一种基于垃圾焚烧炉的垃圾渗滤液资源化处置装置及方法

技术领域

本发明涉及一种垃圾渗滤液资源化处置装置及方法，特别是一种基于垃圾焚烧炉的垃圾渗滤液资源化处置装置及方法，属于垃圾处理技术领域。

背景技术

垃圾渗滤液成分复杂，富含高浓度有机物、氨氮、盐类、重金属和固体悬浮物，是生活垃圾处置伴生的常见污染物。目前对垃圾渗滤液的常见处理方法包括生物处理、物化处理、生化处理、膜分离等或其组合，这些方法能够在一定程度上对垃圾渗滤液进行无害化处置，但是具有处置成本高、处置时间长、处置效果波动性大、可能产生二次污染等问题。渗滤液中含有的有机成分具有一定的热值，而其中富含的氯盐是工业盐的主要成分，上述处置技术也不能对这些有用成分实现有效的资源化利用。

将垃圾渗滤液向垃圾焚烧炉中直接回喷也是渗滤液处置的手段之一，回喷不但能将渗滤液中的有机成分完全燃烧，而且渗滤液中的氨氮在一定条件下还能起到降低焚烧炉内氮氧化物生成的效果，国内外的垃圾焚烧发电厂都有应用。但是，渗滤液回喷也会带来一些问题，比如渗滤液中的氯盐会加剧二噁英的生成，并对炉体、换热系统造成腐蚀；渗滤液喷洒不均会导致炉膛内的温度场和速度场分布不均，进而影响燃烧的稳定性，并降低氮氧化物的去除效果；渗滤液蒸发吸热会降低炉膛内的燃烧温度，影响发电量并妨碍二噁英的消除；另外由于渗滤液中含有有机悬浮物，渗滤液喷口也容易发生堵塞。以上问题均影响了渗滤液回喷技术的推广与普及。

另一方面，我国生活垃圾焚烧炉入炉垃圾的热值不断提高，导致炉膛内的燃烧温度升高，不但增加了燃烧过程中氮氧化物的产量，而且会增强锅炉的热负荷，容易造成换热面和炉壁的高温腐蚀和结焦风险，影响了系统的安全运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于垃圾焚烧炉的垃圾渗滤液资源化处置装置及方法，既能对渗滤液进行无害化处置，又能对其中的有机可燃成分、盐类和氨氮实现资源化利用。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于垃圾焚烧炉的垃圾渗滤液资源化处理装置，其特征在于：包含过滤装置、喷淋反应器、旋风除尘器和垃圾焚烧炉，过滤装置的进液口通入垃圾渗滤液，过滤装置的出液口与喷淋反应器的进液口连接，过滤装置的滤渣出口与垃圾焚烧炉的投料口连接，喷淋反应器的进气口与垃圾焚烧炉连接，喷淋反应器的出气口与旋风除尘器的进气口连接，旋风除尘器的出气口与垃圾焚烧炉连接。

进一步地，所述喷淋反应器内部上侧设置有垃圾渗滤液喷嘴，垃圾渗滤液喷嘴与喷淋反应器的进液口连接，喷淋反应器的进气口设置在喷淋反应器侧面下端，喷淋反应器的进气口通过管道与垃圾焚烧炉连接且管道上设置有气泵，喷淋反应器的出气口设置在喷淋反应器的上端。

进一步地，所述喷淋反应器的进气口通过管道与垃圾焚烧炉的炉排主燃段与燃尽段过渡区域的上方连接。

进一步地，所述喷淋反应器内的温度保持在600±50℃。

进一步地，所述旋风除尘器的出气口通过管道与垃圾焚烧炉的二燃室连接。

一种基于垃圾焚烧炉的垃圾渗滤液资源化处理装置的处理方法，其特征在于包含以下步骤：

S1、将垃圾渗滤液过滤，滤渣投入垃圾焚烧炉焚烧处置，滤液待用；

S2、从垃圾焚烧炉的炉排上方抽取高温烟气；

S3、将步骤S1得到的滤液从喷淋反应器顶部喷入，将步骤S2得到的高温烟气从喷淋反应器底部通入，利用滤液和高温烟气的逆流换热，促进滤液中水分蒸发为水蒸气，滤液中的有机成分在高温和水蒸气的作用下发生热解和气化反应生成合成气，滤液中的氨氮也进入气相，滤液中含有的无机盐类则析出为夹带在混合气体中的固体颗粒物，通过控制喷淋反应器中滤液的流量，可以调节蒸发的吸热量，从而控制喷淋反应器内温度；

S4、将步骤S3得到的混合气体通入旋风除尘器，分离并收集混合气体中夹带的固体颗粒物；

S5、将步骤S4除尘后的气体喷入垃圾焚烧炉的二燃室，使气体中含有的可燃成分在二燃室中充分燃烧，气体中含有的氨氮也进入二燃室，并与二燃室中燃烧生成的氮氧化物反应；

S6、将步骤S4得到的固体颗粒物进行提纯，得到工业盐，实现渗滤液中无机盐的资源化利用。

进一步地，所述步骤S1中，对垃圾渗滤液进行浓缩，调整垃圾渗滤液的浓度，以控制最终进入二燃室的氨氮供给量，使氨氮供给量与垃圾焚烧炉的二燃室烟气中的氮氧化物匹配。

进一步地，所述高温烟气的抽气位置位于垃圾焚烧炉的炉排主燃段与燃尽段过渡区域的上方。

进一步地，所述高温烟气的温度为800-1000℃，混合气体的温度为250-600℃。

进一步地，所述步骤S5中除尘后的气体与二次空气混合后再通入二燃室。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、本发明抽出的高温烟气经过外部循环，由于在喷淋反应器中渗滤液蒸发及反应吸热，烟气温度降低，避免了由于垃圾热值过高可能导致的燃烧温度超标问题，烟气温度可通过渗滤液给量调节，有利于稳定二燃室内燃烧状态；

2、本发明垃圾渗滤液中的氨氮随循环烟气进入二燃室，起到降低二燃室中氮氧化物产量的效果。氨氮与循环烟气在喷淋反应器和除尘装置中实现了充分混合，避免了直接回喷由于渗滤液喷洒不均导致的氮氧化物消除效果不佳的问题；

3、本发明通过旋风除尘器回收了渗滤液中含有的盐类，避免了直接回喷工艺由于氯盐喷入二燃室引起的换热面和管壁腐蚀、二噁英生成量增加等问题，且回收的盐类加工后可制成工业盐，实现资源化再利用；

4、本发明的渗滤液中的可燃成分在喷淋反应器中气化为可燃的合成气，送入二燃室后充分燃烧，实现了渗滤液中可燃成分的资源化利用；

5、本发明反应后的烟气混入二次空气，降低了二次空气的氧浓度，同时也加热了二次空气，使二燃室内的燃烧在高温低氧条件下进行，抑制了氮氧化物从源头生成。

附图说明

图1是本发明的一种基于垃圾焚烧炉的垃圾渗滤液资源化处置装置的示意图。

具体实施方式

为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明的一种基于垃圾焚烧炉的垃圾渗滤液资源化处理装置，包含过滤装置1、喷淋反应器2、旋风除尘器3和垃圾焚烧炉4，过滤装置1的进液口通入垃圾渗滤液，过滤装置1的出液口与喷淋反应器2的进液口连接，过滤装置1的滤渣出口与垃圾焚烧炉4的投料口连接，喷淋反应器2的进气口与垃圾焚烧炉4连接，喷淋反应器2的出气口与旋风除尘器3的进气口连接，旋风除尘器3的出气口与垃圾焚烧炉4连接。

喷淋反应器2内部上侧设置有垃圾渗滤液喷嘴，垃圾渗滤液喷嘴与喷淋反应器2的进液口连接，喷淋反应器2的进气口设置在喷淋反应器2侧面下端，喷淋反应器2的进气口通过管道与垃圾焚烧炉4连接且管道上设置有气泵，喷淋反应器2的出气口设置在喷淋反应器2的上端。通过气泵将垃圾焚烧炉4内的高温烟气抽出并送入到喷淋反应器2内。

喷淋反应器2的进气口通过管道与垃圾焚烧炉4的炉排主燃段与燃尽段过渡区域的上方连接。

喷淋反应器2内的温度保持在600±50℃。旋风除尘器3的出气口通过管道与垃圾焚烧炉4的二燃室连接。

一种基于垃圾焚烧炉的垃圾渗滤液资源化处理装置的处理方法，包含以下步骤：

S1、将垃圾渗滤液过滤，滤渣投入垃圾焚烧炉焚烧处置，滤液待用。通过过滤，将垃圾渗滤液中主要由有机成分构成的固体颗粒物作为滤渣分离出来，投入垃圾焚烧炉中焚烧实现能量利用。

本发明中，垃圾渗滤液可以是原始的垃圾渗滤液，也可以采用浓缩后的垃圾渗滤液的浓缩液。在本实施例中，对垃圾渗滤液进行浓缩，调整垃圾渗滤液的浓度，以控制最终进入二燃室的氨氮供给量，使氨氮供给量与垃圾焚烧炉的二燃室烟气中的氮氧化物匹配，从而优化氮氧化物的去除效果。

S2、从垃圾焚烧炉的炉排上方抽取高温烟气。

优选地，高温烟气的抽气位置位于垃圾焚烧炉的炉排主燃段与燃尽段过渡区域的上方。以保证所抽取的烟气具有较高的温度，同时尽可能降低所抽取烟气中焦油、煤烟等物质的含量。

S3、将步骤S1得到的滤液从喷淋反应器顶部喷入，将步骤S2得到的高温烟气从喷淋反应器底部通入，利用滤液和高温烟气的逆流换热，促进滤液中水分蒸发为水蒸气，滤液中的有机成分在高温和水蒸气的作用下发生热解和气化反应生成合成气，滤液中的氨氮也进入气相，滤液中含有的无机盐类则析出为夹带在混合气体中的固体颗粒物，通过控制喷淋反应器中滤液的流量，可以调节蒸发的吸热量，从而控制喷淋反应器内温度。

在本实施例中，高温烟气的温度为800-1000℃，混合气体的温度为250-600℃。

S4、将步骤S3得到的混合气体通入旋风除尘器，分离并收集混合气体中夹带的固体颗粒物。固体颗粒物的主要成分为无机盐，尤其是氯盐，可通过后续步骤进一步提纯。

S5、将步骤S4除尘后的气体喷入垃圾焚烧炉的二燃室，使气体中含有的可燃成分在二燃室中充分燃烧，气体中含有的氨氮也进入二燃室，并与二燃室中燃烧生成的氮氧化物反应，从而达到消除氮氧化物的目的。

优选地，除尘后的气体与二次空气混合后再通入二燃室，以降低燃烧温度，从源头抑制氮氧化物生成。

S6、将步骤S4得到的固体颗粒物进行提纯，得到工业盐，实现渗滤液中无机盐的资源化利用。

其中，高温烟气的抽气位置位于垃圾焚烧炉的炉排主燃段与燃尽段过渡区域的上方。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。