[发明专利]氧化钙、等离子体协同气化的生活垃圾气化系统及设备

说明书

技术领域

本发明涉及固体有机废物的处置系统及设备，特别是涉及到生活垃圾处置的设备。

背景技术

生活垃圾和有机废物随着我国国民经济的发展及城市规模的不断扩大而迅速增加，致使垃圾泛滥成灾，当前，我国的许多城市都出现了垃圾围城现象，已影响到我国国民经济的可持续发展和制约城市的发展。生活垃圾和有机废物含有许多有害成分，如处理不好，将会污染环境，威胁人民的身体健康。目前，处理生活垃圾主要有垃圾分类综合利用、卫生填埋技术、堆肥(生化)技术和焚烧技术，其中，垃圾分类需要公众参与和配合，目前我国还没有推行，如果能达到垃圾分类收集、综合利用的话，仍还有40～50％的量需要焚烧或填埋处理；我国大部分地区采用卫生填埋法处理城市生活垃圾，这不但需占用大量的土地资源，还存在排放温室气体的问题，而且容易污染土地及地下水；采用堆肥法仅利用40％左右的有机物，其余的60％还需作焚烧处理或填埋处理，同样存在二次污染的问题；采用焚烧法来处理生活垃圾，从表面看是做到了减量化、资源化处理生活垃圾，但实际上是把地面上的固态污染物以烟气的方式转移大气中，这些转移到大气中的污染物随着空气对流、地球引力回到地面上，影响人类的生命健康，有些污染物以制造酸雨的方式回到地面上，排放量最多的二氧化碳则起温室效应破坏人们的生存环境。焚烧法还存在在处置过程中容易生成致癌剧毒物-二噁英污染环境、危害人身体健康的问题，目前还缺乏有效可靠的末端净化工艺技术来消除二噁英。

二噁英是一种含氯的强毒性有机化学物质，已被国际癌症研究中心列为人类一级致癌物。生活垃圾、工业有机废物和医疗垃圾在焚烧过程中都会产生二噁英，垃圾在焚烧过程中二噁英的形成有以下途径：a.在燃烧过程中由含氯塑料、含氯杀虫剂/除草剂/木材防腐剂/漂白剂/食物、多氯联苯等含氯前驱物通过分子重排、自由基缩合、脱氯或其它分子反应而形成二噁英；b.当燃烧不充分时，含氯垃圾不完全燃烧，烟气中产生过多的未燃烬物质，遇强催化性的物质如氯化铜、氯化铁、氧化镍、氧化铝等重金属而合成二噁英；c.燃料中本身含有的二噁英在燃烧中未被破坏，存在于燃烧后的烟气中；d.固体飞灰中残碳、氧、氢、氯等在飞灰表面催化合成中间产物或二噁英，或气相中的前驱物在飞灰表面催化生成二噁英；e.烟气从高温降到低温在250～500℃之间时已分解的二噁英会再合成；f.其它不明原因生成二噁英。生活垃圾中普遍含有氯源、有机质和重金属，因此，在焚烧炉产生的烟气、飞灰和炉渣中常含有二噁英。有研究表明，前驱物浓度、氯的浓度、温度、含氧量、含硫量及重金属作为无意识催化剂的存在对生活垃圾焚烧过程中的二噁英的生成及排放有重要影响。通过采取抑制二恶的措施，相对地会减少二噁英的形成，但垃圾焚烧还是不可避免地会产生二噁英污染环境：原因之一是焚烧法处理生活垃圾其焚烧必须在过氧量超过6％的条件下才能使充分燃烧，否则污染将更严重，而过氧是形成二噁英的条件之一，过氧环境中二噁英的浓度大大增加，缺氧环境中二噁英的浓度会下降，没有氧气则没有二噁英合成；原因之二是焚烧的烟气必定是要和过热器、锅炉、热交换器、空预器等设备的金属受热面接触，这些金属受热面都会成为形成二噁英的催化介质；原因之三是焚烧法很难实现完全除酸，烟气中仍存在有一定量的二噁英前驱物；原因之四是垃圾焚烧的烟气中普遍存在有残碳、氧、氢、氯和飞灰，不可避免的会在炉外低温再合成二噁英；以上四个原因说明在焚烧垃圾的烟气中必定存在一定量的二噁英，从烟气中再把二噁英进行消除是难以达到的，它将随着烟气的排放而污染环境。由于二噁英很难降解，它在人们的生存环境中及人体里的积累会越来越多。我国目前的二噁英污染总量还不是很严重，但近年来我国固体废物和医疗废物的产生量和处理量都在不断增加，各地纷纷建立或筹建集中焚烧设施，发展势头迅猛，将可能带来严重的的二噁英污染问题，应引起足够的重视。

总之，焚烧法处置生活垃圾不是一个好的办法，卫生填埋又存在占用土地、大量排放温室气体及污染隐患，垃圾分类、堆肥法也要面对不能利用部分的出路问题，而令人头痛的“垃圾围城”问题必须得解决，因此，人类迫切希望有一个完美处置生活垃圾的技术方案。

发明内容

本发明的目的是要解决焚烧法带来的污染问题以及克服填埋法排放温室气体的缺点和隐患，为生活垃圾真正无害化、资源化处置提供一种气化设备，使生活垃圾能够实现“气化-液化”处置，有效抑制包括二噁英在内的污染物形成，在整个处置过程中不排放污染物，保护生态环境，同时把生活垃圾、有机废物转化为一种清洁能源。