CN105090969A - 高炉式垃圾焚烧炉 - Google Patents

Abstract

一种高炉式垃圾焚烧炉，高炉式炉体的内腔为焚烧腔，焚烧腔自下而上依次有下燃烧室、中燃烧室、上燃烧室，下燃烧室、中燃烧室、上燃烧室分别设置有连通下燃烧室、中燃烧室、上燃烧室的送风孔，由鼓风设备通过送风孔分别向下燃烧室、中燃烧室、上燃烧室供风，保证中燃烧室的燃烧温度达到1000℃以上；在上燃烧室上方的高炉式炉体连通烟道管；其优点是利用多层燃烧室进行燃烧，快速彻底地将垃圾中的有机物质焚烧干净，下层燃煤猛烈燃烧，将垃圾中的废金属及固体无机物熔化为液体，从出铁口和出渣口流出炉外，以保证焚烧炉的连续运行，不仅有效地抑制了二恶英的产生，而且极大的提高了垃圾的焚烧量，上层进行再次焚烧干净，杜绝臭气污染。

Description

高炉式垃圾焚烧炉

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧炉，特别涉及一种高炉式垃圾焚烧炉。

背景技术

不论是国内外，无论是城镇还是乡村，最初产生的各种生活垃圾，农牧业垃圾，各种生产垃圾，医疗垃圾，建筑垃圾等均随意抛弃，遍布大地，四处泛滥，无章可循，无法处理，日积月累，常年不断，存量巨大，并且还在与日俱增，形成严重的环境污染。

我国是全世界人口最多的超级大国，全国各地每天所产生的垃圾，更是种类繁多。（如：生活垃圾，环卫垃圾、农牧业垃圾、建筑垃圾、各种工业垃圾、医疗垃圾、沟河淤泥，污水处理淤泥、工业三废及特种行业产生的有毒、有害的高危垃圾等）数量巨大，并且还在与日俱增。目前，除少数的边远乡村仍采用生化堆肥方式处理垃圾外，绝大多数的城镇，均采用传统的填埋法，数十年来，海量的垃圾在全国各地堆积如山。从今往后再产生的垃圾就无地可埋了。垃圾填埋法不仅占用许多的土地，并且还是病菌病毒的滋生地，有毒有害气体的发源地，沼气（甲烷）气体的产生地，还会对垃圾填埋场地下水造成污染，失去使用价值，垃圾场散发的恶臭气体，严重污染着周边的空气环境，加重了地球的温室效应。无时不刻的在毒害和威胁着人们的身体健康。

因此，对于垃圾的处理通常有：

高温焚烧技术：能彻底杀灭垃圾中的病菌病毒，能彻底焚毁垃圾中的有毒有害物质，让垃圾最大限度的减容。

目前国内普遍采用的都是机械炉排垃圾焚烧炉，此外还有旋转窑式垃圾焚烧炉，流化床式垃圾焚烧炉，热裂解式垃圾焚烧炉，控气式垃圾衍生燃料焚烧炉，火焰反射炉，火焰喷射炉等。但都因为处理垃圾种类有所选择及限制，垃圾焚烧速度慢，处理量小，二次污染尚未解决，设备复杂，操作难度高，故障多，维修难度大，运行成本高，而未被广泛采用。只有少数专门处理医疗垃圾，工业三废，有毒有害的高危垃圾物料时分别选择使用。

机械炉排垃圾焚烧炉有如下特点：

1、优点：机械炉排垃圾焚烧炉之所以在城市垃圾发电站中得到普遍应用，主要是它具有适应能力强，垃圾无需预处理，焚烧量大，燃烧稳定，操作简单，控管容易，易于维护保养，未燃成分少，二次污染小，排放能达标，运行成本低，余热产生蒸汽发电，经济效益佳等众多优点。

2、缺点：机械炉排垃圾焚烧炉：由于它的燃烧方式及炉子机构，却产生了自身无法克服的一些严重缺点。分析如下：

（1）能源浪费大

在机械炉排垃圾焚烧炉里，燃煤与垃圾混合在一起燃烧，垃圾在水份蒸发，干燥，热裂解的过程中都是吸收热量的阶段，这时它大量的消耗燃煤的热量，致使燃煤层的温度低，不足以快速的把垃圾裂解生成的碳物质燃烧完全，大量的碳粉不是被机械耙齿粉碎随着未完全燃烧的煤粉，小颗粒的煤核渣从炉排间隙漏下炉底，就是被燃煤的配风吹到储尘室去了，造成燃煤和垃圾中的碳物质的极大浪费。

2能源的二次浪费

机械炉排垃圾焚烧炉，为追求焚烧大量的垃圾，把炉子造得很大，过大的炉膛体积，不仅失去聚热的能力，保温效果极差，炉温较低，另外还要定时打开炉门排渣，造成热量外泄，冷空气大量涌入，降低炉温，过低的炉温不仅影响对固态煤炭的燃烧，就是对垃圾裂解产生的可燃性气体及垃圾本身的可燃性臭气，也不能及时燃烧干净，随着炉气排出烟囱，造成能源的二次浪费。

（3）环保效果差

会产生致癌气体二恶英污染：

垃圾在燃烧时，如果燃烧温度低于1000度，供气不足，焚烧速度慢，就会产生二恶英气体，它是多种癌症的致癌气体，对人类健康和性命威胁极大。而机械炉排垃圾焚烧炉的炉排底面积很大，中区间的燃烧温度较高，而边沿的温度就根本达不到1000度，这就致使二恶英的大量生成，环保措施治理二恶英气体，却是一件非常困难的事情，至今，全世界还未找到有效的根治方法。

垃圾在燃烧后形成酸雨的酸性气体的污染：

机械炉排垃圾焚烧炉的燃料主要是煤炭，没有脱硫处理过的煤炭含有大量的硫磺，在烧煤有过剩配风燃烧时，会产生过氧化硫（亚硫酸酐）气体和过氧化氮（亚硝酸酐）气体，这两种气体，如果没有还原反应配置及中和反应装置，就只能随着炉气排放到空气中去了，遇到空气中的水蒸气，便形成酸雨污染。

垃圾燃烧后产生垃圾臭味污染：

机械炉排垃圾焚烧炉，由于是燃煤的层燃方式，混合垃圾同时燃烧，燃煤层温度较低，垃圾中的渗漏臭水及恶臭气体，烧不掉或者不能及时完全烧掉，伴随着炉气从烟囱排放到空中，污染周围的空气环境。

垃圾燃烧后产生过量炉渣的污染：

机械炉排垃圾焚烧炉在焚烧垃圾时的热能损失太大，炉温过低，按热平衡理论配烧燃煤，几乎没有多少余热产生蒸汽发电了，为了多发电，补充经济效益，不得不超量使用煤炭，产生不应有的过量炉渣，炉渣填埋处理，也是对环境的轻微污染。

垃圾燃烧后产生烟气中的炉灰污染：

当今的炉烟除尘技术，都已成熟过关，所以机械炉排垃圾焚烧炉排空烟气的含尘量均能达标，也只是达到排放标准而已，却不能说已经完全不含炉灰了，炉灰对空气的污染还是客观存在。

垃圾燃烧后产生二氧化碳气体是对地球气候环境的污染：

垃圾焚烧后产生的二氧化碳气体，一般定义来说，不能算，但垃圾大量的焚烧所产生的大量二氧化碳气体，会加重地球环境的温室效应，所以严格来说，这也算是一种污染。

因此，机械炉排垃圾焚烧炉，在还没有科技更先进，性能更好，排放污染更小的炉型取代之前，他就能成为城市垃圾发电站的最佳，并且是唯一的选择了。

发明内容

本发明的目的就是提供一种利用不同层的燃烧室对垃圾进行完全燃烧，实现零污染排放。

本发明的解决方案是这样的：

一种高炉式垃圾焚烧炉，其特征在于：具备高炉式炉体，所述高炉式炉体的内腔为焚烧腔，所述焚烧腔自下而上依次有下燃烧室、中燃烧室、上燃烧室，所述的下燃烧室、中燃烧室、上燃烧室分别设置有连通下燃烧室、中燃烧室、上燃烧室的送风孔，由鼓风设备通过送风孔分别向下燃烧室、中燃烧室、上燃烧室供风，保证中燃烧室的燃烧温度达到1000℃以上；在所述上燃烧室上方的高炉式炉体连通烟道管。

更具体的技术方案还包括：所述下燃烧室、中燃烧室、上燃烧室连接为直径相同的筒状。

进一步的：所述下燃烧室、中燃烧室、上燃烧室所处的炉体外部分别套接有下燃烧带、中燃烧带、上燃烧带，所述下燃烧带、中燃烧带、上燃烧带分别连通鼓风设备；所述下燃烧室、中燃烧室、上燃烧室的送风孔分别处于下燃烧带、中燃烧带（10）、上燃烧带内。

进一步的：在所述中燃烧室、上燃烧室之间的高炉式炉体侧壁开有垃圾投料口、燃料投料口。

进一步的：在所述上燃烧室下端设置有带通孔的隔栅网。

本发明的优点是：

1、在下层燃烧带的燃烧实质上是氧化反应，还原反应双功能燃烧带，它分为上下两层，下层为燃烧煤的氧化层，上层为还原层，高压配气，使下层燃煤猛烈燃烧，产生1500度以上的高温炉膛，足以将垃圾中的废金属及固体无机物熔化为液体，从出铁口和出渣口流出炉外，以保证焚烧炉的连续运行，在下层煤炭燃烧后产生的二氧化碳气体，升至上层灼热的煤层时，则被还原成可燃性的一氧化碳气体。供中层燃烧带焚烧垃圾用；

2、在本燃烧带炉膛的立体空间里，充满着下层燃烧带上升来的一氧化碳气体，在中间层，高压空气从二级配风孔吹入与炉膛里的一氧化碳气体充分混合，形成连续***式的燃烧，高温烈火充满炉膛。当垃圾从投料口下落时，与上行的火焰逆向而行，立即被打散，在烈火里上下翻滚，旋转沸腾，瞬时垃圾的水份蒸发，干燥、热裂解出碳氢可行性气体，分离出碳元素，混合在火焰中猛烈燃烧，快速彻底地将垃圾中的有机物质焚烧干净，不仅有效地抑制了二恶英的产生，而且极大的提高了垃圾的焚烧量，实现了本焚烧炉的高效运行目标。

3、从中层燃烧带升上来的炉气，倘若还有未燃尽的尾气（主要是垃圾的额恶臭气体）将进行再次焚烧干净，杜绝臭气污染，并获得垃圾最后残存的潜能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是对本发明排放炉气处理装置示意图。

图中附图标记为：高炉炉体1、烟道管2、旋风除尘室3、第一沉降除尘室4、第二沉降室5、喷淋除尘室6、烟囱7、焚烧炉支座8、下层燃烧带9、中层燃烧带10、上层燃烧带11、下燃烧室12、中燃烧室13、上燃烧室14、格栅网15、垃圾投料口16、燃料投料口17、烟道口18、出灰口19、蒸汽热交换器20、热水热交换器21、喷淋除尘器22、水膜除尘器23、出渣口24。

具体实施方式

如图1所示，本发明炉膛内部含有三个燃烧室，即：下层、中层、上层三个燃烧室，下燃烧室12为金属、固体无机物熔化室，中燃烧室13为有机垃圾沸腾燃烧室，上燃烧室14为尾气燃烧室。

本实施例的高炉式炉体1的内腔为焚烧腔，所述焚烧腔自下而上依次有下燃烧室12、中燃烧室13、上燃烧室14，所述的下燃烧室12、中燃烧室13、上燃烧室14分别设置有连通下燃烧室12的送风孔A、中燃烧室13的送风孔B、上燃烧室14的送风孔C，由鼓风设备通过送风孔分别向下燃烧室12、中燃烧室13、上燃烧室14供风，保证中燃烧室13的燃烧温度达到1000℃以上；在所述上燃烧室14上方的高炉式炉体1连通烟道管2。

所述下燃烧室12、中燃烧室13、上燃烧室14连接为直径相同的筒状。

所述下燃烧室12、中燃烧室13、上燃烧室14所处的炉体外部分别套接有下燃烧带9、中燃烧带10、上燃烧带11，所述下燃烧带9、中燃烧带10、上燃烧带11分别连通鼓风设备；所述下燃烧室12、中燃烧室13、上燃烧室14的送风孔分别处于下燃烧带9、中燃烧带10、上燃烧带11内。通过鼓风设备将风力送入分别下燃烧室12、中燃烧室13、上燃烧室14，通过调整风量达到所需的焚烧温度。

在所述中燃烧室13、上燃烧室14之间的高炉式炉体1侧壁开有垃圾投料口16、燃料投料口17

在所述上燃烧室14下端设置有带通孔的隔栅网15。

本发明的使用方法如下：

用木柴引燃煤炭，将炉膛慢慢的预热烘干（约24小时）再逐渐加大火力，让炉膛逐渐升温（10个小时）使中燃烧室13内的温度到1000度左右，然后使用提升料斗，倒入足量的煤炭，加热中燃烧室13炉膛至1200度以上，启动皮带运输机将垃圾从垃圾投入口投入炉膛，比重大的废金属、石头、碎砖、碎玻璃、陶瓷碎片、泥土、沙子等直接落到下层燃烧带的燃煤上面，加热至溶化后，从出铁口，出渣口流出炉外，比重小的有机垃圾在中层燃烧带的立体空间中翻滚沸腾，猛烈燃烧，瞬间焚尽，若还有尚未烧完的垃圾恶臭气体，上升至上层燃烧带时将彻底燃烧干净。

如图2所示，炉气经烟道2内的烟道18接至图1的高炉顶部，从高炉顶送出的烟气尾气进入旋风除尘室3和二个串联的第一沉降除尘室4、第二沉降除尘室5，去除绝大部分炉灰后，导入锅炉的蒸汽热交换器20和水热交换器21，释放大部分热量，产生热水或高温，高压的过热水蒸气，推动蒸汽轮机发电，经热交换器降温的炉气，进入喷淋除尘室22，喷洒出来的消石灰水（碱性水溶液）冲洗掉炉气中尚存的炉灰，并与炉气中的酸性气体（CO2、SO2）进行中和反应，生成不溶于水的钙盐粉末。从喷淋除尘室出来的炉气，在烟囱下方的水膜除尘室23里，通过多道碱性水膜的过滤，彻底清洗掉炉气中的灰尘，完全中和吸收掉酸性气体。由烟囱排出的将是完全无污染的洁净炉气（主要是氮气和水蒸气）。

本焚烧炉对垃圾进行焚烧后的主要生成物

1、熔化冷凝后的金属块，可回收出卖。

2、熔化凝结后的炉渣，粉碎后可做炉渣转或水泥的原料。

3、除尘室里的炉灰，可配制有机钾肥。

4、钙盐粉末，可作有机复混肥的填充料。

5、高温、高压过热水蒸气，可供蒸汽轮机发电、可供热水。

6、从烟囱排放出的洁净炉气和水蒸气。

上述1-5项的生成物均可回收利用，创造经济效益。

第6项为排放的洁净炉气，对空气不造成污染了。

故此，本焚烧炉命名为可以实现零污染的垃圾焚烧炉。

注：本焚烧炉的适用范围

1、城镇生活垃圾

2、农牧业垃圾

3、医疗垃圾

4、工业三废（废气、废水、废渣）

各种有毒、有害的高危险性的垃圾。

Claims (5)

1.一种高炉式垃圾焚烧炉，其特征在于：具备高炉式炉体（1），所述高炉式炉体（1）的内腔为焚烧腔，所述焚烧腔自下而上依次有下燃烧室（12）、中燃烧室（13）、上燃烧室（14），所述的下燃烧室（12）、中燃烧室（13）、上燃烧室（14）分别设置有连通下燃烧室（12）、中燃烧室（13）、上燃烧室（14）的送风孔，由鼓风设备通过送风孔分别向下燃烧室（12）、中燃烧室（13）、上燃烧室（14）供风，保证中燃烧室（13）的燃烧温度达到1000℃以上；在所述上燃烧室（14）上方的高炉式炉体（1）连通烟道管（2）。

2.根据权利要求1所述的高炉式垃圾焚烧炉，其特征在于：所述下燃烧室（12）、中燃烧室（13）、上燃烧室（14）连接为直径相同的筒状。

3.根据权利要求1或2所述的高炉式垃圾焚烧炉，其特征在于：所述下燃烧室（12）、中燃烧室（13）、上燃烧室（14）所处的炉体外部分别套接有下燃烧带（9）、中燃烧带（10）、上燃烧带（11），所述下燃烧带（9）、中燃烧带（10）、上燃烧带（11）分别连通鼓风设备；所述下燃烧室（12）、中燃烧室（13）、上燃烧室（14）的送风孔分别处于下燃烧带（9）、中燃烧带（10）、上燃烧带（11）内。

4.根据权利要求1或2所述的高炉式垃圾焚烧炉，其特征在于：在所述中燃烧室（13）、上燃烧室（14）之间的高炉式炉体（1）侧壁开有垃圾投料口（16）、燃料投料口（17）。

5.根据权利要求1或2所述的高炉式垃圾焚烧炉，其特征在于：在所述上燃烧室（14）下端设置有带通孔的隔栅网（15）。