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CN112066384A - 一种秸秆生活垃圾废弃物捆烧热解协同处理方法 - Google Patents

一种秸秆生活垃圾废弃物捆烧热解协同处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种秸秆生活垃圾废弃物捆烧热解协同处理方法，属于废弃物处理领域，以解决生活垃圾中有毒有害物质无法分选彻底，灰渣处理成本较大的问题。包括如下步骤：垃圾处理、垃圾热解、秸秆捆燃烧、热解气回用，秸秆捆烧锅炉内产生的热量供给热解炉中垃圾的热解，垃圾进行分选后转运到热解炉内进行热解，秸秆在秸秆捆烧锅炉内进行燃烧，垃圾热解所产生的热解气在高温的条件下通到秸秆捆烧锅炉的二次燃烧室内与挥发分气体一起进行燃烧。本发明能同时对秸秆、垃圾两种废弃物进行处理，减少秸秆随意焚烧、垃圾填埋所带来的环境、土地、资源浪费等问题。

Description

一种秸秆生活垃圾废弃物捆烧热解协同处理方法
技术领域
本发明属于废弃物处理领域，具体涉及一种秸秆生活垃圾废弃物捆烧热解协同处理方法。
背景技术
随着我国农村城镇化水平的逐步提高，生活垃圾的产生量也迅速提升，其中的成分也越来越复杂，有害废物和工业废物组分在逐渐增多。因此，使农村生活垃圾的无害化、减量化、资源化处理关乎国计民生，是我国实现可持续发展战略目标的重要内容之一。
目前，农村垃圾的处理方式主要为填埋法和焚烧法。填埋法会占用大量的土地资源，填埋土地无法重复使用。处理不当还会对水土造成较为严重的二次污染，无法对垃圾中的有机固体废弃物进行有效利用造成资源浪费。焚烧法虽然具有减容、能量回收作用，但是焚烧设备造价高、操作复杂，燃烧过程中将产生较多的二噁英、飞灰等有毒有害物质，需要较为严格的烟气净化系统。而垃圾热解处理技术不仅能源利用率高，相比焚烧产生的二次污染物较少，是垃圾处理较为合理的处理方式。
传统的生活垃圾与秸秆协同处理方式是将生活垃圾与秸秆粉碎后进行混合热解，而粉碎过程中需耗费较大的能量，且秸秆捆内通常含有一些石子等坚硬物质，易造成粉碎装置的损坏。同时，热解炉一般采用内加热其热解温度难以控制，产物通常不稳定易产生较多的焦油，在油气分离过程中热解气温度降低使焦油冷凝易造成管道的堵塞从而引发安全事故。而外加热处理方式其耗能较大，存在能量不平衡产能较少等问题。同时，生活垃圾中难免存在一些有毒有害物质无法分选彻底，将垃圾与秸秆进行混合热解后这些有毒物质将转移到灰渣中，而使其灰渣无法进行有效利用，处理成本较大。而秸秆灰渣作为一种良好的肥料已得到较大的利用，若废弃将造成较大的资源浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种秸秆生活垃圾等废弃物捆烧与热解协同处理的方法，以解决生活垃圾中有毒有害物质无法分选彻底，灰渣处理成本较大的问题。
本发明技术方案如下：一种秸秆生活垃圾废弃物捆烧热解协同处理方法，包括如下步骤：垃圾处理、垃圾热解、秸秆捆燃烧、热解气回用，秸秆捆烧锅炉内产生的热量供给热解炉中垃圾的热解，
A、垃圾进行分选后，经过存储脱去部分水分后，转运到热解炉内进行热解；垃圾被运送到热解炉后，在高温缺氧条件下发生缓慢的热解反应；垃圾热解过程需保证其温度逐渐升高；
B、秸秆捆燃烧供热：秸秆经过粉碎、打捆后，运送到秸秆捆烧锅炉内进行燃烧；
C、热解气回用：热解所产生的热解气在高温的条件下通到秸秆捆烧锅炉的二次燃烧室内与挥发分气体一起进行燃烧。
进一步的，垃圾热解升温速率保持在150-200℃/min，垃圾在热解炉内反应的时间在10-15min。
进一步的，所述步骤A和步骤C中的高温条件为800-1000℃。
进一步的，所述秸秆捆烧锅炉包括一次燃烧室、二次燃烧室、一次风管道、三次风管道、二次风管道；秸秆捆烧锅炉内通过炉拱分隔为一次燃烧室和二次燃烧室；回转热解炉布置在秸秆捆烧锅炉的上方，回转热解炉外圈与回转热解炉的炉体间设有烟气通道；回转热解炉的出口上端通过热解气回用管道与秸秆捆烧锅炉的二次燃烧室连接。
进一步的，一次燃烧室中空气过量系数控制在0.6至1.0，二次燃烧室中过量空气系数控制在0.7至1.1，二次燃烧室的前段为热解气、高温烟气、挥发分和空气的预混区域，后段为高温燃烧室。
本发明利用秸秆捆燃烧产生的热量一部分供给垃圾进行热解，一部分与水进行热交换，向外提供热水。同时，热解产生的热解气在高温条件下进入捆烧锅炉燃烧室的高温燃烧区完全燃烧，避免产生焦油等其他有毒有害物质。同时热解灰渣与秸秆灰渣进行单独处理，提高资源的利用率。以上处理方式更贴合我国农村的实际情况，处理方式更加合理，具有较高的环保和经济效益。
本发明特点如下：
（1）利用秸秆捆燃烧产生的热量供给垃圾进行热解反应，能同时对秸秆、垃圾两种废弃物进行处理，减少秸秆随意焚烧、垃圾填埋所带来的环境、土地、资源浪费等问题。
（2）热解炉渣和秸秆捆烧锅炉渣进行分开处理。由于垃圾成分较复杂，避免热解炉渣对秸秆捆烧锅炉渣造成污染。秸秆捆烧锅炉渣即可作为肥料直接还田，也可与其他物质进行混合堆肥再利用。
（3）垃圾热解产生的热解气，在高温的条件下直接通入炉膛，经过与高温烟气、空气进行混合后在高温燃烧区域进行燃烧，避免热解气冷凝过程中产生焦油等其他污染物，以及燃烧温度过低时产生较多有毒有机物质。
附图说明
图1为一种秸秆生活垃圾废弃物捆烧热解协同处理方法的流程图；
图2为一种秸秆生活垃圾废弃物捆烧热解协同处理方法所使用设备的结构示意图。
具体实施方式
下面的实施例可以进一步说明本发明，但不以任何方式限制本发明。
秸秆-垃圾协同处理主要包含7个工序，分别为垃圾预处理、垃圾热解、热解气回用、秸秆捆燃烧供热、烟气净化、热解炉渣再利用、秸秆捆烧锅炉渣再利用。
实施例1
工序1-垃圾预处理：垃圾由垃圾清运车运送到垃圾回收站，将垃圾进行分选后，将非易腐有机垃圾倒入垃圾贮坑，垃圾贮坑为负压环境并在垃圾倒入孔处设置风幕，以确保垃圾贮坑内的臭味不会溢出。垃圾经过3-7天的存储脱去部分水分后，能提高垃圾的热解效率，之后由吊爪将垃圾转运到热解炉内进行热解。冬季由于气温较低可适当延长垃圾在贮坑内的停留时间。
工序2-垃圾热解：垃圾被运送到热解炉后，在推料机以及送料机构的作用下，生活垃圾在高温缺氧条件下发生缓慢的热解反应。为保证热解过程中产生较多的热解气，垃圾热解过程需保证其温度逐渐升高。可以通过控制推料机构的推料速度控制升温速率，升温速率保持在150-200℃/min，垃圾在热解炉内反应的时间在10-15min。
工序3为热解气回用：热解所产生的热解气主要成分为CO、H2、CH4，产生的热解气不经过冷凝、净化等处理，在高温的条件下通到炉膛的二次燃烧室内与挥发分气体一起进行燃烧。以避免热解气温度下降过多，会使其冷凝而产生较多的焦油堵住管道而引发安全事故。为提高热解气的燃烧效率，可在热解气出口处设置旋流装置，使热解气与高温烟气、炉膛挥发分、空气进行充分混合后进入高温燃烧区域进行燃烧。高温燃烧区温度控制在800-1000℃，保证热解过程中的二噁英、挥发性有机物等能完全燃烧。
工序4为秸秆捆燃烧供热：秸秆经过粉碎、打捆后，被运送到处理站点。由进料装置运送到秸秆捆烧锅炉内进行燃烧。
如图2所示，秸秆捆烧锅炉（3）包括一次燃烧室304、二次燃烧室（305）、一次风管道307、三次风管道308、二次风管道309；秸秆捆烧锅炉内通过炉拱312分隔为一次燃烧室304和二次燃烧室（305 ）；
回转热解炉（203）布置在秸秆捆烧锅炉（3）的上方，回转热解炉外圈与回转热解炉的炉体间设有烟气通道，
回转热解炉（203）的出口上端通过热解气回用管道（204）与秸秆捆烧锅炉（3）的二次燃烧室（305）连接。
随着热量逐渐被吸收，烟气温度由右端向左端逐渐下降，从而达到回转热解炉温度由右端向左端逐渐下降，保证垃圾在回转热解炉内的升温速率，从而得到较多的热解气。
秸秆捆内含有的挥发分较多，为提高其燃烧效率，秸秆捆烧锅炉需采用分级燃烧系统。其中一次燃烧室主要营造缺氧的燃烧环境空气过量系数控制在0.6至1.0，使秸秆捆析出较多的挥发分。二次燃烧室主要为挥发分、热解气的混合燃烧过量空气系数控制在0.7至1.1，二次燃烧室的前段为热解气、高温烟气、挥发分和空气的预混区域，后段为高温燃烧室。两个燃烧室配备单独的配风系统，能对配风量进行调节。秸秆捆烧锅炉内产生的热量主要供给热解炉中垃圾的热解，过剩的热量经过水循环换热后向装置外提供热水，可用于供暖或其他需要热水的地方。
实施例2
在实施例1的基础上，增加以下工序，
工序5为烟气净化：烟气的除尘、净化处理，主要保证燃烧产生的酸性气体、颗粒物等有毒有害气体被充分净化达标后排放。可选择在炉内进行颗粒物的沉降，烟气排出后再组合选用旋转喷淋塔、SCR、SNCR、活性炭吸附、布袋除尘等方法进行处理，烟气达标后排放。
实施例3
在实施例1的基础上，增加以下工序，
工序6为热解炉渣再利用：热解炉渣中的主要成分为生物炭及部分未完全热解的物质，对其进行筛选后提取出的生物炭可作为土壤改良剂，用于农作物的生长。未完全热解的物质也可经过高温烧结后可制取路基材料。
实施例4
在实施例1的基础上，增加以下工序，工序7为秸秆捆烧锅炉渣再利用：秸秆捆燃烧后产生的炉渣内由秸秆捆烧锅炉内清出后可与畜禽粪便进行堆肥处理，作为肥料施用在农作物上。用秸秆灰渣制取的肥料更加环保、经济。秸秆生长过程中由土壤中吸取的营养元素再次回到田地，能同时避免过度施肥而造成的土壤板结，以及土壤肥力下降等问题。

Claims (7)

1.一种秸秆生活垃圾废弃物捆烧热解协同处理方法，其特征在于包括如下步骤：垃圾处理、垃圾热解、秸秆捆燃烧、热解气回用，秸秆捆烧锅炉内产生的热量供给热解炉中垃圾的热解，
A、垃圾进行分选后，经过存储脱去部分水分后，转运到热解炉内进行热解；垃圾被运送到热解炉后，在高温缺氧条件下发生缓慢的热解反应；垃圾热解过程需保证其温度逐渐升高；
B、秸秆捆燃烧供热：秸秆经过粉碎、打捆后，运送到秸秆捆烧锅炉内进行燃烧；
C、热解气回用：热解所产生的热解气在高温的条件下通到秸秆捆烧锅炉的二次燃烧室内与挥发分气体一起进行燃烧。
2.根据权利要求1所述的一种秸秆生活垃圾废弃物捆烧热解协同处理方法，其特征在于：垃圾热解升温速率保持在150-200℃/min，垃圾在热解炉内反应的时间在10-15min。
3.根据权利要求1或2所述的一种秸秆生活垃圾废弃物捆烧热解协同处理方法，其特征在于：所述步骤A和步骤C中的高温条件为800-1000℃。
4.根据权利要求3所述的一种秸秆生活垃圾废弃物捆烧热解协同处理方法，其特征在于：所述秸秆捆烧锅炉（3）包括一次燃烧室(304)、二次燃烧室（305）、一次风管道(307)、三次风管道(308)、二次风管道(309),秸秆捆烧锅炉内通过炉拱(312)分隔为一次燃烧室(304)和二次燃烧室（305）；回转热解炉（203）布置在秸秆捆烧锅炉（3）的上方，回转热解炉外圈与回转热解炉的炉体间设有烟气通道；回转热解炉（203）的出口上端通过热解气回用管道（204）与秸秆捆烧锅炉（3）的二次燃烧室（305）连接。
5.根据权利要求4所述的一种秸秆生活垃圾废弃物捆烧热解协同处理方法，其特征在于：一次燃烧室中空气过量系数控制在0.6至1.0，二次燃烧室中过量空气系数控制在0.7至1.1，二次燃烧室的前段为热解气、高温烟气、挥发分和空气的预混区域，后段为高温燃烧室。
6.根据权利要求5所述的一种秸秆生活垃圾废弃物捆烧热解协同处理方法，其特征在于：它还包括烟气净化步骤：烟气的除尘、净化处理，主要保证燃烧产生的酸性气体、颗粒物等有毒有害气体被充分净化达标后排放；在炉内进行颗粒物的沉降，烟气排出后，再组合选用旋转喷淋塔、SCR、SNCR、活性炭吸附、布袋除尘进行处理，烟气达标后排放。
7.根据权利要求6所述的一种秸秆生活垃圾废弃物捆烧热解协同处理方法，其特征在于：它还包括热解炉渣再利用步骤：对热解炉渣进行筛选后提取出的生物炭作为土壤改良剂；未完全热解的物质经过高温烧结后制取路基材料。
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