[發明專利]一種垃圾無害化處理系統及利用該系統處理垃圾的方法

有效

• 申請號: 201410648636.7
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104501176A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 何伯述;王超俊;何頔;段志鵬;丁廣超;嚴林博;裴曉輝;宋涇舸;李學政
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: F23G5/30
• 分類號: F23G5/30;F23G5/44;F23J15/00;F25J3/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張文祎

技術領域

本發明涉及垃圾無害化處理技術領域，具體涉及垃圾燃燒以后污染物近零排放的一種垃圾無害化處理系統及利用該系統處理垃圾的方法。

背景技術

近年來隨著經濟的迅猛發展，城市范圍的不斷擴大和城市人口的迅速增加，導致垃圾的產生量與日俱增。垃圾的合理處理因此成為一個亟待解決的環保問題。垃圾處理的目標是減容減量化、資源化、能源化及無害化。目前，我國主要采用衛生填埋、堆肥及焚燒等三種方式來處理垃圾。其中衛生填埋占地范圍較大，隨著合適的填埋場地日益減少，衛生填埋已經不足以滿足垃圾快速增長的要求，并且衛生填埋容易產生二次污染；而堆肥法由于處理垃圾速度慢，自動化程度低，占地面積大且處理量較小、容易產生二次污染等缺點而無法被廣泛采用。

垃圾焚燒處理是一種對垃圾進行熱化學處理的方法，經焚燒處理后的垃圾體積可減少85％-95％，重量能減少70％-80％，焚燒產生的熱量可用于供熱或發電。垃圾經高溫焚燒后能消除大量有害病菌和有毒物質，同時可以有效地達到減量無害的目的。焚燒處理具有占地面積小、運行穩定、處理量大、能回收利用部分能源等特點而在很多國家得到廣泛釆用。但是，由于垃圾組分十分復雜，焚燒時不僅會產生大量的微小顆粒，造成周邊地區霧霾嚴重，而且會產生如二噁英等劇毒物質。不僅如此，排放煙氣中還含有氮氧化物、硫的氧化物等有毒有害氣體造成二次污染，排放的CO₂還會加劇溫室效應。而且目前的垃圾焚燒處理方法沒有實現能源的充分合理利用，如何實現垃圾無害化處理并合理回收利用其中蘊含的能量已成為焚燒法推廣應用的主要瓶頸，因此需要提供一種垃圾無害化處理系統及利用該系統處理垃圾的方法。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供一種實現能源合理化利用的垃圾無害化處理系統。該系統能夠避免在壓縮冷凝過程中產生的硫酸、硝酸對設備和管路的腐蝕，降低設備的造價，保證設備工作的安全性；能夠實現對能源的充分、合理利用及成熟工藝流程的合理組合；達到垃圾處理過程中污染物零排放的目的。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種垃圾無害化處理系統，所述處理系統包括通過管道依次相連的循環流化床鍋爐、脫硝裝置、氣-氣換熱器、除塵器、脫硫裝置、多級壓縮冷凝裝置和氣液分離器；

所述多級壓縮冷凝裝置包括通過管道依次相連的第一壓縮機、第一冷凝器、第一液態水收集器、第二壓縮機、第二冷凝器、第二液態水收集器、第三壓縮機和第三冷凝器。

所述脫硝裝置與氣-氣換熱器的熱風入口相連通；所述除塵器與氣-氣換熱器的熱風出口相連通；所述除塵器用于除去煙氣中的固體飛灰。

所述脫硫裝置的出口還與氣-氣換熱器的冷風入口相連通；所述脫硫裝置出口處的輸出管道包括第一支路管道和第二支路管道，所述第一支路管道與第一壓縮機相連通，所述第二支路管道與氣-氣換熱器的冷風入口相連。

所述氣-氣換熱器用于將脫硝裝置輸出的煙氣與脫硫裝置輸出第二支路管道中的再循環煙氣進行熱交換，使進入循環流化床鍋爐的再循環煙氣具有較高的溫度。

所述第三冷凝器的冷端入口與空分裝置的氧氣出口相連通；

所述第三冷凝器的冷端出口與第二冷凝器的冷端入口相連通；

空分裝置輸出的低溫O₂先進入第三冷凝器，再進入第二冷凝器，與第三冷凝器和第二冷凝器中的高濃度氣態CO₂進行充分的熱交換，從而使高濃度氣態CO₂的溫度降低，在第三冷凝器中冷凝為液態CO₂，而O₂的溫度升高，使O₂在進入循環流化床鍋爐時具有較高的溫度。

所述第二冷凝器的冷端輸出管道與氣-氣換熱器的冷風輸出管道匯合以后通過匯合管道與循環流化床鍋爐相連通。經過升溫的O₂與經過升溫的再循環煙氣一起進入循環流化床鍋爐，用于調節循環流化床鍋爐中垃圾的燃燒溫度，使固體生活垃圾與助燃氣體的充分混合，加速垃圾燃盡過程。

進一步地，所述循環流化床鍋爐通過管道依次連接汽輪發電機組、凝汽器和凝結水泵，所述凝結水泵與第一冷凝器的凝結水入口相連通，所述第一冷凝器與循環流化床鍋爐的省煤器的連接管道上設有抽汽加熱器。所述汽輪發電機組用于將循環流化床鍋爐輸出的高溫蒸汽發電，發電用于給系統耗能設備供電。所述抽汽加熱器用于加熱液態凝結水，使液態凝結水進入省煤器時具有較高的溫度。

進一步地，所述除塵器和脫硫裝置之間的管路上設有增壓風機。所述增壓風機用于增大煙氣的壓強，加快煙氣的流動速度，從而加快垃圾無害化處理的速度。