申请日2019.12.16
公开(公告)日2020.04.03
IPC分类号B09B3/00; B09B5/00
摘要
本发明的生活垃圾与污泥以废治废的综合处理方法及其处理系统，通过将热解炉产生的可燃气体直接输送到干化煅烧炉作助燃气体使用，极大提高可燃气体的利用率，同时使干化煅烧炉无需再使用天然气作为燃料，大大地降低污泥回收的成本;通过将剩余的可燃气体输送到蒸汽锅炉内进行燃烧，并将产生的蒸汽输送到蒸压釜内使用，使蒸压釜无需外部额外提供蒸汽，因此可大大降低污泥回收成本。本发明使垃圾热解工艺和污泥回收工艺实现了有机结合，将两种工艺产生的废气废渣进行相互利用，达到了以废治废的目的，既达到环保要求，也提高了生产效益，具有极高的推广价值。
权利要求书
1.生活垃圾与污泥以废治废的综合处理方法，其特征在于，包括以下处理步骤，
1)垃圾热解工艺：
步骤1.1：将垃圾投放到负压破碎车间进行破碎后，投放到炉温为1200～1250℃的热解炉内进行热解，并产生炉渣和由氢气、甲烷和一氧化碳等组成的可燃气体;
步骤1.2：将可燃气体输送到设有燃烧室的蒸汽锅炉内，在1100℃以上的高温下进行3s以上的充分燃烧，并产生蒸汽和烟气;
步骤1.3：将烟气进行除尘处理，进而通过脱酸塔进行脱酸脱硫脱氯处理，进而通过气水分离器将烟气和废水分离，进而烟气通过加温器加热至110℃以上，再通过活性炭过滤器进行过滤处理，再通过引风机进行排放;
2)污泥回收工艺：
步骤2.1：将污泥从负压车间输送到污泥料仓，再输送到炉温为1000℃以上的干化煅烧炉内进行充分煅烧;
步骤2.2：煅烧后的污泥输送到冷却回转窑内进行煅烧和冷却，并产出成品泥;
步骤2.3：将成品泥与水泥、骨料共同通过混凝土搅拌站进行搅拌混合，再通过制砖机进行处理;
步骤2.4：将制砖机生产的砖输送到蒸压釜进行养护，进而获得成品砖，并将成品砖堆放储存;
3)综合处理工艺：
步骤3.1：将热解炉产生的可燃气体部分输送到所述干化煅烧炉内，充当燃料使用;
步骤3.2：将蒸汽锅炉产生的蒸汽输送到蒸压釜内使用。
2.根据权利要求1所述的生活垃圾与污泥以废治废的综合处理方法，其特征在于，在步骤1.1中，垃圾在负压破碎车间中通过破碎机进行三次破碎，并得到长度在3厘米以下的垃圾颗粒，再进行分选除铁处理，再投放到热解炉。
3.根据权利要求1所述的生活垃圾与污泥以废治废的综合处理方法，其特征在于，所述蒸汽锅炉采用蓄热式绝热炉膛。
4.根据权利要求1所述的生活垃圾与污泥以废治废的综合处理方法，其特征在于，所述综合处理工艺还包括步骤3.3：通过风机将所述负压车间内的污泥臭气分别输送到干化煅烧炉和燃烧室内，并充当助燃空气处理。
5.根据权利要求4所述的生活垃圾与污泥以废治废的综合处理方法，其特征在于，所述综合处理工艺还包括步骤3.4：将所述干化煅烧炉产生的污泥废气输送到沉降室内，经沉降室除尘处理后的污泥废气输送到燃烧室内进行燃烧处理，产生蒸汽和烟气;将沉降室内收集的粉尘重新投放到干化煅烧炉内进行煅烧。
6.根据权利要求5所述的生活垃圾与污泥以废治废的综合处理方法，其特征在于，所述综合处理工艺还包括步骤3.5：将蒸汽锅炉产生的蒸汽部分输送到热解炉内，用以对垃圾进行加热。
7.根据权利要求6所述的生活垃圾与污泥以废治废的综合处理方法，其特征在于，所述综合处理工艺还包括步骤3.6：将热解炉产生的炉渣输送到混凝土搅拌站，与成品泥、水泥、骨料共同进行搅拌混合。
8.根据权利要求7所述的生活垃圾与污泥以废治废的综合处理方法，其特征在于，所述综合处理工艺还包括步骤3.7：对所述脱酸塔产生的废水进行水处理后形成中水，部分输送到蒸汽锅炉内，用以对蒸汽锅炉内进行补水处理。
9.根据权利要求8所述的生活垃圾与污泥以废治废的综合处理方法，其特征在于，所述综合处理工艺还包括步骤3.8：对所述脱酸塔产生的废水进行水处理后形成中水，部分输送到冷却塔内形成冷却水，并输送到冷却回转窑内使用。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的生活垃圾与污泥以废治废的综合处理方法，其特征在于，所述燃烧室与SNCR脱硝装置连接，通过SNCR脱销装置往燃烧室内喷入还原剂，使燃烧室内气体中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。
11.生活垃圾与污泥以废治废的综合处理系统，其特征在于，包括
垃圾热解处理装置，所述垃圾热解处理装置包括依次联通的负压破碎车间、活底料仓和热解炉;所述负压破碎车间内设有破碎机;所述热解炉的顶部设有可燃气体排放口;
污泥制砖装置，所述污泥制砖装置包括依次联通的负压车间、污泥料仓、干化煅烧炉、冷却回转窑、混凝土搅拌站、制砖机和蒸压釜;所述负压车间顶部设有污泥臭气排放口;所述干化煅烧炉上设有燃气入口和煅烧废气出口;
综合处理装置，所述综合处理装置包括设有燃烧室的蒸汽锅炉;所述蒸汽锅炉设有气体入口、烟气出口和蒸汽出口;
烟气处理装置，所述烟气处理装置包括依次联通的除尘装置、脱酸塔、气水分离器、加温器、活性炭过滤器和引风机;所述除尘器装置的输入端与所述烟气出口连接;所述气水分离器设有出气口和出水口;所述出气口与所述加温器的输入端连接;
所述可燃气体排放口同时通过管道与所述气体入口和燃气入口连接;所述气体入口还通过风机和管道与所述污泥臭气排放口连接，所述气体入口还通过管道与所述煅烧废气出口连接;所述蒸汽出口通过管道与所述蒸压釜连接。
12.根据权利要求11所述的生活垃圾与污泥以废治废的综合处理系统，其特征在于，所述污泥臭气排放口还与所述燃气入口通过管道连接。
13.根据权利要求11所述的生活垃圾与污泥以废治废的综合处理系统，其特征在于，所述蒸汽出口还与所述热解炉的炉体通过管道连接。
14.根据权利要求11所述的生活垃圾与污泥以废治废的综合处理系统，其特征在于，所述热解炉设有炉渣出口;所述炉渣出口与混凝土搅拌站的输入端连接。
15.根据权利要求11所述的生活垃圾与污泥以废治废的综合处理系统，其特征在于，所述综合处理装置还包括中水处理器;所述蒸汽锅炉设有补水入口;所述中水处理器的输入口与所述气水分离器的出水口连接，中水处理器的输出口与所述补水入口连接。
16.根据权利要求15所述的生活垃圾与污泥以废治废的综合处理系统，其特征在于，所述综合处理装置还包括冷却塔;所述冷却回转窑设有冷冻水入口;所述冷却塔的输入口与所述中水处理器的输出口连接，所述冷却塔的输出口与所述冷却回转窑的冷冻水入口连接。
17.根据权利要求11所述的生活垃圾与污泥以废治废的综合处理系统，其特征在于，所述综合处理装置还包括SNCR脱硝装置;所述SNCR脱硝装置与所述燃烧室连接，通过SNCR脱销装置往燃烧室内喷入还原剂，使燃烧室内气体中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。
18.根据权利要求11所述的生活垃圾与污泥以废治废的综合处理系统，其特征在于，所述综合处理装置还包括沉降室;所述煅烧废气出口和气体入口之间通过沉降室连接。
19.根据权利要求18所述的生活垃圾与污泥以废治废的综合处理系统，其特征在于，所述沉降室底部设有粉尘出料口;所述粉尘出料口通过出料螺旋机和提升斗与所述干化煅烧炉连接。
说明书
生活垃圾与污泥以废治废的综合处理方法及其处理系统
技术领域
本发明涉及垃圾与污泥处理技术领域，特别是涉及一种生活垃圾与污泥以废治废的综合处理方法及其处理系统。
背景技术
热解焚烧是一种清洁的生活垃圾无害化、减量化处理工艺技术，该工艺产生的烟灰、氮氧化合物等污染物少。生活垃圾在热解炉内，在缺氧甚至绝氧条件下热解产生可燃性气体，这些可燃性气体需要进入燃烧室与充足的二次助燃空气混合燃烧处理，燃烧过程中产生大量的未被有效利用热量。
而污泥处理一般先通过干化煅烧炉进行燃烧处理，再通过一系列的工艺处理成为成品砖，实现了污泥的回收利用;但现有的干化煅烧炉需要耗费大量的天然气，使实际的污泥回收工艺运行成本较高、处理效果较差、效益低。
基于此，本发明提供一种生活垃圾与污泥以废治废的综合处理方法及其处理系统，有机结合生活垃圾热解处理和污泥回收处理的工艺。
发明内容
基于此，本发明的目的在于克服现有技术中的缺点和不足，提供一种生活垃圾与污泥以废治废的综合处理方法及其处理系统。
生活垃圾与污泥以废治废的综合处理方法，包括以下处理步骤，
1)垃圾热解工艺：
步骤1.1：将垃圾投放到负压破碎车间进行破碎后，投放到炉温为1200～1250℃的热解炉内进行热解，并产生炉渣和由氢气、甲烷和一氧化碳等组成的可燃气体;
步骤1.2：将可燃气体输送到设有燃烧室的蒸汽锅炉内，在1100℃以上的高温下进行3s以上的充分燃烧，并产生蒸汽和烟气;
步骤1.3：将烟气进行除尘处理，进而通过脱酸塔进行脱酸脱硫脱氯处理，进而通过气水分离器将烟气和废水分离，进而烟气通过加温器加热至110℃以上，再通过活性炭过滤器进行过滤处理，再通过引风机进行排放;
2)污泥回收工艺：
步骤2.1：将污泥从负压车间输送到污泥料仓，再输送到炉温为1000℃以上的干化煅烧炉内进行充分煅烧;
步骤2.2：煅烧后的污泥输送到冷却回转窑内进行煅烧和冷却，并产出成品泥;
步骤2.3：将成品泥与水泥、骨料共同通过混凝土搅拌站进行搅拌混合，再通过制砖机进行处理;
步骤2.4：将制砖机生产的砖输送到蒸压釜进行养护，进而获得成品砖，并将成品砖堆放储存;
3)综合处理工艺：
步骤3.1：将热解炉产生的可燃气体部分输送到所述干化煅烧炉内，充当燃料使用;
步骤3.2：将蒸汽锅炉产生的蒸汽输送到蒸压釜内使用。
本发明所述的生活垃圾与污泥以废治废的综合处理方法，垃圾中的有机物在热解炉中受热裂解，在无氧或缺氧高温条件下使得大分子键断裂成小分子气态物，并产生由氢、甲烷、一氧化碳等组成的可燃气体，热解炉日处理垃圾量100～150吨，可产生与天然气9000大卡热值相同的可燃气体约4.88万立方米，通过将热解炉产生的由氢气、甲烷和一氧化碳等组成的可燃气体直接输送到干化煅烧炉作助燃气体使用，极大提高可燃气体的利用率，同时使干化煅烧炉无需再使用天然气作为燃料，大大地降低污泥回收的成本;
蒸汽锅炉每小时可处理废气约8万立方米，并产生约20吨的蒸汽，通过将剩余的可燃气体输送到蒸汽锅炉内进行燃烧，并产生的蒸汽输送到蒸压釜内使用，使蒸压釜无需外部额外提供蒸汽，因此可大大降低污泥回收成本;
烟气加温到110℃再进入活性炭过滤器，可大大降低活性炭过滤烟气时的通过阻力，大大降低了引风机的负荷;
本发明通过综合处理工艺，使垃圾热解工艺和污泥回收工艺实现了有机结合，将两种工艺产生的废气废渣进行相互利用，达到了以废治废的目的，既达到环保要求，也提高了生产效益，具有极高的推广价值。
进一步地，在步骤1.1中，垃圾在负压破碎车间中通过破碎机进行三次破碎，并得到长度在3厘米以下的垃圾颗粒，再进行分选除铁处理，再投放到热解炉。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过将垃圾进行上次破碎并控制其垃圾长度在3厘米以下，并将铁物质预先分离，可大大提高热解炉热解垃圾的效率。
进一步地，所述蒸汽锅炉采用蓄热式绝热炉膛。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过采用蓄热式绝热炉膛，可使蒸汽锅炉可充分可燃气体，具有很高的蒸汽转换效率。
进一步地，所述综合处理工艺还包括步骤3.3：通过风机将所述负压车间内的污泥臭气分别输送到干化煅烧炉和燃烧室内，并充当助燃空气处理。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过风机将污泥臭气输送到干化煅烧炉和燃烧室内充当助燃空气处理，有效地处理掉负压车间的污泥臭气，并降低垃圾热解工艺和污泥回收工艺的成本，进一步达到了以废治废的目的。
进一步地，所述综合处理工艺还包括步骤3.4：将所述干化煅烧炉产生的污泥废气输送到沉降室内，经沉降室除尘处理后的污泥废气输送到燃烧室内进行燃烧处理，产生蒸汽和烟气;将沉降室内收集的粉尘重新投放到干化煅烧炉内进行煅烧。
采用上述进一步方案的有益效果是，干化煅烧炉的污泥日处理量可达500吨，并且每小时可产生约6万立方米的污泥废气，通过将干化煅烧炉燃烧污泥后产生的污泥废气输送到沉降室，并把污泥废气中的废气和污泥分离，再把废气输送到燃烧室进行燃烧处理，而沉降室收集的污泥粉尘重新投放到干化煅烧炉进行煅烧，使到整个干化煅烧炉产生的污泥废气百分百地重新利用，达到了环保的要求，极具推广价值，进一步达到了以废治废的目的。
进一步地，所述综合处理工艺还包括步骤3.5：将蒸汽锅炉产生的蒸汽部分输送到热解炉内，用以对垃圾进行加热。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过将蒸汽锅炉多余的蒸汽输送到热解炉内，大大降低热解炉原本的加热能耗，降低了热解炉的生产成本，进一步达到了以废治废的目的。
进一步地，所述综合处理工艺还包括步骤3.6：将热解炉产生的炉渣输送到混凝土搅拌站，与成品泥、水泥、骨料共同进行搅拌混合。
采用上述进一步方案的有益效果是，热解炉每处理一吨垃圾约剩余30KG的炉渣，该些炉渣不含腐败性有机物，其为无机粉末，呈灰白色，是造砖厂的优良配料，通过将热解炉炉渣应用到污泥回收的制砖过程中，使垃圾热解工艺和污泥回收工艺进一步有机结合，进一步达到了以废治废的目的。
进一步地，所述综合处理工艺还包括步骤3.7：对所述脱酸塔产生的废水进行水处理后形成中水，部分输送到蒸汽锅炉内，用以对蒸汽锅炉内进行补水处理。
采用上述进一步方案的有益效果是，脱酸塔内采用碱液喷淋的方法，对烟气进行脱酸、脱硫、脱氯处理，并收集大量烟气中的废水，通过将脱酸塔产生的废水处理成中水后回收利用到蒸汽锅炉中，使废水无需往外排出，进一步达到了以废治废的目的。
进一步地，所述综合处理工艺还包括步骤3.8：对所述脱酸塔产生的废水进行水处理后形成中水，部分输送到冷却塔内形成冷却水，并输送到冷却回转窑内使用。
采用上述进一步方案的有益效果是，将中水输送到冷却塔，并形成冷却水再输送到冷却回转窑内，进一步使垃圾热解工艺和污泥回收工艺有机结合，降低污泥回收工艺的成本。
进一步地，所述燃烧室与SNCR脱硝装置连接，通过SNCR脱销装置往燃烧室内喷入还原剂，使燃烧室内气体中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。
本发明还提供一种生活垃圾与污泥以废治废的综合处理系统，包括
垃圾热解处理装置，所述垃圾热解处理装置包括依次联通的负压破碎车间、活底料仓和热解炉;所述负压破碎车间内设有破碎机;所述热解炉的顶部设有可燃气体排放口;
污泥制砖装置，所述污泥制砖装置包括依次联通的负压车间、污泥料仓、干化煅烧炉、冷却回转窑、混凝土搅拌站、制砖机和蒸压釜;所述负压车间顶部设有污泥臭气排放口;所述干化煅烧炉上设有燃气入口和煅烧废气出口;
综合处理装置，所述综合处理装置包括设有燃烧室的蒸汽锅炉;所述蒸汽锅炉设有气体入口、烟气出口和蒸汽出口;
烟气处理装置，所述烟气处理装置包括依次联通的除尘装置、脱酸塔、气水分离器、加温器、活性炭过滤器和引风机;所述除尘器装置的输入端与所述烟气出口连接;所述气水分离器设有出气口和出水口;所述出气口与所述加温器的输入端连接;
所述可燃气体排放口同时通过管道与所述气体入口和燃气入口连接;所述气体入口还通过风机和管道与所述污泥臭气排放口连接，所述气体入口还通过管道与所述煅烧废气出口连接;所述蒸汽出口通过管道与所述蒸压釜连接。
本发明的一种生活垃圾与污泥综合处理系统，通过将热解炉产生的可燃气体从可燃气体排放口输送到干化煅烧炉的燃气入口以及蒸汽锅炉的气体入口，作助燃气体使用，极大提高可燃气体的利用率，同时使干化煅烧炉无需再使用天然气作为燃料，大大地降低污泥制砖装置的使用成本;
通过将剩余的可燃气体从可燃气体排放口输送到蒸汽锅炉的气体入口，并使可燃气体进入蒸汽锅炉的燃烧室内进行燃烧，并产生的蒸汽输送到蒸压釜内使用，使蒸压釜无需外部额外提供蒸汽，因此可大大降低污泥泥制砖装置的使用成本;
通过污泥臭气排放口与气体入口连接，使污泥臭气排放口的臭气输送到蒸汽锅炉内的燃烧室进行燃烧并产生蒸汽，实现了废气利用的效果;烟气加温到110℃再进入活性炭过滤器，可大大降低活性炭过滤烟气时的通过阻力，大大降低了引风机的负荷;
本发明通过综合处理装置，使垃圾热解装置和污泥制砖装置实现了有机结合，将两种装置产生的废气废渣进行相互利用，达到了以废治废的目的，既达到环保要求，也提高了生产效益，具有极高的推广价值。
进一步地，所述污泥臭气排放口还与所述燃气入口通过管道连接。
采用上述进一步方案的有益效果是，将所述负压车间内的污泥臭气通过污泥臭气排放口输送到干化煅烧炉的燃气入口，充当助燃空气处理，实现了污泥臭气的利用，并降低垃圾热解装置和污泥制砖装置的使用成本，进一步达到了以废治废的目的。
进一步地，所述蒸汽出口还与所述热解炉的炉体通过管道连接。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过将蒸汽锅炉多余的蒸汽通过蒸汽出口输送到热解炉内，大大降低热解炉原本的加热能耗，降低了热解炉的生产成本，进一步达到了以废治废的目的。
进一步地，所述热解炉设有炉渣出口;所述炉渣出口与混凝土搅拌站的输入端连接。
采用上述进一步方案的有益效果是，热解炉每处理一吨垃圾约剩余30KG的炉渣，该些炉渣不含腐败性有机物，其为无机粉末，呈灰白色，是造砖厂的优良配料，通过将热解炉炉渣应用到污泥回收的制砖过程中，进一步达到了以废治废的目的。
进一步地，所述综合处理装置还包括中水处理器;所述蒸汽锅炉设有补水入口;所述中水处理器的输入口与所述气水分离器的出水口连接，中水处理器的输出口与所述补水入口连接。
采用上述进一步方案的有益效果是，脱酸塔内采用碱液喷淋的方法，对烟气进行脱酸、脱硫、脱氯处理，并收集大量烟气中的废水，将脱酸塔产生的废水通过中水处理器处理后形成成中水，并输送到补水入口再进入到蒸汽锅炉中，使废水无需往外排出，进一步达到了以废治废的目的。
进一步地，所述综合处理装置还包括冷却塔;所述冷却回转窑设有冷冻水入口;所述冷却塔的输入口与所述中水处理器的输出口连接，所述冷却塔的输出口与所述冷却回转窑的冷冻水入口连接。
采用上述进一步方案的有益效果是，将中水输送到冷却塔，并形成冷却水再输送到冷却回转窑内，大大降低冷却回转窑的使用成本。
进一步地，所述综合处理装置还包括SNCR脱硝装置;所述SNCR脱硝装置与所述燃烧室连接，通过SNCR脱销装置往燃烧室内喷入还原剂，使燃烧室内气体中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。
进一步地，所述综合处理装置还包括沉降室;所述煅烧废气出口和气体入口之间通过沉降室连接。
进一步地，所述沉降室底部设有粉尘出料口;所述粉尘出料口通过出料螺旋机和提升斗与所述干化煅烧炉连接。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过将干化煅烧炉燃烧污泥后产生的污泥废气输送到沉降室，并把污泥废气中的废气和污泥分离，再把废气通过气体入口输送到燃烧室进行燃烧处理，而沉降室收集的污泥粉尘重新投放到干化煅烧炉进行煅烧，使到整个干化煅烧炉产生的污泥废气百分百地重新利用，达到了环保的要求，极具推广价值，进一步达到了以废治废的目的。（发明人黄广禧;陈永民;戴伟田;丁国辉;梁仲均;文兵;许云开）
