CN104676596B - 一种固体废弃物无焰焚烧窑 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固体废弃物无焰焚烧窑，窑体下部设有供气通道、点火装置和监控装置；窑体的顶部设有窑盖、排烟管道和喷淋装置，窑盖与窑顶的结合部设置有滑轨，窑盖外设导流水槽并加水密封；窑体上设置有进料出渣自动门。本发明的窑结构简单、巧妙，自动化程度高，运行可靠，易操控，一次性进料、出渣，处理规模大，有害物超低排放。

Description

一种固体废弃物无焰焚烧窑

技术领域

本发明属于环境保护领域，涉及固体废弃物资源的综合利用设备，具体涉及一种固体废弃物无焰焚烧窑。

背景技术

目前国内外公知的、固废焚烧普遍使用流化床炉、炉排炉、旋转炉等。这几种炉的燃烧方式均为明火，烧完的粉状灰烬不在炉内停留直接排出，可利用价值低。焚烧炉技术都是国外少数发达国家根据分选后的固废特征而研制出来的。

我国的生活固废受地域、季节、经济状况的制约，固废成分呈多样性、复杂性、其阻燃性尤为突出，固废的含水量普遍高于40%，这样的固废进入焚烧炉进行焚烧处理必然会造成燃烧不稳定，炉内易熄火，即使添加辅助能源助燃，燃烧工况也无法平稳，使操作变得复杂，运营成本高，二噁英不易控制，污染严重，群众性事件接连不断，所以并不完全适合于我国目前的固废处理。

申请号201020248520.1的中国专利公开了一种固体废物富氧无明火持续高温燃烧焚烧炉。所述焚烧炉包括焚烧炉炉体、及排烟系统、供风系统和点火系统。焚烧炉最上部为排烟系统，设有抽烟管和带导流槽的可整体移动的炉盖。焚烧炉炉体使用普通建筑材料建成，炉壁的一面墙上预留可升降大门。炉体最下部为供风系统，设有供风风道和供风风机。炉壁周边下角设有若干个人工点火口连同设于中央区域主风道上的电子点火口统称为焚烧炉的点火系统。申请号201120247284.6的中国专利公开了一种固体废物适氧烈燃持续高温焚烧窑系统，所述焚烧窑系统由两个半地下结构的焚烧窑构成，两个焚烧窑底部均设置于地平面以下，两个焚烧窑盖部设置有一个活动窑盖，所述活动窑盖在两个焚烧窑之间整体移动；每个焚烧窑包括焚烧窑窑体，窑体内为高温焚烧窑膛；所述焚烧窑设置有排烟系统、供风系统和点火系统；所述供风系统安装于窑体下部，所述供风系统上设置有点火系统，所述排烟系统设置于窑体上部；两个焚烧窑之间设置有一个双向供风管。工作中窑内固体废弃物每一米高需添加一层助燃剂，以辅助固废的富氧焚烧。

上述公开的技术方案属于传统的燃烧方式，加上没有对固废进行分拣等前期预处理，焚烧难度系数加大，焚烧中固废的原始资源综合利用较低，故本发明提出一种固体废弃物无焰焚烧窑。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种固体废弃物无焰焚烧窑，它结构简单，巧妙，自动化程度高，运行可靠，易操控，一次性进料、出渣，处理规模大，有害物超低排放。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种固体废弃物无焰焚烧窑，窑体下部设有供气通道、点火装置和监控装置；窑体的顶部设有窑盖、排烟管道和喷淋装置，窑盖与窑顶的结合部设置有滑轨，窑盖外设导流水槽并加水密封；窑体上设置有进料出渣自动门。

进一步地，所述的焚烧窑为长方体。

进一步地，所述的供气通道上方安装有格栅位于供气通道与固体废弃物接触的底面上。

进一步地，所述的供气通道内设有漏渣清理及水收集装置，漏渣清理及水收集装置包括斜道和刮板，与点火装置、监控装置位于同一侧。

进一步地，所述的点火装置和监控装置一同安装在移动小车上，工作于供气通道中。

进一步地，所述的排烟管道嵌于窑壁顶部外侧。

进一步地，所述的喷淋装置安装在窑盖上下两侧各一套。

进一步地，窑体用耐火砖及保温材料堆砌而成。

进一步地，所述的窑盖为镍合金特种钢板制造。

进一步地，所述的进料出渣自动门设置在窑体的宽面。

更进一步地，所述的点火装置组成焚烧窑固废的点火系统，所述的监控装置组成焚烧窑点火和固废初始焚烧工况的监控系统，所述的供气通道组成焚烧窑的供气、点火、漏渣清理及水收集管网的公用系统，所述的漏渣清理及水收集装置构成焚烧窑的漏渣清理系统和焦渣降温用水收集系统，所述的排烟管道组成焚烧窑的负压排烟系统，所述的喷淋装置构成焚烧窑窑盖及出渣前焦渣的喷淋降温系统，所述的导流水槽装入适量水后构成焚烧窑窑盖的水密封系统和窑盖降温用水的导流系统。

进一步地，所述的排烟管道出口设有检测探头，检测排出烟气的压力、温度、氧含量、燃气含量以及湿度。

进一步地，所述的焚烧窑侧部设有检测探头，检测焚烧窑内温度及烟气流速。

进一步地，所述的供气通道设有检测探头，检测供气流量、压力、温度、湿度及氧含量。

进一步地，所述的窑盖上设有温度探头并与窑盖上侧的喷淋装置连锁，以自动控制窑盖的温度。

进一步地，所述的窑盖下侧喷淋系统前端设有温度检测探头，检测固体废弃物在窑中的焚烧情况，当检测到固体废弃物焚烧完毕时，启动窑盖下侧喷淋系统，给窑中焦渣降温，以便出渣。

固体废弃物进入无焰焚烧窑之前，需先进行分选处理和厌氧发酵，所述的分选处理过程为：从固体废弃物分选出塑料、橡胶和重金属；所述的厌氧发酵过程为：将分选后的固体废弃物移至厌氧发酵室中进行发酵处理，使固体废弃物的含水量下降5%～15%，所述的厌氧发酵室内固体废弃物堆放的高度为5～7m，发酵处理的时间为5～10天。

固体废弃物进入无焰焚烧窑中进行无焰焚烧的工作过程为：发酵好的固体废弃物在窑内堆积5～7m高，通过移动小车使点火装置完成在供气通道中的点火作业，监控装置起监控点火的作用，一旦发现未燃烧处则立即自动补点；焚烧窑底部向供气通道以10～50m/s的流速通入辅助燃气，窑内的燃烧温度随之达到800℃，燃烧和碳化同时进行，焚烧工况处于初始阶段，初始阶段窑内焚烧工况为：燃烧层、碳化层和烘干层；焚烧中的烟气透过堆积的固体废弃物，缓缓析出，热量、灰飞及部分杂质被厚厚的固体废弃物截留，利用抽风机形成负压从排烟系统抽引窑中低速的贫氧可燃性气体，经粗处理后送至窑底作辅助燃气；焚烧工况从初始阶段进入设计阶段，此时焚烧工况为：结焦层、焚烧层、碳化层和烘干层，此时的焚烧物不再是固体废弃物的原态而是碳化层，当碳化层温度达到1000℃后，固体废弃物产生的焦油气化热解速度加快，析出有利于燃烧的小分子碳氢气体，随着碳化热量的进一步提升，促进碳化物二次裂解，可燃气体的产率提高，随着碳化温度的升高，碳化物着火的温度也升高。随着高温焚烧可燃气体与低氧助燃气体的加入，焚烧火焰体积成倍增大，焚烧层升温均匀，平均温度大大提升，实现了稳定的焚烧，以无焰的形式逐步向上推移，热能迅速堆积，短时间内焚烧层的温度达到1450～1650℃，从窑顶析出的是近似洁净的烟气，主要成分为缺氧的可燃性气体，回收助燃，燃烧层下部形成优质焦渣。

本发明具有以下有益效果：

（1）本发明的窑体结构简单、巧妙，自动化程度高，易操控，运行可靠，接近于零维护；（2）本发明在工作中一次性进料、出渣、处理规模大，有害物超低排放；

（3）无焰焚烧的固体废弃物最终转化成质轻，气泡丰富，含碳量高的优质焦渣；

（4）本发明得到的焦渣应用广泛，可用于精细农业、建材及治污行业。

附图说明

图1是本发明窑底部结构示意图；

图2是本发明侧视结构示意图；

图3是本发明水收集及灰分处理装置的示意图；

图4是本发明中窑内燃烧的主要阶段示意图；

其中，1-点火装置，2-监视设备，3-进料出渣自动门，4-供气通道，5-滑轨，6-窑盖，7-排烟管道，8-导流水槽，9-地平面，10-漏渣清理及水收集装置，11-焚烧窑膛，12-喷淋装置，13-斜道，14-刮板，15-移动小车,16-格栅。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1～3所示，一种固体废弃物无焰焚烧窑，窑体下部设有供气通道4、点火装置1和监控装置2；窑体的顶部设有窑盖6、排烟管道7和喷淋装置12，窑盖6与窑顶的结合部设置有滑轨5，窑盖6外设有导流水槽8并加水密封；窑体上设置有进料出渣自动门3。所述的焚烧窑为长方体；所述的供气通道4上方安装有格栅16位于供气通道4与固体废弃物接触的底面上；所述的供气通道4内设有漏渣清理及水收集装置10，所述的漏渣清理及水收集装置10包括斜道13和刮板14，与点火装置1、监控装置2位于同一侧；所述的点火装置1和监控装置2一同安装在移动小车15上，工作时往返于供气通道4中；所述的排烟管道7嵌于窑6壁顶部外侧；所述的喷淋装置12安装在窑盖6上下两侧各一套；窑体用耐火砖及保温材料堆砌而成；所述的窑盖6为镍合金特种钢板制造；所述的进料出渣自动门3设置在窑体的宽面。

点火装置1组成焚烧窑的点火系统，监控装置2组成焚烧窑的监控系统，供气通道4组成焚烧窑的供气、点火、漏渣清理及水收集管网的公用系统，漏渣清理及水收集装置10构成焚烧窑下方供气通道4内的漏渣清理系统和焦渣降温用水收集系统，排烟管道7组成焚烧窑的负压排烟系统，喷淋装置12构成焚烧窑窑盖及出渣前焦渣的喷淋降温系统，导流水槽8装入适量水后构成焚烧窑窑盖的水密封系统和窑盖降温用水的导流系统。

此外，排烟管道7出口设有检测探头，检测排出烟气的压力、温度、氧含量、燃气含量以及湿度；焚烧窑侧部设有检测探头，检测焚烧窑内温度及烟气流速；供气通道4设有检测探头，检测供气流量、压力、温度、湿度及氧含量；窑盖6上设有温度探头并与窑盖上侧的喷淋装置连锁，以自动控制窑盖的温度；所述的窑盖下侧喷淋系统前端设有温度检测探头，检测固体废弃物在窑中的焚烧情况，当检测到固体废弃物焚烧完毕时，启动窑盖下侧喷淋系统，给窑中焦渣降温，以便出渣。

固体废弃物进入无焰焚烧窑之前，需先进行分选处理和厌氧发酵，所述的分选处理过程为：从固体废弃物分选出塑料、橡胶和重金属；所述的厌氧发酵过程为：将分选后的固体废弃物移至厌氧发酵室中进行发酵处理，使固体废弃物的含水量下降5%～15%，所述的厌氧发酵室内固体废弃物堆放的高度为5～7m，发酵处理的时间为5～10天。

固体废弃物进入无焰焚烧窑中进行无焰焚烧的工作过程为：发酵好的固体废弃物在窑内堆积5～7m高，通过移动小车使点火装置完成在供气通道中的点火作业，监控装置起监控点火的作用，一旦发现未燃烧处则立即自动补点；焚烧窑底部向供气通道以10～50m/s的流速通入辅助燃气，窑内的燃烧温度随之达到800℃，燃烧和碳化同时进行，焚烧工况处于初始阶段，初始阶段窑内焚烧工况为：焚烧层、碳化层和烘干层；焚烧中的烟气透过堆积的固体废弃物，缓缓析出，热量、灰飞及部分杂质被厚厚的固体废弃物截留，利用抽风机形成负压从排烟系统抽引窑中低速的贫氧可燃性气体，经粗处理后送至窑底作辅助燃气；焚烧工况从初始阶段进入主要阶段如图4所示，此时焚烧工况为：结焦层、焚烧层、碳化层和烘干层，此时的焚烧物不再是固体废弃物的原态而是碳化层，当碳化层温度达到1000℃后，固体废弃物产生的焦油气化热解速度加快，析出有利于燃烧的小分子碳氢气体，随着碳化热量的进一步提升，促进碳化物二次裂解，可燃气体的产率提高，随着碳化温度的升高，碳化物着火的温度也升高。随着高温焚烧可燃气体与低氧助燃气体的加入，焚烧火焰体积成倍增大，焚烧层升温均匀，平均温度大大提升，实现了稳定的焚烧，以无焰的形式逐步向上推移，热能迅速堆积，短时间内焚烧层的温度达到1450～1650℃，从窑顶析出贫氧且主要含可燃性气体的烟气，回收利用，燃烧层下部形成优质焦渣。

Claims (9)

1.一种固体废弃物无焰焚烧窑，其特征在于，窑体下部设有供气通道（4）、点火装置（1）和监控装置（2）；窑体的顶部设有窑盖（6）、排烟管道（7）和喷淋装置（12），窑盖（6）与窑顶的结合部设置有滑轨（5），窑盖（6）外设导流水槽（8）并加水密封；窑体上设置有进料出渣自动门（3），所述的窑盖（6）上设有与的喷淋装置（12）连锁的温度探头。

2.根据权利要求1所述的一种固体废弃物无焰焚烧窑，其特征在于，所述的焚烧窑为长方体。

3.根据权利要求1所述的一种固体废弃物无焰焚烧窑，其特征在于，所述的供气通道（4）上方安装有格栅（16）位于供气通道（4）与固体废弃物接触的底面上。

4.根据权利要求1所述的一种固体废弃物无焰焚烧窑，其特征在于，所述的供气通道（4）内设有漏渣清理及水收集装置（10），漏渣清理及水收集装置（10）包括斜道（13）和刮板（14），与点火装置（1）、监控装置（2）位于同一侧。

5.根据权利要求1所述的一种固体废弃物无焰焚烧窑，其特征在于，所述的点火装置（1）和监控装置（2）一同安装在移动小车（15）上，工作时往返于供气通道（4）中。

6.根据权利要求1所述的一种固体废弃物无焰焚烧窑，其特征在于，所述的排烟管道（7）嵌于窑（6）壁顶部外侧。

7.根据权利要求1所述的一种固体废弃物无焰焚烧窑，其特征在于，所述的喷淋装置（12）安装在窑盖（6）上下方各一套。

8.根据权利要求1所述的一种固体废弃物无焰焚烧窑，其特征在于，窑体用耐火砖及保温材料堆砌而成。

9.根据权利要求1所述的一种固体废弃物无焰焚烧窑，其特征在于，所述的窑盖（6）为镍合金特种钢板制造。