CN105823060A - 同时焚烧处理气、固、液态废弃物的焚烧装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可同时焚烧处理气、固、液态废弃物的循环流化床焚烧装置和方法，它具有在布风板上均匀分布的气态废弃物给入口，在布风板上部稀、密相区交界高度有液相废弃物喷入开口，固态废弃物可以随辅助燃料给入口给入或者从炉膛顶部开口投入。炉膛下部敷设耐火浇注料，其敷设高度根据辅助燃料和待处理废弃物综合热值以及焚烧所需温度灵活调控，炉顶布置有可伸降水冷吸热管，焚烧产生的烟气经过旋风分离器进入尾部烟道，经由烟气处理单元和引风机、烟囱相连，旋风分离器下端接有循环物料循环回路并与炉膛密相区相连。通过上述方式，本发明能够对气、固、液相废弃物的各种组合实施灵活高效的高温无害化处理。

Description

同时焚烧处理气、固、液态废弃物的焚烧装置及方法
技术领域
本发明涉及废弃物高温焚烧处理领域，特别是涉及一种可以同时对气、固、液态各种废弃物的灵活组合实施高效彻底高温焚烧处理的装置和方法。
背景技术
现代工业生产过程会产生各种不同形态和数量有毒有害的有机或者无机废弃物，其中的大部分可以通过高温焚烧过程进行高效彻底的减容、减量、消杀或者无害化处置。
如专利公开号为CN2103736公开了专用于焚烧手术切除物、小动物尸体及其他医疗废弃物的炉子。主要结构包括带有物料投入口的主燃烧室，与主燃烧室相通的二次燃烧室，安置在主燃烧室处的燃烧器及与主燃烧室相通的风机等，其特征是：在二次燃烧室与烟囱之间设有三次燃烧室；三次燃烧室与一吸引式集尘器相通；二次燃烧室内也安装有燃烧器。其优点是：废弃物燃尽率高，焚烧时间短，省油、有效地防止了对大气的污染。
又如CN202532491U公开了一种固体废弃物焚烧炉，其特征是它包括炉本体(2)，炉本体(2)的外壁上设有水夹套(3)，炉本体(2)的外部设有补水水箱(1)，所述水夹套(3)的出水口与补水水箱(1)的循环水进口相连，补水水箱(1)的循环水出口与水夹套(3)的进水口相连，所述补水水箱(1)上还设有水箱补水口(7)，水夹套(3)上设有热水回收接口(5)，补水水箱(1)与水夹套(3)的循环水管道设有水泵。本实用新型结构简单，使用方便，水箱对炉体进行补水，回收的热水温度高，可达80－100度，补水快，不管现场有无自来水，包括在只有井水的条件下均能使用，应用范围广，产生效益大。
由于工艺原因，各类废弃物的产生的时间和数量往往并不稳定，会随时间在一定幅度内变化，而废弃物的有毒有害特性又增加了对其进行存储和长距离转运的难度和成本。因而随着环保法规的完善和对废弃物处置监管制度的趋于严格，对就地一揽子解决各种废弃物的焚烧处置问题的需求日益强烈。工业界现有的焚烧处理装置往往采用集中处理模式，规模较大，设计针对单一的气态、液态或者固相废弃物，对于废弃物种类、热值、掺混比例有较为严格的要求，在很多场合下无法满足工业界的需求。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种可同时焚烧处理气、固、液态废弃物的循环流化床焚烧装置及方法，能够同时对某一工业环境下产生的气、液、固等不同状态的废弃物实现高效就地焚烧处理，并在各种废弃物品种、比例发生波动变化的情况下确保焚烧处置的高效完成，保证焚烧无害化效果。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：
一种同时焚烧处理气、固、液态废弃物的循环流化床焚烧装置，包括焚烧炉，其特征在于，所述焚烧炉顶部连通有高水分固态废弃物输入口和水冷吸热管，所述水冷吸热管为升降式水冷吸热管，其通过与升降装置连接实现在焚烧炉内的上下升降；
所述焚烧炉的炉膛下部敷设有耐火浇注料，布风板设在耐火浇注料下方，所述布风板上方设有稀相区和密相区，液相废弃物喷入开口连接在有稀相区和密相区交界处；辅助燃料给及固态废弃物入口倾斜布设在液相废弃物喷入开口下方，所述布风板上均布设有流化床风帽和气态废弃物排出风帽，其中：流化床风帽与焚烧用空气输入管连接，气态废弃物排出风帽与废气排入管连接；
所述焚烧炉内的气体通过管道排入旋风分离器内，所述旋风分离器通过管道分别连接尾部烟道和循环回路连通，其中：尾部烟道分别连接有余热利用管道和烟气处理单元，循环回路通过管路与炉膛密相区相连；所述烟气处理单元还顺次连接有引风机、烟囱。
优先地，所述气态废弃物排出风帽内的废气排入管延伸到帽体的顶部，废气通过布设在帽体底部的排出孔排出。
优先地，所述流化床风帽为钟罩式风帽，小孔处废气的流速为20-50m/s。
优先地，所述耐火浇注料敷设高度在700-1000摄氏度。
基于上述装置，本发明还提供一种同时焚烧处理气、固、液态废弃物的方法，其特征在于，包括如下步骤，
1)启动焚烧炉，将焚烧用空气输入管输入空气通过流化床风帽排入布风板上方为燃烧提供氧气，将废气管道连接废气排入管并将废气排入到密相区；利用密相区颗粒的分散和均匀作用，实现气相废弃物和空气的良好混合并得到有效的加热，焚烧废气在炉膛截面内均匀分布确保其充分彻底燃尽；
2)将液相废弃物通过雾化后直接喷入液相废弃物喷入开口内，同时向辅助燃料给及固态废弃物入口送入辅助燃料或固态废弃物，若固态废弃物水分很高，可直接通过高水分固态废弃物输入口投入炉膛内；利用流化床炉膛内高浓度床料颗粒的大量蓄热确保喷入的液态废弃物迅速蒸发并实现充分彻底的高温焚烧；
3)不断调节水冷吸热管的插入深度和吸热量来适应辅助燃料和待处理废弃物综合热值的变化并精确控制焚烧所需温度；
4)将焚烧所产生的废气通过管道排入旋风分离器进行气固分离，固体废料通过循环回路再次回到炉膛密相区进行焚烧，气体通过管道进入尾部烟道之后进入烟气处理单元进行烟气处理，使废气达到排除标准；
5)烟气处理完成之后通过引风机的带动从烟囱排出。
优先地，所述步骤2)的辅助燃料为煤、生物质或石油焦。所述流化床的床料粒度控制循环倍率在2-20用来适应不同品种废弃物和辅助燃料的掺混组合。
本发明的有益效果是：
1、利用循环流化床气固相流动灵活的调节特性，在确保焚烧所需温度和焚烧效果的前提下，实现不同形态入炉废弃物灵活组合以及与辅助燃料的掺混比例较大幅度变化，满足工业工程对各种形态废弃物处置就地、实时、灵活、彻底的要求。
2、气态废弃物通过布风板上布置的风帽进入密相区底部，在穿过颗粒浓度非常高的密相区过程中以气泡相和乳化相形式上升，和燃烧空气一起经历气泡弥散、破碎、重整、汇集等过程，在充分混合的同时受到灼热床料颗粒的高效加热，可以确保高效彻底的焚烧，获得理想的处置效果。
3、液相废弃物经过雾化在密相区和稀相区交界处喷入，避免了在颗粒浓度较高的密相区喷入射流刚性不足影响截面穿透性，导致分散不彻底，降低焚烧效果或由于未及时蒸发影响流化质量；又能充分利用流化床内颗粒浓度高，热容量大的优势确保废液的迅速蒸发，以便后续焚烧顺利进行。根据具体需要，可以通过床料粒径和循环倍率的选择改变沿炉膛高度颗粒浓度分布，从而适应不同的处置废液喷入数量。
4、固相废弃物可以随固相辅助燃料进入焚烧炉，高水分的固相废弃物可以通过位于炉顶的给料口加入自上而下落入炉膛，装置内的流态化燃烧工艺有利于对各种含灰量的不同质地固体实施高效彻底的焚烧处置，确保效果。
5、本装置炉膛顶部设置有可伸缩式水冷蒸发管式受热面，根据需要在运行中可以调整暴露在炉膛中的面积，调节吸热量，并通过循环回路影响炉膛从上到下各部分的温度分布，该调节能力可以保证在焚烧处理的各类废弃物品种和品质发生较大范围变化的情况下始终维持炉内的焚烧温度，从而确保焚烧处置效果。
附图说明
图1为焚烧装置结构示意图；
图2为气态废弃物给入口示意图。
具体实施方式
下面本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
一种同时焚烧处理气、固、液态废弃物的循环流化床焚烧装置，包括焚烧炉30，所述焚烧炉30顶部连通有高水分固态废弃物输入口4和水冷吸热管6，所述水冷吸热管6为升降式水冷吸热管，其通过与升降装置连接实现在焚烧炉30内的上下升降；
所述焚烧炉30的炉膛下部敷设有耐火浇注料5，所述耐火浇注料5敷设高度在700-1000摄氏度。布风板17设在耐火浇注料5下方，所述布风板17上方设有稀相区32和密相区1，液相废弃物喷入开口2连接在有稀相区32和密相区1交界处；辅助燃料给及固态废弃物入口3倾斜布设在液相废弃物喷入开口2下方，辅助燃料为煤，所述布风板17上均布设有流化床风帽21和气态废弃物排出风帽22，其中：流化床风帽21与焚烧用空气输入管14连接，气态废弃物排出风帽22与废气排入管18连接；气态废弃物排出风帽22内的废气排入管18延伸到帽体的顶部，废气通过布设在帽体底部的排出孔20排出。流化床风帽21为钟罩式风帽，小孔处废气的流速为20-50m/s。
所述焚烧炉30内的气体通过管道排入旋风分离器7内，所述旋风分离器7通过管道分别连接尾部烟道8和循环回路12连通，其中：尾部烟道8分别连接有余热利用管道13和烟气处理单元9，循环回路12通过管路与炉膛密相区1相连；所述烟气处理单元9还顺次连接有引风机10、烟囱11。
基于上述装置，本发明还提供一种同时焚烧处理气、固、液态废弃物的方法，包括如下步骤，1)启动焚烧炉30，将焚烧用空气输入管14输入空气通过流化床风帽21排入布风板17上方为燃烧提供氧气，将废气管道连接废气排入管18并将废气排入到密相区1；利用密相区1颗粒的分散和均匀作用，实现气相废弃物和空气的良好混合并得到有效的加热，焚烧废气在炉膛截面内均匀分布确保其充分彻底燃尽；所述流化床的床料粒度控制循环倍率在2-20用来适应不同品种废弃物和辅助燃料的掺混组合。
2)将液相废弃物通过雾化后直接喷入液相废弃物喷入开口2内，同时向辅助燃料给及固态废弃物入口3送入辅助燃料或固态废弃物，若固态废弃物水分很高，可直接通过高水分固态废弃物输入口4投入炉膛内；利用流化床炉膛内高浓度床料颗粒的大量蓄热确保喷入的液态废弃物迅速蒸发并实现充分彻底的高温焚烧；
3)不断调节水冷吸热管6的插入深度和吸热量来适应辅助燃料和待处理废弃物综合热值的变化并精确控制焚烧所需温度；
4)将焚烧所产生的废气通过管道排入旋风分离器7进行气固分离，固体废料通过循环回路12再次回到炉膛密相区1进行焚烧，气体通过管道进入尾部烟道8之后进入烟气处理单元9进行烟气处理，使废气达到排除标准；
5)烟气处理完成之后通过引风机10的带动从烟囱11排出。
实施例2
一种同时焚烧处理气、固、液态废弃物的循环流化床焚烧装置，包括焚烧炉30，所述焚烧炉30顶部连通有高水分固态废弃物输入口4和水冷吸热管6，所述水冷吸热管6为升降式水冷吸热管，其通过与升降装置连接实现在焚烧炉30内的上下升降；
所述焚烧炉30的炉膛下部敷设有耐火浇注料5，所述耐火浇注料5敷设高度在700-1000摄氏度。布风板17设在耐火浇注料5下方，所述布风板17上方设有稀相区32和密相区1，液相废弃物喷入开口2连接在有稀相区32和密相区1交界处；辅助燃料给及固态废弃物入口3倾斜布设在液相废弃物喷入开口2下方，辅助燃料为石油焦，所述布风板17上均布设有流化床风帽21和气态废弃物排出风帽22，其中：流化床风帽21与焚烧用空气输入管14连接，气态废弃物排出风帽22与废气排入管18连接；气态废弃物排出风帽22内的废气排入管18延伸到帽体的顶部，废气通过布设在帽体底部的排出孔20排出。流化床风帽21为钟罩式风帽，小孔处废气的流速为20-50m/s。
所述焚烧炉30内的气体通过管道排入旋风分离器7内，所述旋风分离器7通过管道分别连接尾部烟道8和循环回路12连通，其中：尾部烟道8分别连接有余热利用管道13和烟气处理单元9，烟气处理单元9的出口管道上设有烟雾监测装置和电磁阀，同时电磁阀与烟雾监测装置之间的管路上设有气体回路50与烟气处理单元9入口连接，循环回路12通过管路与炉膛密相区1相连；所述烟气处理单元9还顺次连接有引风机10、烟囱11。
基于上述装置，本发明还提供一种同时焚烧处理气、固、液态废弃物的方法，包括如下步骤，1)启动焚烧炉30，将焚烧用空气输入管14输入空气通过流化床风帽21排入布风板17上方为燃烧提供氧气，将废气管道连接废气排入管18并将废气排入到密相区1；利用密相区1颗粒的分散和均匀作用，实现气相废弃物和空气的良好混合并得到有效的加热，焚烧废气在炉膛截面内均匀分布确保其充分彻底燃尽；所述流化床的床料粒度控制循环倍率在2-20用来适应不同品种废弃物和辅助燃料的掺混组合。
2)将液相废弃物通过雾化后直接喷入液相废弃物喷入开口2内，同时向辅助燃料给及固态废弃物入口3送入辅助燃料或固态废弃物，若固态废弃物水分很高，可直接通过高水分固态废弃物输入口4投入炉膛内；利用流化床炉膛内高浓度床料颗粒的大量蓄热确保喷入的液态废弃物迅速蒸发并实现充分彻底的高温焚烧；
3)不断调节水冷吸热管6的插入深度和吸热量来适应辅助燃料和待处理废弃物综合热值的变化并精确控制焚烧所需温度；
4)将焚烧所产生的废气通过管道排入旋风分离器7进行气固分离，固体废料通过循环回路12再次回到炉膛密相区1进行焚烧，气体通过管道进入尾部烟道8之后进入烟气处理单元9进行烟气处理，如果处理达标，直接进入步骤5)，如果不达标，烟雾监测装置控制电磁阀关闭，废气通过气体回路50进入烟气处理单元9再次处理，使废气达到排除标准之后进入步骤5)；
5)烟气处理完成之后通过引风机10的带动从烟囱11排出。
实施例3
一种同时焚烧处理气、固、液态废弃物的循环流化床焚烧装置，包括焚烧炉30，所述焚烧炉30顶部连通有高水分固态废弃物输入口4和水冷吸热管6，所述水冷吸热管6为升降式水冷吸热管，其通过与升降装置连接实现在焚烧炉30内的上下升降；
所述焚烧炉30的炉膛下部敷设有耐火浇注料5，所述耐火浇注料5敷设高度在700-1000摄氏度。布风板17设在耐火浇注料5下方，所述布风板17上方设有稀相区32和密相区1，液相废弃物喷入开口2连接在有稀相区32和密相区1交界处；辅助燃料给及固态废弃物入口3倾斜布设在液相废弃物喷入开口2下方，辅助燃料为石油焦，所述布风板17上均布设有流化床风帽21和气态废弃物排出风帽22，其中：流化床风帽21与焚烧用空气输入管14连接，气态废弃物排出风帽22与废气排入管18连接；气态废弃物排出风帽22内的废气排入管18延伸到帽体的顶部，废气通过布设在帽体底部的排出孔20排出。流化床风帽21为钟罩式风帽，小孔处废气的流速为20-50m/s。
所述焚烧炉30内的气体通过管道排入旋风分离器7内，所述旋风分离器7通过管道分别连接尾部烟道8和循环回路12连通，旋风分离器7与循环回路12之间的管路上面安装有加压管道60，其中：尾部烟道8分别连接有余热利用管道13和烟气处理单元9，烟气处理单元9的出口管道上设有烟雾监测装置和电磁阀，同时电磁阀与烟雾监测装置之间的管路上设有气体回路50与烟气处理单元9入口连接，循环回路12通过管路与炉膛密相区1相连；所述烟气处理单元9还顺次连接有引风机10、烟囱11。
基于上述装置，本发明还提供一种同时焚烧处理气、固、液态废弃物的方法，包括如下步骤，1)启动焚烧炉30，将焚烧用空气输入管14输入空气通过流化床风帽21排入布风板17上方为燃烧提供氧气，将废气管道连接废气排入管18并将废气排入到密相区1；利用密相区1颗粒的分散和均匀作用，实现气相废弃物和空气的良好混合并得到有效的加热，焚烧废气在炉膛截面内均匀分布确保其充分彻底燃尽；所述流化床的床料粒度控制循环倍率在2-20用来适应不同品种废弃物和辅助燃料的掺混组合。
2)将液相废弃物通过雾化后直接喷入液相废弃物喷入开口2内，同时向辅助燃料给及固态废弃物入口3送入辅助燃料或固态废弃物，若固态废弃物水分很高，可直接通过高水分固态废弃物输入口4投入炉膛内；利用流化床炉膛内高浓度床料颗粒的大量蓄热确保喷入的液态废弃物迅速蒸发并实现充分彻底的高温焚烧；
3)不断调节水冷吸热管6的插入深度和吸热量来适应辅助燃料和待处理废弃物综合热值的变化并精确控制焚烧所需温度；
4)将焚烧所产生的废气通过管道排入旋风分离器7进行气固分离，固体废料通过循环回路12再次回到炉膛密相区1进行焚烧，在循环回路12循环过程中，通过加压管道60对管道加压，使固体废料快速通过循环回路12进入密相区1，气体通过管道进入尾部烟道8之后进入烟气处理单元9进行烟气处理，如果处理达标，直接进入步骤5)，如果不达标，烟雾监测装置控制电磁阀关闭，废气通过气体回路50进入烟气处理单元9再次处理，使废气达到排除标准之后进入步骤5)；
5)烟气处理完成之后通过引风机10的带动从烟囱11排出。

Claims (7)

1.一种同时焚烧处理气、固、液态废弃物的循环流化床焚烧装置，包括焚烧炉(30)，其特征在于，所述焚烧炉(30)顶部连通有高水分固态废弃物输入口(4)和水冷吸热管(6)，所述水冷吸热管(6)为升降式水冷吸热管，其通过与升降装置连接实现在焚烧炉(30)内的上下升降；
所述焚烧炉(30)的炉膛下部敷设有耐火浇注料(5)，布风板(17)设在耐火浇注料(5)下方，所述布风板(17)上方设有稀相区(32)和密相区(1)，液相废弃物喷入开口(2)连接在有稀相区(32)和密相区(1)交界处；辅助燃料给及固态废弃物入口(3)倾斜布设在液相废弃物喷入开口(2)下方，所述布风板(17)上均布设有流化床风帽(21)和气态废弃物排出风帽(22)，其中：流化床风帽(21)与焚烧用空气输入管(14)连接，气态废弃物排出风帽(22)与废气排入管(18)连接；
所述焚烧炉(30)内的气体通过管道排入旋风分离器(7)内，所述旋风分离器(7)通过管道分别连接尾部烟道(8)和循环回路(12)连通，其中：尾部烟道(8)分别连接有余热利用管道(13)和烟气处理单元(9)，循环回路(12)通过管路与炉膛密相区(1)相连；所述烟气处理单元(9)还顺次连接有引风机(10)、烟囱(11)。
2.根据权利要求1所述的同时焚烧处理气、固、液态废弃物的循环流化床焚烧装置，其特征在于，所述气态废弃物排出风帽(22)内的废气排入管(18)延伸到帽体的顶部，废气通过布设在帽体底部的排出孔(20)排出。
3.根据权利要求1所述的同时焚烧处理气、固、液态废弃物的循环流化床焚烧装置，其特征在于，所述流化床风帽(21)为钟罩式风帽，小孔处废气的流速为20-50m/s。
4.根据权利要求1所述的同时焚烧处理气、固、液态废弃物的循环流化床焚烧装置，其特征在于，所述耐火浇注料(5)敷设高度在700-1000摄氏度。
5.一种同时焚烧处理气、固、液态废弃物的方法，其特征在于，包括如下步骤，
1)启动焚烧炉(30)，将焚烧用空气输入管(14)输入空气通过流化床风帽(21)排入布风板(17)上方为燃烧提供氧气，将废气管道连接废气排入管(18)并将废气排入到密相区(1)；利用密相区(1)颗粒的分散和均匀作用，实现气相废弃物和空气的良好混合并得到有效的加热，焚烧废气在炉膛截面内均匀分布确保其充分彻底燃尽；
2)将液相废弃物通过雾化后直接喷入液相废弃物喷入开口(2)内，同时向辅助燃料给及固态废弃物入口(3)送入辅助燃料或固态废弃物，若固态废弃物水分很高，可直接通过高水分固态废弃物输入口(4)投入炉膛内；利用流化床炉膛内高浓度床料颗粒的大量蓄热确保喷入的液态废弃物迅速蒸发并实现充分彻底的高温焚烧；
3)不断调节水冷吸热管(6)的插入深度和吸热量来适应辅助燃料和待处理废弃物综合热值的变化并精确控制焚烧所需温度；
4)将焚烧所产生的废气通过管道排入旋风分离器(7)进行气固分离，固体废料通过循环回路(12)再次回到炉膛密相区(1)进行焚烧，气体通过管道进入尾部烟道(8)之后进入烟气处理单元(9)进行烟气处理，使废气达到排除标准；
5)烟气处理完成之后通过引风机(10)的带动从烟囱(11)排出。
6.根据权利要求5所述的同时焚烧处理气、固、液态废弃物的方法，其特征在于，所述步骤2)的辅助燃料为煤、生物质或石油焦。
7.根据权利要求5所述的同时焚烧处理气、固、液态废弃物的方法，其特征在于，所述流化床的床料粒度控制循环倍率在2-20用来适应不同品种废弃物和辅助燃料的掺混组合。
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