專利名稱：一種氣化焚燒生活垃圾的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種垃圾焚化方法，特別是一種氣化焚燒生活垃圾的方法。
背景技術：
現(xiàn)有的焚燒爐的爐排形式為鋼筋條爐排、鏈條爐排、風帽式沸騰爐排、機械往復爐排和滾筒爐排幾種形式，帶有這些爐排的焚燒爐有一個缺點，即不能完全焚燒城市生活垃圾，例如有機廢水壓濾而成的渣或其它生活垃圾的渣，該渣經烘干焚燒后，其顆粒很細小，未燃燒的廢水渣將漏落到爐渣中造成污染。另外，燃燒氣體中的二惡英等有害物不易去除?，F(xiàn)行的一種改進的燃燒方法，例如日本和德國采用的垃圾氣化焚燒法，是通過臥式回轉窯+立式回轉窯2套設備實現(xiàn)的。在臥式回轉窯進行缺氧焚燒，產生可燃性境污染的問題。但其不足之處是①臥式回轉窯產生的≤600℃的可燃性合成氣體送入立式回轉窯，輸送設備的材料為耐高溫合金，費用高；②第二段采用立式回轉爐，接受來自臥式回轉爐的≤600℃的可燃性合成氣體和碳化的垃圾，進行明火焚燒，溫度需高達1350℃，以去除二惡英；需要兩臺設備和輸送≤600℃的可燃性氣體和碳化垃圾的輸送設備。③臥式回轉窯垃圾缺氧焚燒氣化后排出的爐渣含碳量≥10％，須進行厭氧或堆肥處理。
上述燃燒方法雖能解決燃燒污染問題，但采用2臺燃燒設備，還需要輸送≤600℃的可燃性氣體和碳化垃圾的輸送設備，占地面積較大、投資、運行費用較大。
另外，燃燒溫度較高，達到1350℃，雖可使二惡英徹底分解掉，但超過1100℃時，垃圾容易融溶結塊。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種氣化焚燒生活垃圾的方法，它能解決上述的不足，能將城市生活垃圾徹底焚燒，去除二惡英，以解決環(huán)境污染的問題，其燃燒溫度較低，垃圾不會融熔結塊，占地面積較小、設備減少，投資、運行費用大為降低。
本發(fā)明是按以下的技術方案實現(xiàn)的。本發(fā)明是一種氣化焚燒生活垃圾的方法，其特征是將生活垃圾進行分階段地移動燃燒，包括缺氧分解，合成氣充分燃燒和完全燃燒三個階段
1)第一階段缺氧分解，在該階段時，氧氣不足，保持溫度為400-600℃，使其分解產生可燃合成氣；2)第二階段合成氣充分燃燒，在該階段時，氧氣充分，保持溫度為1000-1080℃，使可燃合成氣體充分燃燒；3)第三階段完全燃燒，在該階段時，將固體垃圾中的有機成分燃盡；保持溫度為800-1000℃。
1)所述的第一階段時，供給的空氣量為30-40％；2)所述的第二階段時，供給的空氣量為60-70％；3)所述的第三階段時，不再進入空氣，利用前二階段進入的空氣量，將生活垃圾完全燃盡，。
在所述的第一階段中，從該燃燒階段的頭部供給空氣量為10％，從該燃燒階段的中部供給空氣量為25％；在所述的第二階段時，供給的空氣量為65％。
在所述的第一和/或第二階段時，噴射入生石灰粉。
所述的設備為一段式的回轉爐，包括爐殼，在所述的爐殼中的爐膛內具有第1燃燒室，第2燃燒室和第3燃燒室；其中，第1燃燒室、第2燃燒室內均砌筑有爐襯和蜂窩爐排；在所述的蜂窩爐排中具有中空通道，所述的中空通道的外側與爐殼上的進氣孔相通；所述的中空通道的里側經出氣孔與爐膛相通；在所述的第1燃燒室和/或第2燃燒室中，裝有噴入石灰粉用的噴嘴；所述的爐殼的回轉軸心對于水平方向成正弦值為3％到4％的傾角。
所述的第1燃燒室和第2燃燒室之間的中空通道是隔開的；所述的第1燃燒室和第2燃燒室的中空通道分別經各自的進氣孔與第一進氣機構、第二進氣機構相通。
本發(fā)明采用氣化燃燒法進行生活垃圾的焚燒；采用一臺焚燒爐，將生活垃圾放在同一爐膛中分段、移動燃燒，按不同的燃燒階段供給不同的風量并控制燃燒溫度，以滿足缺氧分解，合成氣充分燃燒，并最后將其完全燃燒。首段缺氧分解是將垃圾干燥分解成可燃合成氣(甲烷、一氧化碳、氫氣等)，溫度在400-600℃；第二段燃燒合成氣，溫度在1000-1080℃，使合成氣充分燃燒盡；末段完全燃燒，將殘余的有機物質全部燃盡，溫度在800-900℃。其中，最高溫度是在第二段充分燃燒合成氣，為1080℃，較現(xiàn)有技術的溫度1350℃降低很多，避免了因垃圾融熔結塊而影響燃燒效果；通過噴入生石灰粉以中和該合成氣中的HCl，以避免產生二惡英。
本發(fā)明采用帶蜂窩爐排的一段式回轉爐實現(xiàn)本燃燒方法。在該回轉爐中，通過蜂窩爐排來控制各燃燒段的送風量，其中，回轉爐的首段為第一燃燒室，在此進行缺氧分解，控制經蜂窩爐排送入爐膛的空氣，正好使垃圾不足以產生明火而達到熱解，產生可燃性氣體(相當于日本、德國的臥式回轉爐的功能)?；剞D爐的第二段為第二燃燒室，具有第二套軸向排列的蜂窩爐排，通過控制該蜂窩爐排送入的燃燒空氣，能夠使第二燃燒室產生明火，以便燃燒來自第一燃燒室的可燃性氣體?；剞D爐的第三段為第三燃燒室，不安裝蜂窩爐排，不再送入燃燒空氣，而是利用第一、第二燃燒室尚未燃燒完的空氣進行固體垃圾的完全燃燒，使垃圾充分燃盡，不會融熔結塊；排出的垃圾爐渣的含碳(C)量＜1％，爐渣不再需要作厭氧或堆肥處理?；剞D爐的回轉軸的安裝是頭高尾低，使生活垃圾可分階段地移動燃燒。
本方法中，第二燃燒室的溫度控制1000-1080℃，避免了燃燒結塊。由于這個溫度不足以使二惡英徹底分解掉，所以采用將石灰粉噴入回轉爐的爐膛內，以避免產生二惡英。將回轉爐的結構做成軸向排列的蜂窩形的爐排，由于蜂窩爐排能夠將爐膛內的垃圾隨回轉爐的回轉而被帶提起，自動連續(xù)滑落下來，形成微流化態(tài)焚燒，湍流度極好，所以，噴入爐膛內的石灰粉，在湍流度極好的情況下，能與爐膛內的HCl氣體完全反應，生成CaCl2以爐渣形式排出，爐膛內HCl氣體得到連續(xù)清除。沒有HCl氣體的環(huán)境，二惡英無法生成。因為二惡英是苯環(huán)分子中的H原子被HCl氣體中的Cl原子取代后生成的，沒有HCl氣體，就沒有Cl原子取代苯環(huán)分子中的H原子，就不會生成二惡英。
綜上所述，本發(fā)明采用一臺焚燒爐，完成現(xiàn)有的技術采用二臺爐和輸送設備完成的同樣工作。本發(fā)明氣化焚燒生活垃圾方法，能將焚燒城市生活垃圾徹底燃燒，去除二惡英，解決環(huán)境污染問題，其燃燒溫度較低，不會產生融熔結塊，占地面積較小、設備減少，投資、運行費用大為降低。


圖1為本發(fā)明方法采用的焚化爐的示意圖。
圖2為圖1中的A-A、B-B剖面放大圖(件70、70A未示出)。
圖3為圖1中的C-C局部剖面放大圖。
圖4為圖2中的D-D局部剖面放大圖。
圖中代號說明10爐殼11進氣孔12爐膛12A第一燃燒室12B第二燃燒室12C第三燃燒室13進料口 14排料口 15排氣口20蜂窩爐排21中空通道 22氣孔 23封堵30爐襯31通氣溝槽40噴嘴50滾輪座60驅動機構61電動機 62減速器 63、64齒輪70第一進氣機構 70A第二進氣機構具體實施方式
如圖1為本發(fā)明方法采用的焚化爐的示意圖。爐殼10被支撐在滾輪座50上，通過驅動機構60中的電動機61、減速器62、齒輪63、64驅動該爐殼10轉動。進料口13、噴嘴40裝在頭部，排料口14、排氣口15裝在尾部；從進料口13進料，經燃燒后從排料口14排出。第一進氣機構70、第二進氣機構70A分別位于爐殼10上，分別向爐殼10上的各進氣孔11進氣。所述的焚化爐的回轉軸心與水平面的傾角的正弦值為3％到4％。以頭高尾低方式安裝。
文中所述的“里側”指該件的距離回轉軸心較近的部位，“外側”指該件的距離回轉軸心較遠的部位。
在所述的爐殼10中具有第一燃燒室12A、第二燃燒室12B和第三燃燒室12C，如圖2、3，在第一燃燒室12A、第二燃燒室12B內均砌筑有爐襯30和蜂窩爐排20；所述的蜂窩爐排20為帶有中空通道21的軸向設置的爐排，蜂窩爐排20的外側與爐殼10的內表面接觸，其里側部位凸出于爐襯30，在里側部位處具有若干氣孔22，將所述的中空通道21與爐膛12連通；所述的中空通道21又與爐殼10上的進氣孔11(及通氣溝槽31)相通，外部的空氣可經進氣機構從進氣孔11進氣到中空通道21中，再經若干氣孔22將空氣均勻送到爐膛12的各個燃燒部位，以調節(jié)爐膛12中的各個燃燒部位的溫度。在第一燃燒室12A的二端和第二燃燒室12B的右端均具有封堵23，由各自的第一進氣機構70、第二進氣機構70A單獨向第一燃燒室12A和第二燃燒室12B供應空氣。如圖4，在第三燃燒室12C中，不設蜂窩爐排20，不設進氣機構，只鋪設爐襯30。
在所述的焚化爐的頭部具有噴入石灰粉用的噴嘴40，向第一、第二燃燒室12A、12B內噴入石灰粉，用石灰粉來化合煙氣中的HCl。
采用本發(fā)明方法進行燃燒。起爐時，噴柴油點火，開始從進料口13送入垃圾。燃燒的過程為1、在第一燃燒室12A中進行缺氧分解控制送入的燃燒空氣，從頭部進料口13處進入燃燒空氣總量的10％，用第一進氣機構70從第一燃燒室12A的中部送入空氣總量的25％，二者之和保持為35％。由于少于理論燃燒空氣，不足以產生明火，垃圾被烘干氣化分解，產生的大量碳氫化合物的可燃性氣體(甲烷、一氧化碳、氫氣等)，將焚燒溫度控制在500℃左右；以流至第二燃燒室12B明火燃燒，燃燒熱量的一部分回傳至第一燃燒室12A。
2、在第二燃燒室進行合成氣充分燃燒第一燃燒室的垃圾隨回轉爐的回轉而下行，垃圾到第二燃燒室12B后，沉在爐膛12的下半部。由于蜂窩爐排20的氣孔22是沿該燃燒室(回轉爐)一圈均衡分布的，沉在下半部的垃圾，堵住了下半部的氣孔22(進風小孔)，爐膛下半部處于缺氧的氣化工況，會使垃圾繼續(xù)分解產生可燃性氣體。一、二燃燒室氣化率合計≥90％。
a)明火焚燒從第二燃燒室的第二進氣機構70A進入第二燃燒室12B的空氣占燃燒空氣總量的65％，從蜂窩爐排20上半部的氣孔22噴入爐膛。足量的燃燒空氣，遇著可燃性氣體著火，溫度≥1200℃，而送入爐膛的燃燒空氣溫度≤220℃，二者混合，從而使爐膛溫度降低，保持1000～1080℃。
b)在進行燃燒時，用噴嘴40向爐膛12內噴射入生石灰粉，以中和所述的合成氣中的HCl氣體。
3、完全燃燒，隨回轉爐的轉動，碳化的垃圾進到第三燃燒室12C。第三燃燒室不再送入空氣，利用前面燃燒室殘余的燃燒空氣，使固體垃圾充分燃盡。該燃燒室溫度為950℃，爐尾排煙溫度≥850℃。爐渣含碳量＜1％。
爐內垃圾焚燒時間約90分鐘，煙氣在爐內滯留時間＞2-3秒。
爐渣從回轉爐的爐尾處的出料口14排出；熱煙氣從排氣口15送往發(fā)電廠。
權利要求
1.一種氣化焚燒生活垃圾的方法，其特征是將生活垃圾進行分階段地移動燃燒，包括缺氧分解，合成氣充分燃燒和完全燃燒三個階段1)第一階段缺氧分解，在該階段時，氧氣不足，保持溫度為400-600℃，使其分解產生可燃合成氣；2)第二階段可燃合成氣充分燃燒，在該階段時，氧氣充分，保持溫度為1000-1080℃，使合成氣體充分燃燒；3)第三階段完全燃燒，在該階段時，將固體垃圾中的有機成分燃盡；保持溫度為800-1000℃。
2.根據權利要求1所述的氣化焚燒生活垃圾的方法，其特征是1)所述的第一階段時，供給的空氣量為30-40％；2)所述的第二階段時，供給的空氣量為60-70％；3)所述的第三階段時，不再進入空氣，利用前二階段進入的空氣量，將生活垃圾完全燃盡。
3.根據權利要求2所述的氣化焚燒生活垃圾的方法，其特征是在所述的第一階段中，從該燃燒階段的頭部供給空氣量為10％，從該燃燒階段的中部供給空氣量為25％；在所述的第二階段時，供給的空氣量為65％。
4.根據權利要求1-3所述的任一氣化焚燒生活垃圾的方法，其特征是在所述的第一和/或第二階段時，噴射入生石灰粉。
5.根據權利要求4所述的氣化焚燒生活垃圾的方法所用的設備，其特征是所述的設備為一段式的回轉爐，包括爐殼(10)，在所述的爐殼(10)中的爐膛(12)內具有第1燃燒室(12A)，第2燃燒室(12B)和第3燃燒室(12C)；其中，第1燃燒室、第2燃燒室內均砌筑有爐襯(30)和蜂窩爐排(20)；在所述的蜂窩爐排(20)中具有中空通道(21)，所述的中空通道(21)的外側與爐殼(10)上的進氣孔(11)相通；所述的中空通道(21)的里側經出氣孔(22)與爐膛(12)相通；在所述的第1燃燒室(12A)和/或第2燃燒室(12B)中，裝有噴入石灰粉用的噴嘴(40)；所述的爐殼(10)的回轉軸心對于水平方向成正弦值為3％到4％的傾角。
6.根據權利要求5所述的氣化焚燒生活垃圾的方法所用的設備，其特征是所述的第1燃燒室(12A)和第2燃燒室(12B)之間的中空通道(21)是隔開的；所述的第1燃燒室(12A)和第2燃燒室(12B)的中空通道(21)分別經各自的進氣孔(11)與第一進氣機構(70)、第二進氣機構(70A)相通。
全文摘要
一種氣化焚燒生活垃圾的方法，其特征是將生活垃圾進行分階段地移動燃燒，包括缺氧分解，合成氣充分燃燒和完全燃燒三個階段1)第一階段缺氧分解，氧氣不足，保持溫度為400－600℃，分解產生可燃合成氣；2)第二階段可燃合成氣充分燃燒，氧氣充分，保持溫度為1000－1080℃，使合成氣體充分燃燒；3)第三階段完全燃燒，將固體垃圾中的有機成分燃盡；保持溫度為800－1000℃。本發(fā)明采用一臺焚燒爐，完成現(xiàn)有的技術采用二臺爐和輸送設備完成的同樣工作，能將焚燒城市生活垃圾徹底燃燒，去除二惡英，解決環(huán)境污染問題，其燃燒溫度較低，不會產生融熔結塊，占地面積較小、設備減少，投資、運行費用大為降低。
文檔編號F23G5/027GK101050859SQ20071006559
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月17日 優(yōu)先權日2007年4月17日
發(fā)明者史金麟 申請人:史金麟