一种流化床垃圾焚烧炉排渣***及排渣方法
技术领域
本发明涉及排渣装置技术领域,具体涉及一种流化床垃圾焚烧炉排渣***及排渣方法。
背景技术
循环流化床锅炉是一种采用循环流化床燃烧方式的锅炉,这种锅炉的燃烧方式清洁、高效且污染低,因此得到了广泛的应用。煤粉炉渣量小,底渣的冷却、输送都较容易实现;煤粉炉炉内为负压且直接与底部排渣设备相通。
传统循环流化床锅炉排渣采用刮板机(或链斗机)、斗提机送至渣仓,再由汽车运走,该方式适合于渣量小且渣温低的情况。一旦排渣量大,往往渣温会较高,这种恶劣工况下,刮板机(或链斗机)、斗提机等故障率会大大提高,同时,汽车运输也很难满足要求。
因此,业内急需提供一种可满足大批量流化床垃圾焚烧炉应用,且其在排渣量大的情况下仍保持较低的故障率,排渣温度低,运输方便的排渣***。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的上述不足,提供一种流化床垃圾焚烧炉排渣***及排渣方法,适用于大批量流化床垃圾焚烧炉,且排渣故障率低,排渣温度低,运输方便的流化床垃圾焚烧炉排渣***,其排渣方法简单,实用。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种流化床垃圾焚烧炉排渣***,包括冷渣机、输送机构、杂质分离机构、提升机构和送料机构,冷渣机的进料口与锅炉的出渣口连接,冷渣机的出料口与输送机构的进料端连接、输送机构的出料端与杂质分离机构的进料口连接,杂质分离机构的出料口与提升机构的进料端连接,提升机构的出料端与送料机构的进料口连接,送料机构的出料口与锅炉的进料口连接;
所述冷渣机包括基座、可转动地设置于基座上的冷渣筒,以及驱动冷渣筒旋转的驱动机构,冷渣筒包括外筒和用于承载物料的内筒,外筒设置于内筒的外部,外筒内流通有冷却介质,内筒的进料口与锅炉的出渣口连接,内筒的出料口与输送机构的进料端连接。
进入所述内筒的进料口的排渣物料的进料温度为≤950℃,所述内筒的出料口的物料出口温度≤80℃,所述冷却介质的入口温度为20-45℃,所述冷却介质的出口温度≤90℃,冷却介质的压力为0.4-0.6MPa。
优选地,所述冷却介质为除盐水,所述冷却介质的流量为30-35T/h。
优选地,所述冷渣机的出料量为1.8-2.3T/h,进入所述内筒的排渣物料的粒度为0.1-250mm。
优选地,所述驱动机构包括旋转电机和由旋转电机驱动的传动链条,所述冷渣筒的中部外壁设置有链轮,传动链条绕设于链轮外,所述冷渣筒的外壁还设置有两个滚圈,两个滚圈分别对称设置于链轮的两侧,所述基座的顶部设置有两个可转动的托轮,两个托轮与两个滚圈滑动抵接。
优选地,所述冷渣机的进料端连接有上料机构,上料机构包括进料管和捅渣管,进料管由锥形管、弯管和斜管依次连接而成,捅渣管与弯管连通,捅渣管的开口斜向下设置,捅渣管设置有阀门,斜管的出料端与所述内筒的进料口之间设置有合金钢密封环。
优选地,所述输送机构包括机架和耐高温的第一皮带,机架上设置有输送电机、主动轮、第一从动轮和若干个托辊,输送电机通过主动轮、第一皮带驱动第一从动轮旋转,第一皮带绕设于若干个托辊的上表面,第一皮带的外表面设置有钢丝网。
优选地,所述杂质分离机构包括沿物料输送方向依次设置的带式除铁器和集料分离器,带式除铁器位于第一皮带的上方,带式除铁器下方的第一皮带下表面设置有所述托辊,该托辊为无磁托辊;集料分离器与所述输送机构的出料端连接,集料分离器包括分离器本体,分离器本体内设置有格栅状的过滤筛网,过滤筛网底部设置有废料出口和物料分离口。
优选地,所述提升机构包括底座、顶座以及设置于底座和顶座之间的皮带传动机构,底座的进料端设置有进料中心,进料中心与杂质分离机构的出料口连接,皮带传动机构包括有第二皮带,第二皮带表面设置有用于承载物料的定位块,第二皮带沿物料输送方向向上倾斜设置,第二皮带倾斜角度为45-75°,顶座的出料端设置有料仓,料仓开设有出料口,料仓连接有第三事故排渣管,第三事故排渣管的底部设置有自动锁气器。
优选地,所述送料机构包括送料电机、送料管和由送料电机驱动的送料螺杆,送料螺杆设置于送料管内,送料管的进料端与提升机构的出料端连接,送料管的出料端通过连接管与锅炉的膛炉燃烧室连接,所述连接管设置有阀门,所述送料管的出料端开设有进风口。
一种流化床垃圾焚烧炉排渣***的排渣方法,包括以下加工步骤:
步骤(1)、将锅炉排出的排渣物料投入冷渣机的内筒中,排渣物料的进料温度为≤950℃;
步骤(2)、向冷渣机的外筒输送冷却介质,冷却介质的温度为20-45℃,冷却介质的工作压力为0.4-0.6MPa;
步骤(3)、驱动机构带动冷渣筒进行旋转,与此同时冷却介质与排渣物料进行旋转式热交换,使排渣物料的出料温度≤80℃,冷却介质的出口温度≤90℃;
步骤(4)、冷却后的物料通过输送机构进行输送,经杂质分离机构进行分离,得到磁吸金属杂质、非磁吸金属杂质和床料炉渣;
步骤(5)、床料炉渣通过提升机构输送到锅炉内,作为锅炉床料使用。
本发明的有益效果在于:
(1)本发明通过密闭循环排渣***,让锅炉的床料经过冷渣机冷却至80℃以下,出口连接输送机构,在皮带上面加装带式除铁器,把铁件进行初分离,再进入集料分离器的格栅分离,把渣中大的石块、砖头、不锈钢、铝件等进行二次分离,然后可以再利用的炉渣经过提升机构的皮带拉升至9-12米的高度,落入送礼机构输送至锅炉内,***可以连续运行,也可以定时运行,这样的锅炉床压非常稳定,既保证锅炉的料层,又可以把炉内的影响流化的杂物排除掉,保证锅炉很好流化。本发明的排渣***结构简单,可以在线循环运行,适合大批量焚烧物料的垃圾炉使用,排渣物料的温度低至80℃以下,运输方便,其排渣方法简单,实用。
(2)本发明同时设计有三路事故排渣方案:1、当冷渣机发生故障时,可以通过冷渣机的进口的第一事故排渣口进行事故排渣;2、当输送机构的皮带发生故障时,可以通过冷渣机排渣口的三通挡板切换至第二事故排渣管进行事故排渣;3、当锅炉床压过高时或循环回料螺旋发生故障时,可以通过送料机构的料仓的第三事故排渣管进行事故排渣。整套***设计安全可靠,不管哪个环节出现故障都可以进行事故排渣,不会影响锅炉运行。
(3)经过冷渣机的冷却、带式除铁器的除铁、集料分离器的筛分处理后,合格的床料炉渣直接送回锅炉内,减少中间仓储,生产工序简化,降低设备成本。
(4)本发明可以连续运行或定时运行,加大床料的置换,确保流化正常,且锅炉内床压稳定,不影响料层厚度,可对大批量流化床垃圾进行焚烧加工。
(5)经过除铁器除下的磁吸金属可以装袋外卖,合格的床料炉渣可直接循环回到锅炉内,减少外购黄沙补充床料,大大减少黄沙使用量,变废为宝,经济效益高。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明,但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制,对于本领域的普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的俯视图。
图2是本发明的主视图。
图3是本发明的冷渣机的结构示意图。
图4是本发明的提升机构的结构示意图。
图5是本发明的送料机构的结构示意图。
附图标记包括:
1——锅炉 2——冷渣机 21——基座
22——冷渣筒 23——外筒 24——内筒
251——旋转电机 252——传动链条 254——链轮
255——滚圈 256——托轮 26——上料机构
261——进料管 262——捅渣管 263——锥形管
264——弯管 265——斜管 27——合金钢密封环
28——旋转接头 29——金属软管 210——防尘罩
211——第二事故排渣管 3——输送机构 31——机架
32——第一皮带 33——主动轮 34——第一从动轮
35——第二从动轮 36——托辊 37——第一密封罩
4——杂质分离机构 41——带式除铁器 42——集料分离器
421——过滤筛网 422——废料出口 423——物料分离口
5——提升机构 51——底座 511——进料中心
52——顶座 53——皮带传动机构 531——第二皮带
532——定位块 54——料仓 55——第三事故排渣管
56——自动锁气器 57——防雨罩 58——第二密封罩
6——送料机构 61——送料管 62——送料螺杆
63——连接管 64——进风口 65——送料电机
66——炉壁。
具体实施方式
结合以下附图和实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
如图1-5所示,本实施例的一种流化床垃圾焚烧炉排渣***,包括冷渣机2、输送机构3、杂质分离机构4、提升机构5和送料机构6,冷渣机2的进料口与锅炉1的出渣口连接,冷渣机2的出料口与输送机构3的进料端连接、输送机构3的出料端与杂质分离机构4的进料口连接,杂质分离机构4的出料口与提升机构5的进料端连接,提升机构5的出料端与送料机构6的进料口连接,送料机构6的出料口与锅炉1的进料口连接;
如图2所示,所述冷渣机2包括基座21、可转动地设置于基座21上的冷渣筒22,以及驱动冷渣筒22旋转的驱动机构,冷渣筒22包括外筒23和用于承载物料的内筒24,外筒23设置于内筒24的外部,外筒23内流通有冷却介质,内筒24的进料口与锅炉1的出渣口连接,内筒24的出料口与输送机构3的进料端连接;
进入所述内筒24的进料口的排渣物料的进料温度为≤950℃,所述内筒24的出料口的物料出口温度≤150℃,所述冷却介质的入口温度为20-45℃,所述冷却介质的出口温度≤90℃,冷却介质的压力为0.4-0.6MPa。
具体地,所述外筒23的进液端设置有旋转接头28,通过旋转接头28与进水管连接;所述外筒23的出液端连接有金属软管29,金属软管29安装有压力表,冷却介质的进口压力和出口压力的压力差p≤0.02MPa。
本发明通过密闭循排渣***,让锅炉1的床料经过冷渣机2冷却至80℃以下,出口连接输送机构3,在第一皮带上方加装带式除铁器41,把铁件进行初分离,再进入集料分离器42的格栅分离,把渣中大的石块、砖头、不锈钢、铝件等进行二次分离,然后可以再利用的炉渣经过提升机构5的皮带拉升至9-12米高度的顶座52,落入送料机构输送至锅炉1内,***可以连续运行,也可以定时运行,这样的锅炉1床压非常稳定,既保证锅炉1的料层,又可以把炉内的影响流化的杂物排除掉,保证锅炉1很好流化。本发明的排渣***结构简单,可以在线循环运行,适合大批量焚烧物料的垃圾炉使用,运输方便,其排渣方法简单,实用。另外,本发明利用冷渣机2的内筒24旋转带动排渣物料旋转,且通过外筒23旋转带动冷却介质与排渣物料实现旋转式热交换,大大提高了换热面积,确保内筒24中的物料冷却效果好,此外将冷却介质的进口温度限定在20-45℃,有利于增强冷却效果,排渣物料的温度低至80℃以下,而冷却介质的冷却后的温度不高于90℃,不影响排放。
优选地,所述冷却介质为除盐水,所述冷却介质的流量为30-35T/h。除盐水的冷却效果好,有利于排渣物料的冷却。当然,还可以根据降温需要在除盐水中添加一定量的乙醇。乙醇,即为食用酒精,无毒,易挥发,能与水以任意比例互溶。纯乙醇的冰点为-117.3℃,故在水中酒精含量越高,冰点就越低,其抗冻能力也就越强。乙醇型汽车防冻液就是采用乙醇与软水按不同比例混合,配制成不同冰点的防冻液。本发明专利申请利用乙醇冰点低和易挥发的功能,按一定的比例添加至水液体中,以达成如下两个功效:其一、可将水液体的冰点由0℃降至更低,可使液雾温度更低,冷却效果更好;其二,乙醇具有快速的挥发性,挥发时带走大量的热量,降温效果非常显着,能把冷渣机内的物料温度更好的降低。优选地,乙醇在除盐水中的浓度为1%-5%。
优选地,所述冷渣机2的出料量为1.8-2.3T/h,进入所述内筒24的排渣物料的粒度为0.1-250mm。具体地,冷渣机2的出料量为2T/h,确保本发明能实现大批量流化床垃圾进行加工,加工效率高。排渣物料的粒度小于250mm,有利于降低加工难度,确保排渣***的加工效果。
如图2所示,本实施例的驱动机构包括旋转电机251和由旋转电机251驱动的传动链条252,所述冷渣筒22的中部外壁设置有链轮254,传动链条252绕设于链轮254外,所述冷渣筒22的外壁还设置有两个滚圈255,两个滚圈255分别对称设置于链轮254的两侧,所述基座21的顶部设置有两个可转动的托轮256,两个托轮256与两个滚圈255滑动抵接。
使用时,旋转电机251的作用下,链轮254与传动链条252传动连接,带动冷渣筒22进行旋转,与此同时,滚圈255抵接在对应的托轮256上进行同步旋转,确保冷渣机2匀速转动,且旋转稳定性高,有利于旋转式换热。
优选地,两个滚圈255和所述链轮254等间距分布于冷渣筒22的外壁,确保在旋转电机251的驱动作用下,两侧的滚圈255匀速转动,从而带动内筒24中的物料翻转、外筒23内壁与内筒24外壁之间的冷却介质旋转式流动,大大增强物料与冷却介质的接触面积,进而提升物料的冷却效果。
如图3所示,本实施例的冷渣机2的进料端连接有上料机构26,上料机构26包括进料管261和捅渣管262,进料管261由锥形管263、弯管264和斜管265依次连接而成,捅渣管262与弯管264连通,捅渣管262的开口斜向下设置,捅渣管262设置有阀门,斜管265的出料端与所述内筒24的进料口之间设置有合金钢密封环27。
具体地,冷渣机2头部的进料端采用动合金钢密封环27,有效防止运行中漏渣现象,并且检修时密封环的调节拆除方便简单。捅渣管262的出口端方便人工疏通进料管261,同时也是本发明的第一事故排渣口,捅渣管262的设置起到防自流、防堵塞的作用,防止大量炉渣自流进入冷渣机2内,使炉渣均匀下料。更优选地,斜管265还连接有出渣管,进一步防止大量炉渣自流进入冷渣机2内,事故排渣效果好。
优选地,所述内筒24的出料端还开设有吸风口,当物料从上料机构26的进料管261落入内筒24时,内筒24中的物料温度较高(≤950℃),吸风口的设置有利于降低物料温度,与冷却介质的热交换同时对物料进行冷却,冷却效果大大提高。
所述冷渣机2的出渣口设置有可移动的三通挡板,冷渣机2的出渣口的上方设置有防尘罩210。当三通挡板偏向第一皮带32时则实现物料输送,当三通挡板偏向冷渣机2的出渣口的第二事故排渣管211时可应急排渣,三通挡板作为冷渣机2出渣口事故排渣控制阀,预防输送机构3故障时可应急排渣,三通挡板与冷渣机出渣口的第二事故排渣管211连接,有利于实现本发明的第二事故排渣。
如图2所示,本实施例的输送机构3包括机架31和耐高温的第一皮带32,机架31上设置有输送电机、主动轮33、第一从动轮34和若干个托辊36,输送电机通过主动轮33、第一皮带32驱动第一从动轮34旋转,第一皮带32绕设于若干个托辊36的上表面,第一皮带32的外表面设置有钢丝网。
具体地,所述第一皮带32为耐180℃高温的第一皮带32,钢丝网的设置有利于避免炉渣物料中含有铁块和铁丝损坏第一皮带32,有利于延长第一皮带32的使用寿命。
优选地,输送机构3还包括有第二从动轮35,第二从动轮35滑动设置在机架31上且位于第一从动轮34的外侧,当第一皮带32频繁时候导致第一皮带32松弛,张力下降时,可将第一皮带32从第一从动轮34取下然后绕在第二从动轮35上,通过调整第二从动轮35的位置,有利于保证第一皮带32的张力适中,输送效率高。
所述机架31呈直角梯形,所述第一皮带32沿物料输送方向向上倾斜设置,第一皮带32倾斜角度为15-30°,为后续的杂质分离机构4从高处向低处的下落分离做准备,且降低了提升机构5的提升难度,有利于将物料输送到锅炉1内。
如图2所示,本实施例的杂质分离机构4包括沿物料输送方向依次设置的带式除铁器41和集料分离器42,带式除铁器41位于第一皮带32的上方,带式除铁器41下方的第一皮带32下表面设置有所述托辊36,该托辊36为无磁托辊36;集料分离器42与所述输送机构3的出料端连接,集料分离器42包括分离器本体,分离器本体内设置有格栅状的过滤筛网421,过滤筛网421底部设置有废料出口422和物料分离口423。
带式除铁器41能实现磁吸性金属的收集,而集料分离器42通过过滤筛网421可对大块的炉渣、不锈钢、铝、钢等磁不吸的金属进行筛选,优选地,过滤筛网421的孔径为10x10mm,防止炉渣把送料机构6的送料螺杆62堵塞而导致停机。
无磁托辊36的设置可防止铁件被磁化后磨损第一皮带32,延长第一皮带32的使用寿命;带式除铁器41可将炉渣物料中含有的大量铁件分离出来,变废为宝,提高经济效益,废料出口422排出的大块的炉渣、磁不吸的金属可用手推车继续收集起来,回收利用,变废为宝。
优选地,第一皮带32的顶部设置第一密封罩37,第一密封罩37设置于分离器本体的顶部,防止粉尘产生、污染现场环境卫生。
如图4所示,本实施例的提升机构5包括底座51、顶座52以及设置于底座51和顶座52之间的皮带传动机构53,底座51的进料端设置有进料中心511,进料中心511与杂质分离机构4的出料口(过滤筛网421底部的物料分离口423)连接,皮带传动机构53包括有第二皮带531,第二皮带531表面设置有用于承载物料的定位块532,第二皮带531沿物料输送方向向上倾斜设置,第二皮带531倾斜角度为45-75°,顶座52的出料端设置有料仓54,料仓54开设有出料口,料仓54连接有第三事故排渣管55,第三事故排渣管55的底部设置有机械式重锤自动锁气器56。
底座51和顶座52的高差为9-12m,利用第二皮带531将物料固定在定位块532上,然后输送到9-12米的高度,有利于投料到锅炉1中,便于循环加工。优选地,提升机构5还包括有防雨罩57,防雨罩57罩设于第二皮带531上方,更优选地,顶座52设置第二密封罩58,防止粉尘产生、污染现场环境卫生。如锅炉1床压高时和回炉内的螺旋故障时,可用第三事故排渣管55放渣。根据炉渣的重量,机械式重锤自动锁气器56可控制大量炉渣往料斗落,降低落差,可有效防止大量扬尘产生。料仓54的出料口下方设置有料斗,收集多余的炉渣,利用料斗收集满后用叉车运走,不用使用人工拉渣,节省人力成本。
如图5所示,本实施例的送料机构6包括送料电机65、送料管61和由送料电机65驱动的送料螺杆62,送料螺杆62设置于送料管61内,送料管61的进料端与提升机构5的出料端连接,送料管61的出料端通过连接管63与锅炉1的膛炉燃烧室连接,所述连接管63设置有阀门,所述送料管61的出料端开设有进风口64。优选地,送料管61沿物料输送方向由下向上倾斜设置,连接管63沿物料输送方向由上向下倾斜设置,且连接管63穿过锅炉的炉壁66,确保物料顺利下落。
进风口64的设置,有利于防止炉膛冒烟、冒粉尘现象发生,利用送料螺杆62对料仓54上的炉渣直接利用输送到炉膛内做锅炉1床料使用,起到循环作用,稳定锅炉1床压,减少外购黄沙作床料(一般流化床垃圾炉因为烧煤少,床料不平衡,需外购黄沙补充)。当锅炉1不需要过多床料时,可关闭阀门,利用第三事故放渣管排渣,操作简单,方便,实用。
实施例2
本实施例的一种流化床垃圾焚烧炉排渣***的排渣方法,包括以下加工步骤:
步骤(1)、将锅炉1排出的排渣物料投入冷渣机2的内筒24中,排渣物料的进料温度为950℃;
步骤(2)、向冷渣机2的外筒23输送冷却介质,冷却介质的温度为20℃,冷却介质的工作压力为0.4MPa;
步骤(3)、驱动机构带动冷渣筒22进行旋转,与此同时冷却介质与排渣物料进行旋转式热交换,使排渣物料的出料温度为80℃,冷却介质的出口温度为80℃;
步骤(4)、冷却后的物料通过输送机构3进行输送,经杂质分离机构4进行分离,得到磁吸金属杂质、非磁吸金属杂质和床料炉渣;磁吸金属杂质和非磁吸金属杂质分别回收利用;
步骤(5)、床料炉渣通过提升机构5输送到锅炉1内,作为锅炉1床料使用。
实施例3
本实施例的一种流化床垃圾焚烧炉排渣***的排渣方法,包括以下加工步骤:
步骤(1)、将锅炉1排出的排渣物料投入冷渣机2的内筒24中,排渣物料的进料温度为800℃;
步骤(2)、向冷渣机2的外筒23输送冷却介质,冷却介质的温度为35℃,冷却介质的工作压力为0.5MPa;
步骤(3)、驱动机构带动冷渣筒22进行旋转,与此同时冷却介质与排渣物料进行旋转式热交换,使排渣物料的出料温度为75℃,冷却介质的出口温度为75℃;
步骤(4)、冷却后的物料通过输送机构3进行输送,经杂质分离机构4进行分离,得到磁吸金属杂质、非磁吸金属杂质和床料炉渣;磁吸金属杂质和非磁吸金属杂质分别回收利用;
步骤(5)、床料炉渣通过提升机构5输送到锅炉1内,作为锅炉1床料使用。
实施例4
本实施例的一种流化床垃圾焚烧炉排渣***的排渣方法,包括以下加工步骤:
步骤(1)、将锅炉1排出的排渣物料投入冷渣机2的内筒24中,排渣物料的进料温度为780℃;
步骤(2)、向冷渣机2的外筒23输送冷却介质,冷却介质的温度为45℃,冷却介质的工作压力为0.6MPa;
步骤(3)、驱动机构带动冷渣筒22进行旋转,与此同时冷却介质与排渣物料进行旋转式热交换,使排渣物料的出料温度为65℃,冷却介质的出口温度为65℃;
步骤(4)、冷却后的物料通过输送机构3进行输送,经杂质分离机构4进行分离,得到磁吸金属杂质、非磁吸金属杂质和床料炉渣;磁吸金属杂质和非磁吸金属杂质分别回收利用;
步骤(5)、床料炉渣通过提升机构5输送到锅炉1内,作为锅炉1床料使用。
本发明的排渣方法简单,排渣量大,排渣温度低,且排渣故障低,有利于推广应用。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。