[发明专利]一种生活垃圾气化熔融及其渗滤液处理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及垃圾及渗滤液的无害化处理及资源化利用领域，特别是涉及一种一种生活垃圾气化熔融及其渗滤液处理系统及方法。

技术背景

随着国家经济快速发展，以城市生活垃圾为首的有机固体废弃物产生量急剧增长，处理问题迫在眉睫。

目前我国垃圾处理主要采用填埋法、堆肥法和焚烧法。填埋场极易产生富含甲烷的填埋气，引起爆炸，还会产生大量垃圾渗滤液，其中含有重金属、有毒有害的有机化学污染物及大量病毒病原菌。堆肥法由于垃圾分类不精细，造成肥料品质较低难以销售。焚烧法处理城市生活垃圾时，由于生活垃圾中含有大量含氯塑料及重金属物质，燃烧时极易造成剧毒性致癌物质“二噁英”污染。“二噁英”难以在线监测且累积效应严重，随着空气吸入及食物链进入人体且极难被排出，具有强烈的致癌、致畸作用，同时还具有生殖毒性、免疫毒性和内分泌毒性。

由于垃圾成分的多样性、易变性、焚烧过程影响因素的复杂性等，现阶段垃圾焚烧技术不可避免的容易对环境造成的二噁英、重金属等二次污染，因此国外学者提出垃圾热解气化熔融技术，该技术可以有效地防止垃圾焚烧过程中的二恶英和重金属污染物生成。垃圾进入流化床气化炉之后，通过外部热源加热或者部分燃烧放热使其温度升高，其中的有机可燃物质分解为可燃气体和灰渣，之后可燃气体进入后续工艺燃烧放热，实现其能量的资源化利用，而灰渣通过高温熔融成液态，之后冷却形成玻璃态的固体熔渣，实现其无害化。

虽然垃圾气化熔融技术在环保性上相比传统的垃圾焚烧拥有巨大的优势，但是垃圾气化熔融技术需要垃圾的热值较高才能保证足够的气化炉温度及合成气热值。一旦垃圾含水率较高或者渣土含量较高，则无法满足气化熔融技术所必须的垃圾热值要求，必须添加辅助燃料才能保证设备的运行。而我国目前对垃圾焚烧炉掺烧辅助燃料的比例有限制，一旦含水率或沙土含量过高，则无法将掺烧比例控制在国家允许的范围之内。

与此同时，垃圾在收集、储运的过程中会产生大量的渗滤液，渗滤液具有很高的毒性，并且难以通过生化法进行降解处理。目前通常采用膜分离进行浓缩，或者稀释后采用生化法进行处理。这两种方法的处理成本都比较高，所以如何能经济快速地处理垃圾渗滤液也是垃圾处理时所必须考虑的问题。

此外，当前垃圾气化熔融技术存在燃烧效率低下的问题。导致这个问题主要是两个原因。第一个原因是垃圾焚烧时燃料的燃烬率不足。这是因为垃圾物料的成分复杂，而采用流化床气化技术之后，虽然可以保证较好的传热传质效果，但由于在炉膛中的物料停留时间无法控制，且由于炉膛内流化物料运动的随机性，排渣的燃烬率也难以保证，因此流化床气化炉并不能保证较好的碳转化率。

除了燃料燃烬率带来的问题，排烟温度过高也是造成效率低下的主要因素之一。这是因为垃圾焚烧之后的烟气中含有大量的水蒸气和酸性气体，而为了保证锅炉尾部受热面不被腐蚀必须选用较高的排烟温度，这就造成了烟气中大量水蒸气的潜热未能得到有效利用。如何降低垃圾焚烧排烟温度，利用垃圾焚烧烟气中的潜热就是提高垃圾焚烧经济性的关键技术。

因此，将气化熔融技术用于我国垃圾，必须解决如下问题：

1、如何低成本地提高我国原生垃圾的热值；

2、如何处理生活垃圾产生的大量渗滤液；

3、如何保证气化炉内垃圾的碳转化率；

4、如何降低系统的排烟温度，充分利用烟气中的潜热。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种生活垃圾气化熔融及其渗滤液处理系统及方法。该系统通过前处理工艺提高了垃圾的热值，采用富氧气化炉及高温旋风熔融炉技术作为垃圾能量的回收系统，利用余热锅炉排出的中温烟气浓缩了垃圾渗滤液，并将浓缩后的渗滤液喷入了高温的旋风炉中进行了无害化处理。最终实现了垃圾及渗滤液的彻底无害化处理及高效资源化利用。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：