[发明专利]垃圾气化及飞灰高温熔融处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种垃圾气化及飞灰高温熔融一体化处理装置及方法。

背景技术

近年来，随着我国城市生活垃圾污染状况日趋严重，垃圾的无害化处理备受人们关注。目前，国内垃圾焚烧厂普遍采用喷活性炭吸附烟气中重金属和二噁英，配合布袋除尘器，将尾气中的烟尘、重金属和二噁英收集在布袋除尘器捕集的灰里，虽然布袋除尘器出口的烟气达到或低于目前国家环保排放标准，但是布袋除尘器捕集灰(简称飞灰)中的重金属、二噁英严重超标。国内生产的垃圾焚烧炉其布袋捕集灰中二噁英含量达到数千ng-TEQ/kg。飞灰含有大量有害重金属和剧毒有机物二噁英，生活垃圾焚烧污染控制标准(GB18485-2001)明确指出垃圾焚烧飞灰属危险废物，不能随意填埋堆放，但目前国内垃圾焚烧厂几乎全部采用填埋处理。发达国家主要采用水泥固化后安全填埋或高温熔融处理后再生利用两种思路处理垃圾焚烧飞灰。水泥固化后仍需大量填埋场地，不符合我国大中城市填埋场地非常紧张的实际情况。因此如何实现垃圾焚烧二恶英零排放以及减少重金属排放具有重要的现实意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有垃圾焚烧炉布袋捕集灰中重金属、二噁英严重超标的问题，提供一种垃圾气化及飞灰高温熔融处理装置及方法。

本发明的垃圾气化及飞灰高温熔融处理装置包括流化床气化炉1、给料器2、布风板3、滚筒冷渣器4、燃烧器5、燃烧室6、熔渣池8、水冷壁11、燃尽室12、喷口13、汽包14、过热器15、省煤器16、空气预热器17、烟道18和旋转二次风口20，汽包14设置在燃尽室12的顶部，流化床气化炉1的侧壁上设有给料器2，流化床气化炉1的内腔下部设有布风板3，布风板3的下部设有滚筒冷渣器4，流化床气化炉1的上部与旋风炉6相通，旋风炉6的顶部设有燃烧器5，旋风炉6的下部与熔渣池8相通，熔渣池8的底部开有金属出口9，熔渣池8的侧壁设有熔渣排出口10，旋风炉6的出口与燃尽室12的进口相通，燃尽室12的进口处设有水冷壁11，燃尽室12内下部设有旋转二次风口20，燃尽室12内上部设有喷口13，燃尽室12上部与烟道18相通，烟道18内从上至下依次设有过热器15、省煤器16和空气预热器17。

本发明的垃圾气化及飞灰高温熔融处理方法是这样完成的：将垃圾通过给料器2送入流化床气化炉1中气化燃烧后，流化床气化炉1底部充满平均粒径0.6mm的细砂，通过布风板3特殊的布风方式，将垃圾中的大块不燃物分离出来而落入滚筒冷渣器4中，滚筒冷渣器4分离出的细砂回送流化床1内，大块不燃物排出滚筒冷渣器4后，通过输送带运出，流化床气化炉1中的燃烧温度为650-750℃，垃圾气化后形成的可燃气体进入旋风炉6，在燃烧器5燃烧煤粉的助燃下，旋风炉6内炉温加热到1400～1650℃，使从流化床气化室1带入的飞灰在高温下迅速熔化并流入旋风炉6下部的熔渣池8中，旋风炉6内的空气过剩系数控制在0.8～0.95，飞灰中的重金属成分在还原性气氛下被还原为液态金属从熔渣池8的底部的金属出口9排出，液态熔渣从熔渣排出口10排出，流化床气化室1产生的二噁英在旋风炉6内被彻底分解，旋风炉6排出的烟气进入燃尽室12内，在温度为1000℃的燃尽室12上部区间内通过喷口13喷入氨水或尿素水溶液进行高温选择性非催化脱氮，烟气通过燃尽室12后进入尾部烟道18，通过过热器15、省煤器16和空气预热器17吸热后进入尾部烟气净化处理设备。

本发明的优点是：一、垃圾气化所产生的燃气以及燃烧器5燃烧煤粉所释放出的热量使飞灰熔化，将含有二噁英和重金属的飞灰在旋风炉内进行彻底的熔融处理，使得飞灰中的二噁英的去除率能够达到99.9％以上，实现垃圾焚烧二恶英零排放。此外，飞灰中金属氧化物在还原性气氛下被还原为金属得以回收，熔渣可作为建筑材料，使熔渣达到安全可再生利用。二、本发明具有燃烧热强度高、捕渣率高以及余热利用等特点，远比焦炭熔融、燃油或电热熔融运行成本低。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图(布风板3为倒V型)，图2是本发明的整体结构示意图(布风板3为倒V型的一半)，图3是本发明的整体结构示意图(布风板3为V型)。

具体实施方式