[发明专利]一种垃圾焚烧窑炉装置及其陶瓷新能源生产系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种垃圾焚烧窑炉装置及其陶瓷新能源生产系统，属于环保和陶瓷新能源领域。

背景技术

垃圾处理的总目标是实现“三化”，即资源化、减量化和无害化，尤以无害化为重；垃圾焚烧发电是目前公知的主流方法，中外科学家对垃圾焚烧无害化技术作了大量研究，其焦点在如何控制烟气中二恶英及重金属的含量，二恶英产生于垃圾焚烧过程和烟气冷却过程，抑制二恶英产生的有效方法有三：（1）3T（Time,Temperture,Turbulene）燃烧原则，即燃烧温度大于800℃, 烟气停留时间大于2S, 烟气中含氧比6%以上, 此时二恶英分解率大于99%;(2) 尽可能充分燃烧以减少烟气中含碳量;(3) 在烟气净化阶段釆用急冷办法跨过(<1S) 二恶英再合成的温度800-250℃. 由此发展出高温二次燃烧和新型高效烟气净化处理技术。

尽管如此, 现有的垃圾焚烧发电方式存在如下局限性：(1) 投资大。投资额一般达50万元人民币/日. 吨垃圾, 欠发达地区和中小城镇负担不了;(2) 门坎高、审批程序复杂, 环节多, 时间长;(3) 我国城市生话垃圾水份多、 热值低、 波动大, 焚烧发电锅炉炉內吸热导致无法保证3T燃烧, 二恶英增多;(4) 其热能利用过程为烟气冷却过程, 蒸气管內外为间接热交换, 烟气无法在1S内冷却至250℃以下, 导致二恶英重生;(5) 尚有垃圾总量30%左右的炉渣, 飞灰等不可燃物需填埋, 既占地又导致二次污染。

为寻求垃圾焚烧所产生热能的其他利用途径及炉渣等不可燃物的资源化利用，有人根据其燃料和材料双重特性，将生活垃圾处理和陶瓷生产系统相结合，其中，本发明人于2005年11月9日申请“一种利用煤矸石和生活垃圾生产陶瓷砖的系统” 已获发明专利授权，专利号为200510032354.5；该专利的技术特征是：煤矸石和生活垃圾燃烧的炉渣作为陶瓷坯体的配方组份经粉磨形成浆料，而烟气的热能通过取代陶瓷喷雾干燥塔的热风炉热源用于干燥浆料获得坯料得以利用。该技术从陶瓷生产的角度起到节能（40%以上）降耗（30%以上）的明显效果，但在上述系统中，作为陶瓷生产系统最主要的生产没备――煅烧窑炉仍需燃烧昂贵的燃料如煤制汽、天然汽、或柴油，从垃圾处理的角度看，因需外加热源且成本较高，难以推广应用。

发明内容

为了克服现有的垃圾焚烧热能只有发电一种资源化利用方式而其不易普及的不足，也为了寻求解决陶瓷生产高能耗的大难题，本发明提供一种垃圾焚烧窑炉装置及其陶瓷新能源生产系统，用以将垃圾处理与陶瓷生产有机结合，使陶瓷生产全过程利用垃圾焚烧热能这种新能源而免烧其他燃料，节能降耗效果更加显著，同时解决了用于垃圾处理需外加热源的问题，为垃圾焚烧的热能提供一条比发电更加简洁、高效的利用途径，使垃圾处理简单易行、城乡皆宜。本发明的主要目的在于最大程度地实现生活垃圾等固体废弃物处理的无害化、资源化、减量化，特别是“容易化”。

为解块其技术问题，本发明釆用的技术方案是：设计出的垃圾焚烧窑炉装置及其陶瓷新能源生产系统，由垃圾焚烧炉、陶瓷煅烧窑、裂解炉、喷雾塔、除尘器、引风机和烟囱顺序连接而成，它的特点是：1、所述垃圾焚烧炉装置是将常规陶瓷工业煅烧窑（如辊道窑、推板窑、隧道窑等）用耐磨、耐火、易传热材料（如耐火砖、碳化硅板、不锈钢310s板等）在高中温烧成段窑腔内分隔形成至少一条烟道，其他结构和功能不变（如高、中温段分布至少一支窑枪可燃烧流体燃料），垃圾焚烧炉（如流化床炉、炉排炉、旋转炉等）侧置或下置于煅烧窑与其高温段(>800℃) 烟道相连，裂解炉侧置与其中温段（>600℃）烟道相连，其后连接喷雾塔、除尘器、引风机、烟囱等，所有连接处（段）用耐磨、耐火、保温材料密封，组成具烟气排送、热能利用和污染控制多重功能的垃圾焚烧窑炉装置。

2所述垃圾焚烧窑炉装置可同时或分别处理利用生活垃圾、污泥和煤矸石等具备燃料和无机材料双重特性的固体废弃物，其方法是将生活垃圾中粗分出的可燃物和废塑料分别送入垃圾焚烧炉焚烧和裂解炉焚化，前者产生的高温烟气经连接处或连接管）进入煅烧窑分隔烟道由高温向中温段流动，间接传热使窑内温度升高至烟气接近温度，出窑后入裂解炉外腔间接传热使內腔温度达到废塑料裂解温度；后者在大于400℃高温下裂解生成以柴油为主的混合油和混合气，分别储存并引导至煅烧窑的高温段、中温段窑枪燃烧，用以调节窑内煅烧温度和控制烧成曲线，二者叠加得以烧制陶瓷产品。从而使煅烧窑完全利用垃圾焚烧热能而免烧其他高价燃料；