CN106765123A - 大容量垃圾高温气化喷燃系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大容量垃圾高温气化喷燃系统，包括炉体基座，所述炉体基座上设有干燥段炉体、喷燃段炉体；所述喷燃段炉体包括喷燃主炉体，所述喷燃主炉体内设有喷燃旋流炉膛，所述喷燃旋流炉膛的顶壁设有埋设于耐火材料层内的喷燃顶喷口；所述喷燃旋流炉膛的侧壁设有埋设于耐火材料层内的喷燃外侧喷口；由于所述喷燃旋流炉膛内设置有喷燃顶喷口和喷燃外侧喷口，因此在所述喷燃旋流炉膛内形成两个燃烧涡流，使得气化燃烧不充分的颗粒和成分被充分混合燃烧，该处的温度可达到1200℃‑1300℃，二噁英也在此阶段被完全分解，而且燃烧更剧烈，是对垃圾焚烧技术的突破性技术进步，具有极大的经济效益和社会效益。

Description

大容量垃圾高温气化喷燃系统

技术领域

本发明涉及一种能源利用技术领域，尤其涉及一种将气化喷燃后热能喷吹给热能收集利用系统的垃圾能源释放利用系统。

背景技术

城市生活垃圾焚烧发电具有无害化、资源化和减量化三大优势，对改善城市卫生环境作用重大，是当今处理城市生活垃圾的一种最优途径，已成为我国城市生活垃圾处理的最主要方法之一。而目前国内多数垃圾焚烧发电锅炉热效率偏低，直接影响到垃圾焚烧发电厂的经济效益。垃圾焚烧发电锅炉的稳定燃烧控制与调整是运行中的重点和难点，工程技术人员往往注重垃圾燃烧的经济效益，垃圾燃烧的排放问题被放在次要地位，这也是人们反对垃圾焚烧发电的原因之一。

图4所示为炉排垃圾焚烧发电锅炉的结构，图中示出了垃圾焚烧的流程。该炉排垃圾焚烧发电锅炉包括炉体1′，所述炉体1′的中上部设有烟火出口11′，所述炉体1′内倾斜安装有往复式炉排2′，所述烟火出口11′连通至锅炉换热器，所述往复式炉排2′的高端处的所述炉体1′上设有进料口12′，所述进料口12′连接有依靠垃圾的重力密封的储料塔7，所述储料塔7的底部设有将垃圾推进炉体1′的进料口12′的推料装置，所述往复式炉排2′的低端处的所述炉体1′上设有出渣口13′，一次风由往复式炉排2′下方的空气室吹入，穿过垃圾层的同时与垃圾发生燃烧反应，二次风由往复式炉排2′上方的风管吹入，使挥发性气体和炉排上未燃尽的垃圾燃烧。由于垃圾在炉排上的燃烧过程从底层开始依次进入干燥、挥发分析出、挥发分燃烧、焦炭燃烧和炉渣燃尽共五个阶段，而析出的挥发分经过挥发分燃烧后产生的气体直接进入到锅炉换热器，经过换热后被排出，在此过程中烟气中包含未燃尽挥发分、二噁英等成分，未燃尽挥发分造成能源的浪费，二噁英造成环境的污染毒化，因此现有技术的垃圾焚烧发电的工作原理的缺陷产生重大的技术问题，有害气体尤其是二噁英的排放无法消除，能源损失严重，污染毒化环境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种改变空气供给方向、可形成高温气化喷燃区、烟气混合均匀并充分燃烧、烟气连续通过高温气化喷燃区、二噁英去除彻底、能源释放充分的大容量垃圾高温气化喷燃系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：大容量垃圾高温气化喷燃系统，包括炉体基座，所述炉体基座上从高到低依次设有干燥段往复炉排、喷燃段往复炉排、燃渣段往复炉排，所述干燥段往复炉排、喷燃段往复炉排和燃渣段往复炉排依次呈台阶状布置；所述炉体基座上设有横跨在所述干燥段往复炉排上方的干燥段炉体，所述干燥段炉体的前端设有密封进料装置；所述炉体基座上设有横跨在所述喷燃段往复炉排上方的喷燃段炉体；所述炉体基座上连接有罩扣在所述燃渣段往复炉排上方的热能收集利用系统；

所述喷燃段炉体包括喷燃主炉体，所述喷燃主炉体内设有沿所述喷燃段往复炉排送料方向设置的喷燃旋流炉膛，所述喷燃旋流炉膛的壁上设有耐火材料层，所述喷燃旋流炉膛的顶壁设有埋设于所述耐火材料层内的喷燃顶喷口，所述喷燃主炉体顶部设有与所述喷燃顶喷口连接的顶喷布风装置；所述喷燃旋流炉膛的侧壁设有埋设于所述耐火材料层内的喷燃外侧喷口，所述喷燃主炉体侧部设有与所述喷燃外侧喷口连接的外侧布风装置。

作为优选的技术方案，所述喷燃旋流炉膛内沿所述喷燃段往复炉排送料方向设置有至少一条将所述喷燃旋流炉膛分隔为至少两个小的喷燃旋流炉膛的耐火分隔墙，所述耐火分隔墙内埋设有分别向两侧喷吹助燃剂的喷燃内侧喷口，所述喷燃主炉体顶部设有与所述喷燃内侧喷口连接的内侧布风装置。

作为优选的技术方案，所述喷燃旋流炉膛的顶壁呈拱形或双拱形。

作为优选的技术方案，所述干燥段往复炉排和喷燃段往复炉排分别倾斜设置，所述燃渣段往复炉排水平设置，所述干燥段往复炉排、喷燃段往复炉排和燃渣段往复炉排的底部分别设有二次布风装置。

作为优选的技术方案，所述干燥段炉体包括干燥主炉体，所述干燥主炉体的壁上设有耐火材料层，所述干燥主炉体的前端设有进料口。

作为优选的技术方案，所述密封进料装置包括依靠垃圾重力密封的储料塔，所述储料塔的底部设有将垃圾推入所述干燥段炉体的推料装置。

作为对上述技术方案的改进，所述推料装置包括推料块，所述推料块连接有往复推料驱动装置。

作为对上述技术方案的改进，所述内侧布风装置包括设置在所述喷燃主炉体顶部的内侧储气箱，所述内侧储气箱的底部连接有埋设在所述耐火分隔墙内并贯穿所述喷燃主炉体顶壁的喷吹管，所述内侧储气箱的顶部通过管路连接至高压气源。

作为对上述技术方案的改进，所述顶喷布风装置包括设置在所述喷燃主炉体顶部的顶喷储气箱，所述顶喷储气箱的底部设有贯穿所述喷燃主炉体顶部并埋设在耐火材料层内的喷吹管，所述顶喷储气箱的顶部通过管路连接至高压气源。

作为对上述技术方案的改进，所述外侧布风装置包括设置在所述喷燃主炉体外侧壁的外侧储气箱，所述外侧储气箱的内侧壁设有贯穿所述喷燃主炉体侧壁并埋设在耐火材料层内的喷吹管，所述外侧储气箱的侧部通过管路连接至高压气源。

由于采用了上述技术方案，大容量垃圾高温气化喷燃系统，包括炉体基座，所述炉体基座上从高到低依次设有干燥段往复炉排、喷燃段往复炉排、燃渣段往复炉排，所述干燥段往复炉排、喷燃段往复炉排和燃渣段往复炉排依次呈台阶状布置；所述炉体基座上设有横跨在所述干燥段往复炉排上方的干燥段炉体，所述干燥段炉体的前端设有密封进料装置；所述炉体基座上设有横跨在所述喷燃段往复炉排上方的喷燃段炉体；所述炉体基座上连接有罩扣在所述燃渣段往复炉排上方的热能收集利用系统；所述喷燃段炉体包括喷燃主炉体，所述喷燃主炉体内设有沿所述喷燃段往复炉排送料方向设置的喷燃旋流炉膛，所述喷燃旋流炉膛的壁上设有耐火材料层，所述喷燃旋流炉膛的顶壁设有埋设于所述耐火材料层内的喷燃顶喷口，所述喷燃主炉体顶部设有与所述喷燃顶喷口连接的顶喷布风装置；所述喷燃旋流炉膛的侧壁设有埋设于所述耐火材料层内的喷燃外侧喷口，所述喷燃主炉体侧部设有与所述喷燃外侧喷口连接的外侧布风装置；往复式炉排的台阶状设置，使垃圾在经过台阶时发生翻滚、混合、疏松，然后进入下级往复式炉排获得更加充分的热能释放，随着垃圾在往复式炉排的带动下向低处运动，垃圾在所述干燥段炉体内利用所述喷燃段炉体产生的热风被干燥，然后进入所述喷燃段炉体内；在所述喷燃段炉体内由于所述喷燃旋流炉膛内设置有喷燃顶喷口和喷燃外侧喷口，因此在所述喷燃旋流炉膛内形成两个燃烧涡流，使得气化燃烧不充分的颗粒和成分被充分混合燃烧，该处的温度可达到1200℃-1300℃，二噁英也在此阶段被完全分解，所有未气化喷燃的大分子官能团被继续裂解并气化喷燃，而且燃烧涡流使垃圾和空气的混合更充分，燃烧更剧烈；本发明垃圾气化喷燃产生的热风从高处到低处运动且温度不断提高，所有产生的有毒有害气体只有穿过高温区才能进入热能收集利用系统，在此过程中，所有有害气体例如二噁英被完全分解，最终使垃圾完全气化喷燃并彻底消除二噁英等有毒有害气体的排放，是对垃圾焚烧技术的突破性技术进步，具有极大的经济效益和社会效益。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例的结构原理图；

图2是本发明实施例的立体示意图；

图3是图1中的A-A向剖视图；

图4是现有技术的工作原理图；

图中：1′-炉体；11′-烟火出口；12′-进料口；13′-出渣口；2′-往复式炉排；1-炉体基座；21-干燥段往复炉排；22-喷燃段往复炉排；23-燃渣段往复炉排；3-干燥段炉体；31-干燥主炉体；4-喷燃段炉体；41-喷燃主炉体；42-喷燃旋流炉膛；43-耐火材料层；44-喷燃顶喷口；45-喷燃外侧喷口；46-耐火分隔墙；47-喷燃内侧喷口；471-内侧储气箱；472-顶喷储气箱；473-外侧储气箱；48-喷吹管；5-热能收集利用系统；6-二次布风装置；7-储料塔；8-推料块；9-液压缸。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

大容量垃圾高温气化喷燃系统，包括炉体基座1，所述炉体基座1上从高到低依次设有干燥段往复炉排21、喷燃段往复炉排22、燃渣段往复炉排23，所述干燥段往复炉排21、喷燃段往复炉排22和燃渣段往复炉排23依次呈台阶状布置；具体地说，就是后段往复式炉排的进料端位于前段往复式炉排的出料端的下方且具有一定的落差；台阶状往复式炉排的布置方式，使垃圾在经过台阶进入下一段往复式炉排时依靠落差实现翻滚疏松，然后进入下一段往复式炉排获得更加充分的热能释放；本实施例采用三段往复式炉排，干燥段往复炉排21和喷燃段往复炉排22倾斜设置，燃渣段往复炉排23水平设置，当然也可以采用不同的倾斜或水平布置方式的选择，也具有基本相同的技术效果；往复式炉排为现有技术炉排，具体结构和工作原理在此不再赘述，本实施例采用往复式炉排作为垃圾气化喷燃的托料板，使垃圾在气化喷燃前进的过程中不断翻滚，从而使气化喷燃更加充分。

所述炉体基座1上设有横跨在所述干燥段往复炉排21上方的干燥段炉体3，所述干燥段炉体3的前端设有密封进料装置；所述炉体基座1上设有横跨在所述喷燃段往复炉排22上方的喷燃段炉体4；所述炉体基座1上连接有罩扣在所述燃渣段往复炉排23上方的热能收集利用系统5。本实施例的热能收集利用系统5采用的是经过改造后的锅炉，具体是将锅炉炉膛内的炉排去掉，将本实施例的燃渣段往复炉排23伸入至锅炉炉膛内，并将所述喷燃段炉体4与所述锅炉炉体对接，这样所述喷燃段炉体4产生的高温热风就被锅炉吸收利用；出渣系统利用锅炉原有的炉渣出渣系统即可。

所述喷燃段炉体4包括喷燃主炉体41，所述喷燃主炉体41内设有沿所述喷燃段往复炉排22送料方向设置的喷燃旋流炉膛42，所述喷燃旋流炉膛42的壁上设有耐火材料层43，所述喷燃旋流炉膛42的顶壁设有埋设于所述耐火材料层43内的喷燃顶喷口44，所述喷燃主炉体41顶部设有与所述喷燃顶喷口44连接的顶喷布风装置；所述喷燃旋流炉膛42的侧壁设有埋设于所述耐火材料层43内的喷燃外侧喷口45，所述喷燃主炉体41侧部设有与所述喷燃外侧喷口45连接的外侧布风装置。

所述喷燃旋流炉膛42内沿所述喷燃段往复炉排22送料方向还设置有三条将所述喷燃旋流炉膛42分隔为四个小的喷燃旋流炉膛42的耐火分隔墙46，所述耐火分隔墙46内埋设有分别向两侧喷吹助燃剂的喷燃内侧喷口47，所述喷燃主炉体41顶部设有与所述喷燃内侧喷口47连接的内侧布风装置。本实施例中，所述喷燃旋流炉膛42的顶壁呈双拱形，这种结构更有利于形成双涡流燃烧；当然所述喷燃旋流炉膛42的顶壁也可以采用拱形、或平面形，也在本发明的保护范围之内。

所述内侧布风装置包括设置在所述喷燃主炉体41顶部的内侧储气箱471，所述内侧储气箱471的底部连接有埋设在所述耐火分隔墙46内并贯穿所述喷燃主炉体41顶壁的喷吹管48，本实施例的喷吹管48为钢管，这种结构即使喷吹管48在所述喷燃旋流炉膛42温度达到1200℃-1300℃时，仍能可靠使用，彻底解决了喷吹管48的烧蚀技术难题，使本发明更具有实用性。所述内侧储气箱471的顶部通过管路连接至高压气源，在管路上设置阀门等控制机构，是公知的技术手段，图中并未示出。本实施例采用的高压气源通过管路来自于风机。

所述顶喷布风装置包括设置在所述喷燃主炉体41顶部的顶喷储气箱472，所述顶喷储气箱472的底部设有贯穿所述喷燃主炉体41顶部并埋设在耐火材料层43内的喷吹管48，本实施例的喷吹管48为钢管，这种结构即使喷吹管48在所述喷燃旋流炉膛42温度达到1200℃-1300℃时，仍能可靠使用，彻底解决了喷吹管48的烧蚀技术难题，使本发明更具有实用性。所述顶喷储气箱472的顶部通过管路连接至高压气源，在管路上设置阀门等控制机构，是公知的技术手段，图中并未示出。本实施例采用的高压气源通过管路来自于风机。

所述外侧布风装置包括设置在所述喷燃主炉体41外侧壁的外侧储气箱473，所述外侧储气箱473的内侧壁设有贯穿所述喷燃主炉体41侧壁并埋设在耐火材料层43内的喷吹管48，本实施例的喷吹管48为钢管，这种结构即使喷吹管48在所述喷燃旋流炉膛42温度达到1200℃-1300℃时，仍能可靠使用，彻底解决了喷吹管48的烧蚀技术难题，使本发明更具有实用性。所述外侧储气箱473的侧部通过管路连接至高压气源，在管路上设置阀门等控制机构，是公知的技术手段，图中并未示出。本实施例采用的高压气源通过管路来自于风机。

本实施例中，所述干燥段往复炉排21、喷燃段往复炉排22和燃渣段往复炉排23的底部分别设有二次布风装置6，二次布风装置6的作用是从往复炉排的底部供风，一方面为炉排提供冷却介质，另一方面从垃圾的底部供风，促进垃圾干燥和燃烧。

所述干燥段炉体3包括干燥主炉体31，所述干燥主炉体31的壁上设有耐火材料层43，所述干燥主炉体31的前端设有进料口；所述干燥主炉体31的内腔获得所述喷燃段炉体4燃烧释放的热风，这些热风温度高达500℃-700℃，即干燥了垃圾，又使垃圾部分气化，有利于垃圾在后续的所述干燥主炉体31内的气化燃烧。

所述密封进料装置包括依靠垃圾重力密封的储料塔7，所述储料塔7的底部设有将垃圾推入所述干燥段炉体3的推料装置。所述推料装置包括推料块8，所述推料块8连接有往复推料驱动装置。本实施例中，所述往复推料驱动装置为液压缸9，当然也可以采用机械或电动的往复运动驱动机构，这些机构是公知的，在此不再重复赘述。所述推料块8不断将部分垃圾推入干燥段炉体3的进料口内；所述储料塔7内的垃圾因为高度和重力的作用一方面提供气化喷燃所需垃圾，另一方面起到密封的作用，保证烟气不会外溢。

往复式炉排的台阶状设置，使垃圾在经过台阶时发生翻滚、混合、疏松，然后进入下级往复式炉排获得更加充分的热能释放，随着垃圾在往复式炉排的带动下向低处运动，垃圾在所述干燥段炉体3内利用所述喷燃段炉体4产生的热风被干燥，然后进入所述喷燃段炉体4内；在所述喷燃段炉体4内由于所述喷燃旋流炉膛42内设置有喷燃顶喷口44和喷燃外侧喷口45，因此在所述喷燃旋流炉膛42内形成两个燃烧涡流，使得气化燃烧不充分的颗粒和成分被充分混合燃烧，该处的温度可达到1200℃-1300℃，二噁英也在此阶段被完全分解，所有未气化喷燃的大分子官能团被继续裂解并气化喷燃，而且燃烧涡流使垃圾和空气的混合更充分，燃烧更剧烈；本发明垃圾气化喷燃产生的热风从高处到低处运动且温度不断提高，所有产生的有毒有害气体只有穿过高温区才能进入热能收集利用系统5，在此过程中，所有有害气体例如二噁英被完全分解，最终使垃圾完全气化喷燃并彻底消除二噁英等有毒有害气体的排放，是对垃圾焚烧技术的突破性技术进步，具有极大的经济效益和社会效益。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.大容量垃圾高温气化喷燃系统，其特征在于：包括炉体基座，所述炉体基座上从高到低依次设有干燥段往复炉排、喷燃段往复炉排、燃渣段往复炉排，所述干燥段往复炉排、喷燃段往复炉排和燃渣段往复炉排依次呈台阶状布置；所述炉体基座上设有横跨在所述干燥段往复炉排上方的干燥段炉体，所述干燥段炉体的前端设有密封进料装置；所述炉体基座上设有横跨在所述喷燃段往复炉排上方的喷燃段炉体；所述炉体基座上连接有罩扣在所述燃渣段往复炉排上方的热能收集利用系统；

所述喷燃段炉体包括喷燃主炉体，所述喷燃主炉体内设有沿所述喷燃段往复炉排送料方向设置的喷燃旋流炉膛，所述喷燃旋流炉膛的壁上设有耐火材料层，所述喷燃旋流炉膛的顶壁设有埋设于所述耐火材料层内的喷燃顶喷口，所述喷燃主炉体顶部设有与所述喷燃顶喷口连接的顶喷布风装置；所述喷燃旋流炉膛的侧壁设有埋设于所述耐火材料层内的喷燃外侧喷口，所述喷燃主炉体侧部设有与所述喷燃外侧喷口连接的外侧布风装置。

2.如权利要求1所述的大容量垃圾高温气化喷燃系统，其特征在于：所述喷燃旋流炉膛内沿所述喷燃段往复炉排送料方向设置有至少一条将所述喷燃旋流炉膛分隔为至少两个小的喷燃旋流炉膛的耐火分隔墙，所述耐火分隔墙内埋设有分别向两侧喷吹助燃剂的喷燃内侧喷口，所述喷燃主炉体顶部设有与所述喷燃内侧喷口连接的内侧布风装置。

3.如权利要求1所述的大容量垃圾高温气化喷燃系统，其特征在于：所述喷燃旋流炉膛的顶壁呈拱形或双拱形。

4.如权利要求1所述的大容量垃圾高温气化喷燃系统，其特征在于：所述干燥段往复炉排和喷燃段往复炉排分别倾斜设置，所述燃渣段往复炉排水平设置，所述干燥段往复炉排、喷燃段往复炉排和燃渣段往复炉排的底部分别设有二次布风装置。

5.如权利要求1所述的大容量垃圾高温气化喷燃系统，其特征在于：所述干燥段炉体包括干燥主炉体，所述干燥主炉体的壁上设有耐火材料层，所述干燥主炉体的前端设有进料口。

6.如权利要求1所述的大容量垃圾高温气化喷燃系统，其特征在于：所述密封进料装置包括依靠垃圾重力密封的储料塔，所述储料塔的底部设有将垃圾推入所述干燥段炉体的推料装置。

7.如权利要求6所述的大容量垃圾高温气化喷燃系统，其特征在于：所述推料装置包括推料块，所述推料块连接有往复推料驱动装置。

8.如权利要求2所述的大容量垃圾高温气化喷燃系统，其特征在于：所述内侧布风装置包括设置在所述喷燃主炉体顶部的内侧储气箱，所述内侧储气箱的底部连接有埋设在所述耐火分隔墙内并贯穿所述喷燃主炉体顶壁的喷吹管，所述内侧储气箱的顶部通过管路连接至高压气源。

9.如权利要求1至8任一权利要求所述的大容量垃圾高温气化喷燃系统，其特征在于：所述顶喷布风装置包括设置在所述喷燃主炉体顶部的顶喷储气箱，所述顶喷储气箱的底部设有贯穿所述喷燃主炉体顶部并埋设在耐火材料层内的喷吹管，所述顶喷储气箱的顶部通过管路连接至高压气源。

10.如权利要求1至8任一权利要求所述的大容量垃圾高温气化喷燃系统，其特征在于：所述外侧布风装置包括设置在所述喷燃主炉体外侧壁的外侧储气箱，所述外侧储气箱的内侧壁设有贯穿所述喷燃主炉体侧壁并埋设在耐火材料层内的喷吹管，所述外侧储气箱的侧部通过管路连接至高压气源。