CN105782991B - 高效清洁焚烧炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高效清洁焚烧炉，高温混合气体管道在焚烧炉前拱和后拱处分别设置高温混合气体喷管，该喷管分别连接焚烧炉前拱喷嘴和后拱喷嘴，前拱喷嘴和后拱喷嘴分别***前拱和后拱，喷嘴喷出高温混合气体的温度高于600℃，气流位于垃圾焚烧段上方，能降低主燃区含氧量，降低NOx排放。二次风管道连接蓄热式换热器，换热器设有二次风入口。再循环烟气管道上设置有再循环烟气加热器和再循环引风机，再循环烟气管道末端连通再循环烟气抽气口。余热锅炉通过连接管道连接烟气净化***和烟囱，再循环烟气抽气口设置在连接管道上。采用本发明的高效清洁焚烧炉，能有效降低主燃区含氧量，降低NOx排放，同时维持主燃区温度，实现高效清洁燃烧。

Description

高效清洁焚烧炉
技术领域
本发明涉及垃圾焚烧技术，特别涉及一种高效清洁焚烧炉。
背景技术
随着环保要求的提高，采用垃圾焚烧炉高效清洁燃烧技术已成为共识。国内大多应用基于燃烧段控氧燃烧和烟气再循环（炉拱末端与第一烟道之间）的低NOx技术，其结构简单，运行成本低。烟气再循环温度一般为200℃左右，喷入焚烧炉喉部（炉拱末端与第一烟道交接处），主要起到促进垃圾挥发分充分燃烧，促进二噁英完全裂解的作用。但是国内垃圾燃烧工况不够稳定，燃烧段控氧燃烧会导致燃尽率下降，人工调控很难找到高效燃烧和清洁焚烧的平衡点，ACC***缺少针对低污染的控制策略，该技术需要进一步改进。
高温气体低氧燃烧技术是将高温烟气回流参与燃烧，降低燃烧区域氧气浓度，因其燃烧稳定，温度均匀，污染物协同控制等特性，正被广泛应用在燃气燃烧、煤粉燃烧等领域，是新一代最具发展前景的高效清洁燃烧技术。
有鉴于此，该领域的技术人员努力研发一种将高温气体低氧燃烧技术应用在垃圾焚烧中的高效清洁焚烧炉技术，以达到稳定的燃烧环境。
发明内容
本发明的任务是提供一种改进的高效清洁焚烧炉，将高温气体与废气混合的气体供给燃烧开始区域，在垃圾层上方的静止区域形成一个稳定的燃烧区域，能有效抑制NOx生成，有效控制CO和二噁英排放，同时降低排烟损失，解决了上述现有技术所存在的问题。
本发明的技术解决方案如下：
一种高效清洁焚烧炉，它包括焚烧炉蒸发段、燃烧段和燃尽段，焚烧炉炉排，设置在炉排上的炉膛拱，焚烧炉前拱，焚烧炉后拱，第一烟道，烟囱，烟气净化***以及余热锅炉，它还包括设置在焚烧炉前拱和焚烧炉后拱处的高温混合气体管道，高温混合气体管道分别连接二次风管道和再循环烟气管道；
所述高温混合气体管道在焚烧炉前拱和焚烧炉后拱处分别设置高温混合气体喷管，该喷管分别连接焚烧炉前拱喷嘴和焚烧炉后拱喷嘴，前拱喷嘴和后拱喷嘴分别***焚烧炉前拱和后拱，喷嘴喷出高温混合气体的温度高于600℃，流速为40m/s-70m/s，气流位于垃圾焚烧段上方，能降低主燃区含氧量，降低NOx排放；
所述二次风管道连接蓄热式换热器，蓄热式换热器设有二次风入口；
所述再循环烟气管道上设置有再循环烟气加热器和再循环引风机，再循环烟气管道末端连通再循环烟气抽气口；
所述余热锅炉通过连接管道连接烟气净化***和烟囱，再循环烟气抽气口设置在连接管道上。
所述蓄热式换热器在所连接的二次风管道上装有二次风阀门。
所述再循环烟气加热器前端连接的再循环烟气管道上装有再循环烟气阀门。
所述再循环烟气抽气口设置在烟气净化***与烟囱之间。
所述再循环烟气抽气口设置在余热锅炉与烟气净化***之间。
所述焚烧炉前拱喷嘴设置成数个焚烧炉前拱喷嘴等距地***焚烧炉前拱。
所述焚烧炉后拱喷嘴设置成数个焚烧炉后拱喷嘴等距地***焚烧炉后拱。
所述焚烧炉前拱喷嘴和焚烧炉后拱喷嘴与燃烧段的垂直距离为2-3m。
本发明将高温气体低氧燃烧技术应用在垃圾焚烧中，将高温气体与废气混合的气体供给燃烧开始区域，采用从焚烧炉的前后拱注入高温混合气体，在垃圾层上方（静止区域）形成一个稳定的燃烧区域（火焰难以吹散）。本发明与传统的燃烧技术相比，当注入混合气体后，即使在低空气比燃烧条件下，也不会增大燃烧开始区域燃烧的不稳定性，可以有效抑制NOx生成，有效控制CO和二噁英排放，同时降低排烟损失，可预期达到稳定的燃烧环境。
采用本发明的高效清洁焚烧炉，能有效降低主燃区含氧量，降低NOx排放，同时维持主燃区温度，实现高效清洁燃烧。
附图说明
图1是本发明的一种高效清洁焚烧炉的结构示意图。
附图标记：
1为蒸发段，2为燃烧段，3为燃尽段，4为二次风管道，5为二次风阀门，6为二次风入口，7为蓄热式换热器，8为再循环烟气阀门，9为再循环烟气加热器，10为烟气再循环管道，11为再循环引风机，12为再循环烟气抽气口，13为烟囱，14为烟气净化***，15为余热锅炉，16为高温混合气体管道，17为焚烧炉前拱喷嘴，18为焚烧炉前拱，19为焚烧炉后拱喷嘴，20为焚烧炉后拱，21为连接管道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
参看图1，焚烧炉一般由焚烧炉蒸发段1、燃烧段2和燃尽段3、焚烧炉炉排、设置在炉排上的炉膛拱、焚烧炉前拱18、焚烧炉后拱20、第一烟道、烟囱13、烟气净化***14以及余热锅炉15组成。
本发明提供的一种高效清洁焚烧炉还设置有高温混合气体管道16、高温混合气体喷口、烟气再循环管道10、二次风管道4、二次风蓄热式加热器7以及再循环烟气加热器9。
高温混合气体管道16设置在焚烧炉前拱18和焚烧炉后拱20处。高温混合气体管道16在焚烧炉前拱18和焚烧炉后拱20处分别设置高温混合气体喷管，该喷管分别连接焚烧炉前拱喷嘴17和焚烧炉后拱喷嘴19，前拱喷嘴17和后拱喷嘴19分别***焚烧炉前拱18和后拱20，喷嘴喷出高温混合气体的温度高于600℃，流速为40m/s-70m/s，气流位于垃圾焚烧段上方，能降低主燃区含氧量，降低NOx排放，同时维持主燃区温度，实现高效清洁燃烧。
高温混合气体管道16分别连接二次风管道4和再循环烟气管道10。二次风管道4连接蓄热式换热器7，蓄热式换热器7设有二次风入口6。再循环烟气管道10上设置有再循环烟气加热器9和再循环引风机11，再循环烟气管道10末端连通再循环烟气抽气口12。
余热锅炉15通过连接管道21连接烟气净化***14和烟囱13，再循环烟气抽气口12设置在连接管道21上。如图1中所示，再循环烟气抽气口12设置在烟气净化***14与烟囱13之间。也可以将再循环烟气抽气口12设置在余热锅炉15与烟气净化***14之间。
在二次风***中，蓄热式换热器7在所连接的二次风管道4上装设二次风阀门5，用以调节二次风。在烟气再循环***中，在与再循环烟气加热器9前端连接的再循环烟气管道10上装设再循环烟气阀门8，可以调节再循环烟气。
焚烧炉前拱喷嘴17和焚烧炉后拱喷嘴19应设置成数个喷嘴，这些喷嘴等距地***焚烧炉前拱18和焚烧炉后拱20，可以均匀喷射高温混合气体，达到稳定的燃烧环境。
焚烧炉前拱喷嘴17和焚烧炉后拱喷嘴19与燃烧段2的垂直距离设置为2-3m，喷口内气体流速为40m/s-70m/s，射流尾部需落在燃烧段垃圾层上方0-1m处。
本发明的高效清洁焚烧炉在实际安装使用中可采用以下方式：
本发明是一种可实现高温低氧燃烧的垃圾清洁焚烧炉，它包括焚烧炉炉排、焚烧炉炉膛、高温混合气体喷嘴、烟气再循环管道10、二次风管道4、高温混合气体管道16。如图1中所示，烟气再循环管道抽气口12设置在烟气净化***14与烟囱13之间，烟气再循环管道10设有再循环烟气加热器9，二次风***设有蓄热式换热器7，烟气再循环管道10和二次风管道4交汇于高温混合气体管道16。高温混合气体管道16末端设置有高温混合气体喷嘴，高温混合气体喷嘴***焚烧炉前后拱，对准焚烧炉燃烧段，喷出的气体温度高于600℃，射流速度为40m/s-70m/s，气流位于垃圾焚烧段上方，能有效降低主燃区含氧量，降低NOx排放，同时维持主燃区温度，实现高效清洁燃烧。
如图1中所示，二次风管道4上设置有蓄热式换热器7、二次风阀门5，二次风温度可以加热到600℃以上。烟气再循环管道10上设置有再循环引风机11、再循环烟气加热器9、再循环烟气阀门8，再循环烟气温度加热到600℃以上。烟气再循环管道与二次风相混合，烟气再循环量为总烟气量的15%-25%，二次风量为总新风量的0-10%。
靠近焚烧炉前后炉拱的高温混合气体管道16分为两个支管，两个支管分别与焚烧炉前拱喷嘴17和焚烧炉后拱喷嘴19连接。多个焚烧炉前拱喷嘴17等距地***焚烧炉前拱18，多个后拱喷嘴19等距地***焚烧炉后拱20。前拱喷嘴17和后拱喷嘴19与燃烧段2的垂直距离为2-3m，喷口内气体流速为40m/s-70m/s，射流尾部需落在燃烧段垃圾层上方0-1m处。
综上所述，本发明的高效清洁焚烧炉是将高温气体与废气混合的气体供给燃烧开始区域，采用从焚烧炉的前后拱注入高温混合气体，在垃圾层上方形成一个稳定的燃烧区域。本发明与传统的燃烧技术相比，当注入混合气体后，即使在低空气比燃烧条件下，也不会增大燃烧开始区域燃烧的不稳定性，可以有效抑制NOx生成，有效控制CO和二噁英排放，同时降低排烟损失，可预期达到稳定的燃烧环境。采用本发明的高效清洁焚烧炉，能有效降低主燃区含氧量，降低NOx排放，同时维持主燃区温度，实现高效清洁燃烧。
当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本发明权利要求的范围内。

Claims (6)

1.一种高效清洁焚烧炉，它包括焚烧炉蒸发段、燃烧段和燃尽段，焚烧炉炉排，设置在炉排上的炉膛拱，焚烧炉前拱，焚烧炉后拱，第一烟道，烟囱，烟气净化***以及余热锅炉，其特征在于：它还包括设置在焚烧炉前拱(18)和焚烧炉后拱(20)处的高温混合气体管道(16)，高温混合气体管道(16)分别连接二次风管道(4)和再循环烟气管道(10)；
所述高温混合气体管道(16)在焚烧炉前拱(18)和焚烧炉后拱(20)处分别设置高温混合气体喷管，该喷管分别连接焚烧炉前拱喷嘴(17)和焚烧炉后拱喷嘴(19)，前拱喷嘴(17)和后拱喷嘴(19)分别***焚烧炉前拱(18)和后拱(20)，喷嘴喷出高温混合气体的温度高于600℃，流速为40m/s-70m/s，射流尾部落在燃烧段垃圾层上方0-1m处，气流位于垃圾焚烧段上方，能降低主燃区含氧量，降低NO x排放；
所述焚烧炉前拱喷嘴(17)设置成数个焚烧炉前拱喷嘴(17)等距地***焚烧炉前拱(18)；所述焚烧炉后拱喷嘴(19)设置成数个焚烧炉后拱喷嘴(19)等距地***焚烧炉后拱(20)；
所述二次风管道(4)连接蓄热式换热器(7)，蓄热式换热器(7)设有二次风入口(6)；
所述再循环烟气管道(10)上设置有再循环烟气加热器(9)和再循环引风机(11)，再循环烟气管道(10)末端连通再循环烟气抽气口(12)；
所述余热锅炉(15)通过连接管道(21)连接烟气净化***(14)和烟囱(13)，再循环烟气抽气口(12)设置在连接管道(21)上。
2.根据权利要求1所述的高效清洁焚烧炉，其特征在于：所述蓄热式换热器(7)在所连接的二次风管道(4)上装有二次风阀门(5)。
3.根据权利要求1所述的高效清洁焚烧炉，其特征在于：所述再循环烟气加热器(9)前端连接的再循环烟气管道(10)上装有再循环烟气阀门(8)。
4.根据权利要求1所述的高效清洁焚烧炉，其特征在于：所述再循环烟气抽气口(12)设置在烟气净化***(14)与烟囱(13)之间。
5.根据权利要求1所述的高效清洁焚烧炉，其特征在于：所述再循环烟气抽气口(12)设置在余热锅炉(15)与烟气净化***(14)之间。
6.根据权利要求1所述的高效清洁焚烧炉，其特征在于：所述焚烧炉前拱喷嘴(17)和焚烧炉后拱喷嘴(19)与燃烧段(2)的垂直距离为2-3m。
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