本发明公开了一种适用于水泥窑协同处置生活垃圾的烟气循环系统，包括水泥窑协同处置垃圾装置和烟气循环装置。其中，水泥窑协同处置垃圾装置包括进料系统、气化焚烧系统、排渣系统、臭气处理系统以及渗滤液处理系统，烟气循环装置包括烟管、换热装置、高温烟气进口、低温烟气出口、低温空气入口和高温空气出口。本发明将烟气循环装置与水泥窑协同处置垃圾装置相结合，利用焚烧垃圾的炉排炉内高温烟气预热燃烧空气，预热后的空气再送入炉排炉燃烧，这样保证低热值垃圾的顺利着火、充分燃烧，还保证炉排炉的燃烧室温度，使得炉排炉的稳定性和可靠性更高。本发明操作简便、运行稳定、投资小，运行成本低。
1.一种适用于水泥窑协同处置生活垃圾的烟气循环系统，包括水泥窑协同处置垃圾装置和烟气循环装置，水泥窑协同处置垃圾装置包括进料系统、气化焚烧系统、排渣系统(8)、臭气处理系统(12)以及渗滤液处理系统，烟气循环装置包括烟管、换热装置、高温烟气进口、低温烟气出口、低温空气入口和高温空气出口，其特征在于，所述进料系统包括垃圾运输车(1)、垃圾储存坑(2)和进料装置(5)；垃圾储存坑(2)上方设有行车(4)，行车抓斗(3)将垃圾送至进料装置(5)，进料装置(5)与气化焚烧系统相连；所述气化焚烧系统包括炉排炉(6)，炉排炉(6)和水泥窑分解炉(11)连接；所述排渣系统(8)与炉排炉(6)相连；所述臭气处理系统(12)与垃圾储存坑(2)相连；所述渗滤液处理系统(7)与垃圾储存坑(2)的底部相连；
所述炉排炉(6)内的高温烟气通过高温烟气进口送至换热装置，经换热装置换热后的低温烟气通过低温烟气出口送回炉排炉(6)循环；储存坑(2)内的低温空气通过低温空气入口送至换热装置，经换热装置换热后的高温空气通过高温空气出口送至炉排炉(6)。
2.如权利要求1所述的一种适用于水泥窑协同处置生活垃圾的烟气循环系统，其特征在于，所述换热装置包括空气预热装置和循环风机，空气预热装置包括一级空气预热器(9)和二级空气预热器(10)，一级空气预热器(9)和二级空气预热器(10)通过烟管连接。
3.如权利要求2所述的一种适用于水泥窑协同处置生活垃圾的烟气循环系统，其特征在于，所述一级空气预热器(9)内的烟气和空气换热采用逆流布置，所述二级空气预热器(10)内的烟气和空气换热采用顺流布置。
4.如权利要求1至3之一所述的一种适用于水泥窑协同处置生活垃圾的烟气循环系统，其特征在于，所述烟气循环装置设有调节旁路管道(13)，调节旁路管道(13)的一端与一级空气预热器(9)的低温烟气出口连接，另一端与二级空气预热器(10)的高温烟气进口连接。
5.如权利要求4所述的一种适用于水泥窑协同处置生活垃圾的烟气循环系统，其特征在于，所述炉排炉(6)内产生的高温烟气与调节旁路管道(13)的低温烟气混合后送进二级空气预热器(10)内，并与一级空气预热器(10)通过烟管进入二级空气预热器(10)内的高温空气顺流换热，换热后空气温度为220℃；经二级空气预热器(10)换热后的烟气送进一级空气预热器(9)内，并与储存坑(2)通过低温空气入口进入一级空气预热器(9)内的低温空气逆流换热，换热后空气温度为110℃，再通过高温空气出口将换热后的空气送入炉排炉(6)内燃烧。
一种适用于水泥窑协同处置生活垃圾的烟气循环系统
技术领域
[0001] 本发明公开了一种适用于水泥窑协同处置生活垃圾的烟气循环系统，属于城市生活垃圾处理领域。
背景技术
[0002] 随着人们生活水平的提高，生活垃圾的排放也越来越多。目前，我国城市生活垃圾堆存量已达60亿吨，占用耕地5亿平方米，每年产生2亿吨城市生活垃圾，还要以9％的速度迅猛增长。这些数量庞大的生活垃圾已对城市及城市周围的生态环境构成日趋严重的威胁。传统的垃圾处理方法有填埋法、堆肥法和焚烧法，我国城市垃圾处理起步较晚，目前主要以卫生填埋为主。虽然在一些城市建立了垃圾焚烧和发电厂，但由于存在处理量少，处理过程伴随着有害的气体(二噁英)、污水(垃圾渗滤液)、废渣(重金属含量高)等排放问题，垃圾焚烧法目前仍存在一定的争议。水泥生产的独特生产工艺为处理城市生活垃圾提供了优良的条件，国外利用水泥窑协同处置生活垃圾已有近30年历史。
[0003] 利用水泥窑协同处理城市生活垃圾，一方面可以利用水泥烧成系统消解垃圾处理过程中的臭气及有毒物质；另一方面，垃圾焚烧产生的灰渣可作为水泥混合材使用，垃圾中的有毒物质能够分解成相应的无机物和重金属固化在水泥熟料中。同时，水泥窑系统产生的部分高温废气可以作为垃圾焚烧的补充热源或者全部热源，使垃圾的焚烧过程更加充分，进一步降低二噁英的排放。
[0004] 目前，水泥窑协同处置生活垃圾系统是采用炉排炉装置，需要利用850-950℃的高温烟气作为热源来加热常温空气，常温空气温度较低，直接进入会导致炉排炉内部燃烧不稳定。只有炉膛温度稳定，才能保证垃圾稳定燃烧和锅炉稳定运行，产生稳定的蒸汽和烟气，保证空气预热器正常工作，进而建立良性循环，保证垃圾稳定燃烧。
发明内容
[0005] 为了保证低热值垃圾的顺利着火、充分燃烧，以及保证炉排炉的燃烧室温度，本发明提供一种适用于水泥窑协同处置生活垃圾的烟气循环系统，能大大提高炉排炉的稳定性和可靠性。
[0006] 本发明采用的技术方案如下：
[0007] 一种适用于水泥窑协同处置生活垃圾的烟气循环系统，包括水泥窑协同处置垃圾装置和烟气循环装置，水泥窑协同处置垃圾装置包括进料系统、气化焚烧系统、排渣系统、臭气处理系统以及渗滤液处理系统，烟气循环装置包括烟管、换热装置、高温烟气进口、低温烟气出口、低温空气入口和高温空气出口，所述进料系统包括垃圾运输车、垃圾储存坑和进料装置；垃圾储存坑上方设有行车，行车抓斗将垃圾送至进料装置，进料装置与气化焚烧系统相连；所述气化焚烧系统包括炉排炉，炉排炉和水泥窑分解炉连接；所述排渣系统与炉排炉相连；所述臭气处理系统与垃圾储存坑相连；所述渗滤液处理系统与垃圾储存坑的底部相连；所述炉排炉内的高温烟气通过高温烟气进口送至换热装置，经换热装置换热后的低温烟气通过低温烟气出口送回炉排炉循环；储存坑内的低温空气通过低温空气入口送至换热装置，经换热装置换热后的高温空气通过高温空气出口送至炉排炉。
[0008] 进一步地，所述换热装置包括空气预热装置和循环风机，空气预热装置包括一级空气预热器和二级空气预热器，一级空气预热器和二级空气预热器通过烟管连接。
[0009] 进一步地，所述一级空气预热器内的烟气和空气换热采用逆流布置，所述二级空气预热器内的烟气和空气换热采用顺流布置。
[0010] 进一步地，所述烟气循环装置设有调节旁路管道，调节旁路管道的一端与一级空气预热器的低温烟气出口连接，另一端与二级空气预热器的高温烟气进口连接。
[0011] 进一步地，所述炉排炉内产生的高温烟气与调节旁路管道的低温烟气混合后送进二级空气预热器内，并与一级空气预热器通过烟管进入二级空气预热器内的高温空气顺流换热，换热后空气温度为220℃；经二级空气预热器换热后的烟气送进一级空气预热器内，并与储存坑通过低温空气入口进入一级空气预热器内的低温空气逆流换热，换热后空气温度为110℃，再通过高温空气出口将换热后的空气送入炉排炉内燃烧。
[0012] 本发明将烟气循环装置与水泥窑协同处置垃圾装置相结合，利用焚烧垃圾的炉排炉内高温烟气来预热燃烧空气，预热后的空气再送入炉排炉燃烧，这样能保证低热值垃圾的顺利着火、充分燃烧，还能保证炉排炉的燃烧室温度，使得炉排炉的稳定性和可靠性更高。同时，本发明的系统操作简便、运行稳定、投资小，运行成本低，具有良好地应用前景。
附图说明
[0013] 图1是本发明的结构示意图。图中标记说明：1-垃圾运输车；2-垃圾储存坑；3-行车抓斗；4-行车；5-进料装置；6-炉排炉；7-渗滤液处理系统；8-排渣系统；9-一级空气预热器；10-二级空气预热器；11-分解炉；12-臭气处理系统；13-调节旁路管道。
具体实施方式
[0014] 以下结合附图和实施例作进一步说明。
[0015] 本实施例的一种适用于水泥窑协同处置生活垃圾的烟气循环系统，包括水泥窑协同处置垃圾系统和烟气循环装置。水泥窑协同处置垃圾系统包括进料系统、气化焚烧系统、废气与窑系统、排渣系统8、臭气处理系统12以及渗滤液处理系统7。进料系统包括垃圾储存坑2、进料装置5；垃圾储存坑上方设有行车4和行车抓斗3；进料装置5与气化焚烧系统的炉排炉6相连；垃圾在炉排炉6内干燥、气化、焚烧，炉排炉6和水泥窑分解炉11连接，炉排炉6燃烧后的烟气送至分解炉11；燃尽的炉渣经排渣系统8收集后送到原料配料站参与配料、粉磨成生料粉；垃圾储存坑2的渗滤液通过渗滤液处理系统7处理。烟气循环装置的高温烟气进口与炉排炉6连接，换热后的低温烟气送回炉排炉6循环；低温空气入口与储存坑2连接，高温空气出口与炉排炉6相连。
[0016] 垃圾储存坑2内维持负压状态，储存坑2臭气预热后送入炉排炉6参与燃烧；气化焚烧系统停运时，储存坑2的臭气通过臭气处理系统12处理合格后对外排放。
[0017] 烟气循环装置包括空气预热装置和循环风机等，空气预热装置包括一级空气预热器9和二级空气预热器10，一级空气预热器9和二级空气预热器10通过管道连接，一级空气预热器9内的烟气和空气换热采用逆流布置，二级空气预热器10内的烟气和空气换热采用顺流布置。
[0018] 本实施例中，烟气循环装置设有调节旁路管道13，调节旁路管道13利用一级空气预热器9出口低温烟气调节二级空气预热器10高温烟气进口的流量与温度，以保证空气预热装置一级空气预热器9和二级空气预热器10稳定工作。
[0019] 本实施例提供一种适用于水泥窑协同处置生活垃圾的烟气循环系统的工作流程，具体步骤如下：
[0020] 垃圾运输车1将垃圾运送到协同处置厂区，经厂区大门处地衡，过磅作业后；将垃圾卸到垃圾储存坑2内。垃圾储存采用分区堆放，垃圾储存坑上方设有两台行车4，互为备用，一台用于垃圾的翻堆，另一台将垃圾抓送到炉排炉6的进料装置5上部料斗，进料装置5再将垃圾输送到炉排炉6里燃烧；炉排炉6的燃烧空气来源于室外空气及垃圾储存坑2产生的恶臭气体，垃圾在炉排炉6里干燥、燃烧、燃尽。
[0021] 垃圾在炉排炉6内焚烧产生的高温烟气经高温烟道送往水泥窑分解炉11参与高温焚烧，并利用分解炉11内880℃左右的高温碱性条件，吸收和处理垃圾焚烧产生的二噁英等有害气体，使有毒有机物彻底分解，同时还可替代分解炉部分燃料。垃圾燃烧后的炉渣经排渣系统8收集，并排出到后续的炉渣处理系统去除金属物后输送到原料配料站参与配料、粉磨成生料粉，再经过回转窑系统煅烧成水泥熟料，重金属有害元素被固溶在熟料里。
[0022] 其中，炉排炉6内焚烧产生的高温烟气与调节旁路管道13的低温烟气混合后经烟管送进二级空气预热器10内，并与一级空气预热器10通过烟管进入二级空气预热器10内的高温空气顺流换热，换热后空气温度为220℃，经二级空气预热器10换热后的烟气送进一级空气预热器9内，并与储存坑2通过低温空气入口进入一级空气预热器9内的低温空气逆流换热，换热后空气温度为110℃，预热后的空气再通过高温空气出口送入炉排炉内6燃烧。
