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CN101367088A - 一种垃圾处理方法及其综合利用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垃圾处理方法及其综合利用，它采用垃圾高温焚烧技术，使烟气中的剧毒气体二恶英大为减少，而CO2气体浓度却大为增加；焚烧过程中产生的热能、烟气和灰渣，经处理后，可发电、可生产出干冰、胶粉、地砖、有机复合肥等，实现垃圾焚烧处理无排放、无污染、无废物。该垃圾处理方法是将生化处理池产生的沼气通入焚烧炉引燃炉内干燥的垃圾，将空气分离装置产生的纯氧通入焚烧炉内助燃垃圾，产生高浓度CO2的烟气，炉内温度达到1200℃以上，烟气经脱硫净化后获得净化的CO2。本方法焚烧垃圾所产生的烟气、热量、灰渣，配合液化器和空气分离装置产生的液态氮，则可制成液体CO2、地砖、橡胶粉、有机复合肥等有用资源。

Description

一种垃圾处理方法及其综合利用
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，特别涉及一种垃圾处理方法及其综合利用。
背景技术
垃圾包括生活垃圾和工业垃圾两种，其中生活垃圾包括城镇居民的生活废弃物，城镇街道清扫的生活废弃物，城镇餐饮业的生活废弃物，城镇生活废水处理厂的污泥，城镇河涌清理的污泥，城镇居民粪便，废旧轮胎等。废弃垃圾“三化”处理是指减量化、无害化、废物资源化。应用焚烧技术将废弃垃圾送入焚烧炉中，通过焚烧氧化反应，把垃圾中的有机碳转化为CO2，氢转化为H2O，使废弃垃圾变为有价值的产品，并在高温下杀死病毒和细菌，实现减量化、无害化和废物资源化的处理。
目前，对废弃垃圾的处理方式主要有填埋和焚烧发电两种。现有的垃圾填埋场中，约有50％以上的填埋场为简易填埋场，不能做到及时覆盖，不具备完善的垃圾渗沥液收集、排导和处理设施，也没有完善的填埋气体排导和处理设施，特别是填埋场的渗沥液，由于没有必要的收集和集中的净化处理，已导致水资源和环境土壤的严重污染。由于城市垃圾的热值在不断提高，垃圾的能源化利用已成为现实。但所有垃圾焚烧发电厂都只是利用了垃圾燃烧所产生的热能，对垃圾焚烧过程中二次污染物的排放或资源化利用仍未解决。
现有垃圾焚烧炉都是采用辅助燃料—柴油或煤，加上空气助燃，炉内燃烧温度只有800—1000℃，炉内垃圾有机物难以完全燃烧，因为炉内燃烧温度低于1200℃，造成炉内垃圾有机物不完全燃烧时就容易产生二恶英有毒有害气体，严重地污染环境。烟气中所含剧毒的二恶英很难彻底处理干净，二恶英不但污染空气，还会通过积累污染水源和植物，食用受污染的水产品或果疏会影响人体健康。由于采用空气助燃，大量的氮参加燃烧产生氮氧化物，污染空气并容易造成酸雨，同时，还损耗热量，降低热效率，此外，由于空气中，氮占大部分，氧只占小部分，故烟气中CO2浓度较低，难以用工业化方法去回收利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种垃圾处理方法及其综合利用，它采用垃圾高温焚烧技术，使焚烧炉内产生的烟气中的剧毒气体二恶英能大为减少，而CO2气体浓度却大为增加，从而具有工业化回收价值；垃圾高温焚烧过程中产生的热能、烟气和灰渣，经处理后，可发电、可生产出液体CO2、橡胶粉、建筑材料、有机复合肥、吸附剂及金属渣回炉处理，实现垃圾焚烧处理无排放、无污染、无废物。
本发明所提出的技术解决方案是这样的：一种垃圾处理方法，将垃圾送入生化处理池进行生化处理，经烟气余热干燥的垃圾送入焚烧炉内焚烧，产生蒸汽驱动发电机组发电，焚烧炉焚烧垃圾产生的烟气经脱硫排出，焚烧炉产生的灰渣收集处理，所述生化处理池产生的沼气通入焚烧炉内引燃干燥的垃圾；设有空气分离装置，该空气分离装置产生纯氧和液态氮，其中的纯氧通入所述焚烧炉内，对垃圾助燃焚烧，炉内焚烧温度范围为1200—1500℃；所述脱硫后的烟气经净化后获得二氧化碳气体。
将净化后的二氧化碳气体压缩液化变为液态二氧化碳，再经减压膨胀得到干冰。将所述焚烧炉内焚烧后的灰渣磁化分离出金属渣和沙石灰，金属渣回炼钢炉再用，沙石灰添加粘胶剂混合后制成地砖。将废旧轮胎去除钢丝和纤维后加入从空气分离装置送来的液氮，制得橡胶粉，然后在橡胶粉中加入从烟气脱硫程序中获得的固体硫，经硫化处理制成橡胶制品。在所述生化处理池内经生化处理的污泥中加入粪便和所述沙石渣中的轻质灰，制得有机复合肥。
与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：
(1)由于垃圾焚烧炉内采用了纯氧助燃方法，同时，也利用厌氧发酵垃圾产生沼气辅助垃圾燃烧，使炉内焚烧温度达1200℃—1500℃，一方面，因纯氧助燃，焚烧炉产生的烟气中CO2浓度比原来空气助燃时提高了四倍，因而具有工业化回收价值，同时，由于焚烧炉内温度达到1200℃以上，这有利于炉内垃圾的完全燃烧，能大大减少剧毒气体二恶英和硫化物、氮氧化物的产生。
(2)采用本垃圾处理方法可以获得高浓度的二氧化碳，经压缩机增压和液化器低温液化成液态二氧化碳贮存使用，或将液态二氧化碳减压膨胀制成干冰；利用空气分离装置供给的液氮使废旧轮胎超低温冷冻破碎制成橡胶粉，再加入从烟气脱硫获得的固体硫将橡胶粉硫化处理制成橡胶制品；将焚烧炉的灰渣分离出沙石灰、金属渣、轻质灰，沙石灰和经脱硫剂对烟气脱硫留下的脱硫渣一起加入粘胶剂混合后制成建筑地砖；金属渣送去钢铁厂回炉，轻质灰可以制成吸附剂，亦可以加入粪便中与垃圾中的污泥一起送入生化处理池进行生化处理，并制成有机复合肥。真正实现了垃圾焚烧处理零排放、无污染、废物资源化。
附图说明
图1是本发明一个实施例的垃圾处理方法及其综合利用的工艺流程示意图。
具体实施方式
通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。
参见图1所示，本发明是提供一种垃圾处理方法以及在垃圾处理过程中所产生的烟气、热量、灰渣等物质进行综合利用，实现垃圾处理的零排放、无污染、废物资源化的目的。本发明的垃圾处理方法是这样的：垃圾送入生化处理池，经过3—7天生化处理，产生沼气，其余垃圾利用烟气余热干燥后送入焚烧炉内，生化处理池的沼气通入焚烧炉内引燃干燥的垃圾，从空气分离装置产生的纯氧通入焚烧炉助燃垃圾焚烧，由于采用纯氧焚烧，故焚烧炉内温度达1200℃—1500℃，垃圾在纯氧助燃的燃烧过程中产生高浓度CO2烟气，而剧毒气体二恶英却大为减少，烟气中一般含有硫化物、氮氧化物、水蒸汽等杂质和几百度的余热，利用烟气的余热干燥入焚烧炉前的垃圾，使烟气的余热降至一百多度以下，再把烟气预冷分离水蒸汽，将干燥的烟气送到脱硫装置用脱硫剂将烟气中的硫化物分离，再经过活性碳等吸附剂净化烟气中的CO2，焚烧炉在焚烧过程中还不断产生灰渣和大量的热能，这些热能通过锅炉变成蒸汽后驱动汽轮发电机组发电，这些电量和发电后的余热蒸汽向空气分离装置及CO2生产装置等设备供电供热(干燥)，自用后如有富余的电和热，则可以对外销售。
按本方法处理垃圾过程中产生的烟气、灰渣的综合利用情况是这样的：
(1)净化后的CO2通过无油润滑压缩机增压至4.0Mpa压力，然后经制冷装置液化器使气态CO2变为液态CO2，经过液化器(液化温度约-40℃)后的不凝气体，采用闪晶方法使不凝气体与液态CO2分离，纯净的液态CO2贮存在低温液体CO2贮槽作为产品贮存。也可以将液态CO2减压膨胀制得干冰。
以日处理500吨垃圾为例，采用现有技术时，所产生的烟气排放量为648万m3/天，对大气环境造成严重污染；当采用本发明技术方案时，能回收液体CO2量为230吨/天，且无废气向大气排出。水产品冷冻耗电量为260kwh/吨，水产品冷冻耗干冰量为550kg/吨。将液体CO2变换成干冰，则每天可制得干冰115吨，可冷冻水产品210吨，如采用制冷设备冷冻210吨水产品，则需耗电54600kwh，以年计算，则可节省电量：1992.9万kwh。
(2)垃圾焚烧过程产生的灰渣，采用磁化和选矿技术分离出沙石灰、金属渣和轻质渣(灰粉)，沙石灰(也可加入烟气脱硫产生的脱硫渣)混合粘合剂等材料制成建筑地面砖；金属渣可以回炉炼钢；轻质渣中的氮、磷、钾与粪便一起混合生化处理后添加有效肥素制成有机复合肥，轻质渣中的剩余物制成吸附剂或吸附剂载体。
(3)空气分离装置主要提供纯氧、纯氮和纯氩，纯氧主要用于垃圾焚烧助燃及为生产臭氧水提供氧源，富余量液化后外销液氧；纯氮全液化主要应用于废旧轮胎超低温冷冻破碎制成橡胶粉，成为橡胶制品材料，利用烟气脱硫产生的固体硫将橡胶粉硫化处理制成橡胶制品。
采用本方法焚烧垃圾并对其排放物进行综合利用就能将垃圾变为完全可利用的资源，真正实现垃圾焚烧处理零排放、无污染、无废物。

Claims (5)

1.一种垃圾处理方法，将垃圾送入生化处理池进行生化处理，经烟气余热干燥的垃圾送入焚烧炉内焚烧，产生蒸汽驱动发电机组发电，焚烧炉焚烧垃圾产生的烟气经脱硫排出，焚烧炉产生的灰渣收集处理，其特征在于：所述生化处理池产生的沼气通入焚烧炉内引燃干燥的垃圾；设有空气分离装置，该空气分离装置产生纯氧和液态氮，其中的纯氧通入所述焚烧炉内，对垃圾助燃焚烧，炉内焚烧温度范围为1200—1500℃；所述脱硫后的烟气经净化后获得二氧化碳气体。
2.利用权利要求1所述垃圾处理方法所获得的二氧化碳气体制造干冰，其特征在于：将净化后的二氧化碳气体压缩液化变为液态二氧化碳，再经减压膨胀得到干冰。
3.利用权利要求1所述垃圾处理方法所获得的灰渣生产地砖，其特征在于：将所述焚烧炉内焚烧后的灰渣磁化分离出金属渣和沙石灰，金属渣回炼钢炉再用，沙石灰添加粘胶剂混合后制成地砖。
4.利用权利要求1所述垃圾处理方法所获得的硫和液态氮制造橡胶制品，其特征在于：将废旧轮胎去除钢丝和纤维后加入从空气分离装置送来的液态氮，制得橡胶粉，然后在橡胶粉中加入从烟气脱硫程序中获得的固体硫，经硫化处理制成橡胶制品。
5.利用权利要求1所述垃圾处理方法所获得的生化处理物制造有机复合肥，其特征在于：在所述生化处理池内经生化处理的污泥中加入粪便和所述沙石渣中的轻质灰，制得有机复合肥。
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