CN102913916B - 一种活动炉排干燥床-循环流化床锅炉复合焚烧设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种活动炉排干燥床-循环流化床锅炉复合焚烧设备。本发明公开的一种活动炉排干燥床-循环流化床锅炉复合焚烧设备，包括活动炉排干燥床以及循环流化床锅炉，活动炉排干燥床包括位于活动炉排干燥床的进料系统，循环流化床锅炉包括位于循环流化床锅炉炉膛底部的出渣口，活动炉排干燥床与循环流化床锅炉在活动炉排干燥床的密相区处相连接。本发明所实现的焚烧设备设计合理科学，可用于处理热值低、含水率高，透气性差的药渣，也可以用于处理类似特性的城市生活垃圾。

Description

一种活动炉排干燥床-循环流化床锅炉复合焚烧设备

技术领域

本发明专利涉及一种活动炉排-循环流化床复合焚烧设备，尤其是指一种新型的带导流装置的活动炉排-循环流化床复合焚烧处理药渣的设备。

背景技术

随着越来越多的制药厂建成与投入使用，我国制药厂药渣的产生量也将越来越多，抗生素药渣已列入危险废物名录，其处置办法也按照危险废物管理规定。目前，国内药渣处置多采取安全填埋的方法，不仅难以达到减量化、资源化、无害化的目标，且占用土地，处理费用高，厂址难寻。目前我国只有深圳、沈阳、上海等几个城市建设了符合技术规范的危险废物填埋厂。已建成的危险废物填埋场的填埋能力和使用期限都十分有限，也不完全排除有造成二次污染的潜在可能性。

此外，药渣一般的焚烧处理也存在很大的难度，原生药渣存在热值低、含水率高，物料堆积密实，颗粒小，透气性差等特性，若单一的使用机械往复炉排炉或者循环流化床焚烧处理，均存在困难。往复炉排炉炉膛温度低，不易处理热值低、含水率高、着火点高的药渣。而循环流化床处理药渣，前处理要求高，处理费用高，且对于低热值、高含水率的药渣需要添加助燃燃料方能达到良好的处理效果。因此，针对药渣的低热值、高水分、透气性差等特性而开发出适合其焚烧处理的设备，显得尤为急迫。

发明内容

本发明的目的是提供一种活动炉排-循环流化床复合焚烧设备，通过将活动炉排干燥床与循环流化床在密相区处相连接形成复合式的活动炉排-循环流化床焚烧炉，从而解决单一的焚烧设备，在处理高含水率、高着火点及透气性差的药渣时，焚烧效率低，燃烧不充分、处理费用高等问题。

为解决上述目的，本发明提供的技术方案是：一种活动炉排干燥床-循环流化床锅炉复合焚烧设备，其中，包括活动炉排干燥床以及循环流化床锅炉，活动炉排干燥床包括位于活动炉排干燥床的进料系统，循环流化床锅炉包括位于循环流化床锅炉炉膛底部的出渣口，活动炉排干燥床与循环流化床锅炉在活动炉排干燥床的密相区处相连接。

进一步地，所述活动炉排干燥床由固定炉排片和可动炉排片沿纵向交替布置而形成阶梯状，炉排面倾斜布置，复合焚烧设备还包括液压装置，该液压装置包括多个液压缸，可动炉排片由多个液压缸驱动，每个液压缸单独控制可动炉排片，可动炉排片由复合焚烧设备的液压装置推动而在水平方向上作往复运动，其运动方向与药渣移动方向一致。

进一步地，所述循环流化床锅炉的炉壁一侧壁分为上下两节，上节侧壁位于活动炉排干燥床的活动炉排之上并与进料系统的出料口连接，下节侧壁位于活动炉排干燥床末端固定炉排片之下并与活动炉排底框架连接。上节侧壁与下节侧壁形成的连接口，连通循环流化床锅炉密相区，可使物料在密相区进入循环流化床锅炉内焚烧。也可在活动炉排干燥床与循环流化床锅炉连接处增设软接装置作为连接结构。

进一步地，所述密相区上方设置有导流装置，该导流装置位于密相区连接处空腔内活动炉排干燥床的右上方。

进一步地，所述导流装置由多条管束并排，管束间有连接的钢板，管束和钢板组合焊接而成，整体呈中空的三角棱柱体形状，三个面中的每一面都是由若干管束并排焊接而成，每条管束内通冷却水冷却，并与循环流化床锅炉的管束形成一体。

进一步地，所述导流装置在炉膛内的棱柱体的外侧面的钢板上都焊接抓钉，并铺设耐高温耐磨材料，导流装置与炉排干燥床面对的管束面，整面呈弧状，有利于高温烟气经弧面后回流至炉排干燥床，增强药渣的干燥效果。

进一步地，所述循环流化床锅炉炉膛上部二燃室处设有烟气出口，该烟气出口下的循环流化床锅炉二燃室高速旋流段为立式带旋风分离器式结构。

进一步地，在循环流化床锅炉二燃室高速旋流段底部设有返料装置，该返料装置并与循环流化床底部布风装置右上方的炉壁相连接，循环流化床锅炉二燃室高速旋流段及返料装置的连接处还设置膨胀节。

进一步地，所述循环流化床锅炉还包括用于点火启动和低负荷助燃的启动燃烧器，在循环流化床锅炉出渣口底部和侧壁设有布风装置，循环流化床锅炉出渣口的下方还设有出渣装置。

进一步地，在所述活动炉排干燥床底部的风室、布风装置位于循环流化床锅炉出渣口底部的布风板及侧壁的布风管均配设有供气系统，该供气系统为可控风量的鼓风机，为活动炉排干燥床和循环流化床锅炉提供干燥风和一、二次风。

采用上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明结合了机械往复炉排炉控制容易、干燥效果好的优点，也吸收了循环流化床的气固混合好、焚烧效率高的优势，并采取在炉膛密相区中增设了导流装置的办法，增强药渣干燥效果，同时也加强循环流化床中的烟气湍流度，提高了焚烧效率。经过预处理造粒后的药渣，先从进料系统进入到底下通热空气的活动炉排干燥床上，然后在干燥床上缓慢移动到密相区，药渣在干燥床上受到四种干燥作用：密相区约750～850℃高温床料的辐射热的干燥；在导流装置的作用下回流至干燥床上方的烟气的辐射热和对流干燥；干燥床下150℃干燥风的对流干燥；药渣自身局部热解、燃烧产热的干燥。在上述四种干燥作用下，进入循环流化床焚烧的药渣的含水率可进一步减小，从而提高了药渣焚烧效率；此外，在设置于密相区上方的导流装置的作用下，高温烟气回流至炉排干燥床上方后又再次进入循环流化床混合焚烧，增加了循环流化床内烟气的湍流度，有助于提高了药渣焚烧效率。本发明所述的焚烧设备具有设计合理科学，结构布局实用可行，资源化、无害化、减量化效果好，热灼减率低等特点，可用于处理热值低、含水率高，透气性差的药渣，也可以用于处理类似特性的城市生活垃圾。

附图说明

图1为本发明所述的活动炉排-循环流化床复合焚烧设备的整体结构示意图；

图2为图1所示本发明所述的导流装置与循环流化床锅炉、布风装置、出渣装置的装配结构示意图；

图3为图2中导流装置的A－A向剖面图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

现结合图1～图3进一步详细描述本发明所述的活动炉排-循环流化床复合焚烧设备的较佳实施技术方案：一种活动炉排-循环流化床复合焚烧设备，包括预烘干造粒系统101，进料系统102，活动炉排干燥床103，循环流化床锅炉104，液压装置105，导流装置106，布风装置107，旋风分离器108，返料装置109，出渣装置110，供气系统111，供油系统112，放灰通道113，启动燃烧器114，钢结构116及相应配套的烟气出口117和落灰管道(未图示)，以及风室118等。活动炉排干燥床103与循环流化床锅炉104在活动炉排干燥床103的密相区119处相连接，具体地，所述活动炉排干燥床103与循环流化床锅炉104的连接方式如下：循环流化床锅炉104的炉壁一侧壁分为上下两节，上节侧壁位于活动炉排干燥床103的活动炉排之上并与进料系统102的出料口连接，下节侧壁位于活动炉排干燥床103末端的固定炉排片之下并与活动炉排底框架连接。所述活动炉排干燥床103由固定炉排片1031和可动炉排片1032沿纵向交替布置而形成阶梯状，炉排面倾斜布置，可动炉排片1032由液压装置105推动而在水平方向上作往复运动，其运动方向与药渣移动方向一致，液压装置105包括多个液压缸，可动炉排片1032由多个液压缸驱动，每个液压缸单独控制可动炉排片1032。

所述的预烘干造粒系统101主要为药渣预烘干造粒；进料系统102位于活动炉排干燥床103上方，具体地，包括进料斗1021、挡料门1022和推料器1023；循环流化床锅炉104与活动炉排干燥床103在密相区119相连接，密相区119是指循环流化床锅炉104内的一个位置，具体在流化床炉膛下部，密相区119是指在流化床燃烧室的下部，气、固两相流中含有固相颗粒浓度高的区段；所述活动炉排干燥床103由固定炉排片和可动炉排片沿纵向交替布置而形成阶梯状，炉排面呈25°倾斜布置，可动炉排片由液压装置105推动而在水平方向上作往复运动，其运动方向与药渣移动方向一致；液压装置105设在活动炉排干燥床103下的风室外侧，用于驱动活动炉排干燥床103，液压装置105包括多个液压缸，可动炉排片由多个液压缸驱动，每个液压缸单独控制可动炉排片；所述密相区119上方设置有导流装置106，具体地，位于密相区119连接处空腔内，即循环流化床锅炉104和活动炉排干燥床103相连处炉排干燥床面上方，导流装置106包括钢管1061、抓钉1062、耐高温耐磨材料1063、连接到锅炉的冷却水管路1064，具体地，由多条管束并排，管束间有连接的钢板，管束和钢板组合焊接而成，整体呈中空的三角棱柱体形状，三个面中的每一面都是由若干管束并排焊接而成，每条管束内通冷却水冷却，并与循环流化床锅炉的管束形成一体，导流装置106在炉膛内的棱柱体的外侧面的钢板上都焊接抓钉1062，并铺设耐高温耐磨材料1063，导流装置与炉排干燥床面对的管束面，整面呈弧状；所述循环流化床锅炉104出渣口底部和侧壁设有布风装置107；所述循环流化床锅炉104炉膛上部二燃室处设有烟气出口117，该烟气出口117下的循环流化床锅炉104二燃室高速旋流段为立式带旋风分离器式结构，即旋风分离器108，用于把高温固体物料从回旋的气流中分离出来；在循环流化床锅炉104二燃室高速旋流段底部设有返料装置109，该返料装置109并与循环流化床锅炉104底部布风装置107右上方的炉壁相连接，将大颗粒炉渣返回到布风装置107的布风板上方的锅炉炉膛内再次燃烧，循环流化床锅炉104二燃室高速旋流段及返料装置109的连接处还设置膨胀节120；返料装置109将旋风分离器108收集下来的物料送回循环流化床锅炉104；出渣装置110位于循环流化床锅炉104出渣口的下方；供气系统111为活动炉排干燥床103和循环流化床锅炉104提供干燥风和一、二次风，即对活动炉排干燥床103底部风室、布风装置107位于循环流化床锅炉出渣口底部的布风板及侧壁的布风管供风，配设可控风量的鼓风机；供油系统112包括供油管路，为启动燃烧器114供油；风室及放灰通道113位于活动炉排干燥床103的下方。

所述活动炉排干燥床103的炉排片的往复运动可将药渣层连续的翻动和搅动，使得药渣搅拌和松动性能较好，透气性加强，有利于药渣在炉排干燥床上充分干燥。此外，炉排的驱动装置即液压装置105设在活动炉排干燥床103下的风室外侧，不受高温和灰尘的影响，维护检修方便。可动炉排片可设计成多个液压缸驱动，每个液压缸都可单独控制，因此，活动炉排运行速度可根据药渣性质进行调整，从而调整药渣在干燥床上的停留时间和堆积高度，有利于控制药渣的干燥及其后段焚烧效果。本发明中，选择的阶梯状的活动炉排的炉排片结构是一片片放在轴上的(也叫机架轴)，由此实现可活动炉排可设计成多个液压缸驱动，每个液压缸都可单独控制，因此，活动炉排运行速度可根据药渣性质进行调整，从而调整药渣在干燥床上的停留时间和堆积高度，有利于控制药渣的干燥及其后段焚烧效果。

所述导流装置106，其中与活动炉排干燥床103面对的管束面，整面呈弧状，有利于高温烟气经弧面后回流至炉排干燥床，增强药渣的干燥效果。回流至活动炉排干燥床103上方的烟气，经过炉膛壁与导流装置106之间形成的通道，进入循环流化床锅炉104炉膛与其余的烟气混合，增加湍流度，从而提高焚烧效率。总体来说，导流装置106的应用可使干燥，焚烧效果更好。

所述的布风装置107，其主要作用有：支承床料；使空气均匀地分布在整个炉膛的横截面上，并提供足够的动压头，使床料和物料均匀地流化；使那些已基本烧透、流化性能差、有在布风板上沉积倾向的大颗粒及时排除。

所述的旋风分离器108采用耐高温材料内砌，把高温固体物料从回旋的气流中分离出来，通过返料器送回炉膛，以维持炉内较高的颗粒浓度。

所述的返料装置109，将旋风分离器108收集下来的物料送回循环流化床锅炉104循环燃烧，并保证循环流化床锅炉104内的高温烟气不经过返料装置109短路流入分离器。

所述的供气系统111，配设可控风量的鼓风机，药渣焚烧需要的空气量通过鼓风机变频器改变电机转速进行调节。

所述的供油系统112，在循环流化床锅炉104点火启动和低负荷助燃时使用，采用轻柴油作为辅助燃料。

本发明的工作原理及处理过程如下：药渣经预烘干造粒系统101后，通过进料系统102，将其送入内衬耐火材料的活动炉排-循环流化床复合焚烧炉的活动炉排干燥床103上，具体过程是：药渣经预烘干造粒后，送入位于复合焚烧炉入口处的进料斗1021，根据燃烧控制的指令，使用液压式推料器1023按设定的速度将药渣推入活动炉排干燥床103上；炉排片底下设置干燥风室，通入150℃的干燥空气，干燥风透过炉排片上的孔对炉排干燥床上的药渣进行对流干燥。活动炉排干燥床103由固定炉排片和可动炉排片沿纵向交替布置而形成阶梯状，炉排面呈25°倾斜布置，可动炉排片由液压装置105推动而在水平方向上作往复运动，可将药渣层连续的翻动和搅动，使得药渣搅拌和松动性能较好，透气性加强，有利于干燥风对药渣进行充分干燥。此外，炉排采用多个液压缸分别控制，能有效控制炉排片推进速度，从而能有效调节干燥药渣的高度和干燥时间，使干燥程度灵活控制。药渣缓慢移动到循环流化床密相区，药渣在移动过程中受到多种形式的干燥作用，除了受到干燥风的对流干燥外，还受到密相区119约750～850℃高温床料的辐射热的干燥，以及在导流装置106的作用下回流至干燥床上方的烟气的辐射热和对流干燥；同时部分药渣受热自身局部热解、燃烧产热也对药渣有干燥作用。经充分干燥后的药渣进入循环流化床锅炉104着火燃烧，并在上升烟气流的作用下向炉膛上部运动，对水冷壁和炉内布置的其他受热面放热。粗大粒子进入悬浮区域后在重力及外力作用下偏离主气流，从而沿壁下流。气固混合物离开炉膛后进入高温旋风分离器108，大量固体颗粒被分离和收集，通过返料装置送入炉膛，进行循环燃烧，使有机物因燃烧而成为无机物，病原性生物因在高温焚烧下消灭，产生的不可燃成份和燃烬后的灰份落入出渣装置110并送出炉外。因此，该活动炉排干燥床-循环流化床锅炉形成的复合焚烧炉符合焚烧炉结构，大大增强了药渣的干燥效果，相比较于单一的焚烧设备，更优利于降低药渣含水率，从而提高焚烧效率。

上述实施例中，所述预烘干造粒系统101主要为药渣预烘干造粒系统，当然也可用于其它对象的预烘干造粒；所述活动炉排干燥床103的炉排面不限于呈25°倾斜布置，可为其它角度，比如20°，30°，40°等；所述活动炉排干燥床103和循环硫化床锅炉一定要在密相区连接，其中活动炉排干燥床上方的连接相交线有部分可超过密相区，总体是在密相区相连接。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种活动炉排干燥床-循环流化床锅炉复合焚烧设备，包括活动炉排干燥床以及循环流化床锅炉，活动炉排干燥床包括位于活动炉排干燥床的进料系统，活动炉排干燥床与循环流化床锅炉在活动炉排干燥床的密相区处相连接，其特征在于：循环流化床锅炉包括位于循环流化床锅炉炉膛底部的出渣口；所述密相区上方设置有导流装置，该导流装置位于密相区连接处空腔内活动炉排干燥床的右上方；所述导流装置由多条管束并排，管束间有连接的钢板，管束和钢板组合焊接而成，整体呈中空的三角棱柱体形状，三个面中的每一面都是由若干管束并排焊接而成，每条管束内通冷却水冷却，并与循环流化床锅炉的管束形成一体；所述导流装置在炉膛内的棱柱体的外侧面的钢板上都焊接抓钉，并铺设耐高温耐磨材料，所述导流装置与活动炉排干燥床面对的管束面，整面呈弧状。

2.根据权利要求1所述的活动炉排干燥床-循环流化床锅炉复合焚烧设备，其特征在于：所述活动炉排干燥床由固定炉排片和可动炉排片沿纵向交替布置而形成阶梯状，炉排面倾斜布置，所述复合焚烧设备还包括液压装置，该液压装置包括多个液压缸，可动炉排片由多个液压缸驱动，每个液压缸单独控制可动炉排片。

3.根据权利要求1所述的活动炉排干燥床-循环流化床锅炉复合焚烧设备，其特征在于：所述循环流化床锅炉的炉壁一侧壁分为上下两节，上节侧壁位于活动炉排干燥床的活动炉排之上并与进料系统的出料口连接，下节侧壁位于活动炉排干燥床末端固定炉排片之下并与活动炉排底框架连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的活动炉排干燥床-循环流化床锅炉复合焚烧设备，其特征在于：所述循环流化床锅炉炉膛上部二燃室处设有烟气出口，该烟气出口下的循环流化床锅炉二燃室高速旋流段为立式带旋风分离器式结构。

5.根据权利要求4所述的活动炉排干燥床-循环流化床锅炉复合焚烧设备，其特征在于：在循环流化床锅炉二燃室高速旋流段底部设有返料装置，该返料装置并与循环流化床底部布风装置右上方的炉壁相连接，循环流化床锅炉二燃室高速旋流段及返料装置的连接处还设置膨胀节。

6.根据权利要求1至3任一项所述的活动炉排干燥床-循环流化床锅炉复合焚烧设备，其特征在于：所述循环流化床锅炉还包括用于点火启动和低负荷助燃的启动燃烧器，在循环流化床锅炉出渣口底部和侧壁设有布风装置，循环流化床锅炉出渣口的下方还设有出渣装置。

7.根据权利要求6所述的活动炉排干燥床-循环流化床锅炉复合焚烧设备，其特征在于：在所述活动炉排干燥床底部的风室、循环流化床锅炉出渣口底部的布风装置的布风板及侧壁的布风装置的布风管配设有供气系统，该供气系统为可控风量的鼓风机。