城市生活垃圾堆肥焚烧处理工艺及设备 本发明属自城市垃圾制成的肥料和设备。
随着入类社会的不断进步，城市生活垃圾产量越来越大，已成为人类的一大公害。我国目前年产垃圾7000万吨，历年垃圾积存700亿吨，填埋垃圾占地60万亩，造成经济损失80亿元，而且垃圾产量每年以10％的速度增长。北京年产垃圾287万吨。在三环四环路之间形成包围北京的垃圾圈，占地达7000亩。大量的垃圾带来严重的污染，也给政府带来沉重的负担。如何处理垃圾日益引起我国和各国政府的高度重视。国际上处理垃圾有三种方法，填埋法、堆肥法、焚烧法。填理法占地多，运费高，严重污染空气、地表水和地下水，蚊蝇滋生，已被发达国家淘汰。堆肥法能变害为宝，使一部分垃圾资源化，但仍有一部分垃圾要填埋。因此，发达国家都在大力发展焚烧法，在一些国家中焚烧量高达75％，我国垃圾处理几乎全部处于填埋的落后状态，堆肥处理在全国仅占1-2％，而且“堆肥处理专用设备和动态发酵装置尚处于重点攻关阶段”。焚烧法在国内尚处于空白，不但没有生产厂家，也没有成型技术，而且，香港也没有垃圾热电站，东南亚地区市场潜力也很大。
本发明目的，就是向社会提供一种适合中国国情的生活垃圾堆肥处理和焚烧处理相结合的工艺及其设备。
生活垃圾堆肥焚烧处理生产工艺
新鲜的生活垃圾卸入太阳能发酵室1，在太阳能的作用下，把垃圾发酵温度稳定，保持在最佳温度60-70℃，温度过高时，启动冷风机23、24，将多余温度和发酵废气引出发酵室，通过配风室21和管路22供给焚烧炉。温度偏低时，由焚烧炉预热段热风机18，把焚烧炉热风经由管路19，塑料回收室17向发酵室供热。发酵室不需要热风时，由热风机18把焚烧炉排出的热废气通过管路20，风机23向焚烧炉供给二次风，保证废气不污染空气。动态搅拌机42沿着太阳能发酵室的长度方向向左40和向右43做往复行走。行走中，固定在旋转轴上的成螺旋状分布地叶片搅拌器，做正反向旋转搅动垃圾，使垃圾不断形成空隙，并将底层垃圾翻到表层，让热量和空气不断输入底层，垃圾底层表层温度均匀，氧气充足，确保好氧菌群在最佳环境迅速大量繁殖，加快发酵速度。发酵室被设计为无隔断的整体空间，能保证温度均匀。每隔6米有一扇大门，供垃圾运进和运出，作为细菌繁育母体的旧垃圾和新垃圾始终连在一起，便于好氧菌群在新鲜垃圾中生长繁殖，大大缩短了发酵周期(静态发酵周期十至十二天，动态发酵四至五天)，而且发酵均匀，质量好。一次动态发酵完成后，将垃圾从发酵室运到二次静态发酵场2，再经过半个月静态厌氧发酵，达到腐熟状态。然后经喂料机3，皮带输送机4，送入滚筒式筛选机5筛选。经筛选后，塑料、织物、玻璃等筛上物经皮带输送机12，装载机13，送至筛上物垃圾场14。筛下物即为直径20毫米以下颗粒的堆肥原料，再经由皮带输送机6，通过磁选机7，将废金属选出出售，堆肥原料再经锤式粉碎机8粉碎，至直径5mm颗粒以下，被皮带输送机9，装载机10送至堆肥发酵场11，将城市送来的人粪尿，注入堆肥原料中，一层人粪尿覆盖一层堆肥料，达三米高度，再经两个月静态发酵，用装载机反复倒料，混合均匀，形成农家有机肥。
筛上物14经由皮带输送机15送入焚烧炉16焚烧。焚烧炉为三层四段，机械式往复推动炉排，不可燃物可做为制砖原料出售，焚烧余热经管路28进入热水炉30和热风炉29转换成纯净热水和热风向有关设施供暖供热，焚烧中产生各种有害气体和发酵室的废气全部回收到焚烧炉的二次燃烧室56，燃尽和分解，防止二次污染。通过热风炉、热水炉的垃圾烟气，再经由多管式除尘器31除尘后，经由引风机32送进40米高烟囱33排向高空。
1、预热段(倾斜式往复推动炉排)
垃圾首先在预热段预热和干燥，由于刚进入焚烧炉的垃圾体积大，堆层厚，故预热段设计成为倾斜25°角度。垃圾在往复炉排推动下，一面前进，一面滚动，在滚动中垃圾的新鲜表面不断暴露，预热空气和火焰辐射与垃圾前进方向形成逆流，垃圾在不断翻动，混拌破碎运行中，得到理想的预热干燥效果。
2、助燃段(水平往复推动炉排)
在焚烧炉投入运行时，助燃炉排燃烧煤碳，提高炉温，待炉温升至700℃时，投入垃圾焚烧。待焚烧炉达到正常燃烧温度900℃以上后，助燃段停止运行。由于不同季节垃圾的发热值，变化很大，在垃圾低发热值季节，借助助燃段的燃烧加热，实现稳定焚烧。
3、焚烧段(水平往复推动炉排)
垃圾被预热至着火点后，在焚烧段焚烧，垃圾中的可燃物被燃尽，不可燃物用出渣机25排出炉外，再由皮带输送机26被送到远处，再由装载机10运到不可燃物堆放场27。不可燃物做为制砖原料出售给砖厂。
4、气体燃烧段
垃圾在焚烧中会产生“二恶英”等二次污染空气的气体和固体碳粒等污染物，预热段的预热废气又臭又含有大量粉尘，太阳能发酵室在发酵中也挥发出大量臭气和可燃气体。因此，设置二次燃烧室，在燃烧室前后炉壁配置高压喷嘴，喷入高压空气。由预热风机18把预热废气排进配风室21，由助燃风机23把发酵室废气经配风室21以高压二次风喷入二次燃烧室，高度搅动使未完全燃烧气体、飞尘，与新鲜空气充分混合，实现彻底燃烧。确保了垃圾处理厂空气没有污染。
本发明的生活垃圾焚烧处理设备，其特征是由太阳能发酵室、动态搅拌机、多段式垃圾焚烧炉和吊胆式热风炉组成。
本发明的优点和积极效果：
本发明以焚烧为主，与堆肥处理相结合形成的垃圾处理工艺的主要特点是：重点解决了焚烧技术投资巨大，难以推广的问题，该工艺处理量大，垃圾处理完全实现无害化，资源化。
由于采用太阳能发酵装置发酵垃圾，大大降低了垃圾处理设备的投资，同时，使一部分垃圾变成有机肥形成资源化。经发酵分选后的筛上物，由于焚烧量降低，垃圾的发热值明显提高，所以减少了焚烧炉设计的复杂程度，不但大幅度降低焚烧设备的投资，而且提高了焚烧炉的可靠性，焚烧炉的运行费用随之大大减少。
利用热风炉，热水炉把垃圾焚烧余热换成热风，热水，不但又进一步降低投资，同时，为城市郊区菜农日光温室等菜蓝子工程提供了必须的热源。
DLF系列多段式垃圾焚烧炉的特点：可昼夜运行实现连续生产；利用助燃段调节炉温，广泛适应不同季节，不同发热值垃圾的焚烧处理；利用专门配置的二次燃烧室，可以把焚烧中产生的各种有害气体和发酵废气全部回收燃尽或分解，防止了二次污染；二次燃烧室实行超氧量运行，可以减少焚烧产生的酸性气体对金属构件的腐蚀，减少故障率；操作简便无需专门培训，系列产品，生产能力为日处理50-2000吨。
DRL系列吊胆式热风炉的特点是：投资少，热效率高，耗电低，运行费用低，占地面积小，为其配套的厂房，引烟除尘系统都大幅度降低投资。这种结构，烟气热强度因被炉膛和内胆同时大面积吸收而迅速下降，所以提高了炉子使用寿命，该系列热风炉发热量在5-120万大卡/时。
图1为本发明的工艺路线示意图
图2为本发明太阳能发酵室主视图
图3为本发明太阳能发酵室侧视图
图4为本发明多段式垃圾焚烧炉剖视图
图5为本发明吊胆式热风炉剖视图
下面结合附图详细阐明本发明设备的结构。
动态搅拌机
发酵室的下部由红砖34砌筑，红砖上部捣固混凝土圈梁44，在混凝土圈梁上铺设轻轨36，用角钢制成的桥式梁和行走装置组成的机体38，可以往复行走。在其腹部下面固定两根悬吊着的支腿45，支腿上固定着旋转轴，在旋转轴上成螺旋状分布着叶片，构成搅拌器42，搅拌器在圆周方向由6片叶片组成，上述结构组成动态搅拌器。搅拌器可以正反向旋转，在往复行走中搅动垃圾41。动态搅拌机的特点是，螺旋状叶片搅拌器在发酵室同一宽度方向同时搅拌，速度快，搅拌量大，生产效率高不残留搅拌死角，垃圾上下层翻动均匀，确保垃圾发酵所需的氧气量，堆层孔隙量和堆层温度。
太阳能发酵室
发酵室的构成；将由钢管组成的弧形梁39及立柱37，焊接固定在混凝土圈梁44的预埋件上，把从国外购买的生态2号双定向透光板35，用引进的工艺技术装在弧形梁和立柱外表面，形成透光屋顶和墙壁。这种生态2号双定向透光板是国外九十年代新材料，它是由天然水晶质料和漫流水晶质料制成，具有高透光率和高保温性，当太阳辐射被发酵室吸收时，转换成热能加热垃圾，由于双定向透光板不传输垃圾放射的长波红外线，热能被最大限度地保留在垃圾中，双定向透光板具有合压的防紫外线层，即使在阳光下暴晒十年，也依然保持高透光率，辐射波渗透性。
生活垃圾焚烧处理设备有多段式垃圾焚烧炉和吊胆式热风炉组成
多段式垃圾焚烧炉采用机械式往复推动炉排结构，上层为预热段，中层助燃段，下层焚烧段，二次燃烧室。上层预热段49为倾斜式往复推动炉排，靠推煤机50推动运行，生活垃圾59经进料口46进入炉内预热干燥，中层助燃段51为水平往复式推动炉排，用推煤机53推动炉排52运动。依靠独立供风系统23供给一次风，下层焚烧段58为水平往复推动炉排，被推煤机57推动运行，依靠独立供风系统24供给一次风，二次燃烧室56借助高压二次配风54，燃烧各种有害气体，防止二次污染环境，不可燃物经灰渣室60被排出，焚烧烟气55经主烟道48，副烟道47被排出。
吊胆式热风炉的结构：在钢板制成的圆筒形立式炉膛67内，用悬臂管64悬吊着内胆68，各内筒表面焊接大量钢板，散热片63、65、66，最大限度增加受热面积，从而达到提高热效率的目的。热烟气71从炉膛67和内胆68之间流动冲涮筒壁而通过散热片传输热量。这种热传递形式，因热烟气行程短，而且是呈立式上升直行的最佳流动，所以阻力最小，大大降低引烟除尘的投资和节省耗电。热烟气一次行程，同时冲涮2个受热金属筒壁，受热面积，要比其它形式的热量传输结构高出许多。计算热效率在76％以上。冷空气经冷风进口62，预热筒进风口70，悬壁进风管64，进入内胆68，在运行中逐渐被加热至200℃以下的纯净热空气，最后经过热风出口69向外界输出。焚烧炉热烟气71经过烟气进口72，从炉膛67和内胆68之间对流，最后经烟气出口61排向除尘器。