CN104990086A - 一种流化床垃圾焚烧炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种流化床垃圾焚烧炉，包括由水冷壁包围成密封结构的炉膛，炉膛下部设置隔墙，隔墙将炉膛下部空间分为排渣区和流化区；垃圾进口设置在排渣区，排渣区底部安装有倾斜设置的倾斜阶跃布式风板，倾斜阶跃式布风板最低位置设置排渣口，倾斜阶跃式布风板上设置定向风帽，定向风帽的出风口朝向排渣口；排渣区内粒径和密度较大的物体借助重力作用和定向风帽的吹扫作用，沿着倾斜阶跃式布风板向排渣口方向移动并经排渣管排出，有效解决了传统流化床垃圾焚烧炉排渣困难、故障率高、需要经常停炉排渣等难题，提高了流化床垃圾焚烧炉的可用率、安全稳定性和经济性，大幅度降低了运行维护费用。

Description

一种流化床垃圾焚烧炉

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧领域，特别涉及一种流化床垃圾焚烧炉。

背景技术

垃圾处理是全世界人类必须共同面对的问题，如果垃圾不能得到有效安全处理，将给人类的生存环境造成严重污染。在过去的20多年里，中国政府制订了一系列的政策和法规，大力推进垃圾的无害化处理，垃圾处理设施数量和能力在中国快速增长，城镇环境总体上有了较大改善。截至2010年底，全国设市城市和县城生活垃圾年清运量2.21亿吨，生活垃圾无害化处理率63.5％，其中设市城市77.9％，县城27.4％【《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》】。

欧盟和日本的垃圾处理技术最先进，垃圾处理方法从优到劣依次分为：从源头上减少垃圾产生、垃圾资源的再利用和再回收、垃圾焚烧发电、垃圾填埋。我国城市中有大量捡垃圾人员，集中收的垃圾中的可回收的物质比较少。因此，我国的城市垃圾主要适合焚烧处理和填埋处理。与垃圾填埋相比，垃圾焚烧发电具有减量化、无害化和资源化等优势，全世界范围内，垃圾焚烧发电处理垃圾的份额持续增加。从2001年到2010年，欧盟成员国中的垃圾焚烧份额从16％增加到23％，而垃圾填埋份额从56％下降到37％。在过去近三十年，中国垃圾焚烧处理得到快速发展，第一座垃圾焚烧炉于1988年在深圳投运，截止2013年底，中国已经有168座垃圾焚烧炉投运，为中国垃圾的减量化、无害化和资源化处理做出了较大贡献。

垃圾焚烧发电的焚烧炉主要有炉排垃圾焚烧炉和流化床垃圾焚烧炉。对于焚烧垃圾热值较高、且相对稳定的垃圾，炉排垃圾焚烧炉具有可用率高、排渣顺畅等优点，在欧洲占据主导位置。但是，对于焚烧成分不稳定、热值偏低的垃圾，采用炉排垃圾焚烧炉进行处理，具有燃烧不稳定，焚烧过程难以控制、二恶英等污染物排放量大等不足。

流化床垃圾焚烧炉具有炉膛温度均匀、湍流强烈、满足垃圾焚烧所需的燃烧停留时间的要求，而且由于炉膛内存有大量床料，蓄热能力强，即使投入炉膛的垃圾成分发生较大波动，也能保证稳定燃烧，而稳定燃烧是保证垃圾充分燃尽、烟气中有机气体(二恶英生成的前驱物)排放浓度低、二恶英排放可控的主要条件之一。因此，流化床垃圾焚烧炉具有污染物排放浓度低的优点，尤其适合焚烧含水率较高的中国垃圾。

虽然流化床垃圾焚烧炉具有燃烧稳定、污染物排放浓度低等优点。但是，由于垃圾成分不均匀，含有粒径和密度较大的物体，当这些较大的物体投入炉膛后很难随着炉膛内的床料很好的流化，也很难从排渣口排出，而是沉积于炉膛底部。当流化床垃圾焚烧炉运行一段时间后，由于炉膛底部沉积大量粒径和密度较大物体不能顺畅排出，必须经常停炉排渣，不仅缩短了焚烧炉的有效运行时间，还导致流化床垃圾焚烧炉的故障率和运行维护费用高。流化床垃圾焚烧炉的排渣难题制约了流化床垃圾焚烧炉的发展。

综上所述，与垃圾填埋相比，垃圾焚烧处理在垃圾减量化、无害化和资源化方面具有明显优势，具有较好的发展前景；与炉排垃圾焚烧炉相比，流化床垃圾焚烧炉处理热值不稳定、含水率较高的垃圾时，具有燃烧稳定、污染物排放量较少等优势。但是传统流化床垃圾焚烧炉具有排渣不顺畅、需要经常停炉排渣、可用率低、运行维护费用高等不足，需要技术完善。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种流化床垃圾焚烧炉，解决流化床垃圾焚烧炉排渣不畅、需要经常停炉排渣的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案：

一种流化床垃圾焚烧炉，包括由水冷壁包围成密封结构的炉膛，炉膛下部设置隔墙，隔墙将炉膛下部空间分为排渣区和流化区；垃圾进口设置在排渣区，排渣区底部安装有倾斜设置的倾斜阶跃布式风板，倾斜阶跃式布风板最低位置设置排渣口，倾斜阶跃式布风板上设置定向风帽，定向风帽的出风口朝向排渣口；二次风口设置在流化区和排渣区，流化区底部安装有布风板和风帽；炉膛的出烟口设置在其上部。

进一步，所述倾斜阶跃布式风板由多个倾斜面和阶跃面组成，各倾斜面成梯度设置并通过与水平方向垂直的阶跃面连接。

进一步，所述倾斜面与水平面夹角为5-60度。

进一步，所述定向风帽出口连接有吹扫管，定向风帽和吹扫管埋设在倾斜阶跃布式风板内，吹扫管的出风口设置在阶跃面处，吹扫管与水平面的夹角为5-75度。

进一步，所述隔墙底部开设有下开口，下开口将排渣区和流化区相连通，下开口与排渣区侧的排渣口相连接。

进一步，所述隔墙上部开设有倾斜设置的联通口，联通口将排渣区和流化区上部相连通。

进一步，所述隔墙上部开设有多个联通口，任意一个联通口在排渣区侧开口最高点的标高数值为H1、该联通口在流化区侧开口最低点的标高数值为H2，H2比H1值大于10mm。

进一步，所述炉膛的出烟口安装有分离器，分离器设置上、下两个出口，上出口与排烟口相连通，下出口通过返料器与炉膛的下部相连通。

进一步，所述炉膛下方设置有风室，风室与定向风帽和风帽连通，分别向排渣区和流化区送风。

进一步，所述炉膛下部排渣区和流化区的炉壁上敷设有防磨浇注料，在炉膛上部敷设防磨浇注料形成防磨梁。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)与传统的流化床垃圾焚烧炉相比，本发明安装有倾斜设置的倾斜阶跃布式风板，粒径和密度较大的物体在排渣区内，在重力和定向风帽吹扫作用下，从炉膛的垃圾进口向排渣口方向移动，经排渣口离开炉膛，解决了流化床垃圾焚烧炉排渣不畅、需要经常停炉排渣问题。

(2)隔墙将炉膛分隔成排渣区和流化区，适当增加从定向风帽进入排渣区的风量，即：增大排渣区的流化风速，有利于保证排渣通畅；在隔墙的作用下，粒径和密度较大的物质被阻隔在排渣区内，因而，即使流化区的流化风速较低也可以保证正常流化。相比传统流化床，进入排渣区和流化区的总风量可以有效降低，该区域的还原性气氛更强烈，可以有效降低该区域氮氧化物的生成量和生成浓度，排放的烟气中的氮氧化物的浓度更低，燃烧方式更清洁。而传统流化床垃圾焚烧炉的炉膛下部是一个统一的区域，为了保证粒径和密度较大的颗粒充分流化、排渣通畅，必须大幅度增加流化风速，增加了炉膛下部的总风量，炉膛下部的还原性气氛不强烈，氮氧化物的生成量和浓度大幅度增加，污染物排放增多，对环境保护不利。

进一步，隔墙设置下开口和联通口，将排渣区和流化区上部及下部相连通，下开口直接与排渣口相连接，流化区内流化状态下的颗粒可以通过下开口和联通口进入排渣区从排渣口排出，避免流化区内的物料沉积于流化区底部。

进一步，定向风帽和吹扫管埋设在布风板内，吹扫管的出风口设置在阶跃面处，倾斜阶跃式布风板倾斜面的表面没有明显凸起等障碍物阻挡粒径和密度较大的物体向排渣口方向移动，排渣效率更高。

附图说明

图1是本发明流化床垃圾焚烧炉的结构示意图；

图2是本发明中倾斜阶跃式布风板及定向风帽的结构示意图；

图3是本发明中隔墙及排渣口的结构示意图；

1-风室，2-定向风帽，3-排渣口，4-排渣管，5-下开口，6-风帽，7-布风板，8-返料器，9-排烟口，10-分离器，11-水冷壁，12-炉膛，13-隔墙，14-防磨浇注料，15-垃圾进口，16-倾斜阶跃式布风板，17-吹扫管，18-联通口，19-排渣区，20-流化区，21-倾斜面，22-阶跃面，23-二次风。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明主要包括炉膛12，隔墙13，倾斜阶跃式布风板16，风室1，定向风帽2，风帽6，布风板7，返料器8和分离器10。

炉膛12由水冷壁11包围成密封结构，炉膛12下部设置隔墙13，隔墙13两侧分为排渣区19和流化区20，垃圾进口15设置在排渣区19，排渣区19下部设置倾斜阶跃布式风板16，倾斜阶跃式布风板16的最低位置设置排渣口3，倾斜阶跃式布风板16设置定向风帽2，定向风帽2的吹扫管17的出风口朝向排渣口3，排渣口3下部设置排渣管4，二次风口23设置在流化区2，流化区20设置布风板7和风帽6；炉膛12的出烟口设置在其上部。

倾斜阶跃布式风板16由多个倾斜面21和阶跃面22组成，各倾斜面21成梯度设置并通过与水平方向垂直的阶跃面22连接；倾斜面21与水平面的夹角a为5-60度，阶跃面22与水平方向垂直。

如图2所示，定向风帽2出口连接有吹扫管17，定向风帽2和吹扫管17埋设在倾斜阶跃布式风板16内，吹扫管17与水平面的夹角b为5-75度，吹扫管17的出风口设置在阶跃面22处，并且与排渣区19相连通；斜阶跃式布风板16倾斜面21的表面没有明显凸起等障碍物阻挡粒径和密度较大的物体向排渣口3方向移动。

如图3所示，隔墙13底部开设有下开口5，下开口5将排渣区19和流化区20相连通，下开口5与排渣区19侧的排渣口3相连接，下开口5的下缘与流化区20侧的布风板7上表面在同一高度；联通口18与排渣区19和流化区20相连通；隔墙13上部开设有倾斜设置的联通口18，联通口18将排渣区19和流化区20上部相连通；联通口18可以设置多个，其中任意一个联通口18在排渣区19侧的开口最高点的标高的数值为H1、该联通口18在流化区20侧的开口最低点的标高的数值为H2，且H2比H1的值大于10mm。

炉膛12下部排渣区19和流化区20的炉壁上敷设有防磨浇注料14，在炉膛12的上部敷设防磨浇注料14形成防磨梁。

进一步，所述炉膛12的下部设置风室1，风室1通过定向风帽2与排渣区19相连通，风室1通过风帽6与流化区20相连通。

炉膛12的出烟口安装有分离器10，分离器10设置上、下两个出口，上出口与排烟口9相连通，下出口通过返料器8与炉膛12的下部相连通。

Claims (10)

1.一种流化床垃圾焚烧炉，其特征在于：包括由水冷壁(11)包围成密封结构的炉膛(12)，炉膛(12)下部设置隔墙(13)，隔墙(13)将炉膛(12)下部空间分为排渣区(19)和流化区(20)；垃圾进口(15)设置在排渣区(19)，排渣区(19)底部安装有倾斜设置的倾斜阶跃布式风板(16)，倾斜阶跃式布风板(19)最低位置设置排渣口(3)，倾斜阶跃式布风板(19)上设置定向风帽(2)，定向风帽(2)的出风口朝向排渣口(3)；二次风口(23)设置在流化区(20)和排渣区(19)，流化区(20)底部安装有布风板(7)和风帽(6)；炉膛(12)的出烟口设置在其上部。

2.根据权利要求1所述的流化床垃圾焚烧炉，其特征在于：所述倾斜阶跃布式风板(16)由多个倾斜面(21)和阶跃面(22)组成，各倾斜面(21)成梯度设置并通过与水平方向垂直的阶跃面(22)连接。

3.根据权利要求2所述的流化床垃圾焚烧炉，其特征在于：所述倾斜面(21)与水平面夹角为5-60度。

4.根据权利要求2所述的流化床垃圾焚烧炉，其特征在于：所述定向风帽(2)出口连接有吹扫管(17)，定向风帽(2)和吹扫管(17)埋设在倾斜阶跃布式风板(16)内，吹扫管(17)的出风口设置在阶跃面(22)处，吹扫管(17)与水平面的夹角为5-75度。

5.根据权利要求1所述的流化床垃圾焚烧炉，其特征在于：所述隔墙(13)底部开设有下开口(5)，下开口(5)将排渣区(19)和流化区(20)相连通，下开口(5)与排渣区(19)侧的排渣口(3)相连接。

6.根据权利要求1所述的流化床垃圾焚烧炉，其特征在于：所述隔墙(13)上部开设有倾斜设置的联通口(18)，联通口(18)将排渣区(19)和流化区(20)上部相连通。

7.根据权利要求6所述的流化床垃圾焚烧炉，其特征在于：所述隔墙(13)上部开设有多个联通口(18)，任意一个联通口(18)在排渣区(19)侧开口最高点的标高数值为H1、该联通口(18)在流化区(20)侧开口最低点的标高数值为H2，H2比H1值大于10mm。

8.根据权利要求1-7任一项所述的流化床垃圾焚烧炉，其特征在于：所述炉膛(12)的出烟口安装有分离器(10)，分离器(10)设置上、下两个出口，上出口与排烟口(9)相连通，下出口通过返料器(8)与炉膛(12)的下部相连通。

9.根据权利要求1-7任一项所述的流化床垃圾焚烧炉，其特征在于：所述炉膛(12)下方设置有风室(1)，风室(1)与定向风帽(2)和风帽(6)连通，分别向排渣区(19)和流化区(20)送风。

10.根据权利要求1-7任一项所述的流化床垃圾焚烧炉，其特征在于：所述炉膛(12)下部排渣区(19)和流化区(20)的炉壁上敷设有防磨浇注料(14)，在炉膛(12)上部敷设防磨浇注料(14)形成防磨梁。