城市生活垃圾和污水污泥资源生态分离回收工艺及设备制造技术

本发明专利技术公开了一种“城市生活垃圾和污水污泥资源生态分离回收工艺及设备”—垃圾处置的新方式。传统的垃圾焚烧，易产生二噁英且垃圾蒸发液排往大气，造成大气环境污染和资源能源浪费。本发明专利技术是一个由干燥窑、蒸发液回收装置和燃烧炉等组成的用于垃圾“干燥－醋液回收－干烧”工艺的烟气密闭循环系统；垃圾先入干燥窑熏馏干燥；再由冷凝器和旋风器对出窑烟气中的蒸发液进行回收并精制成资源醋液；出窑干垃圾分类回收为可再利用、可燃和不可燃等三类无害资源物；可燃干垃圾输入燃烧炉高温贫氧燃烧，加热循环烟气再送入干燥窑循环传热传质。本绿色分离工艺可抑制二噁英生成，烟气和蒸发液不排往大气而资源全回收，实现了垃圾处置零排放和资源能源化。

【技术实现步骤摘要】
城市生活垃圾和污水污泥资源生态分离回收工艺及设备
本专利技术涉及一种城市生活垃圾和污水污泥无害化、资源能源化处理方式、工艺及 设备(以下除注明外“城市生活垃圾和污水污泥”简称为垃圾)。本专利技术属于污染生态学、 绿色分离工程、固体废弃物无害化处置、城市生活垃圾处置、可再生资源、可再生能源等技 术领域。
技术介绍
现阶段的城市生活垃圾处置的主要方式有卫生填埋、堆肥、焚烧发电三种。卫生 填埋需占用大量的土地，且有渗滤液渗漏和有害气体排放等极易污染地下水和居住环境； 堆肥由于难以生产出优质肥料而基本没有发展前景；垃圾焚烧发电会造成大量烟气污染， 特别是易产生“二噁英”(致癌物质)，且焚烧发电成本昂贵，能量转换效率低。传统的城市 生活垃圾焚烧处置过程具备生成二噁英的条件，因此出口烟气中的二噁英含量较高。大气 环境中的二噁英90%来源于城市垃圾焚烧。一些垃圾焚烧发展较早的国家和地区，已深受 二噁英其害。因此说，卫生填埋、堆肥和焚烧发电都不是理想的垃圾处置方式，均有其致命 的弊端。发达国家在垃圾以填埋为主转向以焚烧为主方面先行了若干年，近年来发现了二 噁英等致命的危害，正以怀疑的态度重新审视垃圾焚烧的技术“先进性”。发展中国家现在 仍以填埋为主，但焚烧处置的比例在逐年增加，在焚烧的“友好性”倍受争议的困惑中发展 着“焚烧”事业。毋庸置疑，传统的垃圾焚烧继续发展，后果只能是二噁英成倍增长，地球的 生态环境和人们的生存环境将遭到严重破坏。这将是人类社会持续发展的最大的风险一 “生态灾难”。
技术实现思路
本专利技术要解决的垃圾焚烧的技术问题是①垃圾焚烧产生二噁英；②垃圾蒸发液 排往大气。传统的垃圾焚烧为湿烧，垃圾干燥和燃烧过程是在同一炉内进行的，干燥和初始 燃烧段炉膛温度较低，当处于800°C以下(特别是在250°C 600°C之间)时，有水蒸汽和氧 气的不完全燃烧极易产生二噁英；从干燥到燃烧的过程中，垃圾中的水分基本上是在焚烧 炉中蒸发成水蒸汽后随烟气排放到大气中，造成大气环境污染和资源能源浪费。本专利技术是关于“城市生活垃圾和污水污泥资源生态分离回收工艺及设备”，是城市 生活垃圾和污水污泥生态化(无害化和资源能源化)处置的一种新方式，即垃圾“资源生 态分离回收处置法”或“干燥_醋液回收_干烧”法，或简称为“醋液回收法”。(本专利技术对 垃圾资源分离回收是无害化绿色分离，可称之为生态分离。由此回收得到的经过烟气熏馏 的垃圾蒸发液是以醋酸等有机酸为主要成分的资源物质，可称之为资源“醋液”或“生态醋 液”，本专利技术的垃圾绿色分离工艺可获得生态醋液和可燃干垃圾等产品，故称之为“醋液回 收法”)。本专利技术的工艺特征，即本专利技术是由下述工艺过程组成和实现的(1)、设置一个由垃圾干燥窑、垃圾蒸发液冷凝回收装置(如气液旋风分离器和冷 凝热交换器等)、生态醋液过滤收储装置、燃烧炉、太阳能光伏发电供电系统、两级热泵热管 余热回收系统(以下简称为热泵热管系统)等组成的用于垃圾“干燥-醋液回收-干烧”的 “欠氧烟气密闭循环系统”。(2)、首先将湿垃圾输送到垃圾干燥窑中熏馏干燥。干燥窑中用于干燥垃圾的热源 的来源有四①来自于以可燃干垃圾(本专利技术的第一产品)作燃料和太阳能光伏发电系统 供电的电热可燃干垃圾复合燃烧炉(该炉内设置有电热烟气预热装置)；②来自于以可燃 干垃圾和燃煤等作燃料的燃烧炉；③太阳能光伏发电系统供电的电热炉；④来自于其它工 业生产工艺过程的热烟气。热源方式的不同将本专利技术的具体实施方式分为多种。(3)、干燥过程的烟气温度为110 150°C (最高不超过200°C )。这样的温度使得 垃圾在干燥、固液分离的同时既得到杀菌消毒除臭，又不发生燃烧反应，避免垃圾湿烧产生 二噁英。(4)、对干燥过程中蒸发到热气流中的垃圾蒸发液用前置气液旋风分离器和 水-气间壁式冷凝热交换器进行离心和冷凝回收，并经静置、过滤及再蒸馏等精制工艺制 成“生态醋液”(本专利技术的第二产品)。本专利技术的“生态醋液”抗菌除臭功能极强，首先是一 种良好的抗菌除臭剂。(5)、冷凝热交换器的冷却水带走的热量用热泵热管系统回收利用。热管和两级热 泵可让冷却水降温循环使用，并将热量转送给流经热管热端侧的循环烟气，使其温度达到 150°C以上，被热泵热管系统加热的烟气作干燥窑中循环烟气的一部分来循环干燥干燥窑 中的湿垃圾。(6)、经冷凝热交换器脱水的烟气进入后置气液旋风分离器进一步脱水，再次回收 “生态醋液”。气液旋风分离器出口已脱水烟气通过管路又返回电热复合燃烧炉(或燃烧炉， 或电热炉，或与新工艺烟气混合调节温度)，再次被加热升温后送入干燥窑做下一次传热传 质循环。(7)、从干燥窑出来的干垃圾在无菌无臭无水的情况下进行机电自动“风选”、“磁 选”、“破碎”和“密度复合分选”等工序，分类回收为可再利用、可燃和不可燃等三类无害无 毒资源物质分别加以利用。其中可燃干垃圾可输送到本系统的复合燃烧炉中“干烧”，加热 循环烟气至高温。高温烟气经燃烧炉出口与旁通烟气混合调温后，再与热泵热管系统加热 的烟气混合送入干燥窑中熏馏干燥垃圾。如此干燥湿垃圾燃干垃圾，烟气不断循环传热传 质。本工艺过程得到的可燃干垃圾产品也可作为各种锅炉、火力发电或水泥回转窑的一般 燃料。(8)、本专利技术用于制备循环热烟气的燃烧炉炉膛的燃烧状态为高温贫氧燃烧，即无 焰燃烧。设置太阳能光伏发电供电系统为本专利技术的“电热可燃干垃圾复合燃烧炉”的“电热 烟气预热装置”供电，预热一定量空气和循环烟气温度到900°C以上喷入燃烧炉，维持贫氧 状态，同时将可燃干垃圾输送到高温气流中干烧。太阳能电与干垃圾共同作热源可节省煤 炭资源，且有利于维持欠氧密闭循环系统中有机物的高温贫氧燃烧。循环烟气被加热后再 送入干燥窑中熏馏干燥湿垃圾，如此循环不已。实施以上工艺过程，垃圾处置可实现无害化 和资源能源化。如上所述，本专利技术解决的垃圾焚烧的两个重要理论和技术问题是①垃圾焚烧产生二噁英；②垃圾蒸发液排往大气。我们发现温度、氧和水蒸汽(当然还有氯、铜和铁离子 等)是二噁英生成的重要影响因素，因此，在本专利技术的“欠氧烟气密闭循环系统”中，垃圾的 干燥和燃烧分别在系统中的干燥窑和燃烧炉两个不同的装置中分别进行，即垃圾干燥和燃 烧实施两套设备、两套工艺，干燥窑内干燥温度在200°C以下，系统为欠氧烟气密闭循环式， 燃烧炉变垃圾湿烧为干烧无水蒸汽因素影响等工艺从根本上抑制了二噁英的生成。这就是 说，传统的垃圾焚烧(湿烧)易产生二噁英；本专利技术的垃圾“干燥-醋液回收-干烧”工艺 杜绝垃圾湿烧，实施先干燥后干烧，不易产生二噁英。另一方面，在传统的焚烧过程中，垃圾 中的水分基本上是在焚烧炉中蒸发后随烟气排放到大气中去了，造成大气环境污染和资源 能源浪费；本专利技术将垃圾中含水易腐有机物生态分离(即绿色分离)，分离成以醋酸为主要 成分的醋酸液和无害干燥物并分别回收，得到“生态醋液”和“可燃干垃圾”等资源产品。本专利技术在处置城市生活垃圾和污水污泥方面的技术特点是垃圾含水不焚烧一干 燥，垃圾焚烧不含水一干烧。有别于传统的垃圾焚烧，垃圾干燥、燃烧实施两套设备、两套工 艺，分别为“干燥”和“干烧”，在“干燥”与“干烧”工序之间设置冷凝热交换器和气液旋风分 离器等资源“醋液”回收装置。在既不产生二噁英本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种“城市生活垃圾和污水污泥资源生态分离回收工艺及设备”－城市生活垃圾和污水污泥无害化、资源能源化处理新方式。即垃圾“资源生态分离回收处置法”或“干燥－醋液回收－干烧”法，或简称为“醋液回收法”。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：矫学真，矫学成，矫捷，
申请(专利权)人：矫学真，矫学成，矫捷，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]