一种充分利用热能的垃圾焚烧发电系统的制作方法

本发明涉及环保卫生处理领域，具体涉及一种充分利用热能的垃圾焚烧发电系统。

背景技术：

在城市化进程中，垃圾作为城市代谢的产物曾经是城市发展的负担，世界上许多城市均有过垃圾围城的局面。目前，垃圾的处理方式分为两种：填埋法和焚烧法，其中，填埋法占地空间大，且现代生活常用的塑料制品降解慢，对环境负担重，而且垃圾堆填区域形成的渗滤液中重金属含量大、各种细菌病菌滋生，对于堆填区域的水质污染严重，可见填埋法处理垃圾不是长久发展之计。

垃圾焚烧处理法是通过适当的热分解、焚烧、熔融等反应，使垃圾经过高温下的氧化进行减容，成为残渣或者熔融固体物质的过程，回收垃圾焚烧产生的热量，可达到废物资源化的目的。垃圾焚烧是一种较古老的传统的处理垃圾的方法，由于垃圾用焚烧法处理后，减量化效果显著，节省用地，还可消灭各种病原体，将有毒有害物质转化为无害物，故垃圾焚烧法已成为城市垃圾处理的主要方法之一。

垃圾焚烧，一般炉内温度控制在高于850℃，焚烧后体积比原来可缩小50-80％，分类收集的可燃性垃圾经焚烧处理后甚至可缩小90％，我国垃圾焚烧装置基本采用国外进口，由于国外垃圾分类处理较为理想，而我国基本没有实行分类处理垃圾，故而我国垃圾种类繁杂，集可燃物质与不可燃物质于一体，使得我国垃圾的热值低，采用国外进口焚烧炉焚烧垃圾，不易达到850℃以上的焚烧温度，甚至可能中途熄火，一方面，使得垃圾焚烧能源利用价值低，另一方面由于温度不达标而易产生难以处理的一类剧毒物质二恶英。众所周知，低于850℃的垃圾焚烧过程中极易产生二恶英，其毒性相当于人们熟知的剧毒物质氰化物的130倍、砒霜的900倍，大量的动物实验表明，很低浓度的二恶英就对动物表现出致死效应。从职业暴露和工业事故受害者身上已得到一些二恶英对人体的毒性数据及临床表现，暴露在含有pcdd或pcdf的环境中，可引起皮肤痊疮、头痛、失聪、忧郁、失眠等症，并可能导致染色体损伤、心力衰竭、癌症等。有研究结果指出，二恶英还可能导致胎儿生长不良、男子精子数明显减少等，它侵人人体的途径包括饮食、空气吸入和皮肤接触。一些专家指出：人类暴露予含二恶英污染的环境中，可能引起男性生育能力丧失、不育症、女性青春期提前、胎儿及哺乳期婴儿疾患、免疫功能下降、智商降低、精神疾患等。

由于焚烧过程中炉内温度控制在高于850℃，那么焚烧炉表面温度往往高达300-400℃，这样的表面温度与环境直接接触，造成了一定成的显热浪费。

针对我国垃圾的热值低问题，垃圾分类处理是根本解决方法，但这需要时间来改变，而环境问题刻不容缓，故而快速研发出适合中国国情的垃圾焚烧装置，提高焚烧温度，才能解决我国目前垃圾焚烧处理问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种充分利用热能的垃圾焚烧发电系统，以解决现有垃圾焚烧炉因焚烧炉表面温度高而造成的显热浪费的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案概述如下：

一种充分利用热能的垃圾焚烧发电系统，包括设在地基上的焚烧室、蒸汽发电系统、氧气罐、烟尘预处理装置以及与烟尘预处理装置相连的尾气后处理系统，所述焚烧室的侧壁上设有连通焚烧室内部的进料口、通氧管以及出气管，所述进料口处设有覆盖进料口的进料门，所述通氧管与氧气罐相连，所述出气管与烟尘预处理装置相连；焚烧室的顶部设有连通焚烧室内部的蒸发锅炉，所述蒸发锅炉的侧壁上设有进水管，蒸发锅炉的上方设有蒸气塔，所述蒸气塔的顶部设有水蒸气管，所述水蒸气管与蒸汽发电系统相连；焚烧室的内部设有点火装置；焚烧室外设有控制点火装置以及检测焚烧室内部温度的控制面板，所述焚烧室由内外两层的内壳体和外壳体组成，所述内壳体和外壳体之间形成夹层，所述进料口、通氧管、出气管以及蒸发锅炉均延伸至内壳体内，所述外壳体的下端连有延伸至夹层内的夹层进水管，所述外壳体的顶端设有延伸至夹层内的夹层出水管，所述夹层出水管与进水管相连，所述通氧管以、出气管、夹层出水管以及进水管上均设有与控制面板电联的控制阀；采用双层结构以及在夹层中通水，使得焚烧室表面温度降至100℃以下，大大降低了焚烧室表面温度，减少了显热浪费，同时，经夹层加热的水又进入到蒸发锅炉中，从而充分利用了焚烧热能。

作为优选地，还包括带有压力泵的储油罐，所述焚烧室的顶部设置连接压力泵、储油罐的回收油喷射管道，所述回收油喷射管道上均布若干延伸至焚烧室内部的支管，回收油喷射管道设有与控制面板电联的控制阀；增加回收油喷射管道，通过回收油喷射管道向焚烧室内引入易于焚烧的回收油以提高焚烧温度，从而解决现有垃圾焚烧炉不适应我国实际垃圾情况而因温度不达标产生难以处理的一类剧毒物质二恶英的问题，减少垃圾焚烧过程中二恶英的产生与排放。

作为优选地，所述烟尘预处理装置包括塔体，所述塔体内设有两张烟尘过滤网，两张烟尘过滤网将塔体内部隔成呈左、中间、右分布的三个腔室，左腔室以及中间腔室的侧壁上均设有除料门，所述左腔室上设有与出气管相连的进气管，所述右腔室上设有与尾气后处理系统相连的泄气管，便于排料。

作为优选地，所述出气管与进气管之间设有抽气机，便于垃圾焚烧完全卸料前将焚烧室中的有害气体抽走。

作为优选地，所述地基上设有通往进料口的滑轨，所述进料门的下方设有与滑轨相对应的滑块，所述滑轨的外端端部设有与进料门平行的竖直固定墙，所述固定墙与进料门之间设有驱动进料门沿滑轨滑动的惰性气缸；该结构设置的优势在于使得对进料门的开关较为省力。

作为优选地，所述控制面板设在固定墙上，设在固定墙上可使控制面板远离温度较高的焚烧室，避免高温影响控制面板的使用寿命。

作为优选地，所述进料门呈l形，可将垃圾置于进料门的水平底板上，便于进料。

作为优选地，所述支管的下方设有喷油盖，所述喷油盖上设有若干喷油小孔，确保喷油均匀。

作为优选地，所述内壳体的材质为铝酸盐水泥，外壳体的材质为水泥，内壳体的厚度为20-30cm，以承受高温高压，保证焚烧安全，外壳体的厚度为50-60cm，实现保温隔温作用，降低表面温度至80℃以下。

与现有技术相比，本发明所产生的有益效果：

1、本发明提供的垃圾焚烧发电系统，采用双层结构以及在夹层中通水，使得焚烧室表面温度降至100℃以下，焚烧室的外壳体温度低，从而与环境之间换热少，减少了显热浪费，充分利用了焚烧热能；

2、本发明提供的垃圾焚烧发电系统针对我国垃圾分类处理困难、垃圾热值低的现状，增加回收油喷射管道，通过回收油喷射管道向焚烧室内引入易于焚烧的回收油以提高焚烧温度，从而解决现有垃圾焚烧炉不适应我国实际垃圾情况而因温度不达标产生难以处理的一类剧毒物质二恶英的问题，减少垃圾焚烧过程中二恶英的产生与排放；

3、本发明中，回收油喷射管道设置使得在更换垃圾时使得焚烧室内仍然可以焚烧，保证焚烧室的持续供热，即可实现持续发电；

4、本发明采用的回收油来源可以为大中型餐馆油炸食品的残油、提炼的泔水油以及查货的地沟油等不能食用的油品，其具有热值高、焚烧后无有害气体的特点，能有效提高焚烧室内的温度，另外，也督促、监督了食品安全。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是焚烧室的剖面示意图；

图3是喷油管的结构示意图；

图4是烟尘预处理装置剖视图；

图中标记为：1、焚烧室；1-1、外壳体；1-2、夹层；1-3、内壳体；2、进料门；3、地基；4、固定墙；5、滑轨；6、惰性气缸；7、控制面板；8、回收油喷射管道；9、支管；9-1、喷油盖；9-2、喷油小孔；10、出气管；11、通氧管；12、进料口；13、夹层进水管；14、夹层出水管；15、蒸发锅炉；16、蒸气塔；17、进水管；18、水蒸气管；19、储油罐；20、烟尘预处理装置；20-1、塔体；20-2、除料门；20-3、烟尘过滤网；20-4、进气管；20-5、泄气管；21、抽气机；22、氧气罐。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例1

如图1-2所示，一种充分利用热能的垃圾焚烧发电系统，包括设在地基3上的焚烧室1、蒸汽发电系统、氧气罐22、烟尘预处理装置20以及与烟尘预处理装置20相连的尾气后处理系统，所述焚烧室1的侧壁上设有连通焚烧室1内部的进料口12、通氧管11以及出气管10，所述进料口12处设有覆盖进料口12的进料门2，所述通氧管11与氧气罐22相连，所述出气管10与烟尘预处理装置20相连；焚烧室1的顶部设有连通焚烧室1内部的蒸发锅炉15，所述蒸发锅炉15的侧壁上设有进水管17，蒸发锅炉15的上方设有蒸气塔16，所述蒸气塔16的顶部设有水蒸气管18，所述水蒸气管18与蒸汽发电系统相连；焚烧室1的内部设有点火装置；焚烧室1外设有控制点火装置以及检测焚烧室1内部温度的控制面板7，所述焚烧室1由内外两层的内壳体1-3和外壳体1-1组成，所述内壳体1-3和外壳体1-1之间形成夹层1-2，所述进料口12、通氧管11、出气管10以及蒸发锅炉15均延伸至内壳体1-3内，所述外壳体1-1的下端连有延伸至夹层1-2内的夹层进水管13，所述外壳体1-1的顶端设有延伸至夹层1-2内的夹层出水管14，所述夹层出水管14与进水管17相连，所述通氧管11以、出气管10、夹层出水管14以及进水管17上均设有与控制面板7电联的控制阀。

本实施例采用双层结构以及在夹层1-2中通水，使得焚烧室1表面温度降至100℃以下，大大降低了焚烧室1表面温度，减少了显热浪费，同时，经夹层1-2加热的水又进入到蒸发锅炉15中，又达到了充分利用焚烧热能的目的。

实施例2

在实施例1所述的垃圾焚烧发电系统的基础上作进一步优化，系统还包括带有压力泵的储油罐19，所述焚烧室1的顶部设置连接压力泵、储油罐19的回收油喷射管道8，所述回收油喷射管道8上均布若干延伸至焚烧室1内部的支管9，回收油喷射管道8设有与控制面板7电联的控制阀。

本实施例可进行的操作步骤为：

(1)通过进料口12进料完成后关闭进料门2；

(2)通过控制面板7打开回收油喷射管道8、通氧管11上的控制阀以及焚烧室1内部的点火装置，焚烧至控制面板7上显示焚烧室1内部温度达1000℃时，关闭回收油喷射管道8上的控制阀，打开出气管10上的控制阀，排出焚烧气体；

(3)当控制面板7上显示焚烧室内部温度低于850℃时，打开回收油喷射管道8上的控制阀，直至再次达1000℃时，关闭回收油喷射管道8上的控制阀；

(4)重复步骤(3)直至焚烧完全，打开出气管10上的控制阀，在焚烧室1内保持焚烧的同时将垃圾焚烧残留物转出，保持焚烧室1内温度以达到持续发电的目的，垃圾焚烧残留物转出后重新投入新的垃圾，重复步骤(1)-(3)。

本实施例中，检测焚烧室1内的焚烧是否充分有以下两种方式：(1)检测尾气成分；(2)根据关闭回收油喷射管道8上的控制阀后温度下降的速度，连续3次温度下降时间基本相等，可认为焚烧完全。

本实施例中，通氧管11设在焚烧室1下部，保证焚烧室1内焚烧时供氧充足，减少有害气体的产生。

本实施例设置回收油喷射管道8，通过回收油喷射管道8向焚烧室1内引入易于焚烧的回收油以提高焚烧温度，从而解决现有垃圾焚烧炉不适应我国实际垃圾情况而因温度不达标产生难以处理的一类剧毒物质二恶英的问题，减少了垃圾焚烧过程中二恶英的产生与排放。

实施例3

如图3所示，在实施例1所述的垃圾焚烧发电系统的基础上作进一步优化，所述烟尘预处理装置20包括塔体20-1，所述塔体20-1内设有两张烟尘过滤网20-3，两张烟尘过滤网20-3将塔体20-1内部隔成呈左、中间、右分布的三个腔室，左腔室以及中间腔室的侧壁上均设有除料门20-2，所述左腔室上设有与出气管10相连的进气管20-4，所述右腔室上设有与尾气后处理系统相连的泄气管20-5，本实施例通过设置两层烟尘过滤网20-3，烟尘去除彻底，在左腔室以及中间腔室的侧壁上设置除料门20-2，可方便及时将吸附的烟尘排出。

实施例4

在实施例2所述的垃圾焚烧发电系统的基础上作进一步优化，所述出气管10与进气管20-4之间设有抽气机21，本实施例的设置便于垃圾焚烧完全卸料前将焚烧室中的有害气体抽走。

实施例5

在实施例1所述的垃圾焚烧发电系统的基础上作进一步优化，所述地基3上设有通往进料口12的滑轨5，所述进料门2的下方设有与滑轨5相对应的滑块，所述滑轨5的外端端部设有与进料门2平行的竖直固定墙4，所述固定墙4与进料门2之间设有驱动进料门2沿滑轨5滑动的惰性气缸6；为保证保温效果，进料门2厚度与焚烧室1一致，其重量往往重达数百斤，人工搬移困难，且焚烧后进料门2的温度较高，人靠近进料门2会有被烫伤的危险，本实施例设置的目的在于解决进料门2的闭合问题，通过惰性气缸6控制，免于人工搬移，操作较为省力。

实施例6

在实施例5所述的垃圾焚烧发电系统的基础上作进一步优化，所述控制面板7设在固定墙4上，本实施例的设置可使控制面板7远离温度较高的焚烧室1，避免高温影响控制面板7的使用寿命。

实施例7

在实施例1所述的新型垃圾焚烧装置的基础上作进一步优化，所述进料门2呈l形，本实施例中可将垃圾置于进料门2的水平底板上，便于进料。

实施例8

如图4所示，在实施例2所述的新型垃圾焚烧装置的基础上作进一步优化，所述支管9的下方设有喷油盖9-1，所述喷油盖9-1上设有若干喷油小孔9-2，本实施例的设置能确保喷油均匀、喷洒面广，保证垃圾焚烧均匀、快速。

实施例9

在实施例1所述的新型垃圾焚烧装置的基础上作进一步优化，所述内壳体1-3的材质为铝酸盐水泥，外壳体1-1的材质为水泥，内壳体1-3的厚度为20-30cm，内壳体1-3的设置是基于使焚烧室1能够承受高温高压的目的，采用铝酸盐水泥，能承受高达1350℃的温度；外壳体1-1的厚度为50-60cm，通过拓宽壁厚至50-60cm，保温效果良好，能降低表面温度至80℃以下。

如上所述即为本发明的实施例。本发明不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。