CN103090397A - 一种污泥与煤流化床混烧反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能源与环境、固体废弃物资源化利用领域，尤其是一种污泥与煤流化床混烧反应器。该反应器包括炉体以及设在炉体中的布风装置，布风装置包括布风板以及分布在布风板上的风帽，布风板将炉体的内腔分隔为燃烧室和布风室，布风装置的布风板分为中心布风板和布风翼板，中心布风板水平设置，布风翼板围绕中心布风板并形成倒置的截头圆锥形；在工作时，可通过调整流化风的风速来使炉体内部形成旋转气固两相气流，从而可有效地避免流化床的床料与燃料形成团聚，强化流化床的床料与燃料之间的换热，显著提高对燃料的适应性，提高燃烧效率，从而解决了现有的废弃物流化床燃烧炉存在的燃烧效率低、能耗大的问题。

Description

一种污泥与煤流化床混烧反应器

技术领域

本发明涉及能源与环境、固体废弃物资源化利用领域，尤其是一种污泥与煤流化床混烧反应器。

背景技术

随着城市污水的处理量逐年增加，城市下水污泥产量也急剧增加，城市污泥中含有大量水分、病菌、有机物以及重金属等有害物质，如何有效、安全地处理城市污泥已成为我国当前现代化建设中迫在眉睫的问题。传统的污泥处理方法越来越多的受到人们的质疑。焚烧处理具有减容化显著、高温杀菌、节能等优点，因此得到越来越广泛的应用。污泥焚烧逐渐成为主要的污泥处置方法。

流化床燃烧技术具有流动性能好，燃料与床料之间传热效率高，燃料适应性广等优点，近年来开始应用于固体废弃物的处理。目前关于污泥流化床焚烧试验的研究在世界范围内仍处于探索阶段，且多以处理城市污泥为主。国外流化床技术以瑞典、日本、德国等国家发展较快。国内的浙江大学、清华大学等单位均采用CFB技术开展了相关的研究，但是，尽管目前已对城市污泥与煤混烧已有一定的研究，但对于混烧特性及混烧过程中气体污染物、重金属和多环芳烃类物质的排放规律仍不清楚。

目前的技术中，通常是采用普通的流化床反应器来对污泥进行燃烧处理，现有的流化床反应器包括炉体，炉体内设有布风装置，布风装置多是采用水平布置的布风板以及与布风板垂直的设在布风板上侧面上的风帽，布风板将炉体内的空间隔为位于上部的燃烧室和位于下部的布风室，另外，炉体上还设有点火装置以及用于向燃烧室中加料的加料装置。工作时，通过风机向布风室内供风，使燃烧室中的床料及燃料达到流态化后点火，进而实现对污泥的燃烧处理，上述方式虽然能够用于处理污泥，但是，其在工作的过程中却常常会出现床料与燃料形成团聚，导致床料与燃料之间的换热受阻，从而引起燃烧反应效率低的问题，浪费了大量的能源，这在化石能源日益短缺的今天显然是不被允许的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流化床燃烧反应器，以解决现有的废弃物流化床燃烧炉存在的燃烧效率低、能耗大的问题。

为了解决上述问题，本发明的污泥与煤流化床混烧反应器采用以下技术方案：一种污泥与煤流化床混烧反应器，包括炉体以及设在炉体中的布风装置，布风装置包括布风板以及分布在布风板上的风帽，布风板将炉体的内腔分隔为燃烧室和布风室，布风装置的布风板分为中心布风板和布风翼板，中心布风板水平设置，布风翼板围绕中心布风板并形成倒置的截头圆锥形。

炉体的布风室被分隔为与中心布风板对应的中心布风室和与布风翼板对应的外围布风室，中心布风室与外围布风室之间互相隔断并且它们各自具有独立的进风口。

该污泥与煤流化床混烧反应器还包括风机，风机与炉体的布风室连接。

该污泥与煤流化床混烧反应器还包括进料系统，所述进料系统包括漏斗式进料槽，漏斗式进料槽的出料口与炉体的燃烧室连通。

所述漏斗式进料槽的出料口通过螺旋加料器与炉体的燃烧室连通。

所述螺旋加料器的出口处设有朝向燃烧室的吹扫部件。

炉体的顶部连接有旋风分离器，旋风分离器的灰斗通过回料管与炉体的燃烧室连通。

所述炉体上还设有观察视镜。

所述炉体的炉壁为由内层和外层构成的夹套结构，炉体的内层上具有与炉体的燃烧室连通的上部开口以及与炉体的布风室连通的下部开口。

所述炉体上设有点火位并于点火位处装配有点火装置，点火位及点火装置均位于燃烧室的上部，炉体内层上的上部开口位于点火位上方处。

由于本发明的污泥与煤流化床混烧反应器将其布风装置的布风板分为中心布风板和布风翼板，并且中心布风板水平设置，布风翼板围绕中心布风板并形成倒置的截头圆锥形，因此，在工作时，可通过调整流化风的风速来使炉体内部形成旋转气固两相气流，从而可有效地避免流化床的床料与燃料形成团聚，强化流化床的床料与燃料之间的换热，显著提高对燃料的适应性，提高燃烧效率，从而解决了现有的废弃物流化床燃烧炉存在的燃烧效率低、能耗大的问题。

更进一步的，将炉体的布风室分隔为与中心布风板对应的中心布风室和与布风翼板对应的外围布风室，并且使中心布风室与外围布风室之间互相隔断可分别调节中心布风板和布风翼板上的风速，从而可更加有利于环流的形成；漏斗式进料槽方便了对炉体的加料工作；螺旋加料器可用于精确控制向炉体内的加料量；吹扫部件一方面可防止物料堆积，另一方面可加强炉体内混合并提供进一步燃尽所需的过量空气；旋风分离器一方面可防止燃烧过程中产生的固体污染物直接排入大气而污染环境，另一方面可形成的固体污染物上残留的热量再一次引入炉体内而被循环利用；将炉体设为夹套结构并且在炉体内层上设置与炉体的燃烧室连通的上部开口以及与炉体的布风室连通的下部开口后，可通过炉体内、外层之间的通道来将炉体燃烧室内的热量导入布风室，从而对即将进入炉体燃烧室内的气体进行预加热，进而提高燃烧效率；将炉体内层上的上部开口设于点火位上方处后，可在通过点火装置点火的初期便对进入炉体燃烧室内的气体进行预加热，加快点火进程，减少点火装置所需的燃料。

附图说明

图1是本发明的污泥与煤流化床混烧反应器的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明的污泥与煤流化床混烧反应器的一种实施例，如图1所示，包括炉体11，本实施例中，炉体11采用由内层和外层构成的夹套结构，炉体11中于下部设有布风装置，布风装置包括布风板以及分布在布风板上的风帽12，布风板将炉体11的内腔分割为位于上部的燃烧室以及位于下部的布风室，炉体11的内层上部设有与燃烧室连通的上部开口111，下部设有与布风室连通的下部开口112，上部开口111与下部开口112通过炉体11的内、外层之间的间隙连通，布风板分为中心布风板13和布风翼板14，本实施例中，中心布风板13呈圆形并且水平设置，布风翼板14围绕中心布风板13设置并且形成倒置的截头锥形，本实施例中，布风翼板14形成倒置的截头圆锥形，布风室被分割为与中心布风板对应的中心布风室15和与布风翼板14对应的外围布风室16，中心布风室15位于中心布风板13的正下方并由固定在中心布风板13底部的筒状件围成，外围布风室16位于布风翼板14的正下方并且与中心布风室15之间互相隔离，本实施例中，二者之间的隔离是通过中心布风板13下部的筒状件实现的，中心布风室15和外围布风室16各自具有进风口，本实施例中，中心布风室15的进风口与外围布风室16的进风口均连接于同一个风机17，若需要使进入中心布风室和外围布风室的风速不等，可通过在风机与布风室之间设置比例调节阀或者分别在中心布风室可外围布风室的进风口设置调节阀来实现；炉体11的燃烧室连接有进料系统，本实施例中，进料系统包括漏斗式进料槽18、螺旋加料器19和吹扫部件（图中未显示）构成，螺旋加料器19连接在炉体11的燃烧室与漏斗式进料槽18之间，吹扫部件设在螺旋加料器19的出口处，本实施例中，吹扫部件为用于与对应的风管连接的气锁阀，当然，在本发明的其它实施例中，所述的螺旋加料器19和吹扫部件均还可以省略；另外，炉体11上还设有点火位并于点火位处装配有点火装置20，点火位及点火装置20均位于燃烧室的上部，本实施例中，点火装置20采用喷燃器（市购品），炉体11上在点火装置20的下方处设有点火孔21，炉体11内层上的上部开口就位于点火位上方处；另外，炉体11上在点火装置20的上方处还设有观察视镜22，炉体11的顶部连接有旋风分离器23，旋风分离器23的灰斗通过回料管24与炉体11的燃烧室连通，炉体11还具有放渣管25，放渣管25的上端通入炉体11的燃烧室，其下端向下穿过布风室并设有放渣阀26。

在使用该污泥与煤流化床混烧反应器处理城市污泥时，可首先关闭放渣阀、旋风分离器的灰斗，打开点火装置上的阀门，确保风机与布风室之间的管路畅通；然后启动风机，调节流化风至设定值；启动螺旋加料器，将称好的床料（石英砂）加入炉体燃烧室内；启动点火装置，点火装置启动后产生的烟气通过炉体内层的上部开口进入炉体夹套内，加热炉膛本体及床料。当床层温度升至设定温度（约650℃）时，开始加入燃烧用煤（由于采用了中心布风板与布风翼板配合的形式，因此可大大提高反应器的燃烧效率，可采用劣质煤）。调节给煤量和流化风量，使床温达到设定温度（约950℃），稳定燃烧后便可开始添加污泥进行混烧处理。

Claims (10)

1.一种污泥与煤流化床混烧反应器，包括炉体以及设在炉体中的布风装置，布风装置包括布风板以及分布在布风板上的风帽，布风板将炉体的内腔分隔为燃烧室和布风室，其特征在于，布风装置的布风板分为中心布风板和布风翼板，中心布风板水平设置，布风翼板围绕中心布风板并形成倒置的截头圆锥形。

2.根据权利要求1所述的污泥与煤流化床混烧反应器，其特征在于，炉体的布风室被分隔为与中心布风板对应的中心布风室和与布风翼板对应的外围布风室，中心布风室与外围布风室之间互相隔断并且它们各自具有独立的进风口。

3.根据权利要求1所述的污泥与煤流化床混烧反应器，其特征在于，还包括风机，风机与炉体的布风室连接。

4.根据权利要求1所述的污泥与煤流化床混烧反应器，其特征在于，还包括进料系统，所述进料系统包括漏斗式进料槽，漏斗式进料槽的出料口与炉体的燃烧室连通。

5.根据权利要求4所述的污泥与煤流化床混烧反应器，其特征在于，所述漏斗式进料槽的出料口通过螺旋加料器与炉体的燃烧室连通。

6.根据权利要求4所述的污泥与煤流化床混烧反应器，其特征在于，所述螺旋加料器的出口处设有朝向燃烧室的吹扫部件。

7.根据权利要求1所述的污泥与煤流化床混烧反应器，其特征在于，炉体的顶部连接有旋风分离器，旋风分离器的灰斗通过回料管与炉体的燃烧室连通。

8.根据权利要求1所述的污泥与煤流化床混烧反应器，其特征在于，所述炉体上还设有观察视镜。

9.根据权利要求1-8任一项所述的污泥与煤流化床混烧反应器，其特征在于，所述炉体的炉壁为由内层和外层构成的夹套结构，炉体的内层上具有与炉体的燃烧室连通的上部开口以及与炉体的布风室连通的下部开口。

10.根据权利要求9所述的污泥与煤流化床混烧反应器，其特征在于，所述炉体上设有点火位并于点火位处装配有点火装置，点火位及点火装置均位于燃烧室的上部，炉体内层上的上部开口位于点火位上方处。