一种垃圾焚烧发电系统及其处理工艺的制作方法

本发明属于垃圾焚烧技术领域，尤其涉及一种垃圾焚烧发电系统及其处理工艺。

背景技术：

现有垃圾发电系统一般用余热锅炉回收高温烟气的热量，产生中温中压蒸汽，通过凝气式汽轮机转化为机械能，再由发电机转化为电能的纯发电形式，整套系统结构复杂，而且高温烟气(尾气)产生量大，处理成本高。

技术实现要素：

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提供一种结构简单的垃圾焚烧发电系统及其处理工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种垃圾焚烧发电系统，其特征在于，包括：

大于等于30m的密闭的巷道式焚烧线，其内部形成有炉腔；

输送带，设置在所述炉腔的下部，用于输送垃圾并使垃圾在其上燃烧；

蒸汽发生器，设置于所述炉腔内位于输送带输出端的上方，利用垃圾燃烧产生热量以加热其内的水产生蒸汽；

蒸汽发电机，与所述蒸汽发生器相连，利用蒸汽发电；

供气装置，用于向输送带输出端上的垃圾通入燃烧用含氧气体；

所述炉腔沿输送带运行方向分成若干区段，每个区段均设有对垃圾进行加热的加热器，各加热器均设置为接受焚烧炉上的温度控制系统控制；

所述巷道式焚烧线的前端设有与所述输送带输入端对接的垃圾进料口，所述巷道式焚烧线的尾端底部和上部分别设有与所述输送带出料端对接的残渣排出口和尾气出口，所述垃圾进料口和残渣排出口上设有可启闭的阀门。

进一步的，所述加热器加热方式采用电加热、气加热或油加热，炉腔温度逐渐上升，每个区域温度保持稳定，炉腔尾端温度控制在820℃以上，燃烧后的尾气经过820℃高温区域后排出。

进一步的，所述输送带的长度大于等于30m，所述加热器布置在输送带的下方。

进一步的，所述供气装置包括进气管和带有控制阀门的外部气源，所述进气管设置在输送带输出端的下方且一端密封穿过炉膛壁与外部气源贯通连接，所述输送带为链条炉排，所述进气管上设有面向链条炉排的喷气孔。

进一步的，所述蒸汽发生器包括受热管、进水管和蒸汽输出管，所述受热管设置在炉腔中位于输送带的上方，所述进水管和蒸汽输出管分别与所述受热管的两端相连通，所述蒸汽输出管将蒸汽输送至所述蒸汽发电机。

进一步的，还包括用于过滤尾气中的灰渣与粉尘的尾气处理装置，所述尾气出口通过烟道与所述尾气处理装置连通，所述进水管远离受热管的一端一部分沿尾气流动方向螺旋绕制在所述烟道上，另一部分弯曲布置在垃圾出料口，以对进水管内部的水进行预热。

进一步的，所述尾气出口设置在炉腔的顶部位于输送带的后方，所述残渣排出口设置在所述巷道式焚烧线的底部且与所述尾气出口相对应。

进一步的，所述烟道中设有风机。

进一步的，还包括用于对垃圾进行脱水压缩成形的压缩装置，所述压缩装置的出料口通过传送装置将压缩后的垃圾从垃圾进料口输送至输送带上。

一种垃圾焚烧发电处理工艺，使用上述垃圾焚烧发电系统，包括如下步骤：

步骤1、对垃圾进行脱水压缩；

步骤2、将脱水压缩后的垃圾从垃圾进料口输送至炉腔内的输送带上，输送带上的垃圾依次经过残余水分蒸发、低温碳化(碳化温度300-450℃)后，输送至炉腔尾端并通过温度控制系统控制加热器使炉腔尾端温度控制在820℃以上，燃烧后的尾气经过该区域后排出，无污染；

步骤3、通过供气装置向巷道式焚烧线尾端通入含氧气体，使加热后的垃圾充分燃烧，蒸汽发生器利用垃圾燃烧产生的热量加热其内的水产生蒸汽并输送至蒸汽发电机发电，燃烧后的尾气通过尾气出口流出经尾气处理装置过滤尾气中的灰渣与粉尘后排出至室外，垃圾燃烧后的残渣从残渣排出口排出。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1)相对于现有技术中的直接采用垃圾燃烧发电相比，本发明不仅尾气产生量低，而且设备简单，加热温度低，安全性好，利用同一炉体和尾气处理装置实现了垃圾低温碳化和剩余垃圾的无害化焚烧。

2)在燃烧段设置进气管，通过供气装置将空气经进气管上的气孔喷出，燃烧过程通过控制进气量和发热体温度，确保炉内燃烧段温度控制在820℃以上并保持恒定，包含二噁英在内的有机物在高温下完全分解，可以实现有机物及二噁英的零排放。

3)，焚烧后的垃圾及废气均经过热交换器进行能量回收，能源利用率高。

4)垃圾通过脱水压缩成形装置直接经过传送装置传输至焚烧炉内，省去了对垃圾进行分拣干燥的装置，结构简单，效率高，成本低。

5)蒸汽发生器设置在炉腔内，直接利用垃圾燃烧后的热量进行加热，加热效率高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例1

参见图1，一种垃圾焚烧发电系统，包括密闭的巷道式焚烧线(实质为内部形成有密闭炉腔的焚烧炉1)、蒸汽发生器2、蒸汽发电机(图中未示出)、供气装置3和尾气处理装置4。输送带5水平设置在焚烧炉1中，用于输送垃圾并使垃圾在其上燃烧。本实施例中，输送带5采用链条炉排。焚烧炉1的前端设有与输送带5输入端对接的垃圾进料口，焚烧炉1尾端底部和上部分别设有与输送带5出料端对接的残渣排出口6和尾气出口8，垃圾进料口和残渣排出口6上设有可启闭的阀门，阀门关闭后在焚烧炉1炉膛中形成密闭的炉腔，为垃圾的炭化提供条件。

蒸汽发生器2设置于炉腔内位于输送带输出端的上方，利用垃圾燃烧产生热量以加热其内的水产生蒸汽；蒸汽发电机与蒸汽发生器2相连，利用蒸汽发电。

具体的，尾气出口8设置在炉腔的顶部位于输送带5的后方，残渣排出口6设置在焚烧炉的底部且与尾气出口相对应。在烟道中还可设有风机(图中未示出)，以方便尾气的排出。

本实施例中，炉腔沿输送带5运行方向分成若干区段，每个区段均设有对垃圾进行加热的加热器7，各加热器7布置在输送带5的下方。各加热器7均设置为接受焚烧炉1上的温度控制系统控制(图中未示出)。本实施例中加热器7采用电发热丝加热，当然也可以采用其他现有技术中的加热方式，例如气加热、油加热等。通过温度控制系统控制各区段加热器7的加热温度，确保每一区域温度恒定不变，并使炉腔尾端温度控制在820℃以上时，可以实现二噁英的完全分解且不可逆。巷道式焚烧线的长度大于等于30m，从而方便温度逐步升温。

本实施例中，蒸汽发生器包括受热管2-1、进水管2-2和蒸汽输出管2-3，受热管2-1设置在炉腔中位于输送带5输出端的上方，进水管2-2和蒸汽输出管2-3分别与受热管2-1的两端相连通后密封穿过炉壁与外部水源和蒸汽发电机蒸汽入口相连通。此外，当受热管2-1设置成蛇形状时，还可以进一步提高受热面积，提高热蒸汽的产出量。受热管2-1设置在炉腔内，直接利用垃圾燃烧后的热量进行加热，加热效率高。

尾气出口8通过烟道11与尾气处理装置4连通，进水管2-2远离受热管2-1的一端沿尾气流动方向螺旋绕制在烟道11上以对其内部的水进行预热，通过烟道壁传热对进水管2-2中的水进行预热，进一步提高能源利用率。进水管2-2还可以通过连接结构分出两条进水支管，一条进水支管螺旋绕制在烟道上，另一条进水支管螺旋绕制在残渣排出口6的出料通道内与残渣排出口6内的残渣进行换热。本实施例中尾气处理装置可以采用尾气处理池+污水处理系统的结合形式或其他现有技术中的适合于垃圾焚烧的尾气处理装置，在此不再赘述。

供气装置包括进气管10和带有控制阀门的外部气源(图中未示出)，进气管10设置在输送带5输出端的下方与受热管2-1相对应且一端密封穿过炉膛壁与外部气源贯通连接。进气管10远离供气装置3的一端的管壁上均布有面向输送带5的喷气孔，空气可以从喷气孔中喷出。通过控制气体的通入量，以使碳化后的垃圾充分燃烧。通过温度控制系统控制各区间中加热器的温度和供气装置3的供气量，对进入炉内的垃圾进行分段加热，可以实现有机物及二噁英的完全分解，而且节约了电能。供气装置可以为带阀门的空气输送机构或其他现有技术中的具有供气功能的装置，在此不再赘述。

本实施例垃圾焚烧发电系统的工作原理如下：

垃圾首先通过脱水装置脱水，将脱水后的垃圾通过输送装置送入焚烧炉中进行低温碳化(碳化温度300-450℃)，垃圾在刚进入焚烧炉时首先对未脱尽的残留水进行蒸发，随着温度的逐渐升高，当温度达到400℃以上，有机物开始分解，垃圾被不断加热碳化，低温碳化后产生的水蒸气和热解气被引入至尾气处理池进行处理；通过供气装置3向焚烧室尾端喷入含氧气体(如空气)，低温碳化后的垃圾在焚烧室尾端充分燃烧，通过将焚烧室尾端温度控制在820℃以上(优选为900℃-950℃)并保持恒定，包含二噁英在内的有机物在高温下彻底分解且不可逆转；垃圾燃烧产生的少量尾气通过烟道进入尾气处理池，水池中的水通过污水处理系统处理，最终实现焚烧发电系统零排放。垃圾碳化后产生的粉末通过焚烧炉末端残渣排出口排出，用于各种基建施工。相对于现有技术中的直接采用垃圾燃烧发电相比，不仅尾气产生量低，而且设备简单，加热温度低，安全性好，在同一炉体和尾气处理装置内实现垃圾低温碳化和剩余垃圾的无害化焚烧。

实施例2

与实施例2所不同的是，本实施例垃圾焚烧发电系统还包括用于对垃圾进行脱水压缩成形的压缩装置9，压缩装置9的出料口通过传送装置(图中未示出)将脱水压缩成形后的垃圾从垃圾进料口输送至输送带5上。垃圾经过脱水压缩成形后从装置的出料口排出至传送装置(如传输带)上并传输至焚烧炉1上的垃圾进料口处，打开垃圾进料口处的阀门，脱水压缩成形后的垃圾从垃圾进料口进入到焚烧炉1内的输送带5上。垃圾通过压缩装置9直接经过传送装置传输至焚烧炉1内，省去了对垃圾进行分拣干燥的装置，结构简单，成本低。采用压缩装置9加低温碳化相结合的方式，对垃圾中的水分进行分离，为焚烧过程达到高温创造良好条件。至于脱水装置9的具体结构均为现有技术，在此不再赘述。

一种垃圾焚烧发电处理工艺，使用本实施例1或实施例2的垃圾焚烧发电系统，包括如下步骤：

步骤1、对垃圾进行脱水压缩；

步骤2、将脱水压缩后的垃圾从垃圾进料口输送至炉腔内的输送带上，输送带上的垃圾依次经过残余水分蒸发、低温碳化(碳化温度300-450℃)后，输送至炉腔尾端并通过温度控制系统控制加热器使炉腔尾端温度控制在820℃以上；

步骤3、通过供气装置向焚烧炉尾端通入含氧气体，使加热后的垃圾充分燃烧，蒸汽发生器利用垃圾燃烧产生的热量加热其内的水产生蒸汽并输送至蒸汽发电机发电，燃烧后的尾气通过尾气出口流出经尾气处理装置过滤尾气中的灰渣与粉尘后排出至室外，垃圾燃烧后的残渣从残渣排出口排出。

上述实施例仅仅是清楚地说明本发明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。