技术领域
[0001] 本实用新型属于城市生活垃圾环保利用领域，涉及一种城市生活垃圾处置及利用技术，具体为一种基于
煤粉锅炉的垃圾热解及焚烧无害化处置系统。
背景技术
[0002] 传统垃圾焚烧在
炉排炉或循环
流化床锅炉上进行，但炉排炉和循环流化床锅炉
炉膛温度较低，无法彻底清除垃圾焚烧过程中产生的二噁英及其前体物。煤粉锅炉虽然炉膛温度较高，但由于煤粉锅炉采用煤粉悬浮燃烧方式不能够直接焚烧处理垃圾。垃圾物料干湿形态复杂，用现有设备不能直接磨制成粉末送入炉膛内燃烧，且由于垃圾的臭味十分容易扩散，所以煤粉锅炉无法进行掺烧垃圾。
[0003] 城市生活垃圾是指在城市日常生活中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物，具有成分复杂、含
水率高、无机物质含量高等特点。随着我国城市化
进程的加快，城市发展和人民生活水平的不断提高，我国城市生活垃圾产生量逐年增加，其引起的环境污染问题越来越严重，已日益成为世界范围内一个普遍关注的问题，是一项十分艰巨的综合性、系统性工程。
[0004] 目前，城市生活垃圾的主要的处理方法是填埋法、堆肥法和焚烧法，各个城市生活垃圾处理处置水平和方式有较大差异，大多数城市生活垃圾规范化处理处置刚刚起步，卫生填埋为多数城市生活垃圾的主要处理处置方法，部分城市还有简易的垃圾填埋场在运行。
[0005] 垃圾焚烧是城市垃圾处理的主要方法之一，将垃圾用焚烧法处理后，垃圾能减量化，节省用地，还可消灭各种病原体。现代垃圾焚烧是在高温下充分燃烧后达到减容、减重及资源化的目的，主要包括干燥、燃烧和燃尽三个阶段。通过计算机自动控制系统和自动燃烧控制系统能够即时监控和调整炉内垃圾的燃烧工况，及时调节炉排运行速度和燃烧空气量，以保证垃圾处理始终在可控制状态。垃圾焚烧后的减容率非常高，可使垃圾体积减小 80％～90％，实现垃圾处理的减容、减重，最大限度地减少垃圾占用土地资源量，还可以有效利用垃圾焚烧产生的
热能。
[0006] 目前，关于二恶英分解普遍的看法是850℃左右、在炉膛中
停留时间到达2秒，或是1000℃、左右在炉膛里停留1秒，或是1200℃左右停留几微秒被认为二恶英可以完全分解。
若是
温度控制在1200℃以上，生成物中将几乎不包含二恶英前体物，大大降低后期的重新合成几率。现有的垃圾焚烧法一直未能被广大民众接受，其弊病突出表现在受燃烧温度的限制；现有的生活垃圾焚烧炉最高温度在800～1000℃左右，不能完全使二恶英类物质高温分解，其潜伏性的二恶英和重金属污染更重、耗资昂贵、操作复杂和浪费资源等方面。尽管其污染防治技术日益改进，但至今尚不成熟，无法大规模的推广和应用。
实用新型内容
[0007] 针对
现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种基于煤粉锅炉的垃圾热解及焚烧无害化处置系统，结构简单，设计合理，使用方便，环境友好，安全系数高。
[0008] 本实用新型是通过以下技术方案来实现：
[0009] 一种基于煤粉锅炉的垃圾热解及焚烧无害化处置系统，包括依次连接的锅炉炉膛、烟道和炉烟系统，以及依次连接的干燥及热解装置、
粉碎输送装置和垃圾
燃烧器；
[0010] 所述的干燥及热解装置的输入端依次设置垃圾粉碎及分选装置和给料机，炉烟系统接入到给料机的输入端；
[0011] 所述的炉烟系统包括高温炉烟管路和中温炉烟管路，高温炉烟管路连接至煤粉锅炉炉膛底部
抽取高温炉烟，中温炉烟管路连接至煤粉锅炉转向室至省煤器出口烟道内抽取中温炉烟；
[0012] 所述的垃圾燃烧器设置于锅炉炉膛的主燃烧器最下层
煤粉燃烧器至燃尽
风燃烧器之间。
[0013] 优选的，垃圾粉碎及分选装置用于进行
破碎和分选，筛分金属和石
块，剩余生活垃圾出口连接给料机输入端。
[0014] 优选的，干燥及热解装置包括旋转壳体和设置在旋转壳体外部的旋转驱动
电机；所述的旋转壳体呈中空的圆筒状，输入端转动密封连接给料机，输出端转动密封连接粉碎输送装置入口。
[0015] 进一步，旋转壳体内设置有若干
钢球，以及将中空圆筒分隔为多个腔室的格栅板，钢球分置在多个腔室内，钢球与格栅板与旋转壳体一同旋转。
[0016] 优选的，所述的给料机采用螺旋输料器。
[0017] 优选的，所述的粉碎输送装置采用排粉机。
[0018] 优选的，中温炉烟管路的输入端沿转向室至省煤器出口烟道依次设置有多个取烟口，输出端与高温炉烟管路汇合并路。
[0019] 与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
[0020] 本实用新型所涉及的系统组成简单，初投资和运行维护
费用大大降低；通过现有的燃煤锅炉提供高温烟气，不仅使得垃圾能够充分的干燥和热解，而且使得干燥及热解装置一方面呈
负压，另一方面呈低
氧，从而形成高温低氧负压的垃圾热解环境，可有效抑制二噁英及其前体物生成，安全高效，环保可靠；于此同时，烟气能够携带可燃气体回补到炉膛中，不仅烟气量不会减少，而且增加了热量供给，充分利用燃煤锅炉中的高温和后续的热量回收和过滤系统，使得城市生活垃圾得到无害化处理。
附图说明
[0021] 图1为本实用新型实例中所述系统的结构示意图。
[0022] 图中：1为锅炉炉膛，2为锅炉烟道，3为炉烟系统，4为干燥及热解装置，401为旋转壳体，402为旋转
驱动电机，5为粉碎输送装置，6为垃圾燃烧器，7为高温烟气管路，8为中温烟气管路，9为垃圾粉碎及分选装置， 10为给料机，11为SOFA燃烧器，12为OFA燃烧器，13为主燃烧器。
具体实施方式
[0023] 下面结合具体的
实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
[0024] 本实用新型一种基于煤粉锅炉的垃圾热解及焚烧无害化处置系统，如图 1所示，包括依次连接的锅炉炉膛1、烟道2和炉烟系统3，以及依次连接的干燥及热解装置4、粉碎输送装置5和垃圾燃烧器6，干燥及热解装置4 的输入端依次设置垃圾粉碎及分选装置9和给料机10，炉烟系统3接入到给料机10的输入端；炉烟系统3包括高温炉烟管路7和中温炉烟管路8。
[0025] 生活垃圾首先送入垃圾粉碎及分选装置9进行破碎和分选，其中金属、石块等不适宜干燥热解的垃圾被筛分，适宜干燥热解的垃圾由给料机10送入干燥及热解装置4内。
[0026] 通过炉烟系统3中的高温炉烟管路7从煤粉锅炉炉膛底部抽取高温炉烟，高温炉烟温度为750℃以上，通过中温炉烟管路8从煤粉锅炉转向室至省煤器出口烟道内取中温炉烟，中温炉烟温度为300～700℃，具体炉烟取用
位置由所需炉烟温度决定，而炉烟温度由需要处置的垃圾性质决定，采用多点烟气混合方式控制所需烟气温度，中温炉烟管路8的输入端沿转向室至省煤器出口烟道依次设置有多个取烟口，适应不同种类的垃圾热解温度要求。
[0027] 混合后的炉烟经由给料机10送入干燥及热解装置4入口，干燥及热解装置4内形成高温低氧环境，垃圾在高温低氧环境下被炉烟加热热解，脱除水分，析出气态物质。其中气态物质随烟气进入炉膛，进一步参与燃煤锅炉燃烧。
[0028] 干燥及热解装置4为可旋转式，干燥及热解装置4内布置有钢球和格栅板，在运行时共同旋转，垃圾热解后剩余固态垃圾残余物在干燥及热解装置 4内随钢球和格栅板一起旋转，在钢球
挤压作用下破碎成细小颗粒被炉烟携带进入粉碎输送装置5，可进一步磨制成适宜锅炉燃烧的细粉末，同时钢球能够强化装置内换热。干燥及热解装置4的出口布置有粉碎输送装置5，可将上游的固态残余物进一步粉碎并通过炉烟系统3向炉膛输送。粉碎输送装置5同时可使其上游设备及管道处于负压状态，一方面为抽取炉烟和物料输送提供动
力，另一方面避免物料及废气外泄。
[0029] 具体的，干燥及热解装置4包括旋转壳体401和设置在旋转壳体401外部的旋转驱动电机402；所述的旋转壳体401呈中空的圆筒状，输入端转动密封连接采用螺旋输料器的给料机10，输出端转动密封连接采用排粉机的粉碎输送装置5入口；旋转壳体401内设置有若干钢球，以及将中空圆筒分隔为多个腔室的格栅板，钢球分置在多个腔室内，通过钢球与格栅板旋转时对干燥垃圾的共同挤压作用，使得干燥后的生活垃圾破碎成细小颗粒。
[0030] 垃圾在干燥及热解装置4内析出的气态物质和固态残余物随烟气一起送入位于锅炉炉膛1的主燃烧器13最下层煤粉燃烧器至燃尽风燃烧器12之间的垃圾燃烧器6内燃烧处置，此区域为煤粉燃烧最活跃区域，由于大量煤粉参与燃烧，炉膛温度在1300℃以上，并且垃圾分解物在煤粉锅炉炉膛燃烧时间超过2秒，能保证已生成二噁英及其前体物完全分解，避免二噁英燃烧残留，及在尾部低温烟道内二噁英前体物聚合再次生成二噁英，实现无害化处置。
[0031] 本实用新型一种基于煤粉锅炉的垃圾热解及焚烧无害化处置系统，适用于位于城市周边有城市生活垃圾运输条件的燃煤电厂开展城市生活垃圾耦合燃煤发电生产。开辟了一种新的城市生活垃圾处置及利用技术，消除垃圾焚烧过程中产生的二恶英，降低城市生活垃圾处置成本，提高城市生活垃圾的利用率，增强燃煤发电企业的市场竞争力和企业形象。避免传统垃圾焚烧对周围大气及水环境造成的造成污染，同时将燃煤电厂的电、汽、热等资源利用于垃圾处理行业，充分降低城市生活垃圾处理的成本和社会影响。
[0032] 本实用新型一种基于煤粉锅炉的垃圾热解及焚烧无害化处置系统，使用时，通过抽取煤粉锅炉热烟气对垃圾进行干燥及热解，热解后的气体及固态物质被破碎后送入煤粉锅炉炉膛内与大量煤粉、助燃空气混合焚烧，避免产生二噁英及其前体物，实现垃圾无害化处置，由于抽取烟气的氧浓度较低，防止垃圾分解和输送中可能发生的爆炸。
[0033] 烟气对垃圾进行干燥使水分
蒸发，垃圾内有机物进一步热解为CO、H2、 CH4等气体物质，在烟气低氧条件下没有发生燃烧反应，减少了二噁英的生成。
[0034] 炉烟系统3用于从煤粉锅炉的炉膛1或烟道2中抽取高温烟气和中温烟气混合后输送干燥热解后物料，干燥热解装置4及物料粉碎输送装置5用于对垃圾进行干燥和热解的，然后通过煤粉锅炉炉膛1及垃圾燃烧器6进行垃圾焚烧。
[0035] 相比传统的生活垃圾焚烧炉最高温度在800～1000℃左右，不能完全使二恶英类物质高温分解。煤粉锅炉能很好的组织燃烧，炉内燃烧温度都在 1300℃以上，烟气在炉内停留时间2～3s，二恶英类物质已全部分解，且充分的
传热和传质使二恶英有机前体物在这个区域内进行充分的氧化燃烧，生成物中不包含二恶英前体物，从而尽可能地消除了二恶英在300～500℃烟温区间再合成的可能。因此本实用新型涉及的生活垃圾处理技术能更好的控制二恶英的排放。生活垃圾物料预处理后直接进入炉膛燃烧，不存在可燃气体爆炸、
泄漏的安全隐患，炉烟风机前垃圾物料处于负压系统，没有中间产物对外泄露，不会对周边环境造成影响；其中城市生活垃圾干燥需要的热量来自于燃煤锅炉的烟气，不需要耗费其他一次
能源或自身生活垃圾能，能源利用效率高。
