[发明专利]一种垃圾无害化处理系统及利用该系统处理垃圾的方法

说明书

技术领域

本发明涉及垃圾无害化处理技术领域，具体涉及垃圾燃烧以后污染物近零排放的一种垃圾无害化处理系统及利用该系统处理垃圾的方法。

背景技术

近年来随着经济的迅猛发展，城市范围的不断扩大和城市人口的迅速增加，导致垃圾的产生量与日俱增。垃圾的合理处理因此成为一个亟待解决的环保问题。垃圾处理的目标是减容减量化、资源化、能源化及无害化。目前，我国主要采用卫生填埋、堆肥及焚烧等三种方式来处理垃圾。其中卫生填埋占地范围较大，随着合适的填埋场地日益减少，卫生填埋已经不足以满足垃圾快速增长的要求，并且卫生填埋容易产生二次污染；而堆肥法由于处理垃圾速度慢，自动化程度低，占地面积大且处理量较小、容易产生二次污染等缺点而无法被广泛采用。

垃圾焚烧处理是一种对垃圾进行热化学处理的方法，经焚烧处理后的垃圾体积可减少85％-95％，重量能减少70％-80％，焚烧产生的热量可用于供热或发电。垃圾经高温焚烧后能消除大量有害病菌和有毒物质，同时可以有效地达到减量无害的目的。焚烧处理具有占地面积小、运行稳定、处理量大、能回收利用部分能源等特点而在很多国家得到广泛釆用。但是，由于垃圾组分十分复杂，焚烧时不仅会产生大量的微小颗粒，造成周边地区雾霾严重，而且会产生如二噁英等剧毒物质。不仅如此，排放烟气中还含有氮氧化物、硫的氧化物等有毒有害气体造成二次污染，排放的CO₂还会加剧温室效应。而且目前的垃圾焚烧处理方法没有实现能源的充分合理利用，如何实现垃圾无害化处理并合理回收利用其中蕴含的能量已成为焚烧法推广应用的主要瓶颈，因此需要提供一种垃圾无害化处理系统及利用该系统处理垃圾的方法。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种实现能源合理化利用的垃圾无害化处理系统。该系统能够避免在压缩冷凝过程中产生的硫酸、硝酸对设备和管路的腐蚀，降低设备的造价，保证设备工作的安全性；能够实现对能源的充分、合理利用及成熟工艺流程的合理组合；达到垃圾处理过程中污染物零排放的目的。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种垃圾无害化处理系统，所述处理系统包括通过管道依次相连的循环流化床锅炉、脱硝装置、气-气换热器、除尘器、脱硫装置、多级压缩冷凝装置和气液分离器；

所述多级压缩冷凝装置包括通过管道依次相连的第一压缩机、第一冷凝器、第一液态水收集器、第二压缩机、第二冷凝器、第二液态水收集器、第三压缩机和第三冷凝器。

所述脱硝装置与气-气换热器的热风入口相连通；所述除尘器与气-气换热器的热风出口相连通；所述除尘器用于除去烟气中的固体飞灰。

所述脱硫装置的出口还与气-气换热器的冷风入口相连通；所述脱硫装置出口处的输出管道包括第一支路管道和第二支路管道，所述第一支路管道与第一压缩机相连通，所述第二支路管道与气-气换热器的冷风入口相连。

所述气-气换热器用于将脱硝装置输出的烟气与脱硫装置输出第二支路管道中的再循环烟气进行热交换，使进入循环流化床锅炉的再循环烟气具有较高的温度。

所述第三冷凝器的冷端入口与空分装置的氧气出口相连通；

所述第三冷凝器的冷端出口与第二冷凝器的冷端入口相连通；

空分装置输出的低温O₂先进入第三冷凝器，再进入第二冷凝器，与第三冷凝器和第二冷凝器中的高浓度气态CO₂进行充分的热交换，从而使高浓度气态CO₂的温度降低，在第三冷凝器中冷凝为液态CO₂，而O₂的温度升高，使O₂在进入循环流化床锅炉时具有较高的温度。

所述第二冷凝器的冷端输出管道与气-气换热器的冷风输出管道汇合以后通过汇合管道与循环流化床锅炉相连通。经过升温的O₂与经过升温的再循环烟气一起进入循环流化床锅炉，用于调节循环流化床锅炉中垃圾的燃烧温度，使固体生活垃圾与助燃气体的充分混合，加速垃圾燃尽过程。

进一步地，所述循环流化床锅炉通过管道依次连接汽轮发电机组、凝汽器和凝结水泵，所述凝结水泵与第一冷凝器的凝结水入口相连通，所述第一冷凝器与循环流化床锅炉的省煤器的连接管道上设有抽汽加热器。所述汽轮发电机组用于将循环流化床锅炉输出的高温蒸汽发电，发电用于给系统耗能设备供电。所述抽汽加热器用于加热液态凝结水，使液态凝结水进入省煤器时具有较高的温度。

进一步地，所述除尘器和脱硫装置之间的管路上设有增压风机。所述增压风机用于增大烟气的压强，加快烟气的流动速度，从而加快垃圾无害化处理的速度。