CN200958757Y - 热分解立式焚烧炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热分解立式焚烧炉，包括燃烧室、液压推料器、布料装置、塔式卸料装置、料封出料装置及监测装置，其特征是：燃烧室分为一燃室和二燃室，液压推料器设置在一燃室的进料口，布料装置设置在一燃室的顶部，塔式卸料装置设置在一燃室的下部，塔式卸料装置通过下料溜筒连接料封出料装置，二燃室的顶部设置有助燃燃烧器，二燃室的底部设置有出灰口，一燃室和二燃室的上部通过过渡烟管连接。本实用新型具有如下的优点：1.炉体体积只有其它立式焚烧炉体积的40％；2.焚烧炉底部设置独立的排渣口，与底部冷风进口分开，炉内燃烧均匀、充分，排渣顺畅；3.二燃室和废热锅炉为相对独立体，使二次燃烧空间充分；4.炉体设置了高温腰风，确保了高温热解段所需要的温度和热量，有机物热裂解率高。

Description

热分解立式焚烧炉

技术领域

本实用新型涉及垃圾焚烧炉，特别是一种热分解立式焚烧炉。

背景技术

国内垃圾焚烧应用最多是机械炉排炉，该炉体积庞大、投资大。同时炉排式炉由于受高温氯腐蚀的限制，其效率不超过70％，垃圾焚烧炉将锅炉与燃烧炉设计融为一体，发电效率低且波动较大；垃圾翻动量小、焚烧速度慢，易结渣，燃烧不完全，导致烟尘量大；金属、氮、硫充分氧化导致烟气中重金属氧化物、NOx、SO2、二恶英含量高。

近年来，国内出现立式焚烧炉专利技术，但也存在如下技术缺点：

1、炉体积依然较庞大；

2、排渣口与焚烧炉底部众多风帽口共用，在实际操作过程中，由于风帽口尺寸较小，排渣困难，需停车检修清理排渣，同时风口堵塞，炉内燃烧不均匀充分；

3、立式热分解焚烧炉与废热锅炉为一联合体，没有独立的二次燃烧室，二次燃烧空间不够充分，二恶英含量高，同时二次燃烧室有分离炉灰的作用，可以有效减少粉尘进入废热锅炉数量；

4、目前出现的炉体没有设置高温腰风，依靠炉底冷风进炉焚烧垃圾，使得高温热解段所需要的温度和热量不足，有机物热裂解率较低，气化炉生产能力低下。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能提高焚烧效率，减少焚烧设备投资，降低垃圾焚烧发电生产成本的热分解立式焚烧炉。

本实用新型打破国内流行垃圾焚烧以炉排炉、硫化床炉为基础的思路，审慎采用其它炉型的传统观念，大胆借鉴国内常压固定床气化炉经验、开发研制了新型立式热分解焚烧炉。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种热分解立式焚烧炉，包括燃烧室、液压推料器、布料装置、塔式卸料装置、料封出料装置及监测装置，其特征是：所述的燃烧室分为一燃室和二燃室，所述的液压推料器通过进料管连接布料装置，布料装置设置在一燃室的顶部，塔式卸料装置设置在一燃室的下部，塔式卸料装置通过下料溜筒连接料封出料装置，二燃室的上部设置有助燃燃烧器，二燃室的底部设置有出灰口，一燃室和二燃室通过它们上部的过渡烟管连接。

本实用新型所采用的技术方案还包括：

在一燃室炉体底部设置有与排渣口分开的独立冷风进口。

在一燃室炉体的中部设置有高温腰风口。

所述的高温腰风口有4个，分4点通过环形管道联通布置在一燃室炉体的中部。

本实用新型由于采取了上述技术措施，对比现有技术具有如下的优点：

1、同样处理能力的焚烧炉炉体体积只有其它立式焚烧炉体积的40％。如100吨/日焚烧炉，本实用新型体积为38m³，其它100吨/日焚烧炉体积为96m³；

2、焚烧炉底部集中设置独立的排渣口，与底部冷风进口分开，炉内燃烧均匀、充分，排渣顺畅；

3、立式热分解焚烧炉的二燃室和废热锅炉为相对独立体，独立设置二燃室使二次燃烧空间充分，燃烧物停留时间大于2秒。二燃室分离出了炉灰，可以减少进入废热锅炉的粉尘量；

4、炉体设置了高温腰风，确保了高温热解段所需要的温度和热量，有机物热裂解率高。

经试验，本实用新型的处理能力达到设计要求，经过净化处理排放的尾气各项排放指标符合国家大气排放要求，炉渣灼减率符合国家标准。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例液压推料器的结构示意图；

图3是本实用新型实施例塔式卸料装置和料封出料装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。

本实用新型采用的是“湿式热解+焚烧”垃圾处理技术。分选后的工业垃圾和物理尺寸较粗大且热值较高的筛上物料通过本实用新型全部烧掉，实现最大限度的减量化。

参照附图，本实用新型包括一燃室7、二燃室9、液压推料器2、布料装置16、塔式卸料装置14、料封出料装置13及监测装置。

一燃室7及二燃室9筒体均用钢板卷制而成，内衬耐火砖及隔热材料，两个筒体上各设一个检修门5。由于塔式卸料装置14连续带动物料转动时对一燃室7下部产生外作用力，一燃室7下部筒体内部镶砌了衬板，以保护筒体。一燃室7的作用是：1)减量：物料重量减量，体积减量；2)传质：向二燃室9传递可燃性气体与夹杂的水汽，其他气体和烟尘，向二燃室9传递热量。一燃室7顶部设1个烟囱接口6，蝶阀控制烟气管接入室外烟气(空气)旁通总管，在突然停电或特殊情况下开启蝶阀临时将烟气排入烟囱。一燃室7上部侧面设3个观火孔。

液压推料器2设置在一燃室7的进料口，它由液压缸23、液压杆22和2个推箱21组成。进料垃圾贮斗1内和出料腔17各有1个液压推箱21。液压推料器2由PLC(可编程逻辑控制器)设定程序控制，将垃圾物料均匀而连续的送入一燃室7内。在一燃室7上端有进料垃圾贮斗1。液压推料器2通过进料管3连接布料装置16。贮斗1内设置液压推箱平台，形成物料两次跌落供料，由液压推料器2和炉内布料装置16将物料均匀的推入、布撒焚烧炉内。

布料装置16设置在一燃室7的顶部，布料装置16的动力和传动部分置炉体外顶部，下方为伸入炉内可调节的布料溜子15。布料装置16通过环链升降机构调整布料溜子15的角度，将垃圾物料均匀布撒于燃烧层面上。布料溜子15由电动机和蜗轮减速机传动。为适应不同的操作要求，采用正反转电机使其停滞或沿弧线往复运动来适应不同的操作要求。

塔式卸料装置14设置在一燃室7的下部。塔式卸料装置14的作用是将经焚烧后的灰渣连续而又均匀地从炉内卸出，同时它还能将较大的物料破碎。它有一个绕立轴26旋转的塔形篦子24，塔形篦子24的轮毂25固定在立轴26的顶端，篦子24上有高篦齿可强制破碎物料，其上有弓形卸料孔33，以利物料卸出及空气热交换。篦子24为偏心结构，本身能产生较好的破碎作用。物料由篦子动鳄板及定鳄板的环向缝隙中卸出落到锥形漏斗32中，并通过下料溜筒30进入料封出料装置13。锥形漏斗32固定在一燃室7下部，锥形漏斗32的两侧有冷风进口31，鼓风机鼓入的冷空气由此进入。塔式卸料装置14的传动立轴26上下均装设滚动轴承，上部轴承设有手动加油站用于轴承的润滑，同时立轴26上还设置了可靠的密封装置。为了满足焚烧工况和操作规程的要求，塔形篦子24的转速可以通过电磁调速电动机进行调速，并能可逆回转。

塔式卸料装置14通过下料溜筒30连接料封出料装置13。料封出料装置13既要将塔式卸料装置14卸下的物料卸出，同时又要保证一燃室7内密闭不漏风。焚烧后的物料(灰渣)由塔形篦子24卸出经渣腔进入料封管34，并在管内由物料保持一定高度进行密封。物料的高度采用监测装置的r射线料位仪进行自动控制，r射线料位仪灵敏度高，工作可靠。液压推渣器27由液压缸、液压杆和液压推渣箱及冷却水循环***组成。循环使用的冷却水通过冷却水入口28将出渣管29出来的渣料水洗、冷却，保证工作环境安全并无灰尘污染。

一燃室7和二燃室9的上部通过过渡烟管4连接。一燃室7上部接出两路联通烟气管在二燃室9前合并后接入二燃室9烟气入口。在联通烟气管中部设有压力和温度传感器，传感器信号入DCS集散控制***。联通烟气管末端安装一氧化碳分析仪对CO浓度进行在线监测，信号进DCS集散控制***。为一氧化碳分析仪配套的压缩空气吹扫管由压缩空气管接入。在一燃室7炉体中设有炉膛、预热带、燃烧带、冷却带和渣腔测温点。其中炉膛测温点1个，预热带测温点3个，燃烧带测温点3个，冷却带测温点3个，渣腔测温点1个。各测温点的温度传感器***炉膛内，温度传感器4～20mA输出信号进入DCS集散控制***。在一燃室7炉体中部设有4个腰风进口8，分4点通过环形管道联通布置在一燃室7炉体的中部，由4个手动蝶阀控制，通过热风管接入一燃室7的腰风换热器。一燃室7腰风鼓风机从垃圾贮池抽取的空气经换热器加热作为助燃气体送入焚烧炉。在热风管上接出一路空气旁通管接入室外烟气(空气)旁通总管至烟囱。在一燃室7炉体底部有冷风进口31，底风空气管接入底风鼓风机从垃圾贮池抽出空气，作为助燃气体给焚烧炉提供底风。二燃室9顶部设有助燃燃烧器10，助燃燃烧器10由油箱通过给油管供油。油箱的进油管经燃料油泵接入室外燃料油储罐，由球阀控制油箱供油。油箱上部设有溢流管，箱底设有泄油总管(阀门控制)。以上两路油管并入回油总管后接入室外燃料油储罐。油箱有液位计接DCS控制***。油箱项部设有放空管和阻燃器。二燃室9供风管由蝶阀控制接入二燃室热风换热器18，二燃室供风鼓风机从垃圾贮池抽出空气经换热器换热后经过蝶阀控制送入二燃室9助燃。在二燃室供风管上接出一路空气旁通管接入室外烟道气旁通总管通往烟囱。经过二燃室9充分燃烧后的高温烟气由二燃室9下部的出烟气端口11接烟气管进入导热油炉换热。

为防止一燃室7炉内高温烟气泄出并保证炉内负压，在布料装置16上下两端与炉体结合部设有上、下两个水封槽保持密封。由水封管从高位工业水箱取水供应水源。上水封20的水溢流入下水封19，下水封19的水经溢流管漏斗导入热回收水箱。三台鼓风机运行采用变频控制，以保证燃烧室供气的最大灵活性和可利用性，同时将能耗降低到最低程度。三台鼓风机均从垃圾贮池内经过方形引风筒将空气抽出来。作用有以下三个方面：1)将贮池内含有大量有机质的有害气体送焚烧***处理；2)给焚烧***提供风源；3)使垃圾贮池始终保持微负压状态，有利工作环境。

本实用新型的工作原理如下：

物料(筛上物/工业垃圾)由液压推料器2连续推落进料，再由布料装置16均匀撒入一燃室7燃料层面。物料随燃烧过程自上而下移动，进入炉内的垃圾在炉体内自下而上的高温烟气流及热力的作用下，迅速的升温、干燥、热解、气化、燃烧。物料下移运动与从炉底逆向上升的助燃气形成对流，助燃气被加热，燃烧后的残余物被逐步冷却排出。在燃烧状态下，固气物料的逆向运动速度决定了炉体内的工况和化学反应过程。从垃圾物料进入一燃室7直到卸出之前的运动过程，同时也就是燃烧和气化反应的过程，全过程经过了预热分解、高温燃烧和燃烬冷却三个阶段。在实际的燃烧过程中，这三个阶段在总体上有时间的先后差别但没有十分明显的界限。一燃室7燃烧产生的混合烟气进入二燃室9在850～1160℃的高温下被充分氧化燃烧。

(1)燃烬冷却带：一燃室7的助燃空气由底风和腰风两部分组成。底风由一燃室鼓风机提供，风温为环境温度，由一燃室7下方塔式卸料装置14上的两个风管进入。底风进入炉内立即与燃烧反应的残余物进行热交换，燃烧后的灰渣在缓慢层降过程中实现加速燃烬反应和冷却的同时，预热了空气。通过改变一燃室7下方的塔式卸料装置14的转速调节物料在一燃室内的反应停留时间。由r射线仪监测灰渣料封层的高度以控制液压推渣器的间歇出渣运动。

(2)高温燃烧带：冷却带的上部为高温燃烧带。在燃烧带，由底风送来的已被加热的高温气流中的氧使经过预热干燥的垃圾中的可燃物燃烧，同时组分复杂的高温垃圾发生着激烈的氧化还原反应。为了弥补料层升高后底风风量的不足，以及控制燃烧进程保证稳定燃烧的需要，增加了由腰风换热器提供的预热腰风，风温200～300℃，从一燃室7腰部(燃烧带底部)分四点环绑布置切向输入，形成湍流补充氧气。通过热交换形成的热气流和垃圾在燃烧热解区进行气控热解反应，使水分和可分解的组分被释放，不可分解的可燃部分被充分燃烧，同时为一燃室7提供热量直至成为灰烬。燃烧带的温度为750～950℃，体系放出的大量热能被燃烧后的上升热气流带入予热带，对垃圾物料进行预热。

(3)预热分解带：燃烧带的上部为预热带。在预热带所进行的反应主要是物化反应，高温段气体(可燃性气体、二氧化碳、反应产生的少量水气等)对刚进入炉体的物料进行急剧的予加热、干燥，大量有机物热解气化，部分物料产生物态变化，使垃圾完成预热、脱水以及部分易挥发可燃组分的析出。预热带反应产生的含有可燃性气体的气态组分，夹杂着烟尘(飞灰、未分解的颗粒)通过过渡烟管4(紊流混合区)进入二燃室9。

(4)二燃室燃烧：二燃室9的助燃空气由二燃室热风换热器18提供，风温250～300℃，从二燃室9上部沿圆周方向切向进入，通过调节助燃空气的进气量控制二燃室9的温度。一燃室7中释放的可燃气体进入二燃室9后呈湍流状态旋转着自上而下运动，在富氧的条件下使其完全氧化燃烧，燃烧温度850～1160℃。烟气的停留时间不少于2.0s。可以保证烟气中的有害污染物被相对彻底地分解，尤其是一燃室7可能产生的二恶英在二燃室9高温条件下得以分解。

二燃室9顶部设置助燃燃烧器10，采用轻质燃料油作为燃料，用于启炉或停炉时提温。飞灰和残渣沉积在二燃室9底的锥部，定期由二燃室9底部出灰口12的双层单门重锤式锁风翻板阀卸出。为保护耐火材料，在二燃室9内气体的燃烧温度不应长时间高于1160℃，当二燃室9温度高于1160℃时，调整燃烧工况降低温度。

Claims (4)

1、一种热分解立式焚烧炉，包括燃烧室、液压推料器(2)、布料装置(16)、塔式卸料装置(14)、料封出料装置(13)及监测装置，其特征是：所述的燃烧室分为一燃室(7)和二燃室(9)，所述的液压推料器(2)通过进料管(3)连接布料装置(16)，布料装置(16)设置在一燃室(7)的顶部，塔式卸料装置(14)设置在一燃室(7)的下部，塔式卸料装置(14)通过下料溜筒(30)连接料封出料装置(13)，二燃室(9)的上部设置有助燃燃烧器(10)，二燃室(9)的底部设置有出灰口(12)，一燃室(7)和二燃室(9)通过它们上部的过渡烟管(4)连接。

2、根据权利要求1所述的热分解立式焚烧炉，其特征是：在一燃室(7)的底部设置有与排渣口(29)分开的独立冷风进口(31)。

3、根据权利要求1或2所述的热分解立式焚烧炉，其特征是：在一燃室(7)炉体的中部设置有高温腰风口(8)。

4、根据权利要求3所述的热分解立式焚烧炉，其特征是：所述的高温腰风口(8)有4个，分4点通过环形管道联通布置在一燃室(7)炉体的中部。

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