旋转床热解炉的燃料使用；将得到的热解油气进行油气分离处理，以便得到热解油和热解气；将热解气与飞灰在熔融炉内进行燃烧，以便使飞灰熔融固化重金属，得到玻璃态的固体物，将得到的固体物进行填埋。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。当前第1页1 2 3