CN102607044A - 一种处置多品种、多相态废弃物的焚烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处置多品种、多相态废弃物的焚烧装置，属于废弃物处理设备领域，包括焚烧炉炉体，所述炉体上部设有入料口，下部设有出料通道，其末端为出料口，所述入料口设有高温风口，所述炉体内入料口下方设有至少两级的台阶式堆料台，其最下一级堆料台之下为出料通道，每级堆料台上均设有能推动其上物料使其落入下一级堆料台或出料通道的推料装置。本发明是一种能同时处置三种及以上多品种、多相态的废弃物（工业废渣、废液，城市生活垃圾，污水厂污泥），且流程结构合理，适应性强，能完成集成化处置的焚烧装置。

Description

一种处置多品种、多相态废弃物的焚烧装置

技术领域

本发明属于废弃物处理设备领域。

背景技术

随着经济的发展、人们生活水平的提高，各种工业废弃物、生活垃圾规模日益增大，由此造成的污染已成为全球性公害之一，如何处理这些废弃物也成为当下的重要课题和难题。现有一些废弃物处理工艺是利用水泥窑直接将各种废弃物进行焚烧由此处理废弃物：目前利用水泥窑处置废弃物的工艺装置多为处置单一品种的废弃物，少数能处置多种废弃物的工艺装置也是采用分散分别处置，主要采取在水泥煅烧系统中分散直接加入废弃物的方式，这种做法存在处置量小、分散设置、系统复杂、焚烧温度调节困难的问题，且直接焚烧的方法会对水泥生产原有焚烧设备的焚烧造成影响，进一步对水泥生产造成不利影响。另外，如果多相态多品种的废弃物集中处置，因废弃物化学成分各异、物理性状不同、焚烧分解的条件也不同，同时还要求达到一定的处置规模，在处置废弃物的过程中且不能影响水泥煅烧的正常生产，常规水泥生产系统很难适应这种条件，因为对单一处置某种废弃物而言，物料性能较为单一，工艺系统及装备也较有针对性，而当废弃物品种繁多、相态复杂时，其技术难度就会大幅增加。因此现有技术急需一种装置，该套装置同时处置三种及以上多品种、多相态的废弃物，同时该装置还需流程结构合理，适应性强，来完成集成化处置的过程，以达到高效率、规模化、集成化、规范化的发展。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种能同时处置三种及以上多品种、多相态的废弃物（工业废渣、废液，城市生活垃圾，污水厂污泥），且流程结构合理，适应性强，能完成集成化处置的焚烧装置。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种处置多品种、多相态废弃物的焚烧装置，包括焚烧炉炉体，所述炉体上部设有入料口，下部设有出料通道，其末端为出料口，所述入料口设有高温风口，所述炉体内入料口下方设有至少两级的台阶式堆料台，其最下一级堆料台之下为出料通道，每级堆料台上均设有能推动其上物料使其落入下一级堆料台或出料通道的推料装置。

上述方案中，含氧量充足的高温风进入炉内，既起到点燃物料作用，又保证了过剩空气量，对维持稳定燃烧提供了有利条件。物料进入炉体后落入堆料台，通过针对不同的落入物料以及其在炉内的焚烧情况，可以通过控制推料装置的推动速度变化及动作间隔时间调节控制物料在炉内反应、温度空间不同高度的各级堆料台的停留时间，以获得针对性的、充分、有效的焚烧，实现多品种、多相态的焚烧。同时，炉内阶梯形结构，可以利用湍流加强物料与空气的混合作用，以获得对多品种、多相态废弃物的更全面、充分的焚烧。

作为优选方式，所述入料口旁还设有生料口。

上述方案中，生料口用于投入生料等物料进行降温，实现温度可控，避免焚烧炉内温度过高，同时还可用于与入料口进行分类进料。

作为进一步优选，所述入料口由加料口和膏状物料口组成，所述膏状物料口共用所述高温风口。作为优选方式，所述膏状物料口位于炉体顶部，所述加料口位于炉体侧壁。

上述方案中，针对不同物料分别设置入口，同时根据不同物料对反应氧环境、温度的需求设置不同的入口位置，以获得更有针对性、更佳的焚烧效果。

作为优选方式，所述加料口和生料口分置于高温风口两旁，且生料口位于出料通道上方。

上述方案中，根据进入物料的不同用途，同时根据不同物料对反应氧环境、温度的需求设置不同的入口位置，以获得更有针对性、更佳的焚烧效果和温度控制效果。生料既起到降温作用，同时生料吸热后还可直接进入水泥煅烧系统的分解炉，起到原本需要单独进行的生料预热的作用，一举两得，有效节约能源。

作为优选方式，所述炉体内还设有燃烧器。作为优选方式，所述燃烧器位于生料口旁。

上述方案中，燃烧器可补充燃料或喷入液态废弃物等，实现温度可控，又实现液态废弃物处理，合适的温度确保满足不同种类、相态废弃物的分解要求。

作为优选方式，还包括水泥煅烧系统的分解炉及与其相连的回转窑，所述出料口连通分解炉底部。作为优选方式，所述出料通道沿台阶式堆料台的台阶延伸方向斜向下倾斜。所述高温风为回转窑的三次风。

上述方案中，焚烧炉除了本身作为废弃物处理设备使用外，还可以和分解炉、回转窑（还可以是水泥煅烧系统的其他焚烧设备，或其他生产工艺中的焚烧设备或后续处理设备）相衔接，以获得相互辅助增益，以及进一步的废弃物处理效果：高温燃烧废弃物能将其携带的热量通过气流引入到水泥煅烧系统分解炉，补充水泥煅烧耗热，减少水泥烧成热耗，同时燃烧后剩余的灰渣也送入水泥煅烧系统回转窑混入物料中，使灰渣中的重金属等有害物固化于水泥矿物结构中，彻底消除二次污染；废弃物在焚烧炉内焚烧后残渣与焚烧气体再进入水泥煅烧系统的分解炉，在碱性气氛环境中参与水泥高温煅烧过程，这种一体化焚烧分解炉可以充分保证废弃物的燃烧条件，同时此过程不影响水泥正常煅烧过程，又能够增加废弃物处置量规模。同时，废弃物及气流在焚烧炉均采取上进下出的方式，而在分解炉则是下进上出，同时两者特定的倾斜衔接，气物流在焚烧炉流转顺畅，而在分解炉则使得气流与焚烧物进一步充分接触和混合，提高反应效率，促进有害物的分解，其衔接结构实现了原预分解设备与新设置焚烧设备的合理衔接，确保气流、料流保持顺畅合理，不影响原有水泥煅烧系统的正常运转。此外，焚烧炉的高温风直接使用现有回转窑的三次风，既避免了额外的设备投资和改造，又充分利用了能源。

上述分解炉是指：目前新型干法水泥生产线中预分解系统的核心装备，承担生料的分解任务。在分解炉内喂入煤粉和高温三次风，经过预热后的生料喂入分解炉，煤粉的燃烧为生料分解提供热量，在分解炉内煤粉完成燃烧，生料完成分解。一般情况下分解炉的出口温度控制在850～880℃，中心温度达到1100℃，烟气在分解炉（包括所属管道）内的停留时间约4～6s。

上述三次风是指：在新型干法水泥生产中，从水泥回转窑的窑头排出的高温熟料在篦冷机的冷却下达到实现急冷，而高温熟料的冷却介质——空气则由常温被加热到850～1100℃，被加热的高温空气一部分（二次风）进入回转窑内供窑头的煤粉燃烧使用，另一部分则进入窑尾分解炉供分解炉内的煤粉燃烧使用，该部分高温空气即为“三次风”。

工作过程为：固体废弃物从加料口中喂入焚烧炉，膏体状废弃物从膏状物料口中喂入焚烧炉。在焚烧炉的顶部设有高温三次风（高温三次风的温度约为850～900℃）进风口、生料口、燃烧器，当焚烧炉内的温度偏高时通过喂入生料粉等不易燃物料来控制焚烧炉内的温度，当焚烧炉内的温度偏低时，则通过燃烧器喷入煤粉等易燃物料来保证焚烧炉内的温度，使焚烧炉内温度始终处于针对各品种、各相态废弃物的最适宜的焚烧温度。喂入的各种废弃物首先在焚烧炉的第一层台阶上焚烧，当焚烧的程度达到要求时，则通过第一层的推杆将废弃物推入第二层台阶，在第二层台阶上完成焚烧。焚烧完成后的烟气和灰渣一同进入分解炉，较重的灰渣落入回转窑内。烟气在分解炉内进一步焚烧，完成废弃物焚烧后的烟气处置，灰渣则在回转窑内固化到水泥熟料中。

本发明的有益效果：

1、可以用一套装置同时处置多品种多相态废弃物。

2、焚烧系统与水泥系统既分离又协同，既使有害物充分分解或固化，消除二次污染，同时焚烧时互不干扰，焚烧完成后再混合，既减少了对水泥生产过程的影响，又增大了废弃物处置规模。

3、充分回收废弃物中热值能源，补充水泥消耗热量，减少水泥煅烧的燃料消耗量；同时又利用水泥煅烧的废热三次风为焚烧炉提供热量；生料既起到降温作用，同时生料吸热后还可直接进入水泥煅烧系统的分解炉，起到生料预热的作用；多方实现协同、循环的能源利用，最大化地减少能源消耗。

4、焚烧装置可以在现有已建成的水泥生产系统中补加，不会对原生产系统造成较大的改变，很适合技术改造及应用推广。

附图说明

图1是本发明实施例焚烧炉的结构示意图；

图2是本发明实施例的装置流程图；

其中01为卸料斗，02为卸料闸阀，03为带式输送机，04为提升机，05为喂料斗，06为螺旋输送机，07回转下料器，08为生料卸料阀，09为燃烧器，10为焚烧炉，11为生料分解炉，12为风量调节阀，13为风量调节阀，14为膏状物储仓，15为柱塞泵，101为炉体，102为生料口，103为出料通道，104为出料口，105为加料口，106为膏状物料口，107为高温风口，108为第一级堆料台，109为第二级堆料台，110为推料装置。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本发明。

如图1所示，一种处置多品种、多相态废弃物的焚烧装置，包括焚烧炉10炉体101，还包括水泥煅烧系统的生料分解炉11及与其相连的回转窑，焚烧炉炉体101上部设有入料口，入料口旁还设有生料口102，炉体101内还设有燃烧器09，燃烧器09位于生料口102旁。焚烧炉10炉体101下部设有出料通道103，其末端为出料口104，出料口104连通生料分解炉11底部。入料口设有高温风口107，高温风为回转窑的三次风，入料口由加料口105和膏状物料口106组成，膏状物料口106位于炉体101顶部，加料口105位于炉体101侧壁，膏状物料口106共用高温风口107。加料口105和生料口102分置于高温风口107两旁，且生料口102位于出料通道103上方。炉体101内入料口下方设有两级的台阶式堆料台108、109，其第二级堆料台109之下为出料通道103，出料通道103沿台阶式堆料台108、109的台阶延伸方向斜向下倾斜，每级堆料台上均设有能推动其上物料使其落入下一级堆料台或出料通道103的推料装置110。

焚烧炉10使用时，既可以预先将不同热值的废弃物进行预搭配，尽量保证废弃物热值的稳定性，虽然预操作较复杂费时，但这样可以简化之后推料装置及温度调控操作的频率；也可以直接投入，通过控制各推料装置及生料口、燃烧器的温度调控，实现各品种、各相态废弃物的完全焚烧。喂入的各种废弃物首先在焚烧炉10的第一级堆料台108上焚烧，当焚烧的程度达到要求时，则通过第一级堆料台108的推料装置110将废弃物推入第二级堆料台109，在第二级堆料台109上完成焚烧。焚烧完成后的烟气和灰渣一同进入生料分解炉11，较重的灰渣落入回转窑内。烟气在生料分解炉11内进一步焚烧，完成废弃物焚烧后的烟气处置，灰渣则在回转窑内固化到水泥熟料中。

实施例1：

如图2所示，城市生活垃圾在储棚中通过卸料斗01喂入带式输送机03，中间通过卸料闸阀02控制流量。然后通过提升机04将废弃物输送到喂料斗05中，从喂料斗05卸到螺旋输送机06中再喂入焚烧炉10，从螺旋输送机06至焚烧炉的下料管中采用回转下料器07进行锁风。

污水厂污泥、废油泥、废机油、废润滑油等在储仓内14缓存形成膏状物，通过柱塞泵15将废弃物输送至焚烧炉10膏状物料口106。在焚烧炉的顶部设有三次风（三次风的温度约为850～900℃）高温风口107、生料口102、燃烧器09，当焚烧炉10内的温度偏高时通过喂入生料粉来控制焚烧炉内的温度，当焚烧炉10内的温度偏低时，则通过燃烧器09喷入煤粉来保证焚烧炉内的温度，使得焚烧炉10内温度控制在850℃～1200℃范围内。

液态废弃物则通过燃烧器09直接喷入焚烧炉内完成处置，焚烧炉内的温度控制在850℃～1200℃范围内。

城市生活垃圾首先在焚烧炉10的第一级堆料台108上焚烧，焚烧2～3分钟后，焚烧的程度达到要求，则通过第一级堆料台108的推料装置110将废弃物推入第二级堆料台109，在第二级堆料台109上焚烧3～4分钟后完成焚烧。焚烧完成后的烟气和灰渣一同进入生料分解炉11，较重的灰渣落入回转窑内。烟气在生料分解炉11内进一步焚烧，完成废弃物焚烧后的烟气处置，灰渣则在回转窑内固化到水泥熟料中，最终完成废弃物的彻底处置，消除了二次污染的发生。废弃物的处理量则需要根据废弃物的有害物含量和水泥生产原燃料中有害物含量的综合水平在满足国家环保标准要求的情况下来确定。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，其区别在于焚烧的废弃物为废旧轮胎，在焚烧炉内的停留的时间不同，废旧轮胎在焚烧炉10的第一级堆料台108上焚烧，焚烧10～15分钟后，焚烧的程度达到要求，则通过第一级堆料台108的推料装置110将废弃物推入第二级堆料台109，在第二级堆料台109上焚烧10～15分钟后完成焚烧。

实施例3：

本实施例与实施例1基本相同，其区别在于焚烧的废弃物为废塑料、废纺织品、废纸，在焚烧炉内的停留的时间不同，在焚烧炉10的第一级堆料台108上焚烧，焚烧1～2分钟后，焚烧的程度达到要求，则通过第一级堆料台108的推料装置110将废弃物推入第二级堆料台109，在第二级堆料台109上焚烧1～2分钟后完成焚烧。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种处置多品种、多相态废弃物的焚烧装置，其特征在于：包括焚烧炉炉体，所述炉体上部设有入料口，下部设有出料通道，其末端为出料口，所述入料口设有高温风口，所述炉体内入料口下方设有至少两级的台阶式堆料台，其最下一级堆料台之下为出料通道，每级堆料台上均设有能推动其上物料使其落入下一级堆料台或出料通道的推料装置。

2.如权利要求1所述的处置多品种、多相态废弃物的焚烧装置，其特征在于：所述入料口旁还设有生料口。

3.如权利要求1或2所述的处置多品种、多相态废弃物的焚烧装置，其特征在于：所述入料口由加料口和膏状物料口组成，所述膏状物料口共用所述高温风口。

4.如权利要求3所述的处置多品种、多相态废弃物的焚烧装置，其特征在于：所述膏状物料口位于炉体顶部，所述加料口位于炉体侧壁。

5.如权利要求4所述的处置多品种、多相态废弃物的焚烧装置，其特征在于：所述加料口和生料口分置于高温风口两旁，且生料口位于出料通道上方。

6.如权利要求1或2所述的处置多品种、多相态废弃物的焚烧装置，其特征在于：所述炉体内还设有燃烧器。

7.如权利要求6所述的处置多品种、多相态废弃物的焚烧装置，其特征在于：所述燃烧器位于生料口旁。

8.如权利要求1所述的处置多品种、多相态废弃物的焚烧装置，其特征在于：还包括水泥煅烧系统的分解炉及与其相连的回转窑，所述出料口连通分解炉底部。

9.如权利要求8所述的处置多品种、多相态废弃物的焚烧装置，其特征在于：所述出料通道沿台阶式堆料台的台阶延伸方向斜向下倾斜。

10.如权利要求8所述的处置多品种、多相态废弃物的焚烧装置，其特征在于：所述高温风为回转窑的三次风。

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