本实用新型涉及垃圾处理领域，并且更具体地，涉及到一种垃圾处理系统。
背景技术：
我国传统的垃圾处理方式多为填埋、焚烧和堆肥三种。这些处理方式的关键目标是将生活垃圾减量化、资源化及无害化处理。
垃圾填埋操作简单，可以通过建立高水平的卫生填埋厂解决垃圾渗出液污染地下水和土壤、垃圾堆放产生臭气和易燃易爆温室气体甲烷等二次环境污染问题，但该技术占地面积大，建设投资大，运行费用(包括规范的填埋、渗出液处理及甲烷收集利用等)高，最关键的是填埋厂处理能力有限，服务期满后仍需投资建设新的填埋场，进一步占用土地资源。
垃圾焚烧处理在减容、减量及无害化程度优势明显，且焚烧过程产生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化。但对焚烧条件控制不当会存在烟气污染(尤其是二噁英)，导致环境问题，且设备投资巨大。
堆肥技术工艺简单，适合于易腐有机质含量较高的垃圾处理，可对垃圾中的部分组分进行资源利用，且处理相同质量的垃圾投资比单纯的焚烧处理大大降低。但堆肥技术不能处理不可腐烂的有机物和无机物，造成减容、减量及无害化程度低。因此，堆肥处理仍然不能彻底解决垃圾问题。
垃圾热解是区别于上述传统处理方式的技术之一。它将垃圾中的有机固体废弃物进行绝氧热解处理，不仅具有极佳的清洁性，而且还可获得高价值的清洁燃气，同时处理过程中无二噁英及酸性气体产生，既适用于大型城市的生活垃圾的集中处理，又适应于中小型城市、乡镇的生活垃圾的小规模灵活处理。在垃圾处理关键目标上也实现了生活垃圾减量化、资源化及无害化处理。但是，热解工艺过程也产生了如下问题：
(1)高灰分低可燃质垃圾炭处理以及处理过程中二噁英控制较难实现；
(2)高含水率的含尘中温热解煤气无法得到有效处理；
(3)仅适用于垃圾热值较高的垃圾处理，需要垃圾的热值在 6000～10000kcal/kg。
因此，如何处理高灰分低可燃质垃圾炭，处理高含水率含尘中温热解煤气，以及对热值较低的垃圾处理是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
本实用新型针对上述问题，目的在于提供一种垃圾处理系统。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型的实施例一方面公开了一种垃圾处理系统，其包括：
热解旋转床，热解旋转床上设置有热解原料进口、垃圾炭出口和中温热解煤气出口；
锅炉系统，所述锅炉系统包括锅炉、旋风分离器和返料阀，其中，
所述锅炉上设置有垃圾炭燃烧器入口、热解煤气燃烧器入口、锅炉烟气出口、返料灰入口、锅炉灰渣出口，所述垃圾炭燃烧器入口连通所述垃圾炭出口，所述热解煤气燃烧器入口连通所述中温热解煤气出口，
所述旋风分离器上设置有锅炉烟气进口、锅炉飞灰出口和一级烟气出口，其中，所述锅炉烟气进口连通所述锅炉烟气出口，所述锅炉飞灰出口连通至所述返料阀的返料阀进口，
所述返料阀出口连通至所述锅炉的返料灰入口；
灰渣熔融系统，所述锅炉灰渣出口连通所述灰渣熔融系统。
进一步地，还包括烟气余热回收系统，所述烟气余热回收系统的回收烟气进口连通所述一级烟气出口，所述烟气余热回收系统的烟气飞灰出口连通所述灰渣熔融系统。
进一步地，所述锅炉包括炉膛、在炉膛上由上至下设置有多个燃烧器，且每种所述燃烧器为两个且相对设置；
所述燃烧器由上至下依次包括垃圾炭燃烧器和热解煤气燃烧器。
进一步地，所述燃烧器还包括煤粉燃烧器，所述煤粉燃烧器设置在所述垃圾炭燃烧器的上方。
进一步地，所述燃烧器包括由内到外依次同心设置的中心风旋流通道、二次风旋流通道和周边风旋流通道，其中，
所述中心风旋流通道、所述二次风旋流通道和所述周边风旋流通道的炉内端还设置有火焰稳定器。
进一步地，所述中心风旋流通道、二次风旋流通道和所述周边风旋流通道内还设置有旋流叶片。
进一步地，所述烟气余热回收系统包括依次顺序连接的过热器、蒸汽锅炉、水预热器、烟气布袋除尘器、激冷装置和脱硫塔，所述过热器的回收烟气进口连通所述一级烟气出口，
所述布袋除尘器的所述烟气飞灰出口通过气力输送系统5连通至所述灰渣熔融系统。
进一步地，所述灰渣熔融系统包括熔分炉，所述熔分炉的熔渣出口连通急冷设备；
所述熔分炉的燃料进口连通所述中温热解煤气出口。
本实用新型另一方面还公开了一种垃圾处理方法，其特征在于，包括：
步骤1)热解旋转床将垃圾热解后，得到垃圾炭和中温热解煤气；
步骤2)所述垃圾炭和所述中温热解煤气进入锅炉内直燃，直燃产生的烟气进入旋风分离器分离后，得到的一级烟气出口进入烟气余热回收系统回收余热，得到锅炉飞灰通过返料阀返回锅炉内，直燃产生的灰渣送入熔分炉熔融处理；
步骤3)烟气余热回收后得到的回收烟气经过布袋除尘器除尘后进行激冷处理，对熔分炉得到的熔渣进行急冷处理；
其中，所述中温热解煤气还可用于热解旋转床和熔分炉的燃料。
所述锅炉采用多股燃料和多级空气旋流进风燃烧，且锅炉上布置的煤粉燃烧器、垃圾炭燃烧器和热解煤气燃烧器由上至下依次布设。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过垃圾炭和热解煤气在锅炉内直燃，保证垃圾炭和热解煤气在炉内燃烬，不受垃圾热值影响，可以用于低热值的垃圾处理，热值在3000-5000kcal/kg的垃圾也可进行处理；锅炉采用固态排渣，较现有的旋风熔融技术操作上更易控制；锅炉可采用空气作为氧化剂，不需要额外的富氧或纯氧，成本较低；设置灰渣熔融系统，对未燃烬的灰渣进行深度燃烧处理，解决现有处理技术中灰渣含碳量高的问题。
附图说明
图1是本实用新型一实施例结构示意图；
图2是本实用新型又一实施例中的锅炉结构示意图；
图3是图2的俯视图；
图4是本实用新型又一实施例中的燃烧器结构示意图。
其中：1、热解旋转床，11、热解原料进口，12、垃圾炭出口，13、中温热解煤气出口，14、燃料进口，2、锅炉系统，21、锅炉，211、炉膛， 212、煤粉燃烧器，213、垃圾炭燃烧器，214、热解煤气燃烧器，215、水冷壁，216、锅炉烟气出口，217、锅炉灰渣出口，22、旋风分离器，23、返料阀，3、灰渣熔融系统，31、熔分炉，32、灰渣水预热器，33、空气预热器，4、烟气余热回收系统，41、过热器，42、蒸汽锅炉，43、烟气水预热器，44、冷却塔，45、烟气除尘布袋器，46、激冷装置，47、脱硫塔，5、气力输送系统，6、制氮机，71、中心风旋流通道，72、二次风旋流通道，73、周边风旋流通道，74、旋流叶片，75、火焰稳定器。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型一实施例公开了一种垃圾处理系统，其包括：
热解旋转床1，热解旋转床1上设置有热解原料进口11、垃圾炭出口 12和中温热解煤气出口13；
锅炉系统2，所述锅炉系统2包括锅炉21、旋风分离器22和返料阀 23，其中，
如图2、图3所示，所述锅炉上设置有垃圾炭燃烧器213入口、热解煤气燃烧器214入口、锅炉烟气出口216、返料灰入口、锅炉灰渣出口 217，所述垃圾炭燃烧器213入口连通所述垃圾炭出口12，所述热解煤气燃烧器214入口连通所述中温热解煤气出口13，
所述旋风分离器22上设置有锅炉烟气进口、锅炉飞灰出口和一级烟气出口，其中，所述锅炉烟气进口连通所述锅炉烟气出口216，所述锅炉飞灰出口连通至所述返料阀23的返料阀23进口，
所述返料阀23出口连通至所述锅炉的返料灰入口；
灰渣熔融系统3，所述锅炉灰渣出口217连通所述灰渣熔融系统3。
本实施例的系统可以实现垃圾炭和热解煤气在锅炉内直燃，保证垃圾炭和热解煤气在炉内燃烬；锅炉采用固态排渣，较现有的旋风熔融技术操作上更易控制；锅炉可采用空气作为氧化剂，不需要额外的富氧或纯氧，成本较低；设置灰渣熔融系统3，对未燃烬的灰渣进行深度燃烧处理，解决现有处理技术中灰渣含碳量高的问题，不受垃圾热值影响，可以用于低热值的垃圾处理，热值在3000-5000kcal/kg的垃圾也可进行处理。
作为上述实施例的优选，如图1所示，为进一步提高能源的利用率，降低垃圾处理成本，该垃圾处理系统还包括烟气余热回收系统4，所述烟气余热回收系统4的回收烟气进口连通所述一级烟气出口，所述烟气余热回收系统4的烟气飞灰出口连通所述灰渣熔融系统3，通过烟气余热回收系统4对锅炉烟气的热量进行回收再利用，并将烟气飞灰输送至灰渣熔融系统3，避免烟气中飞灰所带来的环境污染。
上述实施例中的所述烟气余热回收系统4，可以包括依次顺序连接的过热器41、蒸汽锅炉42、烟气水预热器43、烟气布袋除尘器45、激冷装置46和脱硫塔47，所述过热器41的回收烟气进口连通所述一级烟气出口，所述布袋除尘器的所述烟气飞灰出口通过气力输送系统连通至所述灰渣熔融系统3，气力输送系统可与制氮机6连接。由冷却塔44出来或其他来源的锅炉水依次经过烟气水预热器43、蒸汽锅炉42和过热器41，得到过热蒸汽。
本实施例中，垃圾炭和热解煤气在锅炉燃烧生成的热烟气在余热回收系统换热生产高温中压过热蒸汽(3.8MPa，450℃)，可用于发电，换热后温度在350℃左右的烟气经烟气除尘或高温过滤器等处理后激冷，避免了锅炉燃烧过程分解的二噁英在300℃左右再次生成，可明显降低烟气中二噁英的含量。
本实用新型的又一实施例中，如图2，图3所示，上述实施例中的锅炉包括炉膛211、在炉膛211上由上至下设置有多个燃烧器，且每种所述燃烧器为两个且相对设置，以实现对置燃烧；所述燃烧器由上至下依次包括垃圾炭燃烧器213和热解煤气燃烧器214。优选炉膛外壁还设置有水冷壁215。
作为上述实施例的优选，所述燃烧器还包括煤粉燃烧器212，所述煤粉燃烧器212设置在所述垃圾炭燃烧器213的上方。
本实施例中，煤粉燃烧器212、垃圾炭燃烧器213和热解煤气燃烧器 214沿炉膛211轴向方向采用这种布置基于以下目的：热解煤气燃烧器214 处于锅炉最下层进行燃烧产生高温热烟气沿锅炉炉膛211向上流动；煤粉燃烧器212处于锅炉最上部进行燃烧作为备用，目的首先为了进一步燃尽未燃烧完全的高灰分低可燃质垃圾炭，其次是为了锅炉起炉和因垃圾炭燃烧状况变化维持炉膛211温度备用。垃圾炭燃烧器213处于煤粉燃烧器212 和热解煤气燃烧器214之间，高灰分低可燃质垃圾炭通过燃烧器以旋流方式进入炉膛211，燃烧器出口含垃圾炭气流形成部分负压，将下部高含水率的含尘中温热解煤气燃烧所产生的热烟气卷入垃圾炭气流中进行预热燃烧。煤粉燃烧器212、垃圾炭燃烧器213和热解煤气燃烧器214在在锅炉炉膛211前墙和后墙采用对置形式，保证炉膛211内受热均匀，避免炉膛211温度分布不均匀；同时，两炉墙上燃烧器喷出的火炬在炉膛211中央互相撞击后，火焰大部分向炉膛211上方运动，炉内的火焰充满程度较好，扰动性也较强，促进燃料充分燃烧。
本实用新型的又一实施例中，如图4所示，为进一步保证燃烧的充分性，提高燃烧效率，所述燃烧器的结构包括由内到外依次同心设置的中心风旋流通道71、二次风旋流通道72和周边风旋流通道73，其中，
所述中心风旋流通道71、所述二次风旋流通道72和所述周边风旋流通道73的炉内端还设置有火焰稳定器75。
为进一步提高燃烧器进风的旋流程度，优选地，所述中心风旋流通道 71、二次风旋流通道72和所述周边风旋流通道73内还设置有旋流叶片 74。
本实施例中，煤粉、垃圾炭和热解煤气均采用多级进风旋流燃烧器进行燃烧，进入燃烧器的空气按不同配风比例分成中心风、二次风和周边风，它们分别以旋流方式进入不同通道，同时在各自通道内分别安装旋流叶片74以增强气流旋流强度。煤粉、垃圾炭和热解煤气也分为多股分别由中心风、二次风和周边风挟带入到各自通道内进行预混并在锅炉内进行燃烧。为了保证燃烧火焰稳定，在燃烧器的出口设置火焰稳定器 75。多股燃料(煤粉、垃圾炭和热解煤气)和多级空气旋流进风保证了燃料和配风的均匀性，有效提高垃圾炭以及和中温热解煤气的燃烧效率和火焰稳定性，对于高灰分低可燃质垃圾炭以及和高含水率的含尘中温热解煤气燃烧更为有效。
本实用新型的又一实施例中，所述灰渣熔融系统3包括熔分炉31，所述熔分炉31的熔渣出口连通急冷设备；所述熔分炉31的燃料进口14连通所述中温热解煤气出口13，优选地，熔分炉的烟气依次连通至灰渣水预热器32和空气预热器33，实现熔分炉烟气余热的再利用。
上述实施例在进行垃圾热解时，垃圾炭和热解煤气在锅炉系统2内进行900～950℃的燃烧，该温度，对控制炉内的二噁英比较有利，这是由于在此温度范围内既可避免已经分解的二噁英再次生成，也可满足垃圾炭、煤粉和中温热解湿煤气的燃烬温度，同时避免垃圾炭和煤粉内灰分高温熔融。同时其在燃烧方式上不同于旋风熔融，其燃烧过程采用直燃形式，炉内燃烧控制空气过剩系数在1.1～1.3左右，锅炉内操作气速控制在 3.5～5.0m/s，控制空气过剩系数在此范围既可保证垃圾炭和热解煤气燃烧所需充足氧气量，也避免过量空气系数过大造成排烟损失过大；控制锅炉内操作气速在此范围，可以保证垃圾炭和热解煤气在炉内燃烬所需时间。垃圾炭和热解煤气锅炉排渣方式采用固态排渣，较旋风熔融技术在操作易于控制，锅炉负荷可在60～110％范围内调节，锅炉燃烧过程采用空气作为氧化剂，不必采用富氧或者纯氧。同时，如垃圾炭在锅炉内尚存在未燃尽导致灰渣含碳量偏高，也可以在后续灰渣熔分炉31内进行深度燃烧处理，解决了灰渣含碳量高的问题。
在灰渣熔融系统3的灰渣处理上，采用固体锅炉灰渣和飞灰在熔分炉 31内共熔融间歇处理或连续操作处理，不同于现有技术的高温燃烧直接液态排渣，在熔融时间上具有可调节性，其熔融时间可控制在10min～60min，灰渣和飞灰特性决定其在一定熔融温度下的熔融时间；灰渣和飞灰熔融温度控制在1350～1500℃，在1350～1500℃的高温有利于灰渣和飞灰内二噁英可以得到有效高温分解。随后对上述高温熔渣进行进行急冷，保证了灰渣二噁英达到环保要求，这是由于急冷处理二可有效避免高温分解后的二噁英在300℃左右再次生成。
在上述实施例的基础上，本实用新型还公开了一种采用上述的垃圾处理系统进行垃圾处理的方法，该方法包括：
步骤1)热解旋转床将垃圾热解后，得到垃圾炭和中温热解煤气；
步骤2)所述垃圾炭和所述中温热解煤气进入锅炉内直燃，直燃产生的烟气进入旋风分离器分离后，得到的一级烟气出口进入烟气余热回收系统回收余热，得到锅炉飞灰通过返料阀返回国内内，直燃产生的灰渣送入熔分炉熔融处理；
步骤3)烟气余热回收后得到的回收烟气经过布袋除尘器除尘后进行激冷处理，对熔分炉得到的熔渣进行急冷处理；
其中，所述中温热解煤气还可用于热解旋转床和熔分炉的燃料。
为实现锅炉内燃烧的充分性和直燃效率，所述锅炉采用多股燃料和多级空气旋流进风燃烧，且锅炉上布置的煤粉燃烧器、垃圾炭燃烧器和热解煤气燃烧器由上至下依次布设。
实施例1
一种垃圾处理方法，垃圾原料直接由热解原料进口进入热解旋转床进行热解，生产出中温热解煤气和垃圾炭，中温热解煤气出口和垃圾炭出口与锅炉系统的热解煤气燃烧器进口、垃圾炭燃烧器进口相连接，进入锅炉系统；同时，中温热解煤气出口还分别连接垃圾热解旋转床的燃料进口和熔分炉的燃料进口，可作为垃圾热解旋转床和熔分炉维持炉温的燃料用。
在锅炉系统中，中温热解煤气和垃圾炭进行直燃，锅炉烟气出口与旋风分离器的锅炉烟气进口相连接，烟气旋风分离器所收集的飞灰经锅炉飞灰出口与返料阀进口相连接，进入返料阀内，飞灰返料阀出口与锅炉返料灰入口相连接；烟气旋风分离器一级烟气出口与过热器的回收烟气进口相连接，过热器烟气出口和蒸汽锅炉烟气入口相连接，蒸汽锅炉烟气出口与水预热器烟气进口相连接，水预热器烟气出口和烟气布袋除尘烟气进口相连接，布袋除尘烟气出口和脱硫塔烟气进口相连接，脱硫后烟气经脱硫塔烟气出口外排。在灰渣熔融系统中，烟气布袋除尘器的烟气飞灰出口通过气力输送系统与熔分炉进口相连接，锅炉系统灰渣出口通过灰渣输送设备与熔分炉进口相连接。
实施例2
垃圾在400～600℃的热解旋转床内进行热解后生产出500℃左右热解煤气(～4000kcal/Nm3)和垃圾炭(～1400kcal/kg)。经冷却后的热解垃圾炭和500℃左右中温热解煤气分别通过垃圾炭燃烧器和热解煤气燃烧器进入锅炉系统，垃圾炭燃烧器和热解煤气燃烧器中中心风、二次风和周边风配风体积比例在5:3:2，燃料质量配比为4:2:1。在锅炉系统中，垃圾炭和中温热解湿煤气在900～950℃温度范围内进行直燃；当原料垃圾炭热值变动时，可开启煤粉燃烧器助燃或者调整锅炉系统垃圾炭进料量等维持锅炉炉温在900～950℃温度范围，有效控制炉内二噁英生成。燃烧过程产生的～800℃灰渣经炉底冷渣器冷却后输送至熔分炉原料仓；锅炉燃烧生成～900℃烟气经烟气余热回收系统生产可用于发电的过热蒸汽(3.8MPa， 450℃)，换热后～350℃的热烟气经布袋除尘(或高温过滤器等)激冷脱硫净化处理后进行外排，避免了烟气中再次二噁英生成。烟气余热回收系统收集的低温飞灰经氮气气力输送系统送至熔分炉原料仓进行再处理。炉底冷却灰渣和气力输送所输送飞灰在1350～1500℃高温熔分炉内进行熔融和熔渣急冷处理，可保证熔渣二噁英满足环保要求，～1400℃高温热烟气经水预热器和空气预热器后外排。
综上所述，本实用新型所公开的垃圾处理系统及垃圾处理方法，至少具有如下有益效果：
(1)可有效进行低热值(热值在3000～5000kcal/kg)的垃圾处理，同时也适用于高热值(热值在～10000kcal/kg)的垃圾处理；
(2)解决了旋转床垃圾热解过程产生低热值垃圾热解生产高灰分低可燃质垃圾炭引起的固废问题；
(3)有效控制了高灰分低可燃质垃圾炭以及高含水率的含尘中温热解煤气处理过程中二噁英控制问题。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；如果不脱离本实用新型的精神和范围，对本实用新型进行修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型权利要求的保护范围当中。