[发明专利]垃圾无害化处理和发电系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及垃圾处理系统，具体地说，涉及一种有机垃圾无害化发电处理系统及发电方法。

背景技术

目前我国20万人口的城市大约680余座，每年产垃圾近6亿吨，而且随着国家工业化的发展，产生的垃圾数量仍会增加，每年因垃圾填埋的消耗土地达70余万亩。城市垃圾的产生已危害到了人类的生存，在我国，人均可耕地面积相对较少，垃圾的处理在大中型城市中，只有公益化焚烧处理并用以发电的形式回收热能才是唯一合理的技术途径。

世界各国对城市有机垃圾焚烧处理的研究，均属于低温焚烧，用天然气，燃油引燃，为保持炉温稳定在垃圾中掺入定量的煤一同焚烧由于有机垃圾含水量较大，预热及着火这一阶段需耗大量的热能，才能使焚烧炉的稳定运行，而垃圾本身的热值由于热值低且稳定性差，不得不依靠天然气或燃油、人工煤气做辅助热源，导致了运行费用昂贵，形成了城市垃圾处理成本过高的普遍现象。

由于垃圾中水分含量高，辅助热源费用高，运行中炉温低，排出的烟气中二噁英等有害气体及POM气体超量排放，加重了环境的污染。二噁英的产生温度在350℃～800℃之间，低于350℃高于800℃二噁英等有害气体将会得到有效抑制，大大减少。

美国联邦法律规定：  “垃圾焚烧过程中的烟气必须在1000℃以上的高温中停留1秒以上才能排放处理”。该法律规定是针对二噁英(DXN)等多环物(POM)有害气体排放处理的强制性规定。而我国虽目前尚未有这一规定，但对二噁英的危害却是世界所认知的。

目前垃圾焚烧发电处理机械炉排炉，较为成熟通用，但是炉温低、投资大，不能有效杜绝二噁英的产生。

流化床焚烧炉，垃圾需预处理5mm以下，炉温低，垃圾处理不能大型化，日本等国家已在20年前停止采用。仍存在着炉温低，二噁英、多环物污染环境的问题。

发明内容

本发明提供了一种有机垃圾无害化发电处理系统，可把城市有机垃圾在不予分拣的前提情况下进行无害化发电处理，大大减少污染环境的问题。处理过程利用高温焚烧的方式处理垃圾的固形物和废气，高温产生显热以高温蒸汽的形式回收热能用于发电，本发明的垃圾处理系统可以处理包括医疗垃圾、有毒垃圾、有机污泥在内的城市有机垃圾。

为了达到解决上述技术问题的目的，本发明的技术方案是，一种垃圾无害化处理和发电系统，包括垃圾处理装置、粉煤气化装置、焚烧装置、发电装置，以及除尘装置，其特征在于：

所述垃圾处理装置包括提升机、垃圾破碎机、烘干机和垃圾喂料机；

所述粉煤气化包括粉煤气化炉和燃气分配箱，所述粉煤气化炉的煤气出口与所述燃气分配箱的进口连通；

所述焚烧装置为焚烧炉；

所述发电装置包括至少一个锅炉，蒸汽集汽包和蒸汽发电机，所述锅炉产生的蒸汽与所述蒸汽集汽包连通，所述蒸汽集汽包与所述蒸汽发电机的蒸汽系统连通；

所述除尘装置包括至少一个除尘器和烟筒，所述除尘器的出口与所述烟筒连通；

所述垃圾处理装置中的烘干机的垃圾固体物出口与所述焚烧炉炉膛连通；所述燃气分配箱的出口与所述焚烧炉上的至少二个粉煤气化燃烧器连接；所述焚烧炉上的烟气出口与所述锅炉的炉膛连通；所述锅炉的烟气出口与所述除尘装置中的除尘器连通。

所述垃圾处理装置中的烘干机的垃圾固体物出口与所述焚烧炉之间设有防逆式密封垃圾喂料机，隧道式烘干装置上部的蒸汽出口与所述焚烧炉上的垃圾蒸汽入炉口连通，所述蒸汽出口与所述蒸汽入炉口之间设有蒸汽引风机。

所述粉煤气化装置还设有固定床气化炉、除尘防爆装置和磨煤机，所述固定床气化炉的出口与所述除尘防爆装置的进口通过管路连接，所述除尘防爆装置的出口通过管路与所述粉煤气化炉顶部的粉煤气化炉工艺烧嘴连接，所述磨煤机的出口与所述粉煤气化炉顶部连接。

所述焚烧炉为三段式直立流化焚烧炉，所述三段式直立流化焚烧炉具有水夹套、炉膛和固体废渣排除装置，所述炉膛上部和中部为圆形竖管，下部为渐缩管，所述渐缩管为倒锥体，所述三段式直立流化焚烧炉底部为所述固体废渣排除装置，所述水夹套顶部设有蒸汽出口，所述蒸汽出口通过管路与所述蒸汽集汽包连通。

所述渐缩管锥形角度α为10°～30°之间。

所述三段式直立流化焚烧炉共分布设有12个燃烧器，分为3组，每组4个。

所述除尘器为干式除尘器和静电除尘器，所述干式除尘器与所述静电除尘器串联连接，所述静电除尘器与所述烟筒之间设有引风机。

一种垃圾无害化处理和发电的方法，其特征在于，所述方法按下述步骤进行：