生活垃圾的脱水焚烧处理方法 【技术领域】
本发明涉及一种生活垃圾的脱水焚烧处理方法，用于对城市固体废弃物等生活垃圾进行无害化的处理，实现城市环境优化治理和能源利用，属于环保节能技术领域。
背景技术
目前，我国城市生活垃圾产量以每年8％～10％的速度增长，如何有效地对城市生活垃圾进行处理，已倍受关注。焚烧法是实现垃圾减量化最快捷有效的技术方法。垃圾焚烧必须具有一定条件：垃圾要具有一定的发热值。当垃圾发热值≤3350kJ/kg(800kcal/kg)时，焚烧需助燃，包括掺煤或烧油助燃。一般认为，垃圾低位发热值＞5000kJ/kg(1200kcal/kg)时，燃烧效果较好。我国一般城市生活垃圾低位发热值在3350～8374kJ/kg(800-2000kcal/kg)之间；垃圾中含水率在50％左右，许多城市的生活垃圾含水率超过了50％。垃圾具有非均质性和多变性，各地区、各季节垃圾变化是很大的，这都给垃圾焚烧带来很大困难。袋装垃圾收集成为趋势，但袋装化促使生活垃圾的含水率保持较高水平。高水分、低热值的垃圾一方面本身燃烧较为困难，另一方面大量热量消耗于垃圾水分蒸发过程，从而使燃烧更加困难。
目前垃圾焚烧方法中，对高水分、低热值垃圾的处置难题，大多采用堆放、烘干预处理方法进行脱水。公开号为CN1468818A的中国发明专利介绍了一种城市生活垃圾处理方法，包括贮存发酵、分选、烘干、焚烧、烟气处理等步骤。但贮存发酵需要堆放4-6天，堆放时间长；垃圾含水率降低约10％，脱水效率低；堆放产生大量的臭气；利用高温尾气烘干脱水方法，水分蒸发的潜热大，热能利用效率大大降低。
【发明内容】
本发明的目的在于针对我国城市生活垃圾含水率高、热值低、焚烧困难的问题，提供一种新的生活垃圾的脱水焚烧处理方法，提高垃圾焚烧温度，降低烟气处理成本，减少环境污染。
为实现这样的目的，本发明采用机械脱水预处理方法取代热力烘干预处理方法，生活垃圾首先采用滚压破碎、剪刀切粉碎或螺旋压榨破碎等方法破碎，将破碎后渗出的水分通过滤网沥除，再经过高速离心等机械方法深度脱水，脱水后的垃圾送入焚烧炉燃烧，控制燃烧温度和烟气停留时间，提高入炉垃圾的发热量并改善着火条件，燃烧产生的烟气通过喷雾半干法脱酸和过滤器除尘净化后排放。
本发明中工艺参数地控制如下：
滚压破碎的滚筒转速控制在0.5～150转/分钟，破碎时间3～30分钟。
螺旋压榨破碎的螺杆转速控制在3～20转/分钟，破碎时间5～30分钟。
剪刀切粉碎的旋转刀转速控制在800～5000转/分钟，破碎时间1～20分钟。
脱水离心机的转速控制在600～15000转/分钟，脱水时间3～60分钟。
脱水后的垃圾在移动火床锅炉中燃烧，稳定着火同时强化火床与炉膛空间的燃烧。炉内为微负压状态，炉膛出口温度≥850℃，烟气停留时间≥2s，焚烧炉渣热灼减率3％～5％。
燃烧产生的烟气通过喷雾半干法脱酸和自洁式过滤器除尘净化后排放。其中，半干法采用上流式，干燥吸收塔高径比0.7～0.9，控制烟气温度140～160℃，烟气停留时间8～12s，化学计量比(Ca/S)1.1～1.4，石灰乳的含固量为15～22％，ΔT(吸收塔出口温度高于烟气水露点温度的温度差)11～15℃。过滤器中烟气流速0.3～10cm/s。
本发明的主要优点为：(1)采用机械脱水预处理，脱水效率高且稳定，提高了入炉垃圾的发热量；垃圾层状燃烧，易着火，燃烧稳定，热强度高，对垃圾的烧透性较好。(2)改善了着火条件，有毒气体二噁得到完全消除，有害气体SO2、NOx同时得到有效的控制。其中，出口烟气中氧含量6～12％，烟黑度达到国家0～1级标准，即无烟或完全是自烟。含尘量为80mg/m3以下，二氧化硫160～200mg/m3(260mg/m3以下)，氮氧化物250～300mg/m3(400mg/m3以下)。(3)垃圾燃尽率高，热值利用率提高，运行温度和费用低、管理简便。
因此本发明的实施对于提高我国城市生活垃圾无害化、减量化、资源化处理水平有巨大的推动作用，对于节约能源具有显著的现实意义。
【具体实施方式】
以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
发热值为1000kcal/kg，垃圾中含水量为55％，首先通过滚筒转速控制在0.5转/分钟滚压破碎，破碎时间30分钟，并将破碎后渗出的水分沥除，垃圾含水量降为42％，再经过高速离心机在15000转/分钟的转速下深度脱水，离心时间3分钟，垃圾含水量降为30％。脱水后的垃圾在移动火床锅炉中燃烧，稳定着火同时强化火床与炉膛空间的燃烧。炉膛出口温度约950℃，烟气停留时间2s，焚烧炉渣热灼减率3％。燃烧产生的烟气通过喷雾半干法脱酸和自洁式滤桶过滤器除尘净化后排放。脱酸过程中，干燥吸收塔高径比0.7，烟气温度为140℃，停留时间10s，化学计量比1.2，石灰乳的含固量为20％，ΔT为12℃。过滤器中烟气流速5cm/s。出口烟气中氧含量8％，烟黑度达到国家0～1级标准，即无烟或完全是白烟。含尘量为80mg/m3，二氧化硫180mg/m3，氮氧化物250mg/m3。
实施例2
发热值为1000kcal/kg，垃圾中含水量为55％，首先通过滚筒转速控制在150转/分钟滚压破碎，破碎时间3分钟，并将破碎后渗出的水分沥除，垃圾含水量降为44％，再经过高速离心机在15000转/分钟的转速下深度脱水，离心时间3分钟，垃圾含水量降为31％。脱水后的垃圾在移动火床锅炉中燃烧，稳定着火同时强化火床与炉膛空间的燃烧。炉膛出口温度约940℃，烟气停留时间2.5s，焚烧炉渣热灼减率3％。燃烧产生的烟气通过喷雾半干法脱酸和自洁式滤桶过滤器除尘净化后排放。脱酸过程中，干燥吸收塔高径比0.7，烟气温度为150℃，停留时间10s，化学计量比1.3，石灰乳的含固量为18％，ΔT为12℃。过滤器中烟气流速7cm/s。出口烟气中氧含量7％，烟黑度达到国家0～1级标准，即无烟或完全是白烟。含尘量为60mg/m3，二氧化硫185mg/m3，氮氧化物250mg/m3。
实施例3
发热值为800kcal/kg，垃圾中含水量为60％，首先通过螺旋压榨破碎，螺杆转速控制在3转/分钟，破碎时间30分钟，并将破碎后渗出的水分沥除，垃圾含水量降为48％，再经过高速离心机在6000转/分钟的转速下深度脱水，离心时间60分钟，垃圾含水量降为32％。脱水后的垃圾在链条锅炉中燃烧，稳定着火同时强化火床与炉膛空间的燃烧。炉膛出口温度约920℃，烟气停留时间3s，焚烧炉渣热灼减率4％。燃烧产生的烟气通过喷雾半干法脱酸和自洁式滤桶过滤器除尘净化后排放。脱酸过程中，干燥吸收塔高径比0.8，烟气温度为140℃，停留时间12s，化学计量比1.4，石灰乳的含固量为16％，ΔT为14℃。过滤器中烟气流速4.5cm/s。出口烟气中氧含量9％，烟黑度达到国家0～1级标准，即无烟或完全是白烟。含尘量为65mg/m3，二氧化硫170mg/m3，氮氧化物260mg/m3。
实施例4
发热值为800kcal/kg，垃圾中含水量为60％，首先通过螺旋压榨破碎，螺杆转速控制在20转/分钟，破碎时间5分钟，并将破碎后渗出的水分沥除，垃圾含水量降为41％，再经过高速离心机在600转/分钟的转速下深度脱水，离心时间60分钟，垃圾含水量降为30％。脱水后的垃圾在移动火床锅炉中燃烧，稳定着火同时强化火床与炉膛空间的燃烧。炉膛出口温度约930℃，烟气停留时间3s，焚烧炉渣热灼减率3.5％。燃烧产生的烟气通过喷雾半干法脱酸和自洁式滤桶过滤器除尘净化后排放。脱酸过程中，干燥吸收塔高径比0.8，烟气温度为160℃，停留时间8s，化学计量比1.1，石灰乳的含固量为21％，ΔT为15℃。过滤器中烟气流速8cm/s。出口烟气中氧含量9％，烟黑度达到国家0～1级标准，即无烟或完全是白烟。含尘量为60mg/m3，二氧化硫165mg/m3，氮氧化物270mg/m3。
实施例5
发热值为1000kcal/kg，垃圾中含水量为60％，首先通过剪刀切破碎，旋转刀转速控制在800转/分钟，破碎时间20分钟，并将破碎后渗出的水分沥除，垃圾含水量降为45％，再经过高速离心机在6000转/分钟的转速下深度脱水，离心时间40分钟，垃圾含水量降为25％。脱水后的垃圾在流化床锅炉中燃烧，稳定着火同时强化火床与炉膛空间的燃烧。炉膛出口温度约930℃，烟气停留时间4s，焚烧炉渣热灼减率4.5％。燃烧产生的烟气通过喷雾半干法脱酸和自洁式滤桶过滤器除尘净化后排放。脱酸过程中，干燥吸收塔高径比0.9，烟气温度为140℃，停留时间11s，化学计量比1.4，石灰乳的含固量为16％，ΔT为15℃。过滤器中烟气流速10cm/s。出口烟气中氧含量8％，烟黑度达到国家0～1级标准，即无烟或完全是白烟。含尘量为80mg/m3，二氧化硫180mg/m3，氮氧化物280mg/m3。
实施例6
发热值为1000kcal/kg，垃圾中含水量为60％，首先通过剪刀切破碎，旋转刀转速控制在5000转/分钟，破碎时间1分钟，并将破碎后渗出的水分沥除，垃圾含水量降为41％，再经过高速离心机在15000转/分钟的转速下深度脱水，离心时间20分钟，垃圾含水量降为20％。脱水后的垃圾在移动火床锅炉中燃烧，稳定着火同时强化火床与炉膛空间的燃烧。炉膛出口温度约950℃，烟气停留时间3s，焚烧炉渣热灼减率5％。燃烧产生的烟气通过喷雾半干法脱酸和自洁式滤桶过滤器除尘净化后排放。脱酸过程中，干燥吸收塔高径比0.9，烟气温度为160℃，停留时间10s，化学计量比1.2，石灰乳的含固量为20％，ΔT为15℃。过滤器中烟气流速7.5cm/s。出口烟气中氧含量7％，烟黑度达到国家0～1级标准，即无烟或完全是白烟。含尘量为60mg/m3，二氧化硫170mg/m3，氮氧化物265mg/m3。