[发明专利]干法旋窑协同处理含湿垃圾旁路发电工艺及系统

说明书

技术领域

本发明涉及城镇生活垃圾焚烧发电工艺及系统，尤其涉及一种在干法旋窑生产中干燥、焚烧含湿城镇生活垃圾的发电工艺及系统。

背景技术

生活垃圾焚烧发电技术已臻成熟，但一则投资大，即便是引进技术消化吸收成熟的国产化装备线规模化处理垃圾投资仍达40～60万元/吨，釆用热利用率最高的先进装备，规模化处理最稳定的、热值高的大城市生活垃圾焚烧发电单位产能每度投资仍达10000～20000元/度，较煤电投资7000元/度高得多，且还得烧油点火或助燃；二则对较小规模或很小规模如150吨/日以下、成份波动大的、热值偏低的、水分偏高的分布面广而多的市县镇生活垃圾适应性很差，通常都得加煤喷油燃烧，且其经济性极差；三则必须面对垃圾灰渣、飞灰、沥滤液、重金属、二噁英等有毒有害物，随时可能因工艺装备等原因产生二次污染；再则自耗电高，最先进系统理论上为8%，实际达12～15%。基于这些实际情况，我国的垃圾焚烧发电实际上是大中城市政策的点缀和利益的运作。

在干法旋窑协同处理生活垃圾方面，国内的金隅、海螺、华新、华润、台泥等有实力的水泥集团企业，在引进或借鉴丹麦、瑞典、德国、日本等国外技术经验的基础上，经多年的开发应用已取得了巨大的成就，并形成了各自的特色工艺和装备，但其基本工艺路线可概括为两种，第一种是在水泥厂内利用篦冷机高风温余热以专业垃圾焚烧炉系统先焚烧垃圾并配套废气净化设施，垃圾焚烧后的灰渣用于水泥生产中配料以达到协同处理；第二种是与回转窑平行建一套利用篦冷机高风温余热的相连通的专业垃圾焚烧炉系统，或再加一套用篦冷机废气余热的烘干系统，垃圾处理废气入窑系统，灰渣用于水泥生产中配料以达到协同处理。实践证明：第一种工艺路线对干法旋窑生产基本上无影响，但投资大，日处理300～400吨垃圾投资高达数亿元；第二种工艺路线如华新水泥协同处理垃圾工艺，投资相对较小，日处理300～400吨垃圾投资仍达8000～12000万元，这对于分布面宽的较小的巿县镇生活垃圾量和水泥企业来说经济性极不好解决，且因含湿废气进入窑系统导致窑系统工况受影响、熟料热耗增加。且因为都利用了篦冷机高风温余热，对水泥窑余热发电略有影响。这两大类协同处理垃圾工艺方法在一定程度上被行业认为不太适合中国国情而遭质疑。因此，迫切需要一种适应面广、投资小、不影响窑况、不增加熟料煤耗的协同处理垃圾的工艺与系统。

另一方面，水泥厂利用窑头熟料冷却机（约450℃）和窑尾预热器排出的320～350℃废气回收余热的水泥窑余热发电技术已很成熟而普及，但尚不能利用篦冷机头排大量的低温废气余热，且由于发电站寄生于水泥生产，发电工艺与水泥生产不一样，水泥生产是一条直线的特点，使其可分段改造，即提产改造的余地很大，而发电工艺是一个封闭的圆圈，再加上汽轮机及发电机不能提产改造的限制，除工艺环节问题和问题设备外，一旦电站建成投产后对其提产改造的可能性是没有的。即：在假定水泥窑经改造可协同处理垃圾且可充分利用垃圾热能増加发电量的条件下，原有的余热发电系统并不能增加设计的发电能力，同时，由于窑尾预热器后的高温风机的抽风量有额定限值，窑头篦冷机亦是限定的，根据窑头篦冷机有限性高温废气和窑尾高温风机抽取废气参数计算选用的发电系统的发电量亦是限定的。另一方面，即便假定垃圾在窑系统中产生了额外的废气余热，但既不能增加高温风机抽取的废气余热量，也不能增加设计的发电量，反而由于垃圾含有水分会影响窑内与分解炉内两把火的燃烧，增加耗煤量，低温的垃圾与水将严重影响窑温和炉温，影响煤粉的燃烧，且过量的水蒸汽通过预热器粉料亦将使粉料流动性显著变差而产生粘堵（行业内技术人员及相关论文习惯性认为是垃圾中的氯碱导致粘堵，氯碱的挥发冷凝点在约700℃，在预热器系统处于3级和4级预热器区域，而垃圾中的氯碱主要来自厨自物，而事实上国内厨余物基本上已用于饲养或被加工成高附加值油脂，我国生活垃圾氯碱影响实际上很有限，这已经化学分析与实践证实）。

显然，迫切需要一种全新的工艺和系统来解决好水泥窑可协同处理垃圾并充分利用垃圾发电。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足而提供一种干法旋窑协同处理含湿垃圾旁路发电工艺及系统，该工艺能够解决城镇生活垃圾对窑况的影响及煤耗的增加问题，有效消除垃圾中水分及氯碱对窑系统造成的粘堵问题，并可超量产生稳定的1000～1200℃高温废气余热用于稳定发电而不影响原余热发电系统，完全消除废渣、废气、废水及有毒有害物排放，且适应于市县镇不同规模和性状的生活垃圾，投资小，经济性好。

本发明解决其技术问题所釆用的技术方案是：