CN103075736B - 一种聚环污泥焚烧炉 - Google Patents

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本发明公开了一种聚环污泥焚烧炉,包括主燃烧室炉墙01,所述炉墙的顶部设置有炉盖02和进料装置03,底部依次设置有炉底出渣口16和间歇式除渣装置17,下部设置有烟气通道10,主燃烧室炉墙内空间为主燃烧室08,在主燃烧室的中心部位设置有中央供风管04,在中央供风管的中下部设置有出风口07,主燃烧室炉墙的外周环绕设置有环形二燃室11,在环形二燃室11中上部的外周设置有C形配风室13,风管05连通中央供风管04的顶部和C形配风室13,鼓风机18通过供风管19与C形配风室13连通,在C形配风室13的外周环绕设置有消烟室14,本发明可方便地对污泥进行焚烧处置,使污泥减量化,无害化,资源化,部分能源化。

Description

一种聚环污泥焚烧炉
技术领域
本发明涉及一种污泥、生活垃圾和其他固体有机废物的焚烧处理装置,特别是涉及一种污泥焚烧炉。
背景技术
中国近三十多年的经济发展给环境带来的压力是超出想象的。在工业生产和市政污水处理过程中,不可避免地产生大量的污泥。而这些污泥的合理处置是世界性难题。在目前国内的污泥处理处置方法中,我们常见的无非是农用,填埋,建筑利用和部分混合焚烧等方式,但其中的更大的部分是未经任何处理的弃置。由于污泥中存在着大量的细菌和其他不确定的微生物,有的更有重金属的成分在里面,如果不小心地处理处置,这些污泥给环境带来的危害是触目惊心的,很多情况下对环境的危害更是不可逆的。这些目前常见的处理方法各有利弊,且弊大于利。例如:采用污泥与垃圾混合填埋方式处理,土地成本奇高,而且其他的成本也很高,在动输过程中污泥对沿途具有潜在的污染风险;污泥填埋占用土地;土地利用,如堆肥等,会造成土壤中的重金属超标,随着粮食作物或者蔬菜进入人的食物链而对人群的健康造成直接的负面影响;其他的焚烧处置,由于技术上的原因,目前的污泥焚烧处置都需要额外添加一次性燃料,如煤炭,柴油等,使得处理成本高到一般情况下无法接受的状态。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足,提供一种使污泥处置做到无害化,稳定化,减量化,并有效降低污泥焚烧处置的成本。
本发明的技术方案概述如下:
一种聚环污泥焚烧炉,包括主燃烧室炉墙01,主燃烧室炉墙的顶部设置有炉盖02和进料装置03,主燃烧室炉墙的底部依次设置有炉底出渣口16和间歇式除渣装置17,主燃烧室炉墙的下部设置有烟气通道10,主燃烧室炉墙内空间为主燃烧室08,在主燃烧室的中心部位设置有中央供风管04,在中央供风管的下部设置有出风口07,主燃烧室炉墙的外周环绕设置有环形二燃室11,在环形二燃室11中上部的外周设置有C形配风室13,风管05连通中央供风管04的顶部和C形配风室13,在风管05上设置有风阀06,鼓风机18通过供风管19与C形配风室13连通,在供风管19上设置有供风管风阀20,在C形配风室13的外周环绕设置有消烟室14,消烟室与烟气总出口15连接,使在主燃烧室内物质燃烧时产生的烟气通过烟气通道10进入环形二燃室11,经燃烧处理后通过环形二燃室烟气出口12进入消烟室14,再螺旋地进入烟气总出口排出炉外进入烟尘处理系统。
本发明的优点:
本发明的装置可以方便地对污泥进行焚烧处置,使污泥减量化,无害化,资源化,部分能源化。
附图说明
图1为本发明一种聚环污泥焚烧炉过中心线的纵剖面示意图。
图2为本发明一种聚环污泥焚烧炉上部水平剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明,本说明是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明,但不以任何方式限制本发明。
一种聚环污泥焚烧炉,包括主燃烧室炉墙01,主燃烧室炉墙的顶部设置有炉盖02和进料装置03,主燃烧室炉墙的底部依次设置有炉底出渣口16和间歇式除渣装置17,主燃烧室炉墙的下部设置有多个烟气通道10,主燃烧室炉墙内空间为主燃烧室08,在主燃烧室的中心部位设置有中央供风管04,在中央供风管的下部设置有出风口07,主燃烧室炉墙的外周环绕设置有环形二燃室11,在环形二燃室11中上部的外周设置有C形配风室13,风管05连通中央供风管04的顶部和C形配风室13,在风管05上设置有风阀06,鼓风机18通过供风管19与C形配风室13连通,在供风管19上设置有供风管风阀20,在C形配风室13的外周环绕设置有消烟室14,消烟室与烟气总出口15连接,使在主燃烧室内物质燃烧时产生的烟气通过烟气通道10进入环形二燃室11,在环形二燃室11内充分燃烧,经燃烧处理后通过环形二燃室烟气出口12进入消烟室14,在消烟室14继续燃烧后,再螺旋地进入烟气总出口15排出炉外进入烟尘处理系统。
本发明的一种聚环污泥焚烧炉的第一次操作:
装置检查妥当后,通过进料装置依次向主燃烧室08内填入引薪和污泥颗粒,点燃引薪后,启动鼓风机18,引薪进入正常燃烧状态并释放大量的热量,烟气通过多个烟气通道10进入环形二燃室11,随着烟气在环形二燃室11内的燃烧和引薪在主燃烧室08内的燃烧,整个系统温度迅速升高,随着引薪的燃尽,处于引薪上部的污泥颗粒被预热并逐步下移进入燃烧状态,引薪慢慢被燃烧的污泥颗粒全部替代,系统进入正常运行状态。处于环形二燃室11和消烟室14之间的C形配风室13(水平剖面为C的形状)内的空气被间接加热,使得供风的温度达到450℃到750℃,对系统进行高温供风,高温热空气通过风管05进入中央供风管04,为主燃烧室内的燃烧提供所需的助燃空气。本发明的装置,使得供风对系统的燃烧的负面影响降到最低。燃尽的炉渣在主燃烧室08的底部通过炉底出渣口16后被间歇式除渣装置17清出。
本发明的一种聚环污泥焚烧炉在对污泥进行焚烧处置时,一般情况下无需添加额外的一次性能源,如煤炭,石油,天然气等,只需要少量的电能,即可使污泥在主燃烧室内自持燃烧,从而极大地降低污泥的处置成本。
污水厂脱水后的污泥的含水率还高达80%,亦即一吨这样的污泥中的水分的质量是800公斤。由于含水量太高,污泥必须进一步脱水到含水量50%-40%,成型(污泥颗粒)后通过进料装置装入本发明的主燃烧室内。本发明的应用可以在点上,即污泥产生的源头解决问题,将污泥焚烧处理掉,从而减少运输成本,减少因填埋而产生的土地的消耗,并最大程度地降低污泥土地利用、填埋处理等方式对环境造成的直接的和潜在的危害。通过彻底地减量化从根本上解决污泥围城困局。本发明的投入使用可大大节约污水处理厂的运营成本,降低污泥运输带来的可能的环境污染和运输成本。在焚烧处置污泥的过程中,污泥焚烧产生的热量可用于污泥的脱水和污水厂或生产企业的热利用,如蒸汽或者冬天的取暖热源。
本发明的聚环污泥焚烧炉,主要用于污水处理厂,一些工业企业如糖厂,药厂,造纸厂等企业日常生产中产生的污泥的焚烧处置。同时可应用于垃圾的焚烧处置。
本发明的物料物流特征:污水厂脱水之后的原始污泥(80%含水率)经进一步脱水到40%-50%后成型(污泥颗粒),成型后的污泥颗粒通过传送装置经进料装置进入主燃烧室燃烧处置,燃烧后的炉渣清出系统后可以被建材利用或者无害填埋处置。
本发明的烟气物流特征:污泥在主燃烧室内焚烧时产生的大量烟气通过烟气通道进入环形二燃室,在环形二燃室内充分燃烧后进入消烟室,通过消烟室的进一步燃烧后离开本发明的燃烧系统进入烟气处理系统(在环形二燃室和消烟室设有的C形配风室通过风管和中央供风管为系统供风)。
本发明的方法具有的优点:使污泥减量化,无害化,稳定化,部分资源化。
减量化:污水厂的污泥一般情况下被浓缩到80%的含水率外运处置。如果通过本发明的进行焚烧处置,焚烧处置后的污泥残渣只有原先80%含水率时候污泥质量的10%左右,因为其中的水分被全部蒸发掉,污泥中的有机成分被燃烧掉。这几乎是最大化的减量化;
无害化:用本发明的装置进行污泥焚烧可以彻底消灭污泥中的所有可能危害环境的病原菌,病毒等微生物及致病性原生动物,焚烧之后的残渣被陶瓷化后还可以固化污泥中残留的重金属;
稳定化:用本发明的装置进行污泥焚烧处置后的污泥残渣被彻底无机化,性状稳定,不管是填埋,还是建材利用,对环境的危害都被降到了最低;
资源化:用本发明的装置进行污泥焚烧时产生的热量,可以用来对湿污泥进行脱水,剩余的热量可以用来生产热水,货供应暖气锅炉使用,在特殊情况下甚至可以用来发电。
本发明的另一个显著的结构优势是通过前面提到的几个结构优势的协同作用实现了底段燃烧法和余热协同利用。
底段燃烧的优势:通过对主燃烧室结构的设计本发明实现了底段燃烧。一般的焚烧炉受结构的限制物料的燃烧一般都处于炉膛的最上部,其缺点是:新进的物料由于温度和水分的关系不能马上燃烧,需要额外消耗物料的热值来对新进的物料进行升温,这样新进料对燃烧的影响不可避免;本发明与一般焚烧炉技术不同,其燃烧段位于主燃烧室的中下部。主燃烧室的中上部具有临时储料仓的功能。物料在主燃烧室的中下部燃烧的时候释放的大量的热量能够有效地预热处于燃烧段上方的物料。这是一个渐进的过程,越靠近燃烧段的物料温度越高。由于新进物料不与燃烧段直接接触,这样就有效地避免了新进物料的温度和湿度对燃烧过程可能的负面影响,从而提高了燃料的热效率。
余热协同利用:本发明在结构上保证了余热协同利用的效果的实现。
本发明聚环污泥焚烧炉进入正常工作状态后,处于主燃烧室中下部的燃烧段的物料燃烧时释放大量的热量,这些热量对位于燃烧段上面的物料进行预热;物料燃烧时产生的大量的烟气中残留有大量的可燃颗粒,这些可燃颗粒通过烟气通道进入环形二燃室,在环形二燃室内继续燃烧,同时释放大量的热;由于主燃烧室和环形二燃室共用一个炉墙,该炉墙由高温耐火材料建成,这个炉墙就具有了一个蓄能器的功能,其释放的热量对位于主燃烧室上半部分的物料具有预热的功能;环形二燃室内的温度最高可达1100摄氏度,呈半螺旋形消烟室内的温度也可达800摄氏度,处于环形二燃室和半螺旋形消烟室之间的C形配风室在这两个功能的协同作用下温度达到450℃到750℃,当助燃空气从鼓风机通过供风管道进入配风室后在配风室内被迅速加温并通过风管进入中央供风管,这样在几乎不影响系统的热效率的前提下做到了高温供风,从而降低供风的温度对燃烧过程的不良影响;同时,位于主燃烧室中心的中央供风管同时对炉膛内上半部分的物料也有一定的预热作用。
在以上几个因素的协同作用下,本发明聚环污泥焚烧炉对在本系统内燃烧的物料的热值达到最大化的综合利用,从而提高物料燃烧时的热值的利用率,降低生产企业的燃料成本。
本发明聚环污泥焚烧炉可以方便地对污泥进行焚烧处置,最大程度上降低污泥焚烧处置的成本,使污泥减量化,无害化,稳定化,甚至资源化。

Claims (1)

1.一种聚环污泥焚烧炉,包括主燃烧室炉墙(01),主燃烧室炉墙的顶部设置有炉盖(02)和进料装置(03),主燃烧室炉墙的底部依次设置有炉底出渣口(16)和间歇式除渣装置(17),主燃烧室炉墙的下部设置有烟气通道(10),主燃烧室炉墙内空间为主燃烧室(08),在主燃烧室的中心部位设置有中央供风管(04),在中央供风管的下部设置有出风口(07),主燃烧室炉墙的外周环绕设置有环形二燃室(11),在环形二燃室(11)中上部的外周设置有C形配风室(13),风管(05)连通中央供风管(04)的顶部和C形配风室(13),在风管(05)上设置有风阀(06),鼓风机(18)通过供风管(19)与C形配风室(13)连通,在供风管(19)上设置有供风管风阀(20),在C形配风室(13)的外周环绕设置有消烟室(14),消烟室与烟气总出口(15)连接,使在主燃烧室内物质燃烧时产生的烟气通过烟气通道(10)进入环形二燃室(11),经燃烧处理后通过环形二燃室烟气出口(12)进入消烟室(14),再螺旋地进入烟气总出口(15)排出炉外进入烟尘处理系统。
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