CN110440265B - 一种有热流组织的废物燃烧炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有热流组织的废物燃烧炉，由废物热解腔道、热解挥发份输送通道和燃烧腔、热解炭的输送通道和燃烧腔、二燃室组成。所述的热解挥发份的输送通道与热解炭的输送通道是分开的；而所述热解挥发份燃烧腔和热解炭的燃烧腔位于同一腔体内，二者分别供氧燃烧，炭的燃烧是前位、挥发份的燃烧是后位；或者所述的热解挥发份的输送通道与热解炭的输送通道是一体的，在二者的燃烧腔，二者分别供氧燃烧，炭的燃烧是后位、挥发份的燃烧是前位的。本发明所提供有热流组织的废物燃烧炉，通过将废物分成挥发份和热解炭两股热流并通过调整燃烧所需的空气，实现挥发份及热解炭两股热流的错位燃烧和互相弥补，以应对废物水分和组分的波动，并且防治NOx的生成。

Description

一种有热流组织的废物燃烧炉

技术领域

本发明属于废物清洁处置与资源化领域，尤其涉及一种有热流组织的废物燃烧炉。

背景技术

现有技术中我国针对城市生活垃圾大型化处理主要是大型焚烧炉，基于炉排技术或者流化床技术实现直燃。为了保证生活垃圾在焚烧炉内燃尽，采用热风供应、控制炉排行进速度、加强供氧和扰动等措施，但是大型的城市垃圾焚烧炉对应的烟气净化和飞灰处置***费用昂贵，不仅所占的投资比例大，而且所占运行这费用更高，依赖较高的处置费以及发电补贴以实现经济平衡。现有技术中小型焚烧技术主要用于村镇垃圾处置，为了降低本底的污染物浓度水平，村镇小型垃圾焚烧炉多以气化焚烧为主，受垃圾的水分变化，气化效果不稳定，水分增加可导致气化变成阴燃。

此外，现有的技术中在乡镇运行的小型热解气化焚烧炉由于处于无热流组织模式，即气化和后续气体的焚烧都是依赖垃圾自身的条件自然形成的，气流和物流组织单一，靠单一的堆放、炉排运动及下供氧的气化模式运行的气化焚烧炉没有抵御垃圾组分和水分等参数波动的能力。燃烧的调节对运行人员的要求高，且小型炉的现场维护人员的科技水平有限，操作要求高、难以维护或者需要经常调节的垃圾无组织焚烧处理设施是不适用的，急需有抵抗垃圾成分和水分变化的能力、维护简易并且经济适用、更加环保的小型垃圾焚烧处理设施。

除生活垃圾外，还有秸秆、园林垃圾、工业废弃物等的处理，有时规模不大，不能使用常规的大型焚烧炉、需要灵活实用的中小型的焚烧处理设施。而工业废弃物和有些热值较高的生活垃圾在现有的热解气化焚烧炉上运行时，可能出现挥发份瞬间释放太剧烈造成的波动和冲击，如果挥发份瞬间释放量较多或者燃烧剧烈，可导致二次裂解产生碳黑难以燃尽。在非常高的温度下，供氧不足，焚烧的热解阶段产生的炭也会急剧气化产生CO,导致排放超标。所以尽管目前热解气化焚烧炉在小型垃圾上使用非常普遍，但是受垃圾组分和水分的影响，保证温度燃烧还存在可靠性问题。

发明内容

为满足中小型垃圾处理设施能适应垃圾水分、成分波动时仍能维持稳定运行的需要，本发明的目的在于提供一种便于县域、乡镇生活垃圾、岛屿垃圾及秸秆、工业垃圾处理的、有热流组织的废物燃烧炉，所述装置具有更清洁、更能适应垃圾成分和水分多变的特性。

本发明提出的一种有热流组织的废物燃烧炉，由输送废物和热解废物的腔道、挥发份的输送通道、热解炭的输送通道、炉墙、燃烧腔和二燃室组成；所述燃烧腔和二燃室位于炉墙内，其中：

输送废物和热解废物的腔道分别连接挥发份的输送通道和热解炭的输送通道的一端，所述的热解挥发份的输送通道与热解炭的输送通道是分开的；挥发份的输送通道和热解炭的输送通道的另一端分别连接燃烧腔，所述热解挥发份和热解炭的燃烧腔位于同一腔体内，燃烧腔内设有供氧的风管，所述风管用于对挥发份的燃烧进行可控供氧；燃烧腔的下端设有支撑和移动热解炭的炉排，所述热解炭在炉排上移动和燃烧；通过供氧的调整使热解炭的燃烧是前位的、挥发份的燃烧是后位的；所述热解挥发份和热解炭的燃烧腔通过上斜式炉烘连通二燃室；

或者：输送废物和热解废物的腔道分别连接挥发份的输送通道和热解炭的输送通道的一端，所述的热解挥发份的输送通道与热解炭的输送通道是一体的；挥发份和热解炭的输送通道的另一端连接燃烧腔，所述热解挥发份和热解炭的燃烧腔位于同一腔体内，燃烧腔内设有供氧的送风口，所述送风口用于对挥发份的燃烧进行可控供氧；燃烧腔的下端设有支撑和移动热解炭的炉排，所述热解炭在炉排上移动和燃烧，其中挥发份的燃烧是前位的、热解炭的燃烧是后位的；所述热解挥发份和热解炭的燃烧腔通过下斜式炉烘连通二燃室；

所述的有热流组织的废物燃烧炉通过热解温度的调节和燃烧所需空气的分开调整，实现挥发份及热解炭两股热流的可控，但是两股热流在燃烧腔内互相弥补和促进，以应对废物水分和组分的波动，维持温度的稳定并且防治NOx的生成。

本发明中，挥发份的输送通道另一端连接燃烧腔的出口连接处有送风口，用以供氧(空气)，优选地（优选地，较佳的工作模式）空气从挥发份出口的两侧送入，迅速供氧使挥发份快速燃尽；通过调节两侧空气供入的量的大小，可以改变挥发份在燃烧腔的主要燃烧区的位置。

本发明中，所述热解挥发份和热解炭的燃烧腔是由炉排和炉墙围成的空间，所述燃烧腔开始于连通热解炭的入口处，也即开始于所述热解炭输送通道的末端处，热解炭落入到炉排上；所述炉排具有输送热解炭及透过氧气(空气)供热解炭燃烧的功能，所述炉排下方至少设有3个风仓，所述风仓用于送入空气，使空气的送入具有良好的组织，使得炭的燃烧放热被控制，甚至炭燃烧的灰渣被部分熔融。

本发明中，所述炉排由动炉排和固定炉排组成，所述炉排下的风仓连接供氧的风机，所述炉排最后端上面的空间为挥发份和热解炭的燃烧腔的尾端，所述动炉排连接驱动机构，用于驱动动炉排作定期往复运动。

本发明中，所述热解挥发份和热解炭的燃烧腔是由炉排、炉墙和炉拱围成的渐渐阔开的空间，以满足挥发份和炭同时燃烧所需的空间扩大和气流混合的要求，炉拱的转折处有高速气流吹入；炉排下边第一个风仓送入的空气使得热解炭立即燃烧。

本发明中，所述热解挥发份和热解炭的燃烧腔是由炉排、炉墙和炉拱下压导流形成的空间，以满足挥发份燃烧对热解炭燃烧的弥补和NOx的还原要求，炉拱的转折处有高速气流吹入；在所述的热解炭落入到所述的炉排上以后，炉排下的第一个风仓送入空气量很少甚至不送入空气；热解炭被炉排向前输送到第二个风仓的位置处开始大量送入空气燃烧。

本发明中，所述二燃室内布置有若干个折流墙，在每个折流墙的窄处设有供氧口，以促进紊流和混合；所述的折流墙根部即与炉墙连接处设置有吹灰装置，定期吹灰。

本发明中，所述的输送和热解废物的热解腔体不仅实现废物的热解，还通过热解温度的调节实现热流以挥发份流和热解炭流的有组织分配：所述的废物热解腔道内设有高温烟气进口，根据热解腔道内热解温度限定来控制烟气的循环热量。所述废物热解腔的外侧还有外热室，用于对废物辅助加热和保温。

本发明中，所述的热解挥发份的输送通道与热解炭的输送通道分开时，控制烟气的循环热量使所述的热解腔内热解温度限定为500-650℃，实现废物在挥发份的热流份额占废物总热流份额的50-60%,所述热解炭进入燃烧腔后其输送炉排下供应燃烧所需的所有空气量、促进挥发份与热解炭的燃烧和燃尽，避免在燃烧气流中挥发份二次裂解形成碳黑或者热解炭生成过量的CO。

本发明中，所述的热解挥发份的输送通道与热解炭的输送通道一体时，所述热解腔的温度为400-550℃，实现废物在挥发份和热解炭之间的热流分配，且热解炭的热流份额占废物总热流份额的50-60%，热解炭落下处的炉排下风仓不供氧或者少量供氧、随后再供应燃烧所需的所有风量；避免在燃烧气流中挥发份二次裂解形成碳黑或者热解炭生成过量的CO。

本发明中，所述的废物包括生活垃圾、农业废弃物如秸秆等、园林废弃物、工业废弃物如造纸废渣等。

本发明中，二燃室的腔体末端设清灰口，用于打开清灰。

本发明中，有热流组织的废物燃烧炉上设有炉门，所述炉门用于观看炉内的燃烧状况及打开进行炉内清理。

本发明中，炉墙外面设有保温层。

本发明中，燃烧腔底部一侧设有落渣口，炭燃尽后灰渣通过落渣口外排。

本发明所提供的有热流组织的废物燃烧炉的有益之处：

（１）在废物燃烧前先利用废物热解腔道热解后再以热解挥发份和热解炭两股热流的形式分别输送，并且通过对挥发份的供氧、对炉排下的第一个风仓送入空气量大小组织与调配，实现挥发份和热解炭燃烧的互相弥补；使得燃烧更加稳定，以适应废物组分和水分的波动；

（２）当水分少、比较干燥的废物进行燃烧时，可以采用两股热流输送通道分开的方式；且热解腔道内的温度偏高500-650℃；可避免挥发份输送通道内焦油冷凝，并采用热解炭立即大量燃烧、挥发份后位燃烧的方式相互弥补，保证燃烧稳定，同时后位大空间燃烧足量供氧避免挥发份裂解生成碳黑；

（３）当水分多、比较湿的废物进行燃烧时，可以采用两股热流输送通道一体化的方式；且热解腔道内的温度偏低400-550℃；采用挥发份前位燃烧、热解炭后位燃烧的方式，保证燃烧稳定，且避免所述热解炭在一体化通道处被剧烈气化生成大量的CO；

（４）炭在炉排上的燃烧因为控制风量以形成浓相还原燃烧，可以及时还原挥发份燃烧生成的NOx，避免烟气脱硝；

（５）所述的二燃室内布置多个折流墙，在折流墙的窄处有供氧风口；便于保证燃烧的完全和彻底，避免CO、未燃尽炭粒的存在、和避免二恶英的生成；

（６）即使废物的成分以及水分的变化，废物的热解炭化腔体可以产生二股热流(能源)，相互补充，适应干燥废物、高热值废物和高湿废物的燃烧；

（7）由于有热流组织的废物燃烧炉具有燃烧平稳、可适应水分和组分的波动，因此更容易保证二噁英的排放能达标。

附图说明

图1为本发明的有热流组织的废物燃烧炉的实施例1实施方案图；

图2为本发明的有热流组织的废物燃烧炉的实施例２实施方案图；

图3为本发明图1的一种优化方案；

图4为本发明图2的一种优化方案。

图中标号：1是输送废物和热解废物的腔道；2是废物入口料斗；3是高温烟气；4是外热室；5是高温烟气入口；6是燃烧腔；7是热解炭；8是挥发份；9是炉门；10是固定炉排；11是动炉排；12是二燃室；13是送风口；14是清灰口；15是烟气出口；16是落渣口；17是水汽出口；18是保温层；19是驱动机构；20是炉墙；21是供氧风机；22是折流墙；23是炉拱；24是风仓；25是冷却后的排烟；26是高温烟气循环风机。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明。

实施例1

如图1所示的有热流组织的废物燃烧炉，包括输送废物和热解废物的腔道1、废物入口料斗2、外热室4、燃烧腔6、热解炭7的输送通道、挥发份8的输送通道、炉门9、固定炉排10、动炉排11、二燃室12、送风口13、清灰口14、烟气出口15、落渣口16、保温层18、驱动机构19、炉墙20、风机21、折流墙22和风仓24。

所述的有热流组织的废物燃烧炉，输送废物和热解废物的腔道1选自无轴双螺旋或者带有外热室4的回转筒，无轴双螺旋或者回转筒的内侧有废物，外侧有高温热烟气，中间用金属壁面隔开。有废物的内侧还可以有高温烟气入口5，高温烟气3通过高温烟气入口5送入，其送入量保障热解温度在500-650℃范围内。热解炭7通过热解炭的输送通道落在炉排上；所述炉排包括固定炉排10和动炉排11，由驱动机构19驱动动炉排11定期往复运动，供氧风机21向炉排下面的风仓24供氧（空气），氧量在不同区域进行调节，并通过风仓24穿透炉排送入燃烧腔6，配合燃烧所需的气氛，促进热解炭的燃烧和燃尽；燃尽后的灰渣通过落渣口16外排。挥发份8通过挥发份的输送通道送入同一燃烧腔6的腔体内，立即被送风口13供入的空气混合点燃；挥发份的燃烧和下部炭的燃烧互相补充，并且炭为还原性的气化燃烧，对燃烧产生的NOx进行还原。

优选地，热解炭7在炉排上进行气化燃烧，形成微熔融的渣；

优选地，送风口13进入的空气以多股的形式进入燃烧腔６，其送入的空气能在前后两侧与挥发份8更加均匀的混合，改变挥发份的燃烧位置以及对烟气造成强烈的扰流。

优选地，挥发份8和热解炭7的燃烧腔6与二燃室12之间设有上斜式炉拱23，见图3，所述炉拱23的端部有气流高速(大于25m/s)送入炉内促进混合,二燃室12内有多个折流墙22与供氧口13组合，形成扰动促进燃尽，烟气经过二燃室12的第一腔道的烟气出口15进入二燃室12的第二腔道，这里仍有折流墙22和送风口13的组合保障燃尽。进一步地，在折流墙22的根部（与炉墙连接处），有吹灰口，吹灰气流选自压缩空气或者蒸汽进行定期清灰。

炉门9可以观看炉内的燃烧状况及打开进行炉内清理；清灰口14位于二燃室12的腔体末端，可以打开清灰。炉子的炉墙20外面设有保温层18；保障炉子的热量不外散。

本实施例中挥发份8的热流约占废物总热流的50-60%；热解炭7的热流约占废物总热流的40-50%、并且错位燃烧，使得烟气中燃烧产生的NOx进行还原。

上述的有热流组织的废物燃烧炉，因为挥发份8和热解炭7分别有组织地进入燃烧腔6中不同位置，可以通过热解温度、热解腔中温度的调节实现挥发份8携带的热流和热解炭7中携带热流的调节，保证燃烧的平稳、同时有利于实现清洁燃烧和彻底燃烧。

实施例2

如图2所示的有热流组织的废物燃烧炉，包括输送废物和废物热解的腔道1、废物入口料斗2、外热室4、燃烧腔6、热解炭7的输送通道、挥发份8的输送通道、炉门9、固定炉排10、动炉排11、二燃室12、送风口13、清灰口14、烟气出口15、落渣口16、保温层18、驱动机构19、炉墙20、风机21、折流墙22和风仓24。热解炭7和挥发份8的输送通道一起落在炉排上。

所述的有热流组织的废物燃烧炉，输送废物和废物热解的腔道1选自无轴双螺旋或带有外热室4的回转筒中的任何一种，将废物边输送边热解。热解腔可以设有高温烟气输入口５，采用高温烟气供应和外加热等措施，温度维持在400-550℃。热解炭7和挥发份8一起落下进入燃烧腔6，挥发份8一旦进入燃烧腔6；立即被送风口13供入的空气从两侧混合燃烧。热解炭7直接落在下面的炉排上，所述炉排包括固定炉排10和动炉排11，由驱动机构19驱动动炉排11定期往复运动；在热解炭7刚刚落下位置处的炉排下的第一个风仓送入少量的空气或者不送入空气；热解炭被动炉排11移动离开挥发份的主燃烧区后到第二个风仓上部，供氧风机21向通过第二个风仓送入足够的空气进入燃烧腔６，促进热解炭7的燃烧和熔融，热解炭7的燃烧与挥发份8的燃烧腔６虽然在一起，但是挥发份8的燃烧是前位的，热解炭的燃烧是偏后的，以避免挥发份8和热解炭7的同时燃烧产生局部高温，使得热解炭下落时急剧气化，产生大量的CO对燃烧炉产生冲击，也避免挥发份8在过高的温度下来不及供氧、发生二次裂解产生碳黑，后续难以燃尽。热解炭7在炉排上燃尽后通过落渣口16外排。

本实施例中挥发份的热流约占废物总热流的40-50%；热解炭的热流约占废物总热流的50-60%、并且错位燃烧使得烟气中燃烧产生的NOx进行还原。

优选地，热解炭7在炉排上进行先缓慢气化、后急剧燃烧和熔融。

优选地，送风口13进入的空气以多股的形式进入燃烧腔６，与挥发份8从前后两侧更加均匀的混合，以促进其迅速燃尽。

优选地，挥发份和热解炭的燃烧腔６与二燃室12之间有炉拱23，见图4，所述炉拱23向下斜，形成导流空间，其端部有气流高速(大于25m/s)送入炉内促进混合,二燃室12内有多个折流墙22与供氧口13组合，形成扰动促进燃烧，烟气经过二燃室12的第一腔道出口15进入二燃室的第二腔道，这里仍有折流墙22和送风口13的组合保障燃尽。进一步地，在折流墙22的根部（与炉墙连接处），有吹灰口，吹灰气流选自压缩空气或者蒸汽进行定期清灰。

炉门9可以观看炉内的燃烧状况及打开进行炉内清理；清灰口14位于二燃室12的腔体末端，可以打开清灰。炉子的炉墙20外面设有保温层18；保障炉子的热量不外散。

上述的有热流组织的废物燃烧炉，有利于实现清洁燃烧和彻底燃烧。

优化地，废物入料口2的上部设有水汽收集口17收集因干燥所产生的臭气，避免了臭气的排放。

实施例3

某造纸厂的废渣，含水35-38%、热值11.5-13 MJ/kg，处理量25 t/d，破碎后采用如图3所示的有热流组织的废物燃烧炉，输送废物和热解废物的腔道1选自现有技术中的间壁式回转窑，回转窑筒的外侧有热烟烟道间接对废物加热的外热室4，回转窑体内有来自高温烟气循环风机26供入的高温烟气入口5，高温烟气３通过高温烟气入口５进入，其循环量保障热解温度在500-650℃范围内。水分的蒸发及导出可以采用现有技术，如专利ZL201410305784.9中干燥水分的收集技术。废物在输送废物和热解废物的腔道1内变成两股热流：热解炭7和挥发份8。所述热解炭7通过热解炭的输送通道落在炉排上；所述炉排包括固定炉排10和动炉排11，由驱动机构19驱动动炉排11定期往复运动，炉排下有3个风仓24，由风机21向所述的风仓送入空气，风仓24内的空气量在第一个风仓供应最多，第二个风仓和第三个风仓的风量逐渐减少，以形成热解炭的后期还原性的气化燃烧，对燃烧烟气中产生的NOx进行还原，并形成微熔融的灰渣。热解炭和挥发份两股热流互补燃烧，维持温度稳定及抑制NOx的燃烧气氛，促进热解炭的燃烧和燃尽；并形成微熔融的灰渣通过落渣口16外排。挥发份8通过其输送通道送入燃烧腔，在热解炭7落下处的后位，立即被送风口13供入的空气混合燃烧；避免出现碳黑。

优选地，送风口13进入的空气以多股的形式进入燃烧腔６，与挥发份8自前后两侧混合以及对烟气造成强烈的扰流。

优选地，挥发份和热解炭的燃烧腔６与二燃室12之间有上斜式炉拱23，以满足挥发份8的燃烧和下部热解炭7的燃烧所需空间越来越大的要求，所述炉拱23的端部有空气以35-40m/s的速度送入炉内促进混合,二燃室12内有多个折流墙22与其窄处供氧口13组合，形成扰动促进燃烧，烟气经过二燃室12的第一腔道出口15进入二燃室12的第二腔道，这里仍有折流墙22和送风口13的组合保障燃尽。进一步地，在折流墙22的根部（与炉墙连接处），有吹灰口，吹灰气流选自压缩空气或者蒸汽进行定期清灰。

每天定期打开炉门9观看炉内的燃烧状况及清理卡住的金属。每周打开清灰口14清灰。炉子的炉墙20外面设有保温层18；保障炉子的热量不外散。

上述的有热流组织的废物燃烧炉，有利于实现高热值的造纸废渣的清洁燃烧和彻底燃烧。

实施例4

某县开发区垃圾，含水40 %左右、塑料含量高、热值12.5 MJ/kg左右，处理量10t/d，破碎后采用如图3所示的有热流组织的废物燃烧炉，输送废物和热解废物的腔道1选自现有技术中的无轴双螺旋反应器，无轴双螺旋反应器外壁有热烟烟道间接对垃圾加热，内有来自高温烟气循环风机26供入的高温烟气入口５，高温烟气３通过高温烟气入口５，其循环量保障热解温度在500-650℃范围内。水分的蒸发及导出可以采用现有技术，如专利ZL201410305784.9中干燥水分的收集技术。废物在输送废物和热解废物的腔道1内变成两股热流：热解炭7和挥发份8。所述热解炭7通过其输送通道落在炉排上；所述炉排包括固定炉排10、动炉排11，由驱动机构19驱动动炉排11定期往复运动，炉排下有3个风仓24，由风机21向所述的风仓24送入空气，风仓24内的空气量在第一个风仓向炉排上的热解炭7进行足量燃烧供应，第二个风仓和第三个风仓的空气量逐渐减少，以形成热解炭的后期还原性的气化燃烧，对燃烧烟气中产生的NOx进行还原，并形成微熔融的灰渣。热解炭和挥发份两股热流互补燃烧，维持温度稳定及抑制NOx的燃烧气氛，促进热解炭的燃烧和燃尽；并形成微熔融的灰渣通过落渣口16外排。挥发份8通过其输送通道送入燃烧腔６，立即被送风口13供入的空气混合燃烧；避免出现碳黑。

优选地，送风口13进入的空气以多股的形式进入燃烧腔6，与挥发份8自前后两侧混合以及对烟气造成强烈的扰流。

优选地，挥发份和热解炭的燃烧腔与二燃室12之间有上斜式炉拱23，以满足挥发份8的燃烧和下部热解炭7的燃烧所需空间越来越大的要求，所述炉拱23的端部有空气以35m/s的速度送入炉内促进混合,二燃室12内有多个折流墙22与供氧口13组合，形成扰动促进燃烧，烟气经过二燃室12的第一腔道出口15进入二燃室的第二腔道，这里仍有折流墙22和送风口13的组合保障燃尽。进一步地，在折流墙22的根部（与炉墙连接处），有吹灰口，吹灰气流选自压缩空气或者蒸汽进行定期清灰。

每天定期打开炉门9观看炉内的燃烧状况及清理源自废物的金属、玻璃等杂物。每周打开清灰口14清灰。炉子的炉墙20外面设有保温层18；保障炉子的热量不外散。

所述的有热流组织的废物燃烧炉，有利于实现高热值的造纸废渣的清洁燃烧和彻底燃烧。该燃烧炉配套现有技术中的烟气净化装置旋风除尘器、水膜除尘器兼降温塔，一级喷淋洗涤塔，洗涤塔上面装有除沫器。运行后经过测试烟气排放达标。

实施例5

某县域垃圾，加上当地的服装厂废物，含水40 %左右、热值10-11 MJ/kg左右，处理量30t/d，原先垃圾破碎后，采用现有技术中的某热解碳化焚烧炉处理，垃圾热解后挥发份与热解炭一起焚烧；经常出现NOx指标达标良好，HCl和SO₂浓度亦能达标，但是CO周期性地不达标且峰值高的现象，经过检查发现，该垃圾在热解后很难保证进料机构能将垃圾热解产物均匀送入燃烧炉腔体，出现一定频率的垃圾大幅下落造成CO周期性的飞升。采用本发明技术，垃圾破碎后采用如图3所示的有热流组织的废物燃烧炉，输送废物和热解废物的腔道1选自现有技术中的无轴双螺旋反应器，无轴双螺旋反应器共设置3组，每组的反应送能力为10t/d。无轴双螺旋的外壁有高温烟气流通的烟道间接对垃圾加热，即有外热室4，内有来自高温烟气循环风机26供入的高温烟气入口5，高温烟气３通过高温烟气入口5送入，其送入量保障热解温度在600-650℃范围内，确保挥发份输送过程中焦油不冷凝、不堵塞。此时热解挥发份8的热流占垃圾总热流量的份额为56-60%, 热解炭的热流份额为40-44%。进入燃烧腔６后的工作模式同实施例4。

改造后经过检测，结果是：CO的范围在1-40mg/Nm³，达标。其它污染物采用现有烟气净化技术中的洗涤塔脱酸、布袋除尘处理后均达标。测试二噁英发现排放浓度是0.081ng/Nm³ I-TEQ，达标。

实施例6

某乡镇生活垃圾日处理量为30t/d，含水50-55%以上，低位热值在5.9-6.5 MJ/kg范围内，采用如图4所示的有热流组织的废物燃烧炉，输送和热解废物的腔道1选自无轴双螺旋，共2组，每组输送量15t/d，其外部有高温烟气加热的外热室4。内有高温烟气入口５。燃烧腔６最后维持温度在400-550℃，优选地控制在450-500℃。将垃圾热解成挥发份8和热解炭7两股热流，热解炭7落在下面的炉排上；所述炉排包括固定炉排10、动炉排11，由驱动机构19驱动动炉排11定期往复运动；在热解炭7刚刚落下位置处的炉排下的第一风仓24仅仅送入少量的空气；与此同时挥发份8同时也与热解炭7一起进入燃烧腔6并立即被送风口13供入的空气混合燃烧。热解炭被炉排推送离开挥发份的主燃烧区到达第二风仓24的上部后，供氧风机21向第二风仓送入足量的空气，穿过炉排向炉排上的热解炭7供氧，促进热解炭7的燃烧和燃尽，热解炭7的燃烧与挥发份8的燃烧腔是一体的，但是挥发份的燃烧在前位、炭的燃烧延后以便错位，以免局部温度过高，一方面避免燃烧过程中产生大量的碳黑和CO的波动，另一方面便于热解炭7对烟气中NOx的还原。热解炭7在炉排上燃尽后通过落渣口16外排。

优选地工作方式是：风机21通过3个风仓24分仓送风，其中第一个风仓送入的空气量为理论空气量的0.15倍；第二个风仓供氧量是热解炭7燃烧所需理论空气量的80%,使热解炭急剧燃烧，对挥发份的燃烧形成弥补；第三个风仓供氧减少，是热解炭燃烧所需理论空气量的20%，促进烟气中燃烧产生的NOx进行还原和促进炭渣的熔融。

优选地，送风口13进入的空气以多股的形式进入燃烧室，与挥发份8从前后两侧均匀的混合以及对烟气造成强烈的扰流。

优选地，挥发份和热解炭的燃烧腔与二燃室12之间有炉拱23，所述炉拱23向下斜，对燃烧的气流产生导流作用。其端部有空气流以25m/s的速度送入炉内促进混合,二燃室12内有多个折流墙12与供氧口13组合，形成扰动促进燃烧，烟气经过二燃室12的第一腔道出口15进入二燃室的第二腔道，这里仍有折流墙22和送风口13的组合保障燃尽。进一步地，在折流墙22的根部（与炉墙连接处），有吹灰口，吹灰气流选自压缩空气或者蒸汽进行定期清灰。

炉门9可以观看炉内的燃烧状况及打开进行炉内清理；清灰口14位于二燃室12的腔体末端，可以打开清灰。炉子的炉墙20外面设有保温层18；保障炉子的热量不外散。

上述的有热流组织的废物燃烧炉，有利于含水量高的生活垃圾实现清洁燃烧和彻底燃烧。

优化地，在废物入口料斗2的上方设有水汽收集口17收集因干燥而产生的水蒸汽，并将水蒸汽送入喷淋塔用循环冷却水喷淋冷凝，不凝结的臭气导入燃烧腔6。***配套现有的烟气净化装置如布袋除尘器和湿式洗涤塔，不设脱硝措施。

运行结果：排烟中CO的浓度2-18ppm，NOx：28-70 ppm，其他酸性气体和灰尘均达标；测试二噁英发现排放浓度是0.076ng/Nm³ I-TEQ。

实施例7

某县生活垃圾日处理量为50t/d，初始含水55-60%，低位热值在6 MJ/kg左右，现有的处理方案是使用破碎机粗破碎，然后用现有技术中的回转窑干燥到水分30%左右送入气化炉，存在一些问题阻碍运行：一是干燥很慢、干燥产生的臭气大，现场环境不美观不卫生；二是气化炉经常不能正常气化，产生的燃气热值非常低，后面的二燃室达不到要求的温度；三是原来所配的蒸汽锅炉不能正常产生水蒸汽，使得用户准备放弃使用此处的蒸汽。

改造技术采用本发明的燃烧炉方案，见图4；保留原来的粗破碎机，设置垃圾堆放仓，垃圾堆放3天以上再破碎，进炉水分降低到50%左右或者更低。破碎后垃圾通过输送废物和热解废物的腔道1送入燃烧腔6；输送废物和热解废物的腔道1选自无轴双螺旋，共4组，每组输送量15t/d。将废物边输送边热解产生挥发份8和热解炭7送入燃烧腔6，为了促进垃圾的干燥和热解，在输送废物和热解废物的腔道1外面设有外热室4，内部设有高温烟气入口5。高温烟气入口5通过送入高温烟气3，并在外热室4的作用下，实现热解温度在400-550℃范围内，优选地控制在450℃左右。自输送废物和热解废物的腔道1排出的热解炭7落在下面的炉排上；所述炉排包括固定炉排10和动炉排11，由驱动机构19驱动动炉排11定期往复运动；在热解炭7刚刚落下位置处的炉排下的第一个风仓送入的空气量为热解炭燃烧所需理论空气量的20%；与此同时挥发份8同时与热解炭7一起进入燃烧腔6并立即被送风口13供入的空气混合燃烧。热解炭7被炉排11推送离开挥发份8的主燃烧区到达第二个风仓的上部后，供氧风机21由第二个风仓24向炉排上送入热解炭燃烧所需空气量的75%，促进热解炭7的燃烧和燃尽，热解炭7的燃烧与挥发份8的燃烧腔6是一体的，由炉墙、炉排围成，起始于热解炭7落下的位置，挥发份8的燃烧在前位、热解炭7的燃烧稍稍延后以便错位，以免局部温度过高，避免燃烧过程中挥发份的二次裂解产生大量的碳黑和热解炭7的剧烈气化产生大量的CO，另一方面便于热解炭7对烟气中NOx的还原。热解炭7在炉排上燃尽后通过落渣口16外排。从炉排前端到落渣口上部的炉膛空间有下斜式导流炉拱23，便于促进烟气中各种组分的混合，落渣口16上端处的炉拱23的末尾端部，有25%的燃烧总氧量以35m/s的速度喷入，促进扰流和混合，实现完全燃烧，此处即燃烧腔6的后端，其上部空间为二燃室12，内布置有多个折流墙22及其窄处的供风口13，以促进炭粒和CO等成分的燃尽。

改造后测试的效果是：排烟中CO的浓度0-12ppm，NOx：21-61 ppm，其他酸性气体和灰尘少量，利用现有的烟气净化装置如布袋除尘器和湿式洗涤塔，很容易处理HCl, SO₂和灰尘使其排放达标；测试二噁英发现排放浓度是0.08ng/Nm³ I-TEQ。且余热锅炉稳定产蒸汽3 T/h，为用户所接受。

以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。

Claims (10)

1.一种有热流组织的废物燃烧炉，由输送废物和热解废物的腔道、挥发份的输送通道、热解炭的输送通道、炉墙、燃烧腔和二燃室组成；所述燃烧腔和二燃室位于炉墙内，其特征在于：

当水分少、比较干燥的废物进行燃烧时，输送废物和热解废物的腔道分别连接挥发份的输送通道和热解炭的输送通道的一端，所述的挥发份的输送通道与热解炭的输送通道是分开的；挥发份的输送通道和热解炭的输送通道的另一端分别连接燃烧腔，所述挥发份和热解炭的燃烧腔位于同一腔体内，燃烧腔内设有供氧的风管，所述风管用于对挥发份的燃烧进行可控供氧；燃烧腔的下端设有支撑和移动热解炭的炉排，所述热解炭在炉排上移动和燃烧；通过供氧的调整使热解炭的燃烧是前位的、挥发份的燃烧是后位的；所述挥发份和热解炭的燃烧腔通过上斜式炉烘连通二燃室；

或者：当水分多、比较湿的废物进行燃烧时，输送废物和热解废物的腔道分别连接挥发份的输送通道和热解炭的输送通道的一端，所述的挥发份的输送通道与热解炭的输送通道是一体的；挥发份和热解炭的输送通道的另一端连接燃烧腔，所述挥发份和热解炭的燃烧腔位于同一腔体内，燃烧腔内设有供氧的送风口，所述送风口用于对挥发份的燃烧进行可控供氧；燃烧腔的下端设有支撑和移动热解炭的炉排，所述热解炭在炉排上移动和燃烧，其中挥发份的燃烧是前位的、热解炭的燃烧是后位的；所述挥发份和热解炭的燃烧腔通过下斜式炉烘连通二燃室；

所述的有热流组织的废物燃烧炉通过热解温度的调节和燃烧所需空气的分开调整，实现挥发份及热解炭两股热流的可控，但是两股热流在燃烧腔内互相弥补和促进，以应对废物水分和组分的波动，维持温度的稳定并且防止NOx的生成。

2.根据权利要求1所述的一种有热流组织的废物燃烧炉，其特征在于：挥发份的输送通道另一端连接燃烧腔的出口连接处有送风口，用以供氧，空气从挥发份出口的两侧送入，迅速供氧使挥发份快速燃尽；通过调节两侧空气供入的量的大小，可以改变挥发份在燃烧腔内主要燃烧区的位置。

3.根据权利要求1所述的一种有热流组织的废物燃烧炉，其特征在于：所述挥发份和热解炭的燃烧腔是由炉排和炉墙围成的空间，所述燃烧腔开始于连通热解炭的入口处，也即开始于所述热解炭输送通道的末端处，热解炭落入到炉排上；所述炉排具有输送热解炭及透过氧气供热解炭燃烧的功能，所述炉排下方至少设有3个风仓，所述风仓用于送入空气，使空气的送入具有良好的组织，使得炭的燃烧放热被控制，甚至炭燃烧的灰渣被部分熔融。

4.根据权利要求3所述的一种有热流组织的废物燃烧炉，其特征在于：所述炉排由动炉排和固定炉排组成，所述炉排下的风仓连接供氧的风机，所述炉排最后端上面的空间为挥发份和热解炭的燃烧腔的尾端，所述动炉排连接驱动机构，用于驱动动炉排作定期往复运动。

5.根据权利要求3所述的一种有热流组织的废物燃烧炉，其特征在于：所述挥发份和热解炭的燃烧腔是由炉排、炉墙和炉拱围成的渐渐阔开的空间，以满足挥发份和炭同时燃烧所需的空间扩大和气流混合的要求，炉拱的转折处有高速气流吹入；炉排下边第一个风仓送入的空气使得热解炭立即燃烧。

6.根据权利要求3所述的一种有热流组织的废物燃烧炉，其特征在于：所述挥发份和热解炭的燃烧腔是由炉排、炉墙和炉拱下压导流形成的空间，以满足挥发份燃烧对热解炭燃烧的弥补和NOx的还原要求，炉拱的转折处有高速气流吹入；在所述的热解炭落入到所述的炉排上以后，炉排下的第一个风仓送入空气量很少甚至不送入空气；热解炭被炉排向前输送到第二个风仓的位置处开始大量送入空气燃烧。

7.根据权利要求1所述的一种有热流组织的废物燃烧炉，其特征在于：所述二燃室内布置有若干个折流墙，在每个折流墙的窄处设有供氧口，以促进紊流和混合；所述的折流墙根部即与炉墙连接处设置有吹灰装置，定期吹灰。

8.根据权利要求1所述的一种有热流组织的废物燃烧炉，其特征在于：所述腔道不仅实现废物的热解，还通过热解温度的调节实现热流以挥发份流和热解炭流的有组织分配：所述腔道内设有高温烟气进口，根据腔道内热解温度限定来控制烟气的循环热量，所述腔道的外侧还有外热室，用于对废物辅助加热和保温。

9.根据权利要求8所述的一种有热流组织的废物燃烧炉，其特征在于：所述的挥发份的输送通道与热解炭的输送通道分开时，控制烟气的循环热量使所述腔道内热解温度限定为500-650℃，实现废物在挥发份的热流份额占废物总热流份额的50-60％，所述热解炭进入燃烧腔后其输送炉排下供应燃烧所需的所有空气量、促进挥发份与热解炭的燃烧和燃尽，避免在燃烧气流中挥发份二次裂解形成碳黑或者热解炭生成过量的CO。

10.根据权利要求8所述的一种有热流组织的废物燃烧炉，其特征在于：所述的挥发份的输送通道与热解炭的输送通道一体时，所述腔道的温度为400-550℃，实现废物在挥发份和热解炭之间的热流分配，且热解炭的热流份额占废物总热流份额的50-60％，热解炭落下处的炉排下风仓不供氧或者少量供氧、随后再供应燃烧所需的所有风量；避免在燃烧气流中挥发份二次裂解形成碳黑或者热解炭生成过量的CO。

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