CN105864783A - 一种立式多级处理垃圾焚烧炉及其工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立式多级处理垃圾焚烧炉及其工艺方法，特征是在焚烧炉炉膛高度1/3、2/3处，分别设置一道缩放式耐火砖环，把炉膛构建成缩放式炉膛，把炉膛分为上燃烧室、中燃烧室、下燃烧室等三层燃烧室。缩放式耐火砖环下部直接用耐火砖混砌而成，呈倒梯状，也可用耐火混凝土加工成与水平方向成50‑70度的斜坡环。缩放式耐火砖环上部先用耐火砖混砌，后用耐火混凝土加工成与水平方向成50‑70度的斜坡环。垃圾燃烧产生的烟气先经过翅片式管道冷却器，散热降温至500～700℃，然后进入玻璃纤维针刺毡复合滤料布袋除尘器除尘。优点是垃圾焚烧更完全、更充分，除尘效率高，烟气达标排放。工艺先进、投资小、结构简单、流程短、占地面积小、操作简便。

Description

一种立式多级处理垃圾焚烧炉及其工艺方法

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧设备领域，尤其是一种立式多级处理垃圾焚烧炉及其工艺方法。

背景技术

随着社会发展，人民生活水平不断提高，生活垃圾也随之猛增，垃圾造成的环境问题也不断加剧，在一些城乡结合部、农贸市场和农村村屯周围，生活垃圾、生产废弃物被随意倾倒，人民群众的家园、水源、田园受到污染和侵蚀，特别在山区、偏远村屯垃圾更是乱丢乱放，有些地方垃圾已经污染到生活、生产用水，更甚至已引发多种疾病。根据国家环境保护改策，生活垃圾必须进行减量化、无害化处理。垃圾焚烧炉是进行垃圾处理最常用的设备，目前垃圾焚烧炉分为大型炉和小型炉，大型炉适用于垃圾处理厂等场所，这类装置配套设施完备，投资大，流程长，占地面积大，综合利用特别是热能回收利用率高，烟气达标排放，不会对环境造成损害，但对于农村、学校或机关等集体、山区、偏远村屯，特别是山区、偏远村屯，垃圾产生量相对较小，不适宜使用这类设备，且运行成本也不合算。适用于农村、山区、学校或机关的小型垃圾焚烧炉，目前也很多类型，这些炉或多或少存在这样那样的问题，例如，有的垃圾焚烧炉结构不合理、或结构过于简便，烟气停留时间过短，垃圾焚烧不彻底、烟气燃烧不完全，导致焚烧时容易产生大量烟尘，或是垃圾焚烧时烟气处理设施过于简陋或缺失，导致烟气排放不达标，从而给周围环境带来二次污染。

（1）、对比文件1，申请号：CN201110094114，发明名称：垃圾焚烧烟气的预处理装置，重力沉降室和旋风除尘器分别通过整体框架和支架安装在固定墙体上。重力沉降室炉室由中间阻尼隔墙分成进烟炉室和出烟炉室。中间阻尼隔墙上、下面分别为上烟气流通孔和下烟气流通孔。进烟炉室上设置有烟气进口I。出烟炉室上设置有烟气出口I，烟气出口I通过烟气通道短节和旋风除尘器相连接。重力沉降室炉室下面依次安装有集灰斗I和螺旋输送机。旋风除尘器的烟气分离室上开有与烟气通道短节相连接的烟气进口II。烟气分离室上部设置有出烟室。出烟室上面开有烟气出口II。烟气分离室下面安装有集灰斗II。本发明有效地沉降、分离出了高温烟气中的粗、细颗粒粉尘，燃烧了高温烟气中的残余挥发份和炭粉，使烟气得到了较好的净化。其主要是通过重力沉降，并分离出粗、中、级粉尘再处理。其结构构成与本专利申请不相同。

（2）、对比文件2，申请号：CN200810121535，名称：利用煤中硫成分控制生活垃圾焚烧过程二噁英排放的方法，包括(1)将煤和城市生活垃圾混合后投入到流化床焚烧炉中，根据垃圾的热值控制煤的加入量小于混合物总重量的20％；(2)烟气及夹带的颗粒物经过高温旋风分离器分离；颗粒物返回焚烧炉，烟气经余热回收装置之后进入半干法烟气净化装置；(3)烟气经过布袋除尘器除去其中的飞灰颗粒，再经引风机排入烟囱。主要是通过高温旋风分离和半干法烟气净化装置之后分级和处理，其结构构成与本专利申请不相同。

（3）、对比文件2，申请号：CN201010586603，名称 ：一种处理生活垃圾焚烧烟气的石灰浆液雾化方法及装置，用在生活垃圾焚烧行业中去除烟气中的HCl、SOx等酸性气态污染物，属于烟气处理领域。采用双流体雾化步骤，一路走石灰浆溶液，两路走水路，通过增压泵加压将水沿进口切线方向打入进液管，经环形狭窄出口喷出后，在压力和速度的作用下，将石灰浆浓液击散雾化，得到细微粒径颗粒，雾化的同时形成混合；浆液及水的供给量通过自动流量控制阀门调节，根据酸性气态污染物量和烟气温度的改变实现在线调整；如遇到喷嘴堵塞，通过压力检测控制电磁铁通断电，由连杆带动针芯沿轴向上下运动，打通堵塞。通过双流体雾化步骤，用增压泵把石灰浆雾化混合垃圾焚烧烟气功，再经塔体电磁、水化处理。这种结构与本专利申请不相同。

（4）、对比文件4，申请号：CN200910212696，名称：用于垃圾焚烧烟气处理的急冷装置及其烟气处理系统，急冷装置具有进口管道、急冷管道以及出口管道，急冷装置具有喷雾降温控制器以及测温器，进口管道上安装有第一喷雾器，其喷水量固定；出口管道上安装有第二喷雾器，第二喷雾器的喷水量由喷雾降温控制器根据测温器反馈的温度数据进行调节控制。急冷管道与设置在其下方的灰斗相通。烟气处理系统具有脱酸塔以及布袋除尘器，急冷装置的出口管道与脱酸塔的进口端连通，测温器安装在脱酸塔与布袋除尘器连接的管道上。采用本发明的急冷装置及烟气处理系统，脱酸塔的内壁不易积灰，维护成本较低，急冷装置安装简单，制造成本较低。用脱酸塔加布袋尘器调节控制的急冷装置，具喷雾降温控制器，和喷雾降温处理，垃圾焚烧烟气。这种结构与本专利申请也不相同。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术存在的问题，提供一种工艺先进、投资小、结构简单、设计合理、流程短、占地面积小、吊装方便、操作简便等优点，避免土地浪费、降低投资处理费用，集垃圾焚烧、烟气处理于一体的垃圾处理装置，本垃圾处理装置垃圾焚烧完全、效率高、烟气达标排放，不会对环境造成二次污染，适用于农村、学校或机关集体特别是山区、偏远村屯使用。

本发明的技术解决方案是这样的，一种立式多级处理垃圾焚烧炉，包括鼓风机、底座基础、垃圾入料斗、垃圾焚烧炉、第一烟气管道、冷却器、布袋除尘器、第二烟气管道、引风机、烟囱、集灰室、炉排、外壳、内衬、炉门、耐火砖环、入料口、下燃烧室、中燃烧室、上燃烧室、排烟口、气体入口管、第一集尘室、排尘口、气体分布室、壳体、滤料布袋、第二集尘室、气体出口管，其特征在于垃圾焚烧炉（4）安装在底座基础（2）上，垃圾焚烧炉（4）底面有炉排（402），炉排（402）顶上是下燃烧室（408），下燃烧室（408）顶上是中燃烧室（409），中燃烧室（409）顶上是上燃烧室（410），上燃烧室（410）顶上是排烟口（411），上燃烧室（410）至中燃烧室（409）之间有倒锥形缩放式耐火砖环（406），中燃烧室（409）至下燃烧室（408）之间有倒锥形缩放式耐火砖环（406），外壳（403）至内衬（404）之间有耐火砖，砌成的保温层，中燃烧室（409）至外壳（403）之间斜口为垃圾入料口（407），下燃烧室（408）开有炉门（405），布袋除尘器（7）顶面是第二集尘室（707），第二集尘室（707）底面是第一集尘室（702），布袋除尘器（7）中间有复合布袋除尘器（7），壳体（705）至滤料布袋（706）之间至气体分布室（704），第一集尘室（702）有气体入口管（701），第一集尘室（702）底端有排尘口（703），第一集尘室（702）是倒锥形，第二集尘室（707）装有气体出口管（708），垃圾焚烧炉（4）至布袋除尘器（7）之间有第一烟气管道（5），布袋除尘器（7）至烟囱（10）之间有第二烟气管道（8）。

上燃烧室（410）、中燃烧室（409）底面是倒锥形斜口的底下是直通口和倒沉孔口，其倒锥度为40~80度斜度，垃圾入料口（407）与中燃烧室（409）之间为15~75度斜度，上燃烧室（410）、中燃烧室（409）是马蹄形缩放式炉膛，上燃烧室（410）与垃圾入料斗（3）连接入料口（407）。

上燃烧室（410）、中燃烧室（409）之间，中燃烧室（409）至下燃烧室（408）之间用耐火砖砌成缩放式过道口。

内衬（404）至外壳（403）之间的夹层用耐火砖砌成，内衬（404）为耐用火材料，外壳（403）用A3钢板，上燃烧室（410）、中燃烧室（409）、下燃烧室（408）有一个以上。

下燃烧室（408）为高温区主燃烧室，中燃烧室（409）为次燃烧室，上燃烧室（410）为烧烤预热室。

第一烟气管道（5）外面包有冷却器（6），冷却器（6）是环边圆周有翅电为翅片式管道冷却器。

炉门（405）底下是炉排（402），炉排（402）底下是底座基础（2）的清灰室，底座基础（2）中间是清灰室。

垃圾焚烧炉（4）底面装有鼓风机（1）相通，垃圾焚烧炉（4）顶面装有第一烟气管道（5）相通，第一烟气管道（5）与布袋除尘器（7）连接相通，布袋除尘器（7）通过引风机（9）连接烟囱（10）。

滤料布袋（706）用玻璃纤维针刺毡复合滤料制做，缩放式耐火砖环（406）上部先用耐火砖混砌，之后用耐混凝土加工成与水平方向40~80度的斜坡环。

垃圾焚烧炉（4）的废气物从气体入口管（701）进入经复合滤料布袋（706）、气体分布室（704）进入第二集尘室（707），从气体出口管（708）排放再经引风机（9）从烟囱（10）排放。

与现有技术相比本发明的有益效果：

1、本发明工艺设计科学、投资小、结构简单合理、流程短、操作简便。解决了大型炉投资大，流程长，占地面积大的敝端，避免土地浪费、降低投资处理费用，适用于农村、学校或机关集体特别是山区、偏远村屯使用。

2、本发明垃圾焚烧更完全、更充分，除尘效率高，烟气达标排放，不会对环境造成二次污染。解决了同类小型炉炉膛设计不合理，烟气停留时间过短，垃圾焚烧不彻底、烟气燃烧不完全，易产生大量烟尘和除尘效果不过关，易对环境造成二次污染的问题。

附图说明

图1是本发明的安装装配工艺结构示意图；

图2是本发明的烟气冷却器的局部剖视结构示意图；

图3是本发明的垃圾焚烧炉的结构示意图；

图4是本发明的烟气除尘器的结构示意图。

附图标记：鼓风机（1）、底座基础（2）、垃圾入料斗（3）、垃圾焚烧炉（4）、第一烟气管道（5）、冷却器（6）、布袋除尘器（7）、第二烟气管道（8）、引风机（9）、烟囱（10）、集灰室（401）、炉排（402）、外壳（403）、内衬（404）、炉门（405）、耐火砖环（406）、入料口（407）、下燃烧室（408）、中燃烧室（409）、上燃烧室（410）、排烟口（411）、气体入口管（701）、第一集尘室（702）、排尘口（703）、气体分布室（704）、壳体（705）、滤料布袋（706）、第二集尘室（707）、气体出口管（708）。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

实施例1，所述垃圾焚烧炉，固定在圆形底座基础上，圆形底座基础围成的空间即为焚烧炉集灰室。鼓风机出口管连接在集灰室侧壁。所述垃圾焚烧炉炉体外壳为A₃钢板，内衬耐火砖。在炉膛高度1/3、2/3处，分别设置一道缩放式耐火砖环，把炉膛构建成缩放式炉膛，利用这两道缩放式耐火砖环把炉膛分为上燃烧室、中燃烧室、下燃烧室等三层燃烧结构。下燃烧室为主要燃烧室，底部设置有炉排，垃圾主要在上面燃烧分解，下燃烧室底部侧壁设置有炉门一个，用以观察下燃烧室垃圾燃烧状况。中燃烧室为次要燃烧室，垃圾分解气继续在此燃烧，此层中上部设置有垃圾入料口，垃圾从入料口流入，并在此层烘烤预热。上燃烧室进一步燃烧未烧透的烟尘和垃圾分解气。缩放式耐火环下部可直接用耐火砖滚砌而成，呈倒梯状，也可用耐火混凝土加工成与水平方向成50-70度的斜坡环。缩放式环上部先用耐火砖混砌，然后用耐火混凝土加工成与水平方向成50-70度的斜坡环。缩放式炉膛的优点是上升烟尘碰到凸出的耐火砖环会旋转向下延长烟尘在炉内的停留时间，同时上升气流碰到突出耐火砖环会改变流动方向变得紊乱也延长烟气在炉内的停留时间，使烟尘、垃圾分解气能够充分燃烧。缩放环设置成斜坡，能够使垃圾或回旋掉下的烟尘容易流动到下一层燃烧室燃烧。炉膛两次缩放，多次改变烟尘及烟气的流动线速和方向，延长了烟尘及烟气在炉内停留时间使垃圾燃烧得更充分更彻底。

垃圾燃烧产生的烟气经炉后引风机从炉顶出口烟气管抽走。由于烟气中含有大量烟尘，直接排入大气会造成二次污染，因此必须经过除尘设施除尘合格后才能排放。目前小型垃圾焚烧炉配套的除尘设备有些过于简陋，大部分排放不稳定，除尘效果差，甚至排放不达标。因此，要使烟气排放达标，工艺设计要合理，要配备必要的除尘设备，增加水膜除尘设备。增加水膜除尘设备又必须增加污水处理设施，造成投资大，运行成本高。本发明采用一种新型的布袋除尘器，该布袋采用玻璃纤维针刺毡复合滤料制成，该滤料具有三微孔结构，空隙率高，阻力小，耐温500～700℃，耐腐蚀，热收缩率极小，尺寸稳定，强度高。该滤料除尘效率超过织物滤料，可达99.99%。因此使用这种布袋除尘器可稳定达到除尘目的。但由于炉出口烟气温度接近900～1000℃，因此必须将烟气温度降至500～700℃才能使用该复合滤料。由于是小型垃圾焚烧炉，产生的热量也不大，我们将焚烧炉与布袋除尘器之间的烟气管道设计成翅片式散热管道，使管道散热面积增大，这样烟气经过翅片式散热管道即可达到降温要求。

所述布袋除尘器由壳体、气体入口管、集尘室、排尘口、气体分布室、复合滤料布袋、集气室、气体出口管构成。布袋除尘器处理合格后的烟气经引风机抽走，通过烟囱排入大气。

实施例2，参照图1-4，本发明公开一种立式多级处理垃圾焚烧用及其工艺方法，包括鼓风机（1）、底座基础（2）、垃圾入料斗（3）、垃圾焚烧炉（4）、第一烟气管道（5）、冷却器（6）、布袋除尘器（7）、第二烟气管道（8）、引风机（9）、烟囱（10）、集灰室（401）、炉排（402）、外壳（403）、内衬（404）、炉门（405）、耐火砖环（406）、入料口（407）、下燃烧室（408）、中燃烧室（409）、上燃烧室（410）、排烟口（411）、气体入口管（701）、第一集尘室（702）、排尘口（703）、气体分布室（704）、壳体（705）、滤料布袋（706）、第二集尘室（707）、气体出口管（708）。所述垃圾焚烧炉（4）固定在圆形底座基础（2）上，圆形底座基础（2）围成的空间即为焚烧炉集灰室（401）。鼓风机（2）出口管连接在集灰室（401）侧壁。所述垃圾焚烧炉（4）外壳为A3钢板，内砌耐火砖。在炉膛高度1/3、2/3处，分别设置一道缩放式耐火砖环（406），把炉膛构建成缩放式炉膛，并利用这两道缩放式耐火砖环（406）把炉膛分为上燃烧室（410）、中燃烧室（409）、下燃烧室（408）等三层燃烧室。下燃烧室（408）为主要燃烧室，底部设置有炉排（402），垃圾主要在上面燃烧分解，下燃烧室（408）底部侧壁设置有炉门（405）一个，用以观察下燃烧室（408）垃圾燃烧烧况。中燃烧室（409）为次要燃烧室，垃圾分解气继续在此燃烧，此层中上部设置有垃圾入料口（407），垃圾从入料口（407）流入，并在此层烘烤预热。上燃烧室（410）进一步燃烧未烧透的烟尘和垃圾分解气。缩放式耐火砖环（406）下部直接用耐火砖混砌而成，呈倒梯状，也可用耐火混凝土加工成与水平方向成50-70度的斜坡环。缩放式耐火砖环（406）上部先用耐火砖混砌，然后用耐火混凝土加工成与水平方向成60度的斜坡环。炉膛两次缩放，多次改变烟尘及烟气的线速流动和方向，延长了烟尘及烟气在炉内的停留时间，使垃圾燃烧得更充分。垃圾燃烧产生的烟气经炉后引风机从炉顶出口烟管抽走。烟气先经过翅片式管道冷却器（6）冷却，散热降温至500～700℃，然后进入玻璃纤维针刺毡复合滤料布袋除尘器（7）除尘。所述布袋除尘器（7）由壳体（705）、气体入口管（701）、第一集尘室（702）、排尘口（703）、气体分布室（704）、复合滤料布袋（706）、第二集尘室（707）、气体出口管（708）构成。经布袋除尘器（7）除尘后的烟气由引风机（9）抽送经烟囱（10）入大气。

上述实施例仅为本发明的最佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故仿照本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种立式多级处理垃圾焚烧炉，包括鼓风机、底座基础、垃圾入料斗、垃圾焚烧炉、第一烟气管道、冷却器、布袋除尘器、第二烟气管道、引风机、烟囱、集灰室、炉排、外壳、内衬、炉门、耐火砖环、入料口、下燃烧室、中燃烧室、上燃烧室、排烟口、气体入口管、第一集尘室、排尘口、气体分布室、壳体、滤料布袋、第二集尘室、气体出口管，其特征在于垃圾焚烧炉（4）安装在底座基础（2）上，垃圾焚烧炉（4）底面有炉排（402），炉排（402）顶上是下燃烧室（408），下燃烧室（408）顶上是中燃烧室（409），中燃烧室（409）顶上是上燃烧室（410），上燃烧室（410）顶上是排烟口（411），上燃烧室（410）至中燃烧室（409）之间有倒锥形缩放式耐火砖环（406），中燃烧室（409）至下燃烧室（408）之间有倒锥形缩放式耐火砖环（406），外壳（403）至内衬（404）之间有耐火砖，砌成的保温层，中燃烧室（409）至外壳（403）之间斜口为垃圾入料口（407），下燃烧室（408）开有炉门（405），布袋除尘器（7）顶面是第二集尘室（707），第二集尘室（707）底面是第一集尘室（702），布袋除尘器（7）中间有复合布袋除尘器（7），壳体（705）至滤料布袋（706）之间至气体分布室（704），第一集尘室（702）有气体入口管（701），第一集尘室（702）底端有排尘口（703），第一集尘室（702）是倒锥形，第二集尘室（707）装有气体出口管（708），垃圾焚烧炉（4）至布袋除尘器（7）之间有第一烟气管道（5），布袋除尘器（7）至烟囱（10）之间有第二烟气管道（8）。

2.根据权利要求1所述的一种立式多级处理垃圾焚烧炉，其特征在于上燃烧室（410）、中燃烧室（409）底面是倒锥形斜口的底下是直通口和倒沉孔口，其倒锥度为40~80度斜度，垃圾入料口（407）与中燃烧室（409）之间为15~75度斜度，上燃烧室（410）、中燃烧室（409）是马蹄形缩放式炉膛，上燃烧室（410）与垃圾入料斗（3）连接入料口（407）。

3.根据权利要求1所述的一种立式多级处理垃圾焚烧炉，其特征在于上燃烧室（410）、中燃烧室（409）之间，中燃烧室（409）至下燃烧室（408）之间用耐火砖砌成缩放式过道口。

4.根据权利要求1所述的一种立式多级处理垃圾焚烧炉，其特征在于内衬（404）至外壳（403）之间的夹层用耐火砖砌成，内衬（404）为耐用火材料，外壳（403）用A3钢板，上燃烧室（410）、中燃烧室（409）、下燃烧室（408）有一个以上。

5.根据权利要求1所述的一种立式多级处理垃圾焚烧炉，其特征在于下燃烧室（408）为高温区主燃烧室，中燃烧室（409）为次燃烧室，上燃烧室（410）为烧烤预热室。

6.根据权利要求1所述的一种立式多级处理垃圾焚烧炉，其特征在于第一烟气管道（5）外面包有冷却器（6），冷却器（6）是环边圆周有翅电为翅片式管道冷却器。

7.根据权利要求1所述的一种立式多级处理垃圾焚烧炉，其特征在于炉门（405）底下是炉排（402），炉排（402）底下是底座基础（2）的清灰室，底座基础（2）中间是清灰室。

8.一种立式多级处理垃圾焚烧炉的工艺方法，其特征在于垃圾焚烧炉（4）底面装有鼓风机（1）相通，垃圾焚烧炉（4）顶面装有第一烟气管道（5）相通，第一烟气管道（5）与布袋除尘器（7）连接相通，布袋除尘器（7）通过引风机（9）连接烟囱（10）。

9.根据权利要求8所述的一种立式多级处理垃圾焚烧炉的工艺方法，其特征在于滤料布袋（706）用玻璃纤维针刺毡复合滤料制做，缩放式耐火砖环（406）上部先用耐火砖混砌，之后用耐混凝土加工成与水平方向40~80度的斜坡环。

10.根据权利要求8所述的一种立式多级处理垃圾焚烧炉的工艺方法，其特征在于垃圾焚烧炉（4）的废气物从气体入口管（701）进入经复合滤料布袋（706）、气体分布室（704）进入第二集尘室（707），从气体出口管（708）排放再经引风机（9）从烟囱（10）排放。