無外加燃料生活垃圾自熱解處理設備

簡  介

一、產品研發背景

在我國的廣大農村和小城鎮，生活垃圾無法依托市政設施進行處理。由于缺乏適當的處理方法與設備，生活垃圾普遍采用露天堆放、自然焚燒、簡單填埋等方法進行處理，甚至不加任何處理隨意丟棄，這些簡單原始的處理方式危害性很大。一是影響居住環境和人民健康。生活垃圾隨意堆放，嚴重破壞環境景觀，不符合建設文明宜居城鎮的總體要求；垃圾腐爛產生的氨氣、硫化氫等惡臭氣體，直接影響人民生活，同時極易滋生蚊蠅、傳播病菌、引發疾病，對居民的身體健康產生威脅。二是容易產生二次污染。垃圾填埋產生的滲濾液將造成嚴重的大氣、水體和土壤污染；自然焚燒產生的煙氣中含有二噁英、鉛、鎘、汞等有毒氣體和重金屬粉塵，毒性非常大。這些二次污染物對環境和健康的影響都是長期的。三是影響社會穩定。垃圾填埋需要占用大量土地，同時滲濾液還會對周圍土壤和地下水產生嚴重污染，隨著老百姓環保意識的日益增強，因垃圾處理不當引發的維權糾紛也日趨增多。生活垃圾處理問題，已經成為破壞環境、影響人民健康生活，困擾各級政府的嚴重問題。大型野外建設、工程、礦山、地質、石油行業的勘探隊、鉆井隊，規模小、位置偏遠、移動性強，同樣存在生活垃圾無法處理的問題。

河南威立雅環保設備制造有限公司與某研究所聯合研發的“環潔”牌生活垃圾自熱解處理設備，主要解決無市政設施依托的自然村鎮等小規模居民區和移動生活區生活垃圾處理問題，可實現生活垃圾就地“減量化、無害化、資源化”處理。

二、設備的組成、原理及技術指標

1．本設備基本組成與功能：由熱解單元和煙氣處理單元組成。

垃圾熱解單元：適用于處理可燃垃圾，包括菜葉、果皮等動植物廚余、塑料、橡膠、紙張、竹木、紡織品等，依靠垃圾在高溫烘烤下分解釋放的可燃氣體燃燒的熱值進行持續熱解反應，不需添加其它燃料。垃圾經烘干——氣化——碳化——灰化處理過程，實現減量化處理，體積減小95%，重量減輕85%。不適合處理無機物（金屬、玻璃、磚石、陶瓷等），但少量無機物混入生活垃圾，無需分揀，加入熱解裝置后可隨灰分掏出，不影響熱解裝置正常工作。

煙氣處理單元：降溫后的煙氣只含有肉眼看不到的細微顆粒物，不含有其它有害成分，經過旋風除塵、沖擊除塵、精密過濾、氣液分離，可達到國家排放標準，實現無害化處理。

2．主要技術指標

(1) 設備體積：2.8m*1.6m*2.1m（長*寬*高）

(2) 設備全重:3噸

(3) 垃圾日處理能力：1噸（1-5噸可定制）

(4) 垃圾體積減量化： ≥95%

(5) 煙氣排放：

    符合 GB 18485-2014《生活垃圾焚燒污染控制標準》

(6)灰渣：屬普通廢棄物，按 GB 5085.3 《危險廢棄物鑒別標準—浸出毒性鑒定》測試，無浸出毒性。

(7)操作人員：1人/每班

(8)操作頻率：每小時投放垃圾1次，每班掏灰1次。

圖1  無外加燃料垃圾熱解爐

經過三年多的攻關和1000多次的反復試驗，積累了實驗數據上萬條，終提煉出了“熱解氣化與多級燃燒”技術概念，將垃圾自熱解和間接熱解有機結合，改“燒垃圾”和“燒燃料”為“燒煙氣”，其核心技術是，將燃燒室設計為四級，一燃室為垃圾熱解氣化區，垃圾在600—800℃溫度下充分氣化，生成包含大量可燃氣體的混合煙氣，經煙道輸送到二燃室，二燃室為煙氣燃燒區，將一燃室釋放的熱解氣體作為燃料，以800—1100℃的高溫烘烤熱解氣化區，使熱解氣化區始終處于可實現大化產氣的熱解溫度范圍，實現了“高溫烘烤垃圾產生可燃氣體”與“燃燒煙氣供給垃圾熱解熱量”的穩定熱能循環，既實現了高效可控熱解氣化反應，又大限度的釋放和利用了垃圾的熱能。在無外加能源條件還同產生氫和一氧化碳、甲烷等可燃氣體，既提供了熱解所需熱量，又從根源下實現了持續穩定燃燒。

機步實現了“煙氣自清潔”。巧妙設計的四級燃燒室，大限度的延長了煙氣停留時間，二次燃燒、三次燃燒、四次燃燒，在600—1100℃的不同溫度下反復分解有害物質，使二噁英、焦油等有害有大分子分解為無害無機小分子，利用垃圾分解時的高溫水蒸氣與垃圾分解后的碳氫化合物發生水煤氣反應，理論上杜絕了異味、冷凝采用多級燃燒的“煙氣分類分步處理”技術方法，上原即可達到排放標準。水、焦油等三害物質的產生。終排煙僅經過物理過濾，除去顆粒物

4、熱解產物特性研究

    垃圾經熱解處理后，分解為煙氣和灰渣，此時通過尾氣管排出的氣體無色無味，但是由于強制燃燒的作用，爐膛內部有較細的粉塵顆粒排出，所以焚燒爐后端設置一套高效尾氣處理設備，煙氣經除塵裝置的文丘里噴射口進入除塵設備，在霧化噴頭的作用下進入下螺旋筒，經過旋風分離系統，大顆粒粉塵向下運動，進入混合集水器，煙氣上行，進入泡沫床，在高速氣流的作用下，煙氣與水形成沸騰狀泡沫，對煙氣進行高效洗滌，洗滌過的煙氣經過氣液分離系統，直接進入風機，實現達標排放。灰渣為垃圾有機物中的灰份和無機物，作為垃圾熱解產物和排放物，對其安全性進行檢測，鑒別其對環境的潛在影響，檢驗其無害化處理效果，很有必要。對灰渣成分進行了分析，并按照危險廢棄物鑒別標準和灰渣特性，進行浸出毒性進行分析。結果表明，各項測試結果均低于浸出毒性標準規定的限值，灰渣無浸出毒性，可作為肥料或者普通廢棄物處理。

              表2  處理能力和體積減量化測試結果

（2）煙氣排放指標測試結果

測試結果見表3，

表3   煙氣排放指標測試結果