[發明專利]垃圾熱量資源的充分利用

無效

• 申請號: 201010259674.5
• 申請日: 2010-08-23
• 公開（公告）號: CN101956985A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發明（設計）人: 朱平生
• 申請（專利權）人: 朱平生
• 主分類號: F23G5/46
• 分類號: F23G5/46;F23G5/04;C02F11/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1所屬技術領域

本發明屬于垃圾焚燒時如何充分利用垃圾內所含熱量資源的問題，根據熱工原理在熱量轉化過程中低品質能量僅能部分轉化為高品質能量的原理[1]P.86提出并舉例說明當今廣泛采用在垃圾焚燒處理過程中配置垃圾發電系統的工藝流程并不合理，該垃圾焚燒工藝流程中具有僅能收回垃圾中的很少量熱量資源的極為嚴重的缺點。本說明書中并進一步舉例指出如果采用垃圾焚燒后的煙氣在預熱助燃空氣后再引入污泥漿烘干塔中烘干污泥漿，然后再引入烘干潮濕垃圾的回轉窯中烘干潮濕垃圾的垃圾焚燒工藝流程時垃圾熱量利用率將高出垃圾發電工藝流程達3倍以上，因此應該是今后垃圾焚燒工藝的發展方向。在焚燒爐中只焚燒烘干后的生活垃圾時就能充分將焚燒爐的爐底面積完全用于垃圾的焚燒，從而能大幅度的提高焚燒爐內的溫度水平和垃圾的焚燒速度，能成倍的大幅度提高焚燒爐焚燒垃圾的能力。廢除發電工藝后就能同時取消設置在高溫爐膛內的大規模吸熱的水冷壁低溫結構，這不僅能進一步提高爐膛內的溫度，而且更有利于防止二惡英直接沿水冷壁附近的低溫，低煙氣粘度空間區域直接逸出爐外。此外較高的爐膛溫度完全能允許采用可燃垃圾與不可燃垃圾的混合燃燒工藝，從而不必在垃圾焚燒前再設置單獨的垃圾分揀工序。由于焚燒烘干后的垃圾時火焰穩定性很高，因此爐膛內更不必采用攪動性很強烈的往復式爐排，而僅需采用快裝鍋爐中廣泛采用的鏈式爐排，這非常有利于大幅度提高爐排的可靠性和運行壽命，并減少爐膛內的飛灰濃度，非常有利于垃圾的徹底燃燼。?

2.背景?

2.1發電?

現代垃圾焚燒爐由于垃圾處理量大，必須考慮焚燒過程中垃圾熱資源的回收利用問題，為此大多數大型垃圾焚燒爐皆配以發電裝置，借以收回垃圾焚燒過程中產生的部分熱能。但根據熱工原理，各種能量的存在形式均具有相應的能量品質屬性。當涉及到不同品質能量間的熱工轉化過程時，實際上可以轉化的能量百分比主要與轉化前后能量的品質屬性差別有關。生活垃圾含水量高，熱值波動性大，焚燒溫度低，屬于低劣品質的能量級別，而電能則屬于高能量級別的能源。大量發電廠的運行實踐早已證明即使在采用比較理想的礦物燃料的設備先進的大規模發電廠中燃料中的熱能轉化為電能的比率也僅僅為30～35％左右[2]P.24，無數垃圾焚燒爐建成后的運行實踐更同樣能證明垃圾焚燒時所含的大量熱能實際上僅僅約20％左右能轉化為電能。這表明在垃圾焚燒廠投資中占著很大比例的發電系統在運行過程中實際上僅僅能回收垃圾內很少量的熱能，從而使垃圾熱資源的利用率遠遠低于投資者的期望值。此外發電所需蒸汽通常系從直接安裝在垃圾焚燒爐高溫爐膛內的水冷壁處直接吸收爐膛內的大量輻射熱，這種直接從爐膛內吸熱的蒸汽生產方式會大幅度的降低爐膛內的溫度水平，從而延緩垃圾的焚燒速度，降低焚燒爐的處理能力，并且不可避免的會使劇毒的二惡英沿著水冷壁附近的低溫，低粘度區域從容逸出爐外。?

2.2烘干?

生活垃圾含水量很高，通常水分含量可達潮濕垃圾重量的50％～65％左右，雖然如此，但潮濕垃圾仍然能直接投入焚燒爐內進行邊烘干邊焚燒的粗糙焚燒作業，必須指出這仍是迄今為止一直在廣泛使用的非常落后的垃圾焚燒處理模式。這實質上是將二種反應性質完全不同并互相抵觸的垃圾烘干工序與垃圾焚燒工序合并在同一爐膛內進行的粗劣作業過程。垃圾烘干為吸熱工藝，待烘干的潮濕垃圾大量堆積在高溫爐膛內勢必會大幅度的降低爐膛內的溫度水平，使爐膛內空氣過剩系數上升，并影響垃圾焚燒速度。此外垃圾烘干工藝，要求對堆積在爐膛內的潮濕垃圾不停頓的進行攪拌動作，但爐排的頻繁攪拌動作會影響到已經著火的垃圾火焰的穩定性，不利于已著火垃圾的穩定燃燒，并會使焚燒中的垃圾難于完全燃盡，并使爐膛內飛塵大幅度增加。由此可見將垃圾烘干與垃圾焚燒這二種互相抵觸的工藝合并在同一爐膛內進行。不僅會大幅度降低爐膛溫度，延緩垃圾的焚燒速度，影響焚燒火焰的穩定性，過分激烈的攪拌動作還會影響垃圾的徹底燃盡。?

2.3分揀?