CN106979524B - 一种烟气循环焚烧炉及其焚烧方法 - Google Patents

Abstract

本发明还提供一种烟气循环焚烧炉，包括进料系统、烟气循环系统和炉膛。烟气循环系统包括第一热交换器，进料系统和第一热交换器位于炉膛的上部，进料系统穿过第一热交换器，在进料过程中预热物料。本发明还提供一种烟气循环焚烧方法，物料经预热、碳化后，在燃烧室中焚烧，焚烧产生的烟气经过换热后返回碳化室，碳化其中的物料，焚烧产生的炉渣经排渣室排出。本发明提供的烟气循环焚烧炉，设有多级换热器，充分利用热能，既减少能量损失，又提高炉温。物料在炉膛内，经碳化后燃烧，使物料燃烧更加充分。并通过控制燃烧速率、烟气的降温速率，控制排出烟气中二噁英的含量。残渣以固体形式排渣，避免残渣结焦、堵塞，保证烟气循环焚烧炉稳定运行。

Description

一种烟气循环焚烧炉及其焚烧方法

技术领域

本发明涉及一种污泥焚烧炉，尤其涉及一种污泥焚烧完全、无二次污染的烟气循环焚烧炉。

背景技术

随着人们生活水平的提高和城市化进程的逐步推进，随之而来的是污泥量的大幅增加。污泥来源广泛，成分复杂，处理难度大，而污水、污泥的直接排放又会引发二次污染。

目前污泥处理主要有掩埋、堆肥和焚烧三种方式。掩埋为传统的污泥处理方式，是将污泥简单处理，如除水、干化等，进行掩埋，但是由于污泥中一般会携带重金属、致病菌等，而简单处理并不能消除其中的重金属、致病菌，故掩埋会引发一系列后续问题，如污染地下水、发生恶臭等。堆肥处理需要对污泥分拣、分类，要求污泥本身的有机含量较高，而且堆肥处理不能实现污泥的减量化，不符合我国污泥处理的“三原则”。因此，污泥焚烧技术在污泥处理中的比重逐渐增大。

污泥焚烧的实质是将含有有机物的污泥在高温及供氧充足的条件下氧化成惰性气态物和无机不可燃物，以形成稳定的气态物和固态残渣。其优点是能够迅速的减少污泥量和彻底的高温无害化，占地面积不大，对周围环境影响较小，且有热能回收。

污泥焚烧可将其中的水分和有机质完全去除，并杀灭病原体，但是燃烧过程中极易产生二噁英，造成大气污染。二噁英，是一种无色无味的脂溶性物质，容易在生物体内积累，其毒性是砒霜的900倍，有“世纪之毒”之称，因此对人体危害严重。一般而言，二噁英的生成温度为250-500℃，而在500℃以上开始分解。申请号：201510307346.0，发明创造名称：污泥焚烧装置，的中国专利提供了一种包括送料装置、破碎装置和焚烧炉的污泥焚烧系统，物料在进入焚烧炉之前，经过破碎装置破碎成粉末，然后进入焚烧炉瞬间充分燃烧，以避免二噁英的产生。但是将物料破碎成粉末，大大降低了焚烧炉的处理量，且焚烧炉采用电加热将焚烧炉炉体维持在800-850℃，因此其能耗较高。

虽然目前污泥焚烧装置的种类繁多，但均存在燃烧不充分、能耗高、基建投资成本大等各种问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种污泥充分焚烧、能耗低，不产生二次污染的烟气循环焚烧炉和烟气循环焚烧方法。

本发明的第一个方面在于提供一种烟气循环焚烧方法，物料经预热、碳化后，在燃烧室中焚烧，焚烧产生的炉渣经排渣室排出；其中，利用焚烧产生的烟气与所述物料进行热交换，对所述物料进行预热；然后所述烟气的第一部分与冷却介质进行热交换进行降温后排出，所述烟气的第二部分对进入燃烧室的助燃气体进行加热后，返回碳化室，碳化其中的物料。

在一个优选实施例中，一部分助燃气体由外部鼓风机鼓入系统，经预热后进入燃烧室中部助燃，另一部分助燃气体由外部鼓风机鼓入系统，经预热后自燃烧室侧壁进入燃烧室助燃，使燃烧室燃烧更均匀，更充分。

在一个优选实施例中，所述烟气的第二部分依次与所述冷却介质进行热交换、加热助燃气体后，进入第一热交换器，一部分通过循环烟气管道进入碳化室，另一部分通过第五通孔进入进料装置，与所述进料装置中的所述物料进行热交换，对所述物料进行预热。

本发明的第二个方面在于提供一种烟气循环焚烧炉，包括进料系统、烟气循环系统和炉膛。

其中，所述烟气循环系统包括第一热交换器，所述第一热交换器和所述进料系统位于所述炉膛的上部，所述第一热交换器与炉膛之间设有第三腔室，所述第一热交换器的烟气管道一端连通所述第三腔室，所述进料系统穿过所述第一热交换器后进入所述第三腔室。

在一个优选实施例中，所述炉膛自上而下依次包括相互连通的碳化室、燃烧室和排渣室，所述碳化室与所述第三腔室连通，所述排渣室设有与大气连通的排渣口。

物料在所述燃烧室内燃烧，产生的烟气经所述第一热交换器一次降温，再次降温后成为循环烟气，循环烟气在所述第一热交换器升温后进入所述碳化室，碳化所述碳化室内的物料；经过碳化后的物料进入所述燃烧室燃烧，充分燃烧后由所述排渣室排渣。

在一个优选实施例中，所述进料系统包括螺旋杆、相互连通的进料斗和下料管，所述下料管位于所述进料斗的下部，并延伸至所述第三腔室，所述螺旋杆自驱动端沿所述下料管的下料通道延伸至所述燃烧室内。所述螺旋杆将所述进料斗中的物料经所述下料管输送至所述炉膛，设置螺旋杆既能避免物料因在下料过程中破碎而降低燃烧效率，又能通过控制螺旋杆的转速调节下料速度，以保证物料在排出炉膛之前燃烧完全。

在一个优选实施例中，所述螺旋杆的驱动端设有助燃气体进口，所述螺旋杆位于所述燃烧室内的一端设有助燃气体出口，所述助燃气体进口与所述助燃气体出口之间通过螺旋杆内的助燃气体通道连通。

在一个优选实施例中，所述第一热交换器包括设有出口的第一腔室、设有入口的第二腔室及位于所述第二腔室中的多个烟气管道；所述烟气管道的两端分别与所述第一腔室和第三腔室连通，所述第一腔室的出口与所述第二腔室的入口连通。物料燃烧产生的烟气依次穿过所述第三腔室、所述循环烟气管道和所述第一腔室，烟气经过再次降温后由第二腔室，通过循环烟气管道进入所述碳化室。

在一个优选实施例中，所述第三腔室内还设有多个循环烟气管道，所述循环烟气管道一端与所述第二腔室连通，另一端与所述碳化室连通。

在一个优选实施例中，所述烟气循环系统还包括第三热交换器，循环烟气进入所述第三热交换器，加热所述第三热交换器中的空气，经过所述第三换热器的循环烟气进入所述第二腔室，经过所述第三换热器的空气进入燃烧室。

在一个优选实施例中，所述碳化室的侧壁上设有多个第三通孔，自所述循环烟气管道流出的第一冷流体经所述第三通孔进入所述碳化室，物料在所述碳化室内碳化后进入所述燃烧室燃烧，燃烧完全后进入排渣室，优选地，燃烧室的温度为1000℃以上。

在一个优选实施例中，所述燃烧室的侧壁上设有多个第四通孔，所述第四通孔与第二鼓风机连通，第二鼓风机将空气经所述第四通孔鼓入所述燃烧室内，辅助燃烧室内的物料燃烧。

在一个优选实施例中，所述排渣室内设有多个水平排布、依次相互啮合的破碎辊，多个所述破碎辊串联或并联连接，所述破碎辊包括辊轴筒、位于所述辊轴筒外侧壁上的多个破碎齿，以破碎燃烧后的炉渣。

在一个优选实施例中，所述辊轴筒内部还设有中空的辊轴，所述辊轴的分别两端分别设有冷却剂进口和冷却剂出口，所述辊轴与所述辊轴筒可转动连接。

在一个优选实施例中，所述下料管的侧壁上还设有多个第五通孔，所述第五通孔与所述第一腔室和/或第二腔室连通。

在一个优选实施例中，所述排渣室的下部还设有输送装置，用于运输经破碎后的物料燃烧残渣，所述输送装置优选为履带运输。

在一个优选实施例中，所述烟气循环焚烧炉还设有第二热交换器和第三热交换器，自所述第一热流体管道出来的第一热流体经过所述第二热交换器降温后，一部分进入除尘装置，另一部分经所述第三换热器进行换热，进一步降温成为循环烟气，循环烟气进入所述第一热交换器，循环烟气经过加热后，进入所述碳化室。经所述第二鼓风机鼓入的换热气体进入所述第三热交换器，预热后，自所述第四通孔进入所述燃烧室助燃。进一步地，所述第二换热器的冷却介质不做限定，可以根据实际需要选择不同的冷却介质，如可以为空气，也可以为水，经加热的空气可以用于湿污泥的干化，经加热的水蒸汽也可以进入其他工段，如作为锅炉的热源等。

本发明提供的烟气循环焚烧炉，设有多级换热器，充分利用热能，既减少了能量损失，又提高了炉膛内的温度。物料在进入炉膛的过程中预热，在炉膛中，首先经过碳化，然后燃烧，进一步提高了炉膛内的温度，同时物料燃烧也更加充分。并通过控制燃烧速率、烟气的降温速率，控制排出烟气中二噁英的含量，做到污水污泥处理的无害化、减量化。残渣在排渣室中由熔融状态变为固态，并经破碎后排渣，不会出现残渣结焦、堵塞的现象，保证烟气循环焚烧炉的稳定运行。

附图说明

图1为实施例一提供的烟气循环焚烧炉；

图2为图1的炉膛和排渣部分的结构图；

图3为图2的局部剖视图；

图4为图2中下料管的部分结构图；

图5为实施例二提供的烟气循环焚烧炉。

具体实施方式

以下结合具体实施例具体说明本发明提供的烟气循环焚烧炉的结构和使用方法。

实施例一

如图1-图4所示，本发明提供的烟气循环焚烧炉包括进料系统、烟气循环系统和炉膛3。

其中，烟气循环系统包括第一热交换器2、第二热交换器7和第三热交换器6。第一热交换器2和进料系统位于炉膛3的上部，进料系统用于向炉膛3供应经过干燥的物料；第一热交换器2用于交换燃烧产生的烟气与循环烟气之间的热量，并预热进料系统中的物料。进料系统穿过第一热交换器2，其中的物料在下落进入炉膛3的过程中，经过第一热交换器2加热至150-300℃，如200℃、250℃等。

第一热交换器2与炉膛3之间还设有第三腔室31，第三腔室31一端与炉膛3连通，另一端与第一换热器2的烟气管道21连通。

经过第一热交换器2降温的烟气进入第二热交换器7，进一步降温，第一部分烟气经过第二热交换器7降温后离开该烟气循环系统，进入后续除尘、净化工段，第二部分烟气经过第二热交换器7降温后成为循环烟气，进入第三热交换器6，在第三热交换器6中与进入炉膛3的燃烧室42的助燃气体进行热交换，进一步降温后返回至第一热交换器2的第三腔室31中，在第一热交换器2的第三腔室31中第一热交换器2的烟气管道21中的烟气换热后进入炉膛3的碳化室41，碳化其中的物料，循环烟气在第一热交换器2中被烟气加热。其中，燃烧产生的烟气的温度为800-1000℃，经过第一热交换器后烟气的温度为600℃左右，经过第三热交换器的循环烟气的温度为200-300℃，循环烟气在第一热交换器中加热至500℃。

第一热交换器2自上而下包括设有出口的第一腔室23、设有入口的第二腔室22及位于第二腔室22中的多个烟气管道21；烟气管道21的两端分别与第一腔室23和第三腔室31连通，循环烟气管道32的两端分别与第二腔室22和炉膛3的碳化室41连通，第一腔室23的出口与第二腔室22的入口连通。

进一步地，本发明提供的烟气循环焚烧炉还包括循环烟气管道32，循环烟气管道32位于第三腔室31中，循环烟气管道32的一端与第二腔室连通，另一端与碳化室41侧壁上的第三通孔连通。

炉膛3中的物料燃烧产生的烟气由第三腔室31进入烟气管道21的一端，并由另一端进入第一腔室23，并由第一腔室23的出口进入第二热交换器7，烟气在第二热交换器7中进一步冷却。第二热交换器7的冷却介质的种类可以根据实际情况自由选择，不属于本发明要求保护的内容，如可以为空气，也可以为水、油等，实施例一中的冷却介质为空气。

本实施例中第二热交换器7为管壳式热交换器，烟气走壳程，冷却介质走管程，冷却介质自第二冷流体进口71进入第二热交换器7，冷却介质在第二热交换器7中经过加热后，自第二冷流体出口72离开本发明提供的烟气循环焚烧炉，进入后续工段，如用于干燥湿污泥等。通过调节冷却介质的流量和流速，控制烟气的降温速率以及烟气出口12处烟气的温度，最终控制排出本发明提供的烟气循环系统的烟气中二噁英的含量。

经过第二换热器7的一部分烟气进入除尘、净化工段，另一部分变成循环烟气，进入第三热交换器，加热其中的助燃气体，如空气，经换热后的循环烟气自第二腔室22穿过循环烟气管道32，进入碳化室41，碳化其中的物料。

进料系统包括进料斗131、下料管11和螺旋杆13，下料管11为两端开口的中空管道，一端与进料斗131密封连接，另一端延伸至第三腔室31中。螺旋杆13由外部电机驱动，该驱动端设有助燃气体进口14，另一端设有助燃气体出口132，助燃气体进口14和助燃气体出口132通过螺旋杆13内部的助燃气体通道连通。电机带动螺旋杆13在下料管11的下料通道中转动，并将进料斗131中的物料经下料管11输送至炉膛3，既能避免物料因在下降过程中破碎而降低燃烧效率，又能通过控制螺旋杆13的转速调节下料速度，以保证物料在排出炉膛3之前燃烧完全。

下料管11自上向下依次穿过第一腔室23和第二腔室22，延伸至第三腔室31，第一热交换器2将物料在下落过程中预热，以提高炉膛3中的温度。

进一步地，下料管11的侧壁上还设有多个第五通孔121，第五通孔121与第一腔室23和第二腔室22连通，也可以与第一腔室23、第二腔室22中的任一腔室连通，烟气或循环烟气通过第五通孔121进入下料管11内部，进一步加热物料。

进一步地，螺旋杆13的转轴为中空结构，转轴两端的侧壁上分别设有多个助燃气体进口14和多个助燃气体出口132，转轴上设有助燃气体出口132的一端位于炉膛3中部，助燃气体进口14与第一鼓风机81连通，第一鼓风机81通过助燃气体进口14向炉膛3中鼓入空气，以辅助炉膛3内物料燃烧，转轴中的空气在下降过程中经过第一热交换器预热，助燃气体出口132处空气的温度为200℃左右。

炉膛3依次包括碳化室41、燃烧室42和排渣室43，其中碳化室41上部与第三腔室31连通，下部与燃烧室42连通，排渣室43的一端与燃烧室42连通，另一端与外部大气连通。转轴上设有助燃气体出口132的一端位于燃烧室42内部。

碳化室41和燃烧室42的侧壁上分别设有多个第三通孔和多个第四通孔，自循环烟气管道32出来的循环烟气通过第三通孔进入碳化室41，使碳化室41中的物料在循环烟气的保护下发生碳化，以进一步提高物料的热值，在碳化室41中充分碳化后的物料进入燃烧室，在燃烧室中充分燃烧，并保证燃烧室中的温度在1000℃以上。

由第二鼓风机82将空气鼓入第三热交换器6，在第三热交换器6中预热，经过预热的空气通过燃烧室42侧壁上的第四通孔进入燃烧室，辅助物料燃烧。

进一步地，碳化室41和燃烧室42内部设有多个支撑结构，以提高物料在炉膛3内的空隙率，进一步促进物料的碳化和燃烧。

排渣室43内设有多个水平排布、依次相互啮合的破碎辊441，多个破碎辊441串联连接，破碎辊441包括辊轴筒及位于滚筒内部的中空辊轴和位于辊轴筒外侧壁上的多个破碎齿442，各个破碎齿的齿高不同，以进一步提高破碎辊的破碎能力，辊轴的分别两端分别设有冷却剂进口和冷却剂出口，所述辊轴与所述辊轴筒可转动连接。

自辊轴的一端开口处向破碎辊通入冷却介质，以降低破碎辊外表面的温度，提高破碎辊的使用寿命，并进而固化排渣室内的物料燃烧残渣，使残渣以破碎的固态排出。

本发明提供的烟气循环焚烧炉采用固态形式排渣，且由于炉膛温度较高，污泥燃烧过程中产生的部分金属氧化物转化为气态，随烟气排出，因此炉渣中的金属氧化物含量较少。另外，焚烧物料中加入了助燃材料，助燃材料燃烧产生的炉渣将固态的金属氧化物分散，因此，排渣室中的炉渣硬度较低，且不存在结块现象，炉渣在排渣过程中不会出现结焦或堵塞现象，保证本发明提供的烟气循环焚烧炉正常、稳定运行。

进一步地，排渣室43的下部还设有输送装置5，用于运输经破碎后的物料燃烧残渣，输送装置5为履带运输。

采用本发明提供的烟气循环焚烧炉焚烧污泥，将含水量为80wt％的污泥干燥至水分含量为30wt％后，按质量比，含水量30％污泥：费布料＝1：2混合均匀后，在制棒机中挤压成型，制成中空棒体，将制备得到的中空棒体物料自进料口经下料斗加入到炉膛中，焚烧物料，物料的进料量为300kg/h，排出炉渣的速率为36kg/h，一部分烟气经过降温、除尘等后续工段，排放至大气中，对排出的炉渣和气体做组分分析，结果如表1、表2所示：

表1、炉渣中各组分含量(单位：ppm)

表2、气体中各组分含量

组分名称	组分浓度(mg/m<sup>3</sup>)	排放速率(kg/h)	排放标准(kg/h)
				二氧化硫	15.7	0.195	≤2.48
氮氧化物	8.6	0.107	≤12
				一氧化碳	82.9	1.03	≤160
二噁英类	0.028ng TEQ/m<sup>3</sup>

其中，二氧化硫的含量采用HJ/T 56-2000《固定污染源排气中二氧化硫的测定碘量法》测定；

氮氧化物的含量采用HJ/T 43-1999《固定污染源排气中氮氧化物的测定盐酸萘乙二胺分光光度法》测定；

一氧化碳的含量采用定电位电解法《空气和废气检测分析方法》(第四版增补版)国家环保总局(2007)所述方法测定。

二噁英类组分的含量采用HJ77.2-2208《环境空气和废气二噁英的测定同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法》所述方法测定。

由表1可知，各氧化物的含量与元素含量一致，说明污泥中的各种物质经过焚烧后均转化为化学性质稳定的氧化物，污泥在本发明提供的烟气循环焚烧炉中燃烧完全，不存在重金属污染。

由表2可知，采用本发明提供的烟气循环焚烧炉焚烧污泥，排放至大气中的烟气中，二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳的含量均远远低于国家标准，能够安全排放。

其中，国际上对于二噁英的排放标准还没有统一的规定，最严格的标准是限制在0.1ng TEQ/m³以下，如欧盟、德国、奥地利、瑞典、荷兰、日本等，而针对焚烧炉的规模，排放标准也有不同，但最严格标准仍然是0.1ng TEQ/m³以下，采用本发明提供的烟气循环焚烧炉焚烧污泥之后，排出的烟气中二噁英的含量为0.028ng TEQ/m³，远低于目前国际上使用的最严格的标准。

实施例二

如图5所示，本发明提供的烟气循环焚烧炉包括进料系统、烟气循环系统和炉膛3。

其中，烟气循环系统包括第一热交换器2、第二热交换器7和第三热交换器6。第一热交换器2和进料系统位于炉膛3的上部，进料系统用于向炉膛3供应经过干燥的物料；第一热交换器2用于交换燃烧产生的烟气与循环烟气之间的热量。进料系统穿过第一热交换器2，其中的物料在下落进入炉膛3的过程中，经过第一热交换器2加热至150-300℃，如200℃、250℃等。

经过第一热交换器2降温的烟气进入第二热交换器7，进一步降温，一部分烟气经过降温后离开该烟气循环系统，进入后续除尘净化工序，另一部分进入第三热交换器6，成为循环烟气，返回至第一热交换器2。其中，燃烧产生的烟气的温度为800-1000℃，经过第一热交换器后烟气的温度为600℃左右，经过第三热交换器的循环烟气的温度为200-300℃，循环烟气再第一热交换器中加热至500℃。

第一热交换器2自上而下包括设有出口的第一腔室23、设有入口的第二腔室22及位于第二腔室22中的多个烟气管道21；烟气管道21的两端分别与第一腔室23和第三腔室31连通，循环烟气管道32的两端分别与第二腔室22和炉膛3的碳化室41连通，第一腔室23的出口与第二腔室22的入口连通。

进一步地，本发明提供的烟气循环焚烧炉还包括循环烟气管道32，循环烟气管道32位于第三腔室31中，循环烟气管道32的一端与第二腔室连通，另一端与碳化室41侧壁上的第三通孔连通。

炉膛3中的物料燃烧产生的烟气经过第三腔室31进入烟气管道21一端，并由另一端进入第一腔室23，并由第一腔室出口进入第二热交换器7，烟气再第二热交换器7中进一步冷却。第二热交换器7的冷却介质的种类可以根据实际情况自由选择，不属于本发明要求保护的内容，如可以为空气，也可以为水、油等，实施例二中的冷却介质为水。

第二热交换器7为管壳式热交换器，烟气走管程，冷却介质走壳程，冷却介质自第二冷流体进口进入第二热交换器7，冷却介质在第二热交换器7中加热至200℃左右，变成高温蒸汽，自第二冷流体出口72离开本发明提供的烟气循环焚烧炉，进入后续工段，如加热其他物料等。通过调节冷却介质的流量和流速，控制烟气的降温速率以及烟气出口12处烟气的温度，最终控制排出本发明提供的烟气循环系统的烟气中二噁英的含量。

进一步地，第二热交换器的顶部还设有保温结构73，保温结构的具体材质不属于本发明保护的内容，根据调控温度的需要，可以选择保温棉等。

进料系统包括进料斗131、下料管11和螺旋杆13，下料管11为两端开口的中空管道，一端与进料斗131密封连接，另一端延伸至第三腔室31中。螺旋杆13由外部电机驱动，该驱动端设有助燃气体进口14，另一端设有助燃气体出口132，助燃气体进口14和助燃气体出口132通过螺旋杆13内部的助燃气体通道连通。电机带动螺旋杆13在下料管11的下料通道中转动，并将进料斗131中的物料经下料管11输送至炉膛3，既能避免物料因在下降过程中破碎而降低燃烧效率，又能通过控制螺旋杆13的转速调节下料速度，以保证物料在排出炉膛3之前燃烧完全。

下料管11自上向下依次穿过第一腔室23和第二腔室22，延伸至第三腔室31，第一热交换器2将物料在下落过程中预热，以提高炉膛3中的温度。

进一步地，下料管11的侧壁上还设有多个第五通孔121，第五通孔121与第一腔室23和第二腔室22连通，也可以与第一腔室23、第二腔室22中的任一腔室连通，烟气或循环烟气通过第五通孔121进入下料管11内部，进一步加热物料。

进一步地，螺旋杆13的转轴为中空结构，转轴两端的侧壁上分别设有多个助燃气体进口14和多个助燃气体出口132，转轴上设有助燃气体出口132的一端位于炉膛3中部，助燃气体进口14与第一鼓风机81连通，第一鼓风机81通过助燃气体进口14向炉膛3中鼓入空气，以辅助炉膛3内物料燃烧，转轴中的空气在下降过程中经过第一热交换器预热，助燃气体出口132处空气的温度为200℃左右。

炉膛3依次包括碳化室41、燃烧室42和排渣室43，其中碳化室41上部与第三腔室31连通，下部与燃烧室42连通，排渣室43的一端与燃烧室42连通，另一端与外部大气连通。转轴上设有助燃气体出口132的一端位于燃烧室42内部。

碳化室41和燃烧室42的侧壁上分别设有多个第三通孔和多个第四通孔，自循环烟气管道32出来的循环烟气通过第三通孔进入碳化室41，使碳化室41中的物料在循环烟气的保护下发生碳化，以进一步提高物料的热值，在碳化室41中充分碳化后的物料进入燃烧室，在燃烧室中充分燃烧，并保证燃烧室中的温度在1000℃以上。

由第二鼓风机82将空气鼓入第三热交换器6，在第三热交换器6中预热，经过预热的空气通过燃烧室42侧壁上的第四通孔进入燃烧室，辅助物料燃烧。

进一步地，碳化室41和燃烧室42内部设有多个支撑结构，以提高物料在炉膛3内的空隙率，进一步促进物料的碳化和燃烧。

排渣室43内设有多个水平排布、依次相互啮合的破碎辊441，多个破碎辊441串联连接，破碎辊441包括辊轴筒及位于滚筒内部的中空辊轴和位于辊轴筒外侧壁上的多个破碎齿442，各个破碎齿的齿高不同，以进一步提高破碎辊的破碎能力，辊轴的分别两端分别设有冷却剂进口和冷却剂出口，所述辊轴与所述辊轴筒可转动连接。

自辊轴的一端开口处向破碎辊通入冷却介质，以降低破碎辊外表面的温度，提高破碎辊的使用寿命，并进而固化排渣室内的物料燃烧残渣，使残渣以破碎的固态排出。

本发明提供的烟气循环焚烧炉采用固态形式排渣，且由于炉膛温度较高，污泥燃烧过程中产生的部分金属氧化物转化为气态，随烟气排出，因此炉渣中的金属氧化物含量较少。另外，焚烧物料中加入了助燃材料，助燃材料燃烧产生的炉渣将固态的金属氧化物分散，因此，排渣室中的炉渣硬度较低，且不存在结块现象，炉渣在排渣过程中不会出现结焦或赌赛现象，保证本发明提供的烟气循环焚烧炉正常、稳定运行。

进一步地，排渣室43的下部还设有输送装置5，用于运输经破碎后的物料燃烧残渣，输送装置5为履带运输。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种烟气循环焚烧方法，其特征在于，物料依次经进料系统预热，炉膛的碳化室碳化后，在燃烧室中焚烧，焚烧产生的炉渣经排渣室排出；其中，利用焚烧产生的烟气与所述物料进行热交换，对所述物料进行预热；然后所述烟气的第一部分与冷却介质进行热交换进行降温后排出，所述烟气的第二部分对进入燃烧室的助燃气体进行加热后，返回碳化室，碳化其中的物料；

所述进料系统包括螺旋杆、相互连通的进料斗和下料管，所述下料管位于所述进料斗的下部，并延伸至第三腔室，所述螺旋杆自驱动端沿所述下料管的下料通道延伸至所述燃烧室内；

所述炉膛自上而下依次包括相互连通的碳化室、燃烧室和排渣室，所述碳化室与所述第三腔室连通，所述排渣室设有与大气连通的排渣口。

2.根据权利要求1所述的焚烧方法，其特征在于，所述烟气的第二部分依次与所述冷却介质进行热交换、加热助燃气体后，进入第一热交换器，一部分通过循环烟气管道进入碳化室，另一部分通过第五通孔进入进料装置，预热所述物料。

3.一种烟气循环焚烧炉，其特征在于，包括进料系统、烟气循环系统和炉膛；其中，所述烟气循环系统包括第一热交换器，所述第一热交换器和所述进料系统位于所述炉膛的上部，所述第一热交换器与炉膛之间设有第三腔室，所述第一热交换器的烟气管道一端连通所述第三腔室，所述进料系统穿过所述第一热交换器后进入所述第三腔室；

所述炉膛自上而下依次包括相互连通的碳化室、燃烧室和排渣室，所述碳化室与所述第三腔室连通，所述排渣室设有与大气连通的排渣口。

4.根据权利要求3所述的烟气循环焚烧炉，其特征在于，所述进料系统包括螺旋杆、相互连通的进料斗和下料管，所述下料管位于所述进料斗的下部，并延伸至所述第三腔室，所述螺旋杆自驱动端沿所述下料管的下料通道延伸至所述燃烧室内。

5.根据权利要求4所述的烟气循环焚烧炉，其特征在于，所述螺旋杆的驱动端设有助燃气体进口，所述螺旋杆位于所述燃烧室内的一端设有助燃气体出口，所述助燃气体进口与所述助燃气体出口之间通过螺旋杆内的助燃气体通道连通。

6.根据权利要求4所述的烟气循环焚烧炉，其特征在于，所述第一热交换器包括设有出口的第一腔室、设有入口的第二腔室及位于所述第二腔室中的多个烟气管道；所述烟气管道的两端分别与所述第一腔室和第三腔室连通，所述第一腔室的出口与所述第二腔室的入口连通。

7.根据权利要求6所述的烟气循环焚烧炉，其特征在于，所述第三腔室内还设有多个循环烟气管道，所述循环烟气管道一端与所述第二腔室连通，另一端与所述碳化室连通。

8.根据权利要求3所述的烟气循环焚烧炉，其特征在于，所述排渣室内设有多个水平排布、依次相互啮合的破碎辊，多个所述破碎辊串联或并联连接，所述破碎辊包括辊轴筒、位于所述辊轴筒外侧壁上的多个破碎齿。

9.根据权利要求8所述的烟气循环焚烧炉，其特征在于，所述辊轴筒内部还设有中空的辊轴，所述辊轴的两端分别设有冷却剂进口和冷却剂出口，所述辊轴与所述辊轴筒可转动连接。

10.根据权利要求6所述的烟气循环焚烧炉，其特征在于，所述下料管的侧壁上还设有多个第五通孔，所述第五通孔与所述第一腔室和/或第二腔室连通。