无外加燃料生活垃圾自热解处理设备

简  介

一、产品研发背景

在我国的广大农村和小城镇，生活垃圾无法依托市政设施进行处理。由于缺乏适当的处理方法与设备，生活垃圾普遍采用露天堆放、自然焚烧、简单填埋等方法进行处理，甚至不加任何处理随意丢弃，这些简单原始的处理方式危害性很大。一是影响居住环境和人民健康。生活垃圾随意堆放，严重破坏环境景观，不符合建设文明宜居城镇的总体要求；垃圾腐烂产生的氨气、硫化氢等恶臭气体，直接影响人民生活，同时极易滋生蚊蝇、传播病菌、引发疾病，对居民的身体健康产生威胁。二是容易产生二次污染。垃圾填埋产生的渗滤液将造成严重的大气、水体和土壤污染；自然焚烧产生的烟气中含有二噁英、铅、镉、汞等有毒气体和重金属粉尘，毒性非常大。这些二次污染物对环境和健康的影响都是长期的。三是影响社会稳定。垃圾填埋需要占用大量土地，同时渗滤液还会对周围土壤和地下水产生严重污染，随着老百姓环保意识的日益增强，因垃圾处理不当引发的维权纠纷也日趋增多。生活垃圾处理问题，已经成为破坏环境、影响人民健康生活，困扰各级政府的严重问题。大型野外建设、工程、矿山、地质、石油行业的勘探队、钻井队，规模小、位置偏远、移动性强，同样存在生活垃圾无法处理的问题。

河南威立雅环保设备制造有限公司与某研究所联合研发的“环洁”牌生活垃圾自热解处理设备，主要解决无市政设施依托的自然村镇等小规模居民区和移动生活区生活垃圾处理问题，可实现生活垃圾就地“减量化、无害化、资源化”处理。

二、设备的组成、原理及技术指标

1．本设备基本组成与功能：由热解单元和烟气处理单元组成。

垃圾热解单元：适用于处理可燃垃圾，包括菜叶、果皮等动植物厨余、塑料、橡胶、纸张、竹木、纺织品等，依靠垃圾在高温烘烤下分解释放的可燃气体燃烧的热值进行持续热解反应，不需添加其它燃料。垃圾经烘干——气化——碳化——灰化处理过程，实现减量化处理，体积减小95%，重量减轻85%。不适合处理无机物（金属、玻璃、砖石、陶瓷等），但少量无机物混入生活垃圾，无需分拣，加入热解装置后可随灰分掏出，不影响热解装置正常工作。

烟气处理单元：降温后的烟气只含有肉眼看不到的细微颗粒物，不含有其它有害成分，经过旋风除尘、冲击除尘、精密过滤、气液分离，可达到国家排放标准，实现无害化处理。

2．主要技术指标

(1) 设备体积：2.8m*1.6m*2.1m（长*宽*高）

(2) 设备全重:3吨

(3) 垃圾日处理能力：1吨（1-5吨可定制）

(4) 垃圾体积减量化： ≥95%

(5) 烟气排放：

    符合 GB 18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》

(6)灰渣：属普通废弃物，按 GB 5085.3 《危险废弃物鉴别标准—浸出毒性鉴定》测试，无浸出毒性。

(7)操作人员：1人/每班

(8)操作频率：每小时投放垃圾1次，每班掏灰1次。

图1  无外加燃料垃圾热解炉

经过三年多的攻关和1000多次的反复试验，积累了实验数据上万条，终提炼出了“热解气化与多级燃烧”技术概念，将垃圾自热解和间接热解有机结合，改“烧垃圾”和“烧燃料”为“烧烟气”，其核心技术是，将燃烧室设计为四级，一燃室为垃圾热解气化区，垃圾在600—800℃温度下充分气化，生成包含大量可燃气体的混合烟气，经烟道输送到二燃室，二燃室为烟气燃烧区，将一燃室释放的热解气体作为燃料，以800—1100℃的高温烘烤热解气化区，使热解气化区始终处于可实现大化产气的热解温度范围，实现了“高温烘烤垃圾产生可燃气体”与“燃烧烟气供给垃圾热解热量”的稳定热能循环，既实现了高效可控热解气化反应，又大限度的释放和利用了垃圾的热能。在无外加能源条件还同产生氢和一氧化碳、甲烷等可燃气体，既提供了热解所需热量，又从根源下实现了持续稳定燃烧。

机步实现了“烟气自清洁”。巧妙设计的四级燃烧室，大限度的延长了烟气停留时间，二次燃烧、三次燃烧、四次燃烧，在600—1100℃的不同温度下反复分解有害物质，使二噁英、焦油等有害有大分子分解为无害无机小分子，利用垃圾分解时的高温水蒸气与垃圾分解后的碳氢化合物发生水煤气反应，理论上杜绝了异味、冷凝采用多级燃烧的“烟气分类分步处理”技术方法，上原即可达到排放标准。水、焦油等三害物质的产生。终排烟仅经过物理过滤，除去颗粒物

4、热解产物特性研究

    垃圾经热解处理后，分解为烟气和灰渣，此时通过尾气管排出的气体无色无味，但是由于强制燃烧的作用，炉膛内部有较细的粉尘颗粒排出，所以焚烧炉后端设置一套高效尾气处理设备，烟气经除尘装置的文丘里喷射口进入除尘设备，在雾化喷头的作用下进入下螺旋筒，经过旋风分离系统，大颗粒粉尘向下运动，进入混合集水器，烟气上行，进入泡沫床，在高速气流的作用下，烟气与水形成沸腾状泡沫，对烟气进行高效洗涤，洗涤过的烟气经过气液分离系统，直接进入风机，实现达标排放。灰渣为垃圾有机物中的灰份和无机物，作为垃圾热解产物和排放物，对其安全性进行检测，鉴别其对环境的潜在影响，检验其无害化处理效果，很有必要。对灰渣成分进行了分析，并按照危险废弃物鉴别标准和灰渣特性，进行浸出毒性进行分析。结果表明，各项测试结果均低于浸出毒性标准规定的限值，灰渣无浸出毒性，可作为肥料或者普通废弃物处理。

              表2  处理能力和体积减量化测试结果

（2）烟气排放指标测试结果

测试结果见表3，

表3   烟气排放指标测试结果