CN111043867B - 一种利用炼铁余热处理生活垃圾的***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用炼铁余热处理生活垃圾的***及方法，包括转杯粒化装置、高温除尘器、余热锅炉、加压循环风机、鼓风机、热风炉、回转窑、流化炉，高炉通过流槽与转杯粒化装置连接，转杯粒化装置进口通过管道与鼓风机连接，转杯粒化装置的高温出口通过高温除尘器与余热锅炉、发电机组连接，余热锅炉的烟气出口与加压循环风机连接，并在余热锅炉的烟气出口与加压循环风机之间的管道上设置烟囱；转杯粒化装置同时通过管道与流化炉连接；热风炉通过管道与回转窑连接，回转窑出口与流化炉连接。本发明充分利用高炉工序的余热资源，形成城市垃圾有效处理工艺，通过高温流化焚烧技术，降低降解城市垃圾产生的污染物。

Description

一种利用炼铁余热处理生活垃圾的***及方法
技术领域
本发明属于生活垃圾处理领域，尤其涉及一种利用炼铁余热处理生活垃圾的***及方法。
背景技术
随着我国人口迅速增加及生活水平的提高，生活垃圾已日益成为影响我国环境的重要问题。垃圾焚烧处理是目前国外应用最普遍的垃圾处理方法，此方法的最大优点是垃圾资源化和减量化处理程度高，已成为发达国家处理生活垃圾的主要途径和电力行业的重要组成部分。垃圾焚烧工艺主要包括炉排炉法、循环流化床法、热解法、气化法等，其中炉排炉法的应用比例最高。
钢铁企业具有大量的低端余热资源，受制于低温能源的使用效率，利用效果不佳，大量放散即损失了大量的余热资源同时也造成钢铁企业的环境污染。炼铁工序的主要余热资源为高炉渣余热及热风炉烟气余热，高炉渣一般采用INBA水焠法，把高品质余热资源降低为低品质资源利用，效率低下一般仅为10％以下，同时造成大量的新水污染。而热风炉排出的烟气温度在250～300℃左右，一般不再回收利用。
专利申请号：201510677347.4，一种利用炼钢转炉焚烧处理生活垃圾的工艺，将废钢、铁水、造渣料和入炉垃圾加入到炼钢转炉中利用转炉冶炼过程中产生的1300-1600℃高温进行焚烧处理。该方法将垃圾投入转炉中增碳，需要提高冶炼强度及耗氧量，同时垃圾中的金属及其他杂质对钢水品质造成较大影响。
专利申请号：200410014310.5，一种医疗垃圾焚烧工艺方法，医疗垃圾经专用密闭式运输车辆送入投料口处，由自动提升喂料装置将医疗垃圾均匀、定量地送入焚烧炉内，经过脱水干燥—热解气化—燃烧—二次燃烧—烟气沉降—余热回收—烟气处理等步骤。热解气化式焚烧炉由立式热解炉和二燃室组成，垃圾靠重力自上而下移动，而风从下向上由鼓风机鼓入炉内，炉内依次形成自上而下的干燥层、热解层、氧化燃烧层、渣层组成，通过将垃圾脱水干燥，热解气化，挥发气体蒸发燃烧和固定碳燃烧逐次阶段性反应，使得垃圾减容量达到99％，可有效防止二恶英的产生，垃圾残渣热灼减率低，投资和运行成本低。该方式使用流化装置进行垃圾焚烧，没有实现能源的转化，垃圾焚烧产生废气及污染物无法有效处理。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种利用炼铁余热处理生活垃圾的***及方法，垃圾焚烧及余热回收为一体，利用高炉渣余热、热风炉尾气余热及城市垃圾热值提高炼铁***余热资源的品质，实现工业生产处理城市垃圾的同时，提高炼铁工序余热利用效率。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种利用炼铁余热处理生活垃圾的***，包括转杯粒化装置、高温除尘器、余热锅炉、加压循环风机、鼓风机、热风炉、回转窑、流化炉，高炉通过流槽与转杯粒化装置连接，转杯粒化装置进口通过管道与鼓风机连接，转杯粒化装置的高温出口通过高温除尘器与余热锅炉、发电机组连接，余热锅炉的烟气出口与加压循环风机连接，并在余热锅炉的烟气出口与加压循环风机之间的管道上设置烟囱；转杯粒化装置同时通过管道与流化炉连接；热风炉通过管道与回转窑连接，回转窑出口与流化炉连接。
一种利用炼铁余热处理生活垃圾的方法，利用炼铁工序高炉渣热量及热风炉烟气余热对城市垃圾进行处理，同时回收热风炉烟气余热、高炉渣显热及潜热及城市垃圾的热量产生高温高压的蒸汽发电，同时将干燥垃圾及垃圾燃烧的废气经过高温处理，具体包括如下步骤：
1)高炉产生的高炉渣经由流槽导入转杯粒化装置中，通过转杯粒化装置将高炉渣破碎成渣粒，在粒化过程中通过鼓风机将高炉渣潜热及显热带出，经过转杯粒化装置冷却后的高炉渣粒从流化炉顶部进入流化炉，换热后的热风进入高温除尘器；
2)热风炉产生的低温烟气通过管道进入回转窑窑头，对窑尾进入的城市垃圾进行干燥，同时通过回转窑的滚动，将垃圾充分松散，干燥后的垃圾从流化炉进入，干燥后的低温废气进入加压循环风机；
3)余热锅炉出口空气与干燥后空气的混合气体经循环风机由底部高压空气入口进入流化炉，在预热区对落下的物料进行预热，经过篦板分流，推动从垃圾入口进入的干燥后的垃圾上升，与从高炉渣入口进入的高温渣粒混合点燃，形成稳定的燃烧区，产生的高温烟气由高温烟气出口排出流化炉，与转杯粒化装置换热后的热风一起进入高温除尘器，充分换热后的高炉渣及少量粉尘从物料出口排出；
4)从高温烟气与转杯粒化装置产生的高温空气经过高温除尘器除尘后进入余热锅炉产生蒸汽进而进入发电机组发电，排出的低温空气作为动力源及换热介质经过加压循环风机从底部进入流化炉，在低温烟气进入加压风机前增加放散烟囱，放散多余的烟气保证烟气***稳定运行。
步骤1)中所述的高炉产生的高炉渣为1400℃～1600℃。
步骤1)中转杯粒化装置将高炉渣破碎成直径3～10mm渣粒，在粒化过程中鼓风机通入50000～100000Nm3/t高压空气；经过转杯粒化装置冷却后的600℃～1000℃的高炉渣粒从流化炉顶部进入流化炉。
步骤2)中所述的低温烟气为300～350℃的烟气。
步骤2)干燥后的垃圾含水量<5％。
步骤3)中所述的高温烟气为1000℃～1200℃的烟气。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明充分利用高炉工序的余热资源，形成城市垃圾有效处理工艺，通过高温流化焚烧技术，降低降解城市垃圾产生的污染物，并利用城市垃圾提供的热量提升高炉工序余热资源品质，提高余热资源发热量。
附图说明
图1是本发明的***示意图。
图2是流化炉的工作示意图。
图中：1-高炉 2-流槽 3-转杯粒化装置 4-高温除尘器 5-余热锅炉 6-发电机组7-烟囱 8-加压循环风机 9-流化炉 10-回转窑 11-鼓风机 12-热风炉 13-高炉渣入口14-垃圾入口 15-篦板 16-废料排出口 17-高压空气入口 18-高温烟气出口。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
见图1，一种利用炼铁余热处理生活垃圾的***，包括转杯粒化装置3、高温除尘器4、余热锅炉5、加压循环风机8、鼓风机11、热风炉12、回转窑10、流化炉9，高炉1通过流槽2与转杯粒化装置3连接，转杯粒化装置3进口通过管道与鼓风机11连接，转杯粒化装置3的高温出口通过高温除尘器4与余热锅炉5、发电机组6连接，余热锅炉5的烟气出口与加压循环风机8连接，并在余热锅炉5的烟气出口与加压循环风机8之间的管道上设置烟囱7；转杯粒化装置3同时通过管道与流化炉9连接；热风炉12通过管道与回转窑10连接，回转窑10出口与流化炉9连接。
如图1所示，一种利用炼铁余热处理生活垃圾的***及方法，针对城市垃圾处理存在的难题，利用炼铁工序高炉1渣热量及热风炉12烟气余热对城市垃圾进行处理，同时回收热风炉12烟气余热、高炉1渣显热及潜热及城市垃圾的热量产生高温高压的蒸汽发电，大幅提高余热资源的利用效率，同时将干燥垃圾及垃圾燃烧的废气经过高温处理，降低垃圾焚烧对环境的污染。具体包括如下步骤：
1、高炉1产生1400℃～1500℃的高炉1渣经由流槽2导入转杯粒化装置3中，通过转杯粒化装置3中的转杯高速旋转将高炉1渣破碎成直径3～10mm渣粒，在粒化过程中通过鼓风机11通入50000～100000Nm3/t渣高压空气将高炉1渣潜热及显热带出，经过转杯粒化装置3冷却后的600℃～1000℃的高炉1渣粒从流化炉9顶部进入流化炉9，换热后的热风进入高温除尘器4。
2、热风炉12(产生的300～350℃低温烟气通过管道进入回转窑10窑头，对窑尾进入的城市垃圾进行干燥，同时通过回转窑10的滚动，将垃圾充分松散，干燥后(含水量<5％)的垃圾从流化炉9炉腰进入。干燥后的低温废气进入加压循环风机8。
3、余热锅炉5出口空气与干燥后空气的混合气体经循环风机(压力5～8MPa)由底部高压空气入口17进入流化炉9，在预热区对落下的物料进行预热，经过篦板15分流，推动从垃圾入口14进入的干燥后的垃圾上升，与从高炉渣入口13进入的高温渣粒混合点燃，形成稳定的燃烧区，产生的1000℃～1200℃高温烟气由高温烟气出口18排出流化炉9，与转杯粒化装置3换热后的热风一起进入高温除尘器4，充分换热后的高炉1渣及少量粉尘从物料出口排出，见图2。
4、从高温烟气与转杯粒化装置3产生的高温空气进入高温除尘器4除尘后进入余热锅炉5产生蒸汽进而进入发电机组6发电，排出的低温空气作为动力源及换热介质经过加压循环风机8从底部进入流化炉9，在低温烟气进入加压风机前增加放散烟囱7，放散多余的烟气保证烟气***稳定运行。
实施例1
以3200m3高炉1为例，日产7500t铁，折合小时产渣量为103.13t/h，鼓入86337Nm3/h常温空气与1500℃高炉1渣充分换热，带出1000℃热风，即小时回收111.37GJ/h热量，产生850℃的渣粒进入流化炉9点燃干燥后的垃圾；热风炉12产生300℃烟气230000Nm3/h，可以干燥110t/h城市垃圾，城市垃圾的热值为4000kJ/kg，则小时发热量为330GJ/h热量带入流化炉9内，产生1100℃烟气，小时回收99GJ/h热量，余热发电效率21％，则小时发电量12289.63kWh。
实施例2
以2580m3高炉1为例，日产5300t铁，折合小时产渣量为72.85t/h，鼓入61011Nm3/h常温空气与1500℃高炉1渣充分换热，带出1050℃热风，即小时回收78.71GJ/h热量，产生800℃的渣粒进入流化炉9点燃干燥后的垃圾；热风炉12产生300℃烟气115654Nm3/h，可以干燥82t/h城市垃圾，城市垃圾的热值为4000kJ/kg，则小时发热量为246GJ/h热量带入流化炉9内，产生1100℃烟气，小时回收73.8GJ/h热量，余热发电效率21％，则小时发电量8908.99kWh。

Claims (6)

1.一种利用炼铁余热处理生活垃圾的方法，实现所述方法的利用炼铁余热处理生活垃圾的***包括转杯粒化装置、高温除尘器、余热锅炉、加压循环风机、鼓风机、热风炉、回转窑、流化炉，高炉通过流槽与转杯粒化装置连接，转杯粒化装置进口通过管道与鼓风机连接，转杯粒化装置的高温出口通过高温除尘器与余热锅炉、发电机组连接，余热锅炉的烟气出口与加压循环风机连接，并在余热锅炉的烟气出口与加压循环风机之间的管道上设置烟囱；转杯粒化装置同时通过管道与流化炉连接；热风炉通过管道与回转窑连接，回转窑出口与流化炉连接；所述的利用炼铁余热处理生活垃圾的方法，其特征在于：
利用炼铁工序高炉渣热量及热风炉烟气余热对城市垃圾进行处理，同时回收热风炉烟气余热、高炉渣显热及潜热及城市垃圾的热量产生高温高压的蒸汽发电，同时将干燥垃圾及垃圾燃烧的废气经过高温处理，具体包括如下步骤：
1）高炉产生的高炉渣经由流槽导入转杯粒化装置中，通过转杯粒化装置将高炉渣破碎成渣粒，在粒化过程中通过鼓风机将高炉渣潜热及显热带出，经过转杯粒化装置冷却后的高炉渣粒从流化炉顶部进入流化炉，换热后的热风进入高温除尘器；
2）热风炉产生的低温烟气通过管道进入回转窑窑头，对窑尾进入的城市垃圾进行干燥，同时通过回转窑的滚动，将垃圾充分松散，干燥后的垃圾从流化炉进入，干燥后的低温废气进入加压循环风机；
3）余热锅炉出口空气与干燥后的低温废气的混合气体经加压循环风机由底部高压空气入口进入流化炉，在预热区对落下的物料进行预热，经过篦板分流，推动从垃圾入口进入的干燥后的垃圾上升，与从高炉渣入口进入的高温渣粒混合点燃，形成稳定的燃烧区，产生的高温烟气由高温烟气出口排出流化炉，与转杯粒化装置换热后的热风一起进入高温除尘器，充分换热后的高炉渣及少量粉尘从物料出口排出；
4）高温烟气与转杯粒化装置产生的高温空气经过高温除尘器除尘后进入余热锅炉产生蒸汽进而进入发电机组发电，排出的低温烟气作为动力源及换热介质经过加压循环风机从底部进入流化炉，在低温烟气进入加压循环风机前增加放散烟囱，放散多余的烟气保证烟气***稳定运行。
2.根据权利要求1所述的一种利用炼铁余热处理生活垃圾的方法，其特征在于，步骤1）中所述的高炉产生的高炉渣为1400℃~1600℃。
3.根据权利要求1所述的一种利用炼铁余热处理生活垃圾的方法，其特征在于，步骤1）中转杯粒化装置将高炉渣破碎成直径3~10mm渣粒，在粒化过程中鼓风机通入50000~100000Nm3/h高压空气；经过转杯粒化装置冷却后的600℃~1000℃的高炉渣粒从流化炉顶部进入流化炉。
4.根据权利要求1所述的一种利用炼铁余热处理生活垃圾的方法，其特征在于，步骤2）中所述的低温烟气为300~350℃的烟气。
5.根据权利要求1所述的一种利用炼铁余热处理生活垃圾的方法，其特征在于，步骤2）干燥后的垃圾含水量<5%。
6.根据权利要求1所述的一种利用炼铁余热处理生活垃圾的方法，其特征在于，步骤3）中所述的高温烟气为1000℃~1200℃的烟气。
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