本發(fā)明屬于生活垃圾處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種城市生活垃圾處理廠篩上物處置系統(tǒng)及處置方法，尤其涉及一種利用熱解氣化焚燒發(fā)電工藝對以堆肥為處理工藝的城市生活垃圾處理廠篩上物的處置系統(tǒng)及處置方法。
背景技術(shù)：
城市生活垃圾是我國城市當(dāng)前面臨的最嚴重的環(huán)境問題之一，如何對它進行有效的處理，已成為政府和民眾關(guān)注的焦點。作為城市生活垃圾處理方法之一，堆肥利用微生物對其中有機物的分解作用，產(chǎn)生一種穩(wěn)定、衛(wèi)生、有一定使用價值的農(nóng)業(yè)肥料或土壤改良劑，對解決城市環(huán)境污染及實現(xiàn)城市生活垃圾無害化、減量化、資源化和產(chǎn)業(yè)化具有重要的意義。
在垃圾堆肥工藝的第一階段，即預(yù)處理過程中，以塑料為主的難以被微生物分解的有機物被分選出來成為篩上物。這部分篩上物通常被就近運送至垃圾填埋場進行填埋處理。近年來由于國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，人民生活水平也不斷提升，城市生活垃圾的成分也有了顯著變化，其中以塑料為主的難以用堆肥工藝處理的有機物比例增高，從而使得城市生活垃圾處理廠的篩上物數(shù)量上升。由于垃圾填埋處理方法的局限性，使得篩上物的處置成為很多城市生活垃圾處理廠在生產(chǎn)運行過程中的難點。若采用垃圾焚燒發(fā)電處理，則由于篩上物數(shù)量較少，建設(shè)垃圾焚燒發(fā)電廠不經(jīng)濟，且由于規(guī)模較小項目難以獲批。
使用垃圾衛(wèi)生填埋法處置城市生活垃圾處理廠篩上物有如下缺點：
1.填埋場所需占地面積較大，且服務(wù)周期有限，生產(chǎn)管理成本較高。由于國家城鎮(zhèn)化步伐的不斷推進，土地這一不可再生資源的稀缺性越來越明顯，以衛(wèi)生填埋為主的垃圾處置方式已不可持續(xù)；
2.垃圾經(jīng)衛(wèi)生填埋處理后，如管理不當(dāng)仍存在污染土壤和地下水的風(fēng)險；
3.篩上物需經(jīng)車輛運輸后送至就近的垃圾填埋場，如運距較遠，在運輸過程中難免對沿途環(huán)境產(chǎn)生二次污染，且運輸費用也較高。
熱解是指在無氧或缺氧氣氛下，利用高溫使固體廢物有機成分發(fā)生裂解，從而脫出揮發(fā)性物質(zhì)并形成固體焦炭的過程，熱解工藝主要產(chǎn)物有熱解油和固體炭，氣體產(chǎn)率相對較低。氣化是指反應(yīng)物在還原性氣氛下與氣化劑發(fā)生反應(yīng)，生成以可燃氣為主的熱轉(zhuǎn)化過程，在這里氣化劑主要包括空氣、富氧氣體、水蒸氣、二氧化碳等。在實際過程中，熱解、氣化往往同時存在于反應(yīng)過程中。篩上物在熱解氣化爐內(nèi)同時發(fā)生熱解和氣化反應(yīng)，產(chǎn)生的可燃氣體主要成分為：CO、CO2、H2、CmHn（主要為甲烷）、O2、N2、HCl、H2S等?？扇細怏w在二燃室中完全燃燒以釋放出熱量。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種城市生活垃圾處理廠篩上物處置系統(tǒng)及處置方法。該處置系統(tǒng)占地面積小，篩上物無需長距離運輸，通過熱解氣化的方法處置，可實現(xiàn)無害化、減量化、資源化和產(chǎn)業(yè)化。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種城市生活垃圾處理廠篩上物處置系統(tǒng)，包括垃圾熱解氣化爐、二燃室、余熱鍋爐、汽輪機、凝汽器、冷卻塔、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、除氧器、給水泵、半干式除酸塔、布袋除塵器、引風(fēng)機和煙囪；
垃圾熱解氣化爐的可燃氣體出口與二燃室的氣體入口相連；二燃室的煙氣出口與余熱鍋爐的煙氣入口相連；余熱鍋爐的過熱蒸汽出口與汽輪機的蒸汽入口相連；
汽輪機的乏汽出口與凝汽器的乏汽入口相連；凝汽器的凝結(jié)水出口依次通過凝結(jié)水泵、除氧器和給水泵，最后與余熱鍋爐的鍋爐給水口相連；
冷卻塔的出水口通過循環(huán)水泵與凝汽器的進水口相連；凝汽器的出水口與冷卻塔的循環(huán)水進水口相連；
余熱鍋爐的煙氣出口與半干式除酸塔的煙氣入口相連；半干式除酸塔的煙氣出口與布袋除塵器的煙氣入口相連；布袋除塵器的煙氣出口通過引風(fēng)機與煙囪相連。
進一步，優(yōu)選的是，還包括發(fā)電機，汽輪機（4）的輸出軸與發(fā)電機（5）的輸入軸相連。
本發(fā)明還提供一種城市生活垃圾處理廠篩上物的處置方法，采用上述城市生活垃圾處理廠篩上物處置系統(tǒng)，包括如下步驟：
步驟S1，熱解氣化：篩上物放入垃圾熱解氣化爐內(nèi)，在500℃~700℃高溫條件下，并在不向爐內(nèi)供風(fēng)的缺氧的條件下進行熱解氣化反應(yīng)使其中的大分子態(tài)有機物裂解成小分子態(tài)可燃氣體；
步驟S2，完全燃燒：可燃氣體進入二燃室中完全燃燒，產(chǎn)生高溫?zé)煔猓?/p>
步驟S3，余熱回收：余熱鍋爐回收高溫?zé)煔庵械臒崃?，產(chǎn)生蒸汽直接對外供熱或者供汽輪機轉(zhuǎn)換成為機械功；
步驟S4，煙氣凈化：經(jīng)余熱鍋爐回收的煙氣溫度降低后，通過半干式除酸塔進行半干法除酸，之后煙氣再通過布袋除塵器除去飛灰后可達標(biāo)排放；
步驟S5，凝結(jié)水處理：汽輪機出來的凝結(jié)水經(jīng)除氧器除氧后回到余熱鍋爐循環(huán)使用。
進一步，優(yōu)選的是，步驟S3中產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)汽輪機供發(fā)電機發(fā)電。
進一步，優(yōu)選的是，垃圾熱解氣化爐內(nèi)熱解氣化產(chǎn)生的爐渣經(jīng)檢測合格后可直接填埋，或用作建筑材料進行綜合利用。
進一步，優(yōu)選的是，布袋除塵器除塵得到的飛灰經(jīng)螯合劑穩(wěn)定化后添加水泥固化成磚塊，經(jīng)檢測合格后可安全填埋。
本發(fā)明所涉及的技術(shù)特點如下
1.熱解反應(yīng)在缺氧環(huán)境下進行，有效抑制了二噁英的生成；
2.余熱鍋爐排煙溫度控制在220℃左右，避免尾部煙道受熱面遭受酸腐蝕；
3.采用凝汽式汽輪發(fā)電機組，技術(shù)成熟，發(fā)電效率高；
4.由于篩上物已經(jīng)過分選含水率很低，沒有滲瀝液處理的問題；
5.熱解反應(yīng)產(chǎn)生的飛灰量較小，可根據(jù)實際情況在布袋除塵器前噴射活性炭以保證煙氣中二噁英的含量達到排放標(biāo)準(zhǔn)。
6.通過熱解氣化的方法處置城市生活垃圾處理廠篩上物，可實現(xiàn)無害化、減量化、資源化和產(chǎn)業(yè)化；
7.配置余熱回收系統(tǒng)，將垃圾中蘊含的熱能回收利用，通過發(fā)電上網(wǎng)或直接供熱可產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益；
8.熱解氣化法本身就能抑制二噁英的生成，在使用半干式除酸塔和布袋除塵器，保證煙氣可達標(biāo)排放；
9.熱解氣化爐底部排出的爐渣不含有毒成分，經(jīng)檢測合格后可直接填埋或作為建筑材料等綜合利用，少量的飛灰因含重金屬，需經(jīng)鰲合固化后做安全填埋處理。
本發(fā)明中所述利用熱解氣化焚燒發(fā)電工藝對以堆肥為處理工藝的城市生活垃圾處理廠篩上物的處置方法，相對填埋處置方法具有以下優(yōu)點：
1.設(shè)備占地面積小，可在現(xiàn)有城市生活垃圾處理廠內(nèi)空地或就近選址建設(shè)；
2.篩上物無需長距離運輸，避免了二次污染；
3.篩上物成分主要為塑料等難以被微生物分解的有機物，適合采用熱解汽化法處理，熱解氣化產(chǎn)生的可燃氣體經(jīng)燃燒后通過余熱鍋爐回收熱量，產(chǎn)生蒸汽供汽輪發(fā)電機組發(fā)電，發(fā)出的電可上網(wǎng)出售，如有穩(wěn)定的熱負荷也可直接供熱，均能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益；
4.熱解氣化過程中產(chǎn)生的爐渣經(jīng)檢測合格后可直接填埋或綜合利用，少量飛灰經(jīng)鰲合固化處理后也可直接填埋；
5.熱解氣化過程中產(chǎn)生的煙氣經(jīng)除酸、除去飛灰后可直接達標(biāo)排放，滿足《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485-2014）。
附圖說明
圖1是本發(fā)明城市生活垃圾處理廠篩上物處置系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1、垃圾熱解氣化爐；2、二燃室；3、余熱鍋爐；4、汽輪機；5、發(fā)電機；6、凝汽器；7、冷卻塔；8、循環(huán)水泵；9、凝結(jié)水泵；10、除氧器；11、給水泵；12、半干式除酸塔；13、布袋除塵器；14、引風(fēng)機；15、煙囪。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限定本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體技術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進行。所用材料或裝置未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
本發(fā)明系統(tǒng)中各裝置的連接方式均采用常規(guī)方法，如通過管道連接等。
篩上物：以堆肥為處理工藝的城市垃圾處理廠，在預(yù)處理過程中分選出的難以被微生物分解的有機物。
垃圾熱解氣化爐：在高溫缺氧條件下利用熱解反應(yīng)處理生活垃圾的設(shè)備。
如圖1所示，一種城市生活垃圾處理廠篩上物處置系統(tǒng)，包括垃圾熱解氣化爐1、二燃室2、余熱鍋爐3、汽輪機4、凝汽器6、冷卻塔7、循環(huán)水泵8、凝結(jié)水泵9、除氧器10、給水泵11、半干式除酸塔12、布袋除塵器13、引風(fēng)機14和煙囪15；
垃圾熱解氣化爐1的可燃氣體出口與二燃室2的氣體入口相連；二燃室2的煙氣出口與余熱鍋爐3的煙氣入口相連；余熱鍋爐3的過熱蒸汽出口與汽輪機4的蒸汽入口相連；
汽輪機4的乏汽出口與凝汽器6的乏汽入口相連；凝汽器6的凝結(jié)水出口依次通過凝結(jié)水泵9、除氧器10和給水泵11，最后與余熱鍋爐3的鍋爐給水口相連；
冷卻塔7的出水口通過循環(huán)水泵8與凝汽器6的進水口相連；凝汽器6的循環(huán)水出水口與冷卻塔7的進水口相連；
余熱鍋爐3的煙氣出口與半干式除酸塔12的煙氣入口相連；半干式除酸塔12的煙氣出口與布袋除塵器13的煙氣入口相連；布袋除塵器13的煙氣出口通過引風(fēng)機14與煙囪15相連。
優(yōu)選方案，還包括發(fā)電機5，汽輪機4的輸出軸與發(fā)電機5的輸入軸相連。
一種城市生活垃圾處理廠篩上物的處置方法，采用上述城市生活垃圾處理廠篩上物處置系統(tǒng)，包括如下步驟：
步驟S1，熱解氣化：篩上物放入垃圾熱解氣化爐內(nèi)，在500℃~700℃高溫條件下，并在不向爐內(nèi)供風(fēng)的缺氧的條件下進行熱解氣化反應(yīng)使其中的大分子態(tài)有機物裂解成小分子態(tài)可燃氣體；
步驟S2，完全燃燒：可燃氣體進入二燃室中完全燃燒，產(chǎn)生高溫?zé)煔猓?/p>
步驟S3，余熱回收：余熱鍋爐回收高溫?zé)煔庵械臒崃?，產(chǎn)生蒸汽直接對外供熱或者供汽輪機轉(zhuǎn)換成為機械功；
步驟S4，煙氣凈化：經(jīng)余熱鍋爐回收的煙氣溫度降低后，通過半干式除酸塔進行半干法除酸，之后煙氣再通過布袋除塵器除去飛灰后可達標(biāo)排放；
步驟S5，凝結(jié)水處理：汽輪機出來的凝結(jié)水經(jīng)除氧器除氧后回到余熱鍋爐循環(huán)使用。
優(yōu)選步驟S3中產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)汽輪機供發(fā)電機發(fā)電。
優(yōu)選垃圾熱解氣化爐內(nèi)熱解氣化產(chǎn)生的爐渣經(jīng)檢測合格后可直接填埋，或用作建筑材料進行綜合利用。
優(yōu)選布袋除塵器除塵得到的飛灰經(jīng)螯合劑穩(wěn)定化后添加水泥固化成磚塊，經(jīng)檢測合格后可安全填埋。本發(fā)明中所指的螯合劑是用于固化飛灰中重金屬的化學(xué)藥劑；制磚方法：飛灰按一定比例加入螯合劑、水泥及水?dāng)嚢杈鶆蚝笠黄疬M入制磚機成型，按照本領(lǐng)域內(nèi)的常規(guī)方法和常規(guī)技術(shù)即可，沒有特殊要求。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。