CN104235858A - 一种二次燃烧系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二次燃烧系统，旨在提供一种能对热烟气进行净化，充分清除其中的高温挥发物、二噁英，对粉尘、铁渣进行方便高效的回收，且可以有效节省能源的二燃装置。它包括二燃室、热烟气回流管，回转窑连接至干燥室，二燃室上设有进烟部、燃烧器，二燃室包括主燃腔、沉积回收腔，主燃腔顶部中心设有出气部，出气部下端伸入二燃室之内，出气部连接一出气道，出气道连通至干燥室，进烟部的进烟方向与主燃腔外侧的切线方向平行，进烟部与水平面之间成10至30度角。本发明的有益效果是：能够将有害物质再次燃烧；燃烧充分彻底；不需要额外装置且粉尘分离效果明显；净化后的热烟气能够被再次循环利用，环保性好。

Description

一种二次燃烧系统

技术领域

本发明属于污泥处理领域，尤其涉及一种二次燃烧系统。

背景技术

污水处理的过程中会产生大量的污泥，其含有大量的有机物、重金属以及微生物等，通常对这些污泥的处理方法是填埋或焚烧，其中填埋需要占用大量的土地，而且会对填埋后的土地造成较大污染，土地资源浪费严重；焚烧处理是目前对污泥最为彻底的解决方法。焚烧之前，需要将污泥离心脱水干化，然后在干燥室内进一步干燥，然后才能进入窑内焚烧，一般来说，焚烧温度约为650度。在窑内焚烧后，会产生大量的热烟气，这些热烟气中，含有不少的高温挥发物、粉尘，且由于燃烧不充分等因素，其内含有大量二噁英，此时若直接排放出去，对环境会造成极为恶劣的影响，而目前在对这些问题的处理手段上，仍存在不少缺陷。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中污泥在焚烧后产生的热烟气中，具有大量的未燃尽挥发物、粉尘，会对环境及人体造成较大伤害的不足，提供了一种能对热烟气进行快速高效净化，充分清除其中的高温挥发物、二噁英，能对粉尘、铁渣进行方便高效的回收，且可以有效节省能源的二次燃烧系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种二次燃烧系统，包括二燃室、与回转窑的窑尾相通的热烟气回流管，所述的回转窑通过进料管连接至干燥室，所述的二燃室侧壁上部设有进烟部，所述的进烟部连接热烟气回流管，所述的二燃室上设有头部伸入二燃室中的燃烧器，所述的二燃室包括圆柱状的主燃腔以及连接在主燃腔下方的沉积回收腔，所述的沉积回收腔的横截面口径由上至下递减，所述的二燃室底部为一出闸口，所述的出闸口上设有闸门，所述的主燃腔顶部中心设有圆柱状的出气部，所述的出气部下端伸入二燃室之内且出气部底部的高度低于进烟部的高度，所述的出气部连接一出气道，所述的出气道连通至干燥室，所述的进烟部的进烟方向与主燃腔外侧的切线方向平行，所述的进烟部与水平面之间成10至30度角，进烟部靠近二燃室的一端低于进烟部远离二燃室的一端，所述的回转窑上与热烟气回流管的连通处高于回转窑上与进料管的连通处，所述的热烟气回流管包括直接与回转窑接通的初出烟段以及连接至进烟部的流经段，所述的初出烟段上设有电磁铁，所述的电磁铁通过处在热烟气回流管外的固定架固定。热烟气进入热烟气回流管时，其内的电磁铁会将铁渣吸附住，而其余成分则随着热烟气继续前进。热烟气沿着切向以一个下倾的方向进入二燃室，在二燃室内沿着侧壁形成向下的旋流，且由出气部底部的高度低于进烟部的高度，进入二燃室的气流在初始时更是被完全阻挡、无法达到二燃室的中轴线附近，初始进入的热烟气形成贴壁旋流后，随着后续源源不断的热烟气的切向进入，热烟气就一直保持着旋流状态下行，并在二燃室底部集聚后上升，由于贴壁处一直都有气压较高的旋流，因此上升气流就沿着二燃室中轴线附近区域上升，直至进入出气部。上述过程中，热烟气走了一个迂回的路径，并不是直接的通路，因此在二燃室内停留时间较长，其中的有害废气、未燃尽挥发物等可以被充分的燃烧。而在气流的运行中，粉尘受到离心力的作用被甩到二燃室侧壁，并由于自重和气流下压开始下降，最终聚集在沉积回收腔下部，从而一次性达到了充分燃烧、粉尘分离回收的效果。并且净化的热烟气又进入干燥室，可以作为干燥热源被二次利用，且顺势形成了干燥室、回转窑、二燃室这样一个循环通路，循环速度快、效果好，能源利用充分，粉尘分离快速便捷、热烟气净化效果上佳。再者，所以粉尘在刚进入二燃室时，由于气流推力和出气部附近的气流导向，一部分粉尘可能会比较容易从出气部直接排出去，但之后随着气流下行、因自身重力沉降等原因，热烟气中的粉尘就很难靠近甚至脱离出气部了，而本发明中出气部底部的高度低于进烟部的高度，阻止了气流直接走向出气部的可能，所以热烟气刚进入二燃室后，气流走向可以说与出气部的出气方向是偏离甚至完全背离的，所以能一开始就随着气流从出气部脱离出去的粉尘极少，充分保障了分离的粉尘基本都能留在二燃室内并最终进入沉积回收腔。

作为优选，还包括燃烧室支撑架，所述的燃烧室支撑架连接在二燃室外部，所述的出闸口高度距燃烧室支撑架底部的高度大于20厘米。二燃室温度较高，燃烧室支撑架可以避免其直接接触地面或其他部件，且利于闸门的向下开启和粉尘的回收。

作为优选，所述的二燃室上设有伸入二燃室内的温度探头，所述的温度探头的探测部分处在主燃腔中。能够时刻探知二燃室内的温度，监测二次燃烧过程是否稳定正常。

作为优选，所述的燃烧器处在主燃腔中部以上的位置，所述的燃烧器的头部指向主燃腔的中心轴线。燃烧器将空气或者和空气和燃料混合喷出至主燃腔内，并点燃使热烟气进行燃烧，热烟气是从处在相对较高处的进烟部喷入的，燃烧器处在主燃腔中部以上的位置，可以优先将初入二燃室的热烟气进行燃烧，防止热烟气还未燃烧充分就已经离开二燃室。

作为优选，所述的出气部垂直于水平面，所述的出气部的口径小于主燃腔截面口径的一半，所述的出气部包括一处在二燃室外的减阻段，所述的出气部与出气道的连接位置为减阻段的顶端。二燃室内的热烟气燃烧、脱尘后从中部竖直或近似竖直向上进入出气部并脱离二燃室，上升过程中若受到阻力较大，容易影响净化后的热烟气离开二燃室的速度，造成工作效率下降。而减阻段的存在，可以避免净化后的热烟气刚离开二燃室就受到来自出气道等结构的较大阻力，而是可以让热烟气继续自由上升一段距离，然后再通过出气道离开，从而大大降低了热烟气在出气部上受到的阻力，提高了二燃、排气效率。

作为优选，所述的出气道上设有口径大于出气道口径的降压部，所述的出气道上设有抽气泵，所述的抽气泵处在干燥室与降压部之间。降压部口径比较大，可以让净化后的热烟气在达到此处后，瞬时气压变小，从而使气流能顺利进入，从使得降压部之前的一段出气道内的气流能够更加顺畅。再辅以抽气泵的抽气，可以保障整个出气道内气流的顺畅，从而避免了出气部处的气流阻滞，使净化后的热烟气能更快速、流畅的离开二燃室，提高了工作效率、降低了相对能耗。

本发明的有益效果是：能够将热烟气中的二噁英、未燃尽挥发物等有害物质再次燃烧；燃烧面积大、时间合理、燃烧充分彻底；燃烧过程中同时进行粉尘分离，不需要额外装置且分离效果明显；可以快速进行铁渣回收；净化后的热烟气能够被再次循环利用，环保性好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明二燃室处的结构示意图；

图3是图2中二燃室的俯视图；

图4是进烟部的正视图；

图5是本发明电磁铁处的局部放大图；

图6是本发明实施例2的结构示意图。

图中：二燃室1、主燃腔11、进烟部111、出气部112、减阻段1121、沉积回收腔12、出闸口13、回转窑2、热烟气回流管21、初出烟段211、流经段212、进料管22、干燥室3、出气道31、降压部32、燃烧器4、燃烧室支撑架5、温度探头6、电磁铁7、固定架71、抽气泵8。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5所示的实施例中，一种二次燃烧系统，包括二燃室1、与回转窑2的窑尾相通的热烟气回流管21，所述的回转窑2通过进料管22连接至干燥室3，所述的二燃室1侧壁上部设有进烟部111，所述的进烟部111连接热烟气回流管21，所述的二燃室1上设有头部伸入二燃室1中的燃烧器4，所述的二燃室1包括圆柱状的主燃腔11以及连接在主燃腔11下方的沉积回收腔12，所述的沉积回收腔12的横截面口径由上至下递减，所述的二燃室1底部为一出闸口13，所述的出闸口13上设有闸门，所述的主燃腔11顶部中心设有圆柱状的出气部112，所述的出气部112下端伸入二燃室1之内且出气部112底部的高度低于进烟部111的高度，所述的出气部112连接一出气道31，所述的出气道31连通至干燥室3，所述的进烟部111的进烟方向与主燃腔11外侧的切线方向平行，所述的进烟部111与水平面之间成10至30度角，进烟部111靠近二燃室1的一端低于进烟部111远离二燃室1的一端，所述的回转窑2上与热烟气回流管21的连通处高于回转窑2上与进料管22的连通处，所述的热烟气回流管21包括直接与回转窑2接通的初出烟段211以及连接至进烟部111的流经段212，所述的初出烟段211上设有电磁铁7，所述的电磁铁通过处在热烟气回流管21外的固定架71固定。还包括燃烧室支撑架5，所述的燃烧室支撑架5连接在二燃室1外部，所述的出闸口13高度距燃烧室支撑架5底部的高度大于20厘米。所述的二燃室1上设有伸入二燃室1内的温度探头6，所述的温度探头6的探测部分处在主燃腔11中。所述的燃烧器4处在主燃腔11中部以上的位置，所述的燃烧器4的头部指向主燃腔11的中心轴线。所述的出气部112垂直于水平面，所述的出气部112的口径小于主燃腔11截面口径的一半，所述的出气部112包括一处在二燃室1外的减阻段1121，所述的出气部112与出气道31的连接位置为减阻段1121的顶端。

污泥在回转窑2焚烧后，产生的带有未燃尽挥发物、二噁英、大量粉尘、小颗粒铁渣的热烟气，热烟气进入热烟气回流管21时，其内的电磁铁7会将铁渣吸附住，而其余成分则随着热烟气继续前进，至于这些被吸住的铁渣，可以在整个焚烧过程完成后通过取下电磁铁7来进行收集。热烟气通过热烟气回流管21快速达到进烟部111。进烟部111是切向进烟，因此从主燃腔11的切向进入后，绝大部分热烟气就开始沿着主燃腔11的侧壁旋转，又由于进烟部111是倾斜的，因此大部分热烟气沿着主燃腔11的侧壁做旋转向下的运动，并进入到沉积回收腔12，而二燃室1中轴线附近的热烟气相对稀薄，形成“风眼”。在上述过程中，热烟气被燃烧器4点燃，与空气或空气燃料混合物一起燃烧，由于热烟气一直在旋转流动，燃烧接触面比较大，且热烟气在二燃室1内的运行时间也得到一定延长，目前在实际应用中热烟气的燃烧时间为3至6秒，所以燃烧也更为充分，从而未燃尽的挥发物、二噁英等都基本燃尽了，有害物质和气体大幅减少。

热烟气继续沿着二燃室1侧壁旋转，开始进入到截面不断减小的沉积回收腔12中。首先热烟气在不断旋转下行的过程中，本来就会集聚到二燃室1底部附近，并且在二燃室1下部中央形成挤压上升气流，而沉积回收腔12的结构特性，进一步加强了这一集聚效果，使得“风眼”下部的气压相对较高，热烟气从“风眼”底部开始快速上升，并冲入出气部112。而含有粉尘的热烟气，不论是在主燃腔11内贴壁旋转、还是在沉积回收腔12内贴壁旋转，其内含有的相对较重的粉尘，总是受到相对更大的离心力的作用，因此粉尘会被直接甩到二燃室1侧壁之上。又由于自身重力和热烟气旋流的下推作用，开始沉降，或早、或迟的开始沿着沉积回收腔12的倾斜内壁逐渐下降至二燃室1最低端，即出闸口13附近。而在“风眼”内上升的气流，虽然对二燃室1底部的粉尘有一定的搅动，但是实际贴着二燃室1底部的气流并不多，且粉尘又相对较重，因此粉尘还是很难再离开沉积回收腔12中了，而净化后的热烟气则顺利的从出气部112离开，通过出气道31进入干燥室3内，由于热烟气是被二次燃烧过的，温度不仅没有降低，相反还更高了，达到950度以上，这些温度更高的、得到净化后的热烟气，可以有效为干燥室3提供干燥热源，从而让二燃室1内的燃烧加热不再仅具有燃烧净化的效果，更能让这些热量得到充分的使用，能源利用率明显提高。

实施例2：本实施例的基本结构及实施方式同实施例1，其不同之处在于，如图6所示：所述的出气道31上设有口径大于出气道31口径的降压部32，所述的出气道31上设有抽气泵8，所述的抽气泵8处在干燥室3与降压部32之间。

降压部32口径比较大，可以让净化后的热烟气在达到此处后，瞬时气压变小，从而使气流能顺利进入，从使得降压部32之前的一段出气道31内的气流能够更加顺畅。再辅以抽气泵8的抽气，可以保障整个出气道内气流的顺畅，从而避免了出气部112处的气流阻滞，使净化后的热烟气能更快速、流畅的离开二燃室1，提高了工作效率、降低了相对能耗。

Claims (7)

1.一种二次燃烧系统，其特征是，包括二燃室(1)、与回转窑(2)的窑尾相通的热烟气回流管(21)，所述的回转窑(2)通过进料管(22)连接至干燥室(3)，所述的二燃室(1)侧壁上部设有进烟部(111)，所述的进烟部(111)连接热烟气回流管(21)，所述的二燃室(1)上设有头部伸入二燃室(1)中的燃烧器(4)，所述的二燃室(1)包括圆柱状的主燃腔(11)以及连接在主燃腔(11)下方的沉积回收腔(12)，所述的沉积回收腔(12)的横截面口径由上至下递减，所述的二燃室(1)底部为一出闸口(13)，所述的出闸口(13)上设有闸门，所述的主燃腔(11)顶部中心设有圆柱状的出气部(112)，所述的出气部(112)下端伸入二燃室(1)之内且出气部(112)底部的高度低于进烟部(111)的高度，所述的出气部(112)连接一出气道(31)，所述的出气道(31)连通至干燥室(3)，所述的进烟部(111)的进烟方向与主燃腔(11)外侧的切线方向平行，所述的进烟部(111)与水平面之间成10至30度角，进烟部(111)靠近二燃室(1)的一端低于进烟部(111)远离二燃室(1)的一端，所述的回转窑(2)上与热烟气回流管(21)的连通处高于回转窑(2)上与进料管(22)的连通处，所述的热烟气回流管(21)包括直接与回转窑(2)接通的初出烟段(211)以及连接至进烟部(111)的流经段(212)，所述的初出烟段(211)上设有电磁铁(7)，所述的电磁铁(7)通过处在热烟气回流管(21)外的固定架(71)固定。

2.根据权利要求1所述的一种二次燃烧系统，其特征是，还包括燃烧室支撑架(5)，所述的燃烧室支撑架(5)连接在二燃室(1)外部，所述的出闸口(13)高度距燃烧室支撑架(5)底部的高度大于20厘米。

3.根据权利要求1或2所述的一种二次燃烧系统，其特征是，所述的二燃室(1)上设有伸入二燃室(1)内的温度探头(6)，所述的温度探头(6)的探测部分处在主燃腔(11)中。

4.根据权利要求1或2所述的一种二次燃烧系统，其特征是，所述的燃烧器(4)处在主燃腔(11)中部以上的位置，所述的燃烧器(4)的头部指向主燃腔(11)的中心轴线。

5.根据权利要求1所述的一种二次燃烧系统，其特征是，所述的出气部(112)垂直于水平面，所述的出气部(112)的口径小于主燃腔(11)截面口径的一半，所述的出气部(112)包括一处在二燃室(1)外的减阻段(1121)，所述的出气部(112)与出气道(31)的连接位置为减阻段(1121)的顶端。

6.根据权利要求1所述的一种二次燃烧系统，其特征是，所述的出气道(31)上设有口径大于出气道(31)的降压部(32)。

7.根据权利要求6所述的一种二次燃烧系统，其特征是，所述的出气道(31)上设有抽气泵(8)，所述的抽气泵(8)处在干燥室(3)与降压部(32)之间。