CN103994442A - 能扼制废物焚烧烟气中有毒气体和重金属含量的组合式焚烧装置 - Google Patents
能扼制废物焚烧烟气中有毒气体和重金属含量的组合式焚烧装置 Download PDFInfo
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Abstract
能扼制废物焚烧烟气中有毒气体和重金属含量的组合式焚烧装置，其焚烧炉炉膛由第一、第二燃烧室组成，第一燃烧室为卧式燃烧室，第二燃烧室为立式燃烧室，第一燃烧室的全部和第二燃烧室的足够高度采用绝热式燃烧室，第一燃烧室采用多个一次进风室按需进行分室择量供风；另外两个燃烧室连接处的二排对吹的二次风排管吹入二次风；在双锅筒纵置式余热锅炉的上、下锅筒中心水平高度的炉膛外设有消石灰加入装置，其将定量的消石灰沿着高温烟气在上、下锅筒间的流动方向喷入炉膛内。本发明利用组合式焚烧装置结构特点并结合各工艺方法与参数的控制，达到了在焚烧过程对有毒气体及重金属进行源头扼制，从根本上减轻了尾气净化工作的压力，满足了市场需求。
Description
技术领域
本发明涉及废物焚烧技术领域，特别涉及一种能扼制废物焚烧烟气中有毒气体和重金属含量的组合式焚烧装置。
背景技术
在全球对大气污染要求日趋严格的情况下，我国针对废物焚烧在尾气净化方面做了大量工作。引进并研制出多种相关技术和设备。但现有的技术和设备都不同程度的存在着尾气净化率不达标，以及投资与运行费用昂贵等诸多问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有废物焚烧技术所存在的各种问题而提供一种能从源头扼制废物焚烧烟气中有毒气体和重金属含量的组合式焚烧装置。
本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：
能扼制废物焚烧烟气中有毒气体和重金属含量的组合式焚烧装置，包括：
一回转式热解装置，该回转式热解装置具有一进料端和一出料端；
一焚烧炉，所述焚烧炉的炉膛由第一燃烧室和第二燃烧室组成，其中第二燃烧室位于第一燃烧室的上方且相贯通，所述第一燃烧室具有一进料端和一出料端，第二燃烧室具有一烟气出口，所述第一燃烧室的进料端与所述回转式热解装置的出料端连通；所述第一燃烧室为卧式燃烧室，第二燃烧室为立式燃烧室；
一余热锅炉，所述余热锅炉具有烟气入口和烟气出口，所述余热锅炉的烟气入口与所述焚烧炉的第二燃烧室的烟气出口连通；
一空气预热器，所述空气预热器具有烟气入口和烟气出口，其中所述空气预热器的烟气入口与余热锅炉的烟气出口连通；其特征在于；
所述第一燃烧室的全部与第二燃烧室的足够高度均为绝热式燃烧室，在第一燃烧室的底部设置一往复式炉排，在所述往复式炉排下方沿着物料的运行方向设置多个一次进风室，可按需进行分室择量供风；
在所述第二燃烧室与第一燃烧室连接处设置有二排对吹的二次风排管；
所述余热锅炉为双锅筒纵置式余热锅炉，并在双锅筒纵置式余热锅炉的上、下锅筒中心水平高度的焚烧炉的炉膛外设置一消石灰加入装置，该消石灰加入装置将定量的消石灰沿着高温烟气在上、下锅筒间的流动方向喷入焚烧炉的炉膛内；
在所述空气预热器的烟气入口处设置一热解用烟气出口，在所述回转式热解装置的进料端配置一热解用烟气入口，所述空气预热器的热解用烟气出口与所述回转式热解装置的热解用烟气入口之间配有通风机并通过烟管线连接。
在本发明的一个优选实施例中，所述热解用烟气出口出来的热解用烟气的温度为500℃。
在本发明的一个优选实施例中，所述回转式热解装置中的热解温度控制在400～600℃范围内，物料的热解时间可随机调控。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一燃烧室的焚烧温度控制在800℃～900℃之间，物料在第一燃烧室的停留时间可随机调控。
在本发明的一个优选实施例中，所述第二燃烧室的焚烧温度≥1100℃，烟气在第二燃烧室内稳定高温区的停留时间≥3s。
在本发明的一个优选实施例中，所述空气预热器的烟气入口的烟气温度控制在500℃，其烟气出口的烟气温度控制在200℃。
由于采用了如上的技术方法，本发明利用组合式焚烧装置结构特点并结合各工艺方法与参数控制，达到了在焚烧过程对有毒气体及重金属进行源头扼制，从根本上减轻了尾气净化工作的压力，具体特点如下：
(1)采用回转式热解装置，并利用高温烟气对废物进行干燥与热解，由于烟气含氧量极低，废物本身分解所产生的氮氧化物在其所产生的CO、H2、CH4等还原性气体的还原条件下，大部分被还原成稳定的N2。此种烟热解方法相当于部分烟气的再循环，在为废物热解过程提供热量的同时，也对降低氮氧化物生成起到一定的作用。此外废物在回转式热解过程中经搅拌、碰撞，可使固体废物的粒度减小，进入焚烧炉炉排上燃烧的是水分和粒度较为均匀的固体颗粒，可使炉内温度波动小，所需的燃烧时间基本一致。
(2)焚烧炉的第一燃烧室为卧式燃烧室，第二燃烧室为立式燃烧室，第一燃烧室的全部和第二燃烧室的足够高度采用绝热式燃烧室，可确保炉温稳定，将第一燃烧室温度控制在800℃～900℃以内，可抑制重金属的挥发量。将第二燃烧室温度控制在≥1100℃，烟气在第二燃烧室稳定高温区的停留时间≥3S，可确保有毒物质完全分解，燃尽与可燃挥发分的充分燃尽。
(3)利用空气预热器的热交换作用，保证烟气由500℃降至200℃的时间<1S，破坏二噁英物质再生成的条件。
(4)在第一燃烧室的往复炉排的下方沿着物料的运动方向设置多个一次风室，可根据物料特性要求进行分室择量供风。在第一燃烧室与第二燃烧室连接处设置有二排对吹的二次风排管，二次风可以在炉内组织起烟气的漩涡流动，使得高温烟气与空气充分混合从而使化学不完全燃烧损失和炉内过量空气系数得以降低，可有效控制氮氧化物的生成。
(5)将消石灰从双锅筒纵置式余热锅炉的上、下锅筒之间沿高温烟气流动方向喷入焚烧炉的炉膛内，由于此处为第二燃烧室的出口，即挥发分完全燃烧处，也是焚烧炉炉膛内的酸性气体大量生成稳定集中区，采用喷入消石灰方式对酸性气体集中封堵、可达到最经济的用量和最大的效果。消石灰是一种温度适应范围较宽的中和与吸附材料，但存放时容易与空气中的H2O和CO2反应生成CaCO3和Ca(HCO3)2,降低了应有的活性。在此高温处喷入炉膛内的CaCO3和Ca(HCO3)2被瞬间煅烧成氧化钙，完全恢复了活性，强化了与酸性气体中和效果。随烟气先后经过锅炉的对流管束，空气预热器等不同温度条件下对酸性气体进行中和同时对有毒气体、重金属进行有效吸附。
附图说明
图1为本发明能扼制废物焚烧烟气中有毒气体和重金属含量的组合式焚烧装置结构示意图。
具体实施方式
参见图1，图中给出的能扼制废物焚烧烟气中有毒气体和重金属含量的组合式焚烧装置，包括一个回转式热解装置100、一个焚烧炉200、一个双锅筒纵置式余热锅炉300和一个空气预热器400。
回转式热解装置100具有一个进料端110和一个出料端120，在回转式热解装置100的进料端110配置有一废物进料料仓130和废物推料装置140，需要焚烧的废物投入废物进料料仓130，由废物推料装置140通过回转式热解装置100的进料端110的进料口160送入回转式热解装置100中进行热解。
回转式热解装置100中废物的干燥和热解过程使用的热解用烟气的温度为500℃，热解用烟气通过设置在进料端110的热解用烟气入口150进入到回转式热解装置100内。热解过程中回转式热解装置中的热解温度控制在400～600℃范围内，物料的热解时间可随机调控。
回转式热解装置100利用温度为500℃的高温烟气对废物进行干燥和热解，由于烟气含氧量极低，废物本身分解所产生的氮氧化物在其所产生的CO、H2、CH4等还原性气体的还原条件下，大部分被还原成稳定的N2。此种烟热解方法相当于部分烟气的再循环，在为废物热解过程提供热量的同时，也对降低氮氧化物生成起到一定的作用。此外废物在回转式热解过程中经搅拌、碰撞，可使固体废物的粒度减小，进入焚烧炉炉排上燃烧的是水分和粒度较为均匀的固体颗粒，可使炉内温度波动小，所需的燃烧时间基本一致。
焚烧炉200的炉膛由第一燃烧室210和第二燃烧室220组成，其中第一燃烧室为卧式燃烧室，第二燃烧室为立式燃烧室，第二燃烧室220位于第一燃烧室210的上方且相贯通。第一燃烧室210具有一进料端211和一出料端212，第二燃烧室220具有一烟气出口221。
第一燃烧室210的进料端211与回转式热解装置100的出料端120连通，同时在第一燃烧室210的底部设置一往复式炉排230，在出料端212配置有一排渣机240。这样由回转式热解装置100的出料端120出来的热解烟气直接进入第二燃烧室220内被完全燃烧，固体物料通过第一燃烧室210的进料端211落在第一燃烧室210内的往复式炉排230上进行燃烧，在焚烧过程中往复炉排230一边对落在其上的固体物料进行搅拌，一边将固体物料向第一燃烧室210的出料端212方向输送。
第一燃烧室210焚烧所需要的空气通过沿着物料的运行方向设置在往复式炉排230下方的多个一次进风室241按需要进行分室择量供风。
另外在第二燃烧室220与第一燃烧室210的连接处设置有二排对吹的二次风排管。
在第一燃烧室210的全部和第二燃烧室220的足够高度采用绝热式燃烧室，第一燃烧室210内的焚烧温度控制在800℃～900℃之间，从而抑制重金属的挥发量。物料在第一燃烧室210内的停留时间可随机调控。第二燃烧室220的燃烧温度控制在≥1100℃，烟气在第二燃烧室220内的停留时间≥3S，可确保有毒物质完全分解、燃烬与可燃挥发分的充分燃烬。
第一燃烧室210采用多个进风室进行分室择量供风，另外在第一燃烧室210与第二燃烧室220连接处设置有二排对吹的二次风排管250，二次风可以在焚烧炉200炉膛内组织起烟气的漩涡流动，使得高温烟气与空气充分混合从而使化学不完全燃烧损失和炉内过量空气系数得以降低，同时可有效控制氮氧化物的生成。
焚烧后的高温烟气的热量通过双锅筒纵置式余热锅炉300进行余热回收，双锅筒纵置式余热锅炉300的烟气入口310与第二燃烧室220的烟气出口221连通。经过余热回收的高温烟气在双锅筒纵置式余热锅炉300的烟气出口320处的温度为500℃，
在双锅筒纵置式余热锅炉300的上、下锅筒330、340中心水平高度的焚烧炉200的炉膛外设置一消石灰加入装置500，该消石灰加入装置500将定量的消石灰沿着高温烟气在上、下锅筒330、340间的流动方向喷入焚烧炉200的炉膛内。由于此处为第二燃烧室220的出口，即挥发分完全燃烧处，也是焚烧炉200炉膛内的酸性气体大量生成稳定集中区，采用喷入消石灰方式对酸性气体集中封堵、可达到最经济的用量和最大的效果。消石灰是一种温度适应范围较宽的中和与吸附材料，但存放时容易与空气中的H2O和CO2反应生成CaCO3和Ca(HCO3)2,降到了应有的活性。在此高温处喷入炉膛内的CaCO3和Ca(HCO3)2被瞬间煅烧成氧化钙，完全恢复了活性，强化了与酸性气体中和效果。随烟气先后经过锅炉的对流管束，空气预热器等不同温度条件下对酸性气体进行中和同时对有毒气体、重金属进行有效吸附。
经过双锅筒纵置式余热锅炉300回收热量后且温度为500℃高温烟气再通过一空气预热器400进一步进行热量回收，最终形成200℃的烟气通过空气预热器400的烟气出口420送入后续的尾气净化系统进行尾气净化处理。空气预热器400的烟气入口410与双锅筒纵置式余热锅炉300的烟气出口320连通，另外在空气预热器400的烟气入口410处设置一热解用烟气出口430，热解用烟气出口430通过通风机和烟管线连接至回转式热解装置100的进料端110上的热解用烟气入口150，这样双锅筒纵置式余热锅炉300回收热量后且温度为500℃高温烟气可以作为回转式热解装置100的热解用气，降低了运行成本。
Claims (6)
1.能扼制废物焚烧烟气中有毒气体和重金属含量的组合式焚烧装置，包括：
一回转式热解装置，该回转式热解装置具有一进料端和一出料端；
一焚烧炉，所述焚烧炉的炉膛由第一燃烧室和第二燃烧室组成，其中第二燃烧室位于第一燃烧室的上方且相贯通，所述第一燃烧室具有一进料端和一出料端，第二燃烧室具有一烟气出口，所述第一燃烧室的进料端与所述回转式热解装置的出料端连通；其中第一燃烧室为卧式燃烧室，第二燃烧室为立式燃烧室；
一余热锅炉，所述余热锅炉具有烟气入口和烟气出口，所述余热锅炉的烟气入口与所述焚烧炉的第二燃烧室的烟气出口连通；
一空气预热器，所述空气预热器具有烟气入口和烟气出口，其中所述空气预热器的烟气入口与余热锅炉的烟气出口连通；其特征在于；
所述第一燃烧室的全部和第二燃烧室的足够高度采用绝热式燃烧室，在第一燃烧室的底部设置一往复式炉排，在所述往复式炉排下方沿着物料的运行方向设置多个一次进风室，可按需进行分室择量供风；
在所述第二燃烧室与第一燃烧室连接处设置有二排对吹的二次风排管；
所述余热锅炉为双锅筒纵置式余热锅炉，并在双锅筒纵置式余热锅炉的上、下锅筒中心水平高度的焚烧炉的炉膛外设置一消石灰加入装置，该消石灰加入装置将定量的消石灰沿着高温烟气在上、下锅筒间的流动方向喷入焚烧炉的炉膛内；
在所述空气预热器的烟气入口处设置一热解用烟气出口，在所述回转式热解装置的进料端配置一热解用烟气入口，所述空气预热器的热解用烟气出口与所述回转式热解装置的热解用烟气入口之间配有通风机并通过烟管线连接。
2.根据权利要求1所述的能扼制废物焚烧烟气中有毒气体和重金属含量的组合式焚烧装置，其特征在于，所述热解用烟气出口出来的热解用烟气的温度为500℃。
3.根据权利要求1所述的能扼制废物焚烧烟气中有毒气体和重金属含量的组合式焚烧装置，其特征在于，所述回转式热解装置中的热解温度控制在400～600℃范围内，物料的热解时间可随机调控。
4.根据权利要求1所述的能扼制废物焚烧烟气中有毒气体和重金属含量的组合式焚烧装置，其特征在于，所述卧式第一燃烧室的焚烧温度控制在800℃～900℃之间，物料在卧式第一燃烧室的停留时间可随机调控。
5.根据权利要求1所述的能扼制废物焚烧烟气中有毒气体和重金属含量的组合式焚烧装置，其特征在于，所述第二燃烧室的焚烧温度≥1100℃，烟气在第二燃烧室内稳定高温区的停留时间≥3s。
6.根据权利要求1所述的能扼制废物焚烧烟气中有毒气体和重金属含量的组合式焚烧装置，其特征在于，所述空气预热器的烟气入口的烟气温度控制在500℃，其烟气出口的烟气温度控制在200℃。
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