CN102278762A - 一种循环硫化焚烧炉 - Google Patents

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本发明属于垃圾焚烧领域，具体涉及一种循环硫化焚烧炉。本发明包括基础框架以及设置于基础框架上的用于焚烧垃圾的燃烧室，所述循环硫化焚烧炉还包括用于将燃烧室内热能引出的烟道，所述烟道包括临近燃烧室热能引出端的主烟道和设置于主烟道与烟气出口间的副烟道，循环硫化焚烧炉还包括相互连通的用于储水加热的水冷壁以及用于加热水冷壁排出蒸汽的加热器，所述加热器位于主烟道内，所述水冷壁位于副烟道处，所述蒸汽经过加热器加热后由热干蒸汽出口引出。本发明运行可靠，可在产生满足汽轮机组需求的热干蒸汽的同时保证其内部燃烧室的高恒温，有效避免因垃圾燃烧不充分而导致的对环境的二次污染问题，其焚烧效率高。

Description

一种循环硫化焚烧炉
技术领域
本发明属于垃圾焚烧领域，具体涉及一种循环硫化焚烧炉。 
背景技术
垃圾焚烧是目前世界各国广泛采用的城市垃圾处理方法，大型的配备有热能回收与利用装置的垃圾焚烧处理系统，由于顺应了回收能源的要求，正逐渐上升为焚烧处理的主流。炉排炉和循环硫化床锅炉即为垃圾焚烧利用的典型，其主要原理为依靠垃圾焚烧产生的热能烘烤位于主燃烧室和左右旋风分离器内以及立式烟道内设置的水冷壁管道或加热器，水冷壁管道将热能传导入内部储水中，水受热产生热蒸汽上升，之后其热蒸汽进入加热器中二次加热，并经过水汽分离器进行水汽分离后，将其热干蒸汽从设置于炉顶的干蒸汽出口排出并进入汽轮机组，以驱动其转动，实现其利用价值。现有的上述炉排炉和循环硫化床锅炉均存在以下缺陷：首先，由于用于焚烧生活垃圾的燃烧室温度必须要达到850度以上高恒温，烟气在主燃烧室停留在3到5秒钟左右，才能有利于分解二噁英和各种有害气体，然而，由于现有的流化床锅炉和炉排炉主燃烧室和左右旋风分离器内设置的蒸汽加热器吸收了大量热能，同时生活垃圾自生热质量较低，还有大量不可燃烧物及水份，导致炉体内部燃烧室温度均在750度及以下温度，不但难以满足汽轮机组的热干蒸汽需求，同时其排放的燃烧后渣滓含有大量二噁英等有害物质，造成周围环境的二次污染，若想解决上述情况，则必须要添加更多的内助燃料，最终导致焚烧发电成本较高；其次，现有流化床锅炉只设置一个立式烟道，导致内部大量管道并存，极易积灰，每月都要停炉清理，甚至还要购买备用焚烧炉，投资损失较大，极大的增加了焚烧发电单位的经营成本。 
发明内容
本发明的目的是提供一种运行可靠的循环硫化焚烧炉，可在产生 满足汽轮机组需求的热干蒸汽的同时保证其内部燃烧室的高恒温，有效避免因垃圾燃烧不充分而导致的对环境的二次污染问题，焚烧效率高。 
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种循环硫化焚烧炉，包括基础框架以及设置于基础框架上的用于焚烧垃圾的燃烧室，所述循环硫化焚烧炉还包括用于将燃烧室内热能引出的烟道，所述烟道包括临近燃烧室热能引出端的主烟道和设置于主烟道与烟气出口间的副烟道，循环硫化焚烧炉还包括相互连通的用于储水加热的水冷壁以及用于加热水冷壁排出蒸汽的加热器，所述加热器位于主烟道内，所述水冷壁位于副烟道处，所述蒸汽经过加热器加热后由热干蒸汽出口引出。 
本发明的主要优点在于：一方面，本发明通过将水、汽加热部件与燃烧室分开独立布置，避免了老式燃烧室内的温度因附着于其内壁处的水、汽加热部件吸热而导致的炉温难以升高问题，确保了燃烧室内温度始终位于高恒温状态，保证了燃烧室内低热值垃圾的充分燃烧，杜绝了周围环境的二次污染，同时也有利于降低其实际焚烧发电成本；另一方面，由于燃烧室溢出热能随烟道行程的增加温度逐渐降低，副烟道内的相对较低温可在进行冷水或开水加热的同时确保管道不易高温烧坏，此后再利用主烟道内的高温对其引出蒸汽进行二次加温，确保最终由热干蒸汽出口引出的热干蒸汽温度符合外部汽轮机组工作需求。 
附图说明
图1是本发明的结构示意图。 
具体实施方式
一种循环硫化焚烧炉，包括基础框架10以及设置于基础框架10上的用于焚烧垃圾的燃烧室20，所述循环硫化焚烧炉还包括用于将燃烧室20内热能引出的烟道30，所述烟道30包括临近燃烧室20热能引出端的主烟道31和设置于主烟道31与烟气出口间的副烟道32，循 环硫化焚烧炉还包括相互连通的用于储水加热的水冷壁40以及用于加热水冷壁40排出蒸汽的加热器50，所述加热器50位于主烟道31内，所述水冷壁40位于副烟道32处，所述蒸汽经过加热器50加热后由热干蒸汽出口60引出，如图1所示。 
作为本发明的进一步优选方案，为提高本发明的实际工作效率，确保其热能充分利用，所述水冷壁40包括用于存储并加热冷水的第一水冷壁41以及用于加热开水的第二水冷壁42，所述第一水冷壁41和第二水冷壁42由烟气出口端向主烟道31处依次顺序布置，两者通过设置于烟道30外的蒸汽包70连通。换句话说，本发明通过上述结构设置，充分利用副烟道32内的热能递减特性，通过在副烟道32临近烟道出口端的较低温度区设置冷水加热部件(即第一水冷壁41)，待其内部水温到达一定温度后，其蒸汽通过管路输送至蒸汽包70内；通过蒸汽包70降解分离，沉淀后开水再次输入第二水冷壁42中进行二次加热，由于第二水冷壁42临近高温主烟道41设置，从而确保其输入开水的快速加热蒸发，其产生的蒸汽再次进入蒸汽包70并由其输入加热器50，最终经过加热器50加热后由热干蒸汽出口60引出。 
进一步的，为实现加热器50对于热干蒸汽的快速升温加热，使其温度能满足外部汽轮机组的运行需要，本发明将加热器50及其管道设置在主烟道31内，其具体构造为：所述位于主烟道31内的加热器50的一端通过管道连通蒸汽包70的蒸汽输出端，其另一端沿主烟道31管壁顺延并连通位于主烟道31上部的热干蒸汽出口60处。 
实际应用中，初定主烟道31均有850度左右高温，由于主烟道31内部空间较大，使内部流通烟气在主烟道31内二次达到充分尽燃，实际操作时，加热器50的连通管道可采用优质金属材料制成，以确保其耐高温和耐腐蚀；通过加热器50吸热后，主烟道31末端温度为600度到650度左右，此时热能传递至副烟道32处的第二水冷壁42处；通过第二水冷壁42后，副烟道32温度仅有400度到450度左右，该温度适合第一水冷壁41使用，不但不易损坏其冷水管道，同时冷水吸 热而产生的强降温也有利于二次分解二噁英，通过第一水冷壁41过热后，副烟道32最终温度仅达220度左右，此时可考虑通过尾部降温装置排出。 
进一步的，确保本发明的烟道30的烟气出口端不会因内外温差过大而产生结露腐蚀现象，所述循环硫化焚烧炉还包括空气加热器80，所述空气加热器80位于副烟道32最末端，也就是如图1所示的位于第一水冷壁41与烟气出口之间；当上述220度左右通过空气加热器80过热后，尾废气温度保持在150度时排放至下道尾气处理系统，保留此温度排出，最终为副烟道32尾部不易产生结露腐蚀提供了可靠保证。 
更进一步的，所述烟道30整体构成“L”形布置，包括立式布置的主烟道31和横向布置的副烟道32，所述副烟道32的一端连通于主烟道31下端，所述主、副烟道31、32下端均设有用于排灰排渣的出料孔或料斗90。上述各烟道布局一方面可保证整体的结构紧凑性，同时横向布置的副烟道32也有利于其内部所设置的各受热面不易积灰，因主、副烟道31、32下端均设有用于排灰排渣的出料孔或料斗90，定时排放已冷却废灰，既能保持烟道温度，又能提前分解废灰，从而保证在减少废灰堵炉的同时确保减轻尾气处理设备负担和成本；由于不需要按月停产清除废灰，又不需购买备用锅炉即可确保其正常生产，从而可极大的提高焚烧发电单位的效能，其工作中的具体风能流向即为如图1中所示的各箭头指向。 
更进一步的，为进一步提升燃烧室20的实际燃烧效率，如图1所示，所述燃烧室20包括相互连通并构成循环回路的主燃烧室21和左右旋风分离器内22，所述主燃烧室21炉壁上开设有进料口，所述主烟道31连通左右旋风分离器内22上端，所述左右旋风分离器内22下端设有排渣口。这样，当对主燃烧室21进行投料并燃烧时，其燃烧火焰夹带部分燃烧介质进入左右旋风分离器内22中并进一步燃烧，此时其燃烧热能浮至左右旋风分离器内22上端并进入主烟道31以参与 后续加热工作，燃烧介质在烧尽后的废灰废渣则下落并落入排渣口中，而其未烧尽的部分燃烧物则由左右旋风分离器内22下端再次进入主燃烧室21中参与后续燃烧，最终达到循环燃烧目的，使其燃烧效能进一步增加。 
进一步的，为便于废渣废灰的快速收集，所述基础框架10上设置有与出料孔、料斗90或排渣口连通的废弃物通道。此外，为保证本发明的燃烧效率，防止其热能从其外壁逸散，所述主、副烟道31、32以及燃烧室20外侧均包覆有耐火材料。 

Claims (8)

1.一种循环硫化焚烧炉，包括基础框架(10)以及设置于基础框架(10)上的用于焚烧垃圾的燃烧室(20)，其特征在于：所述循环硫化焚烧炉还包括用于将燃烧室(20)内热能引出的烟道(30)，所述烟道(30)包括临近燃烧室(20)热能引出端的主烟道(31)和设置于主烟道(31)与烟气出口间的副烟道(32)，循环硫化焚烧炉还包括相互连通的用于储水加热的水冷壁(40)以及用于加热水冷壁(40)排出蒸汽的加热器(50)，所述加热器(50)位于主烟道(31)内，所述水冷壁(40)位于副烟道(32)处，所述蒸汽经过加热器(50)加热后由热干蒸汽出口(60)引出。
2.根据权利要求1所述的循环硫化焚烧炉，其特征在于：所述水冷壁(40)包括用于存储并加热冷水的第一水冷壁(41)以及用于加热开水的第二水冷壁(42)，所述第一水冷壁(41)和第二水冷壁(42)由烟气出口端向主烟道(31)处依次顺序布置，两者通过设置于烟道(30)外的蒸汽包(70)连通。
3.根据权利要求2所述的循环硫化焚烧炉，其特征在于：所述位于主烟道(31)内的加热器(50)的一端通过管道连通蒸汽包(70)的蒸汽输出端，其另一端沿主烟道(31)管壁顺延并连通位于主烟道(31)上部的热干蒸汽出口(60)处。
4.根据权利要求3所述的循环硫化焚烧炉，其特征在于：所述循环硫化焚烧炉还包括空气加热器(80)，所述空气加热器(80)位于副烟道(32)最末端。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的循环硫化焚烧炉，其特征在于：所述烟道(30)整体构成“L”形布置，包括立式布置的主烟道(31)和横向布置的副烟道(32)，所述副烟道(32)的一端连通于主烟道(31)下端，所述主、副烟道(31、32)下端均设有用于排灰排渣的出料孔或料斗(90)。
6.根据权利要求5所述的循环硫化焚烧炉，其特征在于：所述燃烧室(20)包括相互连通并构成循环回路的主燃烧室(21)和左右旋风分离器内(22)，所述主燃烧室(21)炉壁上开设有进料口，所述主烟道(31)连通左右旋风分离器内(22)上端，所述左右旋风分离器内(22)下端设有排渣口。
7.根据权利要求6所述的循环硫化焚烧炉，其特征在于：所述基础框架(10)上设置有与出料孔、料斗(90)或排渣口连通的废弃物通道。
8.根据权利要求6所述的循环硫化焚烧炉，其特征在于：所述主、副烟道(31、32)以及燃烧室(20)外侧均包覆有耐火材料。
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