本发明涉及一种垃圾填埋场内陈埋垃圾以及垃圾填埋气的联合气化处理方法。
背景技术：
长久以来，生活垃圾的处理问题一直困扰着全世界。大量的生活垃圾得不到及时有效的处理，出现垃圾围城、恶臭、污染土壤和地下水的现象，极大地危害了环境和公众健康。
目前，生活垃圾无害化处理基本方式主要有两种，即卫生填埋、焚烧（发电），卫生填埋方法的优点是：技术成熟；操作简单，缺点是：占地面积大；恶臭污染较重；稳定化周期长；有可能污染地下水和土壤。焚烧（发电）的优点是：占地面积小；减容减量效果显著；无害化效果显著，缺点是：技术较复杂；初投资和运行成本高；产生二次污染；对垃圾热值要求较髙。基于上述优缺点，卫生填埋方式更适用于土地资源充足的地区，而焚烧发电技术更适用于土地资源紧张的地区，焚烧发电又因为其产生NOx和二恶英等污染物排放控制难等，严重制约了垃圾直接焚烧技术在国内的发展。
我国目前的现状是：多年前各城市都建设有大型垃圾填埋场，而随着生活垃圾的与日俱增，各大城市周围设计的垃圾填埋场已经日趋饱和，且由于城市化进程的加速，也难于再找大片土地用于垃圾填埋，而已饱和的垃圾填埋场也在不断污染地下水和空气，急需将填埋场中的陈埋垃圾进行无害化处理，为了解决垃圾围城以及饱和垃圾填埋场的陈埋垃圾污染问题，垃圾焚烧发电技术渐成主流，但垃圾焚烧发电技术急需解决污染物排放严重问题。
由于垃圾焚烧发电技术的污染排放问题一时难于解决，本发明提供了一条解决垃圾处理难题的新思路：垃圾气化制取中热值燃气。垃圾气化是将垃圾中的有机成分在缺氧下与气化剂发生反应生成可燃气体和灰渣的过程，气化更利于高效的能源利用和严格的污染控制且气化产品为单一燃气，后处理系统简单，投资较低，既保证了良好的环保效果，生成的可燃气又可用燃气，发电或供热，实现了资源化利用，是比垃圾焚烧技术和卫生填埋技术更具潜力的替代技术。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种垃圾填埋场内陈埋垃圾以及垃圾填埋气的联合气化处理方法，通过卫生填埋和气化法结合起来，将垃圾填埋场内陈埋垃圾进行资源化处理，同时处理填埋气，且污染排放低，为饱和垃圾填埋场的处理提供了一条可靠的解决途径，该方案适用范围广，具有巨大的社会推广价值。
本发明的技术方案是：
一种垃圾填埋场内陈埋垃圾以及垃圾填埋气的联合气化处理方法，其特征是包括下列步骤：
垃圾填埋场内设置两个填埋区（填埋区1（1）和填埋区2（2）），一个垃圾分拣区（5），一个垃圾破碎区（6），一个垃圾干燥区（7），一个填埋气收集、预处理区（3），一套垃圾间歇式流化床垃圾气化装置；
在垃圾破碎区（6）中参入煤或生物质和碳酸钙加料区（9）中的煤或生物质以及碳酸钙。
垃圾间歇式流化床垃圾气化装置包括间歇式流化床垃圾气化炉（4），旋风分离器（15），热回收装置（18），烟囱（10），烟气洗涤塔（11），可燃气洗涤塔（12），可燃气储气罐（13），烟气换向阀（21）、可燃气换向阀（22），水蒸气换向阀（23）、空气换向阀（24）。其特点在于炉内气化采用间歇式的流化床气化法气化，烟气、可燃气、水蒸气、空气的流动通过烟气换向阀（21）、可燃气换向阀（22），水蒸气换向阀（23）、空气换向阀（24）进行控制。
对填埋区1（1）和填埋区2（2）中的垃圾所产生的填埋气送入填埋气收集、预处理区（3）中进行脱硫、脱水、去除固体杂质。将处理后的填埋气通入间歇式垃圾流化床做辅助燃烧和气化之用。
将垃圾填埋入填埋区1（1），取填埋区2（2）中的陈埋垃圾进行气化，待填埋区1（1）饱和后，填埋区2（2）中的垃圾气化完毕，则两个填埋区功能装换，将垃圾填埋入填埋区2（2），取填埋区1（1）中的陈埋垃圾进行气化，如此往复循环。
本发明所收集的可燃气可做燃气，发电，供热用气。气化炉所产生的灰渣可作为建材原料使用。
本发明的有益效果是：
（1）本发明将垃圾填埋场分为两个填埋区，利用气化炉对其中一个填埋区内的垃圾进行资源化处理，另一个填埋区进行填埋，两个填埋区轮换使用，解决了垃圾填埋场容量饱和而导致要新增垃圾填埋区的问题和资源化利用问题，可以对已封闭垃圾填埋场进行二次开发利用；
（2）垃圾填埋可以使易降解的有机物垃圾充分降解，其他难于降解的可燃物进行气化，可以缩短填埋垃圾周期，减少填埋区的占地，对垃圾进行了充分的利用，同时还将垃圾填埋气进行了充分利用，减少了填埋垃圾产生的污染；
（3）填埋后的垃圾与新鲜垃圾相比，水分含量减少了很多，降解后的垃圾更便于分拣破碎，为气化提供了较好的条件；
（4）由于使用的是间歇式流化床垃圾气化炉进行气化，所使用的气化剂为水蒸气，相比于其他的气化方法所产可燃气体热值高，可以做燃气，发电，供热使用，用途广泛；
（5）由于垃圾气化炉间歇运行，炉内温度能保持在800℃-1000℃之间，气化温度较高，在此温度下，气化垃圾所产生的二恶英等有害气体会被分解，烟气和可燃气中的有害气体成分低。
附图说明
图1 是本发明一种垃圾填埋场内陈埋垃圾以及垃圾填埋气的联合气化流程示意图。
图1所示：1-填埋区1、2-填埋区2、3-填埋气收集、预处理区、4-间歇式流化床垃圾气化炉、5-垃圾分拣区、6-垃圾破碎区、7-垃圾干燥区、8-可回收物与不可燃物质回收区、9-煤或生物质和碳酸钙加料区、10-烟囱、11-烟气洗涤塔、12-可燃气洗涤塔、13-可燃气储气罐、14-水泵、15-旋风分离器、16-生活垃圾、17-风机、18-热回收装置、21-烟气换向阀、22-可燃气换向阀、23-水蒸气换向阀、24-空气换向阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示。
本发明的方法工作过程为：垃圾填埋场有两个填埋区：填埋区1（1）和填埋区2（2），填埋区2（2）已填满，进入垃圾填埋场的生活垃圾（16）填埋至填埋区1（1），取填埋区2（2）中的陈埋垃圾进行气化。同时对填埋区1（1）和填埋区2（2）中产生的填埋气进行处理，将填埋气通入填埋气收集、预处理区（3），在此区域进行脱硫、脱水、去除固体杂质等，处理后的填埋气送入气化炉辅助垃圾的燃烧和气化。
将填埋区2（2）中陈埋垃圾进行气化，首先将陈埋垃圾运至垃圾分拣区（5），在垃圾分拣区（5）中将金属物质，渣石玻璃等不可燃物质分拣出送入可回收物与不可燃物质回收区（8），将可燃物质送入垃圾破碎区（6），在垃圾破碎区（6）中将垃圾进行破碎，并参入煤或生物质和碳酸钙加料区（9）中的煤或生物质以及碳酸钙，根据当地能源结构选型经济性好的高热值燃料煤或生物质以提高垃圾热值，碳酸钙在气化过程中可做催化剂，有利于产生高品质可燃气，也可以去除垃圾气化过程中产生的二恶英等有害物质，垃圾破碎后送入垃圾干燥区（7），通过干燥区去除垃圾中的部分水分，提高气化效率，垃圾通过干燥区后被送入间歇式流化床垃圾气化炉（4）进行气化处理。
间歇式流化床垃圾气化炉（4）气化分为两个阶段，燃烧阶段和气化阶段：燃烧阶段，水蒸气换向阀（23）关闭，空气换向阀（24）打开，通过风机（17）送入空气，气化炉内通入垃圾、空气以及填埋气，垃圾在炉内燃烧提高炉内温度，此时产生大量烟气，烟气排出时首先通过旋风分离器（15）去除灰渣，然后通过热回收装置（18）回收热量，回收的热量由水泵（14）送入的水吸收，产生水蒸气，供气化时作为气化剂使用，烟气通过热回收装置（18）后，烟气换向阀（21）打开，可燃气换向阀（22）关闭，烟气通过烟气洗涤塔（11）达到排放标准后经烟囱（10）排出,当炉内温度上升至1000℃时转为气化阶段；气化阶段, 空气换向阀（24）关闭，水蒸气换向阀（23）打开,气化炉内通入垃圾、热回收装置（18）所产生的水蒸气以及填埋气，水蒸气，填埋气和垃圾在炉内高温条件下进行气化，此时产生中热值可燃气，可燃气排出时首先通过旋风分离器（15）去除灰渣，然后通过热回收装置（18）回收热量，热回收装置（18）吸收热量加热热回收装置（18）中的水，产生水蒸气，供气化时作为气化剂使用，可燃气通过热回收装置（18）后，可燃气换向阀（22）打开，烟气换向阀（21）关闭，可燃气通过可燃气洗涤塔（12）净化后送入可燃气储气罐（12），当炉内温度下降至800℃时转为燃烧阶段,如此往复循环。
当填埋区2（2）内垃圾处理完毕，填埋区1（1）已达到饱和，则转换作业方式，将进场垃圾填至已恢复填埋能力的填埋区2（2）中，对填埋区1（1）中的垃圾进行分拣、破碎、干燥、气化处理。整个系统如此循环工作。