[发明专利]利用高温烟气再循环处理高含水率生活垃圾的系统及方法

说明书

本发明公开一种利用高温烟气再循环处理高含水率生活垃圾的系统及方法，其中处理系统包括燃烧炉、烟气抽取装置、烟气净化装置、垃圾干燥装置以及布气装置；在燃烧炉的尾部烟道内设置有两级省煤器；烟气抽取装置包括烟气抽取口、循环风机以及烟气管道；烟气抽取口位于两级省煤器中间；垃圾干燥装置包括水平烟气风室和垂直干燥风室，烟气管道通过控制阀分别与水平烟气风室和垂直干燥风室连通；布气装置包括水平烟气风室布气装置及垂直干燥风室烟气布气装置。本发明处理系统及方法，用于干燥高含水率入炉垃圾，以提高焚烧段垃圾热值，改善燃烧状况，提高炉膛温度及燃尽率，对于高含水率垃圾、北方寒区及多雨地区垃圾入炉焚烧具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种利用高温烟气再循环处理高含水率生活垃圾系统及方法，属于垃圾干燥焚烧处理技术领域。

背景技术

由于我国独特的饮食习惯及废弃物回收方式导致入炉焚烧垃圾热值较低，进入焚烧炉的垃圾多为厨余垃圾及其他低热值废弃物，其含水率有时很高，垃圾热值低；为了维持入炉垃圾正常燃烧不得不掺烧其他高热值的辅助燃料，如煤、燃油等，对于冬季北方地区垃圾焚烧，情况更加糟糕；冬季的雨雪天气会使得垃圾中水分含量增加，会以冰块等形式夹杂在垃圾中，且部分北方地区依旧采取燃煤的方式进行取暖，这会导致入炉生活垃圾中混入大量不具热值的炉渣、炉灰等，容易造成设备故障。

北方冬季气候对垃圾焚烧的具体影响包括：

（1）由于冰冻的原因，压滤过程中无法去除结冰水分，导致垃圾入炉后在干燥段干燥时间延长，增加了干燥段的长度，炉排燃烧点向后推迟，使得正常燃烧和燃尽时间缩短，燃烧不充分，热效率降低；冰块掺杂在垃圾中，融化后会导致炉排中正在燃烧的火焰熄灭，给锅炉的安全运行带来巨大的风险，不完全燃烧也会使得烟气污染加重。

（2）北方冬天气温低于零度，垃圾中的水分增加了烟气中的水蒸气分压，使烟气露点温度升高，腐蚀尾部受热面，为了降低腐蚀速度，焚烧炉燃烧所用空气需要用高品质蒸汽预热，这使垃圾电厂的能量利用效率降低，如：对于一台500t/d的焚烧炉来说，其一次风量约为6600Nm³/h，如果将一次风由-15℃加热至20℃，大概每小时需消耗2.5-3.5t蒸汽，占全部蒸汽量的十分之一，全厂热效率损失明显；温度较低也会导致垃圾发酵速度降低，需要将蒸汽通入酵池，也会进一步降低厂发电能力。

（3）垃圾含水、冰影响着火，大量水分汽化吸热降低燃烧室温度，增加着火热；随着水分增加，点燃过程推迟，挥发份的燃烧速率显著降低，即水分影响了垃圾挥发分的析出；垃圾焚烧时水分对二恶英总量及毒性当量也有影响，水分通过活化飞灰的活性位置，从整体上促进了二恶英的合成，提高了二恶英排放的毒性当量。

如果能在焚烧前对垃圾进行干燥，降低含水率，不仅可以减少单位垃圾产生的烟气量，也可以降低烟气露点和排烟损失，还可以改善燃烧状况，炉膛温度也会相应提高；可以布置更多的水冷壁受热面，节省辅助燃料，提高垃圾燃尽率。因此，为改善燃烧工况，使垃圾能够维持自行燃烧或降低焚烧时的掺煤比，就需要对其进行干燥预处理、提高能量品质。目前针对生活垃圾入炉前的干燥方法有很多，包括加装暖气提高垃圾卸料大厅温度、引入低温低压蒸汽加热垃圾池、设加热风加热垃圾池内的垃圾及增加垃圾发酵天数等方式，但效果并不理想，垃圾燃烧依旧存在产生热量少，余热锅炉不能生产充足蒸汽等问题；采用提高一次风温技术处理北方高含水量垃圾时，不论是采用增加空预器受热面积的技术方案，或是增加一台空预器技术方案，其投资成本高昂，系统变动较大。

在现有公开的专利文献中：

（1）如公开号为CN202993220U，名为一种机械炉排垃圾焚烧炉高温烟气循环系统的专利文献，其将烟气再循环用于炉排干燥段用风，烟气中粉尘会磨损炉排炉。抽取的烟气温度大于550℃，循环风机和管道均需采用不锈钢，投资成本高。且该方法干燥段仅通入高温烟气，没有通入常规焚烧炉采用的热空气，不适合于现有焚烧炉改造。