CN100381756C - 高温焚烧垃圾的方法及其设备 - Google Patents

Abstract

一种高温焚烧垃圾的方法及其设备，在高温下焚烧垃圾，利用焚烧垃圾产生的高温缺氧烟气炭化垃圾中的可燃物质，炭化室的烟气送入余热利用装置降温后，再用于垃圾烘干。其所用的高温焚烧炉有烘干区、炭化区和焚烧区，由各区的凹槽风道、抽气腔(或焚烧腔)与焚烧车配合形成烘干、炭化、焚烧通风系统。炉膛内有焚烧车，焚烧车的两车壁之间有多根通气管连接，管口通车外。使用本发明的方法垃圾不需分选、破碎，炉温高达850℃以上，使有害物质充分裂解，烟气污染少，热利用率高，实现连续化工作，设备结构简单，建造和运行成本低。

Description

高温焚烧垃圾的方法及其设备

技术领域

本发明属高温焚烧垃圾的方法及其设备领域.

技术背景

由于多种条件限制，目前城镇生活垃圾处理相当大部分仍采用填埋方式处理。大量的垃圾填埋是一个长期存在的污染源，对地下水和土壤等已经造成了明显的威胁和危害，并占用大量的土地。

垃圾焚烧可以实现垃圾的减量化、无害化和资源化，被认为是垃圾处理较好的办法之一。但常温焚烧垃圾时，烟气中会产生二恶英(DIOXIN)和呋喃(FURANE)等有害物质污染环境，只有当焚烧温度高于800℃时，有害物质才能在燃烧中裂解并被充分燃尽。

目前部分城市已从国外引进了垃圾焚烧设备焚烧垃圾，虽有一定效果，但投资大，运行成本高，而且因我国城市生活垃圾中不可燃成分比例差异大，垃圾热值低、水分含量高，垃圾的成分因地域、季节、城市消费水平等因素不同而变化，垃圾在焚烧前往往需要进行很不卫生又极难机械化的分拣处理，且焚烧效果不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能实施高温焚烧垃圾、产生污染少、且投资少、运行成本低、适应性广的高温焚烧垃圾的方法及其设备。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

高温焚烧垃圾的方法是在高温下焚烧垃圾，利用焚烧垃圾产生的高温缺氧烟气将未被焚烧垃圾中的可燃物质炭化，将炭化过程产生的烟气送入余热利用装置降温后，再用于将未被炭化的垃圾烘干，烘干区的烟气净化后排放。

本高温焚烧垃圾方法所用的高温焚烧炉可以采用如下结构：在水平隧道炉体内，在烘干区、炭化区和焚烧区上部分别有由在炉膛顶部内表面的凹坑和焚烧车顶面构成的抽气腔和焚烧腔，炉膛两壁各有凹槽风道，焚烧区的焚烧腔与炭化区的凹槽风道相通，炭化区的抽气腔经炉外的余热利用装置与烘干区的凹槽风道连通，烘干区的抽气腔接炉外的烟气净化系统。炉膛内有焚烧车，焚烧车的两车壁之间有多根通气管连接，管口通车外。

焚烧车的通气管壁有小孔及清灰槽口。

本发明的优点如下：

1、垃圾不需分选，不需破碎，即来即烧，垃圾适应性广。

2、垃圾被炭化再焚烧，热值高，炉温高达850℃以上，使二恶英等有害物质充分裂解，烟气污染少。

3、不仅利用了余热，还利用了高温炭化过程中气化出来的可燃气体，热利用率高。

4、能实现连续化工作，焚烧处理垃圾速度快，处理量大。

5、设备结构简单，建造和运行成本低。

附图说明

图1是本发明方法所用的高温炭化垃圾焚烧炉的纵剖面结构示意图。

图2是图3的A-A剖面图。

图3是本高温炭化垃圾焚烧炉有凹槽风道和抽气腔(或焚烧腔)部分的横剖面结构示意图。

图4是焚烧车的三维视图。

图5是本发明的总体布置示意图。

图中各符号标志为

1炉体  2焚烧腔  3火焰喷入口  4自动隔风板  5引风管  6炭化区抽气腔  7自动隔风板  8引风管  9烘干区抽气腔  10垃圾装载口  11焚烧车  12驱动装置  13垃圾  14余热利用烟气管  15炉基  16导轨  17熄火区  18焚烧区  19炭化区  20烘干区  21垃圾装载区  22焚烧区凹槽风道  23炭化区凹槽风道  24烘干区凹槽风道  25风道连接口26焚烧腔与炭化区凹槽风道连接口  27车壁  28通风管口  29积灰腔空气入口  30车轮31耐火砖  32通风管  33小孔  34炉条  35清灰槽口  36积灰腔  37卸灰板  38出口调度车  39燃烧机  40烟囱  41烟气净化塔  42旋流器  43燃烧室  44烟气除尘塔  45余热锅炉  46抽风机  47输送带  48入口调度车  49焚烧车回程轨道  50回程电动拖车51卸灰槽  52烟气抽风机  53调度车导轨  54鼓风机  55燃烧机

具体实施方式

高温焚烧垃圾全过程可分为五段：装料、烘干、炭化、焚烧和熄火。在高温下将垃圾焚烧，利用焚烧产生的高温缺氧烟气将未被焚烧的可燃烧垃圾炭化后，再将炭化过程产生的烟气送入余热利用装置利用余热，被利用余热后的烟气降温再被鼓入烘干区将未进入炭化阶段的垃圾烘干，烘干区的烟气最后被抽至烟气净化系统净化后从烟囱排放。用这种方法处理垃圾，不仅大大减少了垃圾所占容积，而且充分利用了垃圾中的热量，降低了垃圾处理的费用，社会和经济效果都非常显著。

本发明所用的焚烧设备是一条水平隧道炉，炉体1内壁衬耐火砖，炉膛顶部内表面有分隔的的凹腔，分别与烘干区20、炭化区19和焚烧区18下方的焚烧车11车顶构成抽气腔9、抽气腔6和焚烧腔2；上述各区的炉膛两壁分别有凹槽风道24、23、22，焚烧区的焚烧腔2与炭化区的凹槽风道23间有通风接口26连通，炭化区的抽气腔6和余热利用装置连通，余热利用装置与烘干区的凹槽风道24连通，烘干区的抽气腔9与烟气净化系统连通；熄火区17炉膛两壁的凹槽风道与焚烧区凹槽风道相连，另一头延伸至炉外。焚烧腔外有火焰点火口3。

炉膛内炉基15上有轨道16、焚烧车11和车轮30，焚烧车两侧壁27间有多根通风管32连接，通风管管壁上有许多通透的小孔33，底侧有清灰槽口35，管口28通车外。车壁27内衬有耐火砖31，壁上还有积灰腔的空气入口29；焚烧车下部有炉条34、积灰腔36及卸灰板37。焚烧车的高度和宽度稍小于无凹槽风道和抽气腔(或焚烧腔)的炉膛高度和宽度。

烘干区与炭化区、炭化区与焚烧区交接处上方分别有自动隔风板7和4，其作用是当焚烧车中的垃圾向下收缩后，能向下摆，起到隔风作用。

可在焚烧车车壁和炉壁之间设计机械密封装置，以尽量减少漏风。

本发明的垃圾焚烧装置，由凹槽风道、抽气腔(或焚烧腔)与焚烧车配合形成烘干、炭化、焚烧通风系统。运行工作时，焚烧车在炉入口被驱动装置12逐一推入炉内，在垃圾装载区21的垃圾装载口10用输送带47装满垃圾13，再被推入烘干区20烘干，继而进入炭化区19，垃圾内的可燃烧物质在此被高温缺氧烟气炭化，然后再进入焚烧区18焚烧，最后垃圾在熄火区17被燃尽：当焚烧车推出炉尾卸除不可燃烧物质和灰烬后，被调回炉口重复上述过程。由于垃圾炭化后再燃烧，放出大量热量，为垃圾焚烧提供了部分热量来源。

焚烧炉运行时，用燃烧机39将火焰经火焰喷入口3喷入焚烧区内，由于各抽气机运转的作用，炉内空间形成负压，炉外空气从炉尾沿凹槽风道22进入焚烧区18内，并经焚烧车的通风管32和积灰腔36从通风管的小孔33、清灰槽孔35和炉条34间隙进入垃圾内助燃，再进入焚烧腔2焚烧，焚烧产生的高温缺氧烟气经通风接口26通入炭化区19的凹槽风道23，再从焚烧车通风管的小孔、清灰槽孔和炉条间隙进入垃圾内将垃圾内的可燃烧物质炭化，烟气进入炭化区抽气腔6，温度还有很高，同时由于垃圾在高温炭化过程中，部份物质在高温环境中被气化成可燃气体蒸发出来加入到烟气中，烟气从抽气腔6经引烟管5导入设在炉外的余热利用装置，以充分利用余热和可燃气体；烟气在余热利用装置经换热降温后，再次被抽风机46将其经余热利用烟气管14、风道连接口25导入烘干区凹槽风道24，再从焚烧车通风管的小孔、槽孔和炉条间隙进入垃圾内将垃圾烘干，烟气进入烘干区抽气腔9，被抽风机52抽经净化引气管8进入烟气净化系统，经烟气除尘塔44、烟气净化塔41后由烟囱40排空。除尘塔可采用空心塔脱硫除尘，烟气净化塔可采用流化填料吸收。

为更好利用余热，可采取如下方法提高余热烟气温度：加入空气高温氧化燃烧升温后再加以利用。余热利用装置可以采用如图5所示的结构和运行方式：由炭化室抽出的烟气在旋流器42与由鼓风机54鼓入的空气混合后，再进入配有燃烧机55的燃烧室43内高温氧化燃烧，然后再通入余热锅炉45换热，降温后的烟气再次被抽风机46抽经余热利用烟气管14、风道连接口25导入烘干区凹槽风道24对垃圾烘干。余热锅炉可生产高温蒸汽发电或用于其它用途。余热利用装置也可以是生产机制木炭的炭化炉等。

焚烧车的回程调度系统，与煅烧红砖隧道炉的煅烧车回程调度系统基本相同，由焚烧车回程轨道49、调度车导轨53、出口调度车38、入口调度车48、回程电动拖车50、卸灰槽51等组成。

控制设计采用一台可编程序控制器(PLC)编程控制系统，可全部实现自动化运行。

使用本发明方法所述的高温焚烧炉时，点火阶段前6车先装碎木柴和木炭、煤炭混合粒，第一车还需拌有煤油，以利点火。第一辆焚烧车到达焚烧区后，开动两台燃烧机向焚烧腔喷火，并同时开动各抽风机、余热利用装置及烟气净化排放系统，焚烧区达到850℃高温后，燃烧机自动停止喷火，投入正常运行(当遇到垃圾热值太低，炉温不够高时燃烧机会自动喷火增温)。正常情况下，焚烧车在炉内被驱动装置推动缓慢行进，运行到出口时，车内的可燃垃圾全部被燃尽，当焚烧车推出出口后，被焚烧车回程调度系统接入卸灰槽51，卸除不可燃垃圾及灰烬后调至炉入口再次装垃圾、烘干、炭化、焚烧，周而复始运行。

余热利用装置可采用重油燃烧机点火，燃烧室达到预定温度后，燃烧机自动停止喷火，进入正常运行，当遇到垃圾热值太低、燃烧室温度不够高时，重油燃烧机自动喷火加温，以保持燃烧室有足够高的温度，将可燃气体燃尽，减少烟气污染和保证能产生足够的蒸汽量或热量。

一条长80至120米、炉膛宽2--3米、高2.5--3.5米的炉子，日垃圾处理量可达200吨。

Claims (3)

1.一种高温焚烧垃圾的方法，将焚烧垃圾中的有机物热分解后，对产生的尾气作为能源再燃烧利用，其特征是垃圾在隧道炉内焚烧区的高温下焚烧，将在焚烧区产生的高温缺氧烟气引入炭化区，使垃圾中的可燃物质炭化，被炭化后的垃圾和残渣进入焚烧区高温燃烧；垃圾中的另一部分物质被气化成可燃气体加入到烟气中；由炭化区抽出的含可燃气体的烟气可再进行余热利用，被利用余热后的烟气再被送入烘干区干燥入炉垃圾。

2.一种高温焚烧垃圾所用的高温焚烧炉，其特征是在隧道炉炉体内，从炉头至炉尾按循序有烘干区、炭化区和焚烧区，烘干区、炭化区和焚烧区上部分别有由在炉膛顶部内表面的凹坑和焚烧车顶面构成的抽气腔和焚烧腔，炉膛两壁各有凹槽风道，焚烧区的焚烧腔与炭化区的凹槽风道相通，炭化区的抽气腔经炉外的余热利用装置与烘干区的凹槽风道连通，烘干区的抽气腔接炉外的烟气净化系统；炉膛内有焚烧车，焚烧车的两车壁之间有多根通气管连接，管口通车外。

3.如权利要求2所述的高温焚烧炉，其特征是焚烧车的通气管壁有小孔及清灰槽口。

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