CN107435933A - 节能焚烧炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种节能焚烧炉，包括料斗、炉体与往复炉排。料斗用于接收待焚烧物料。炉体包括至少一个燃烧室，用于焚烧该待焚烧物料。该往复炉排设置于该燃烧室内，用于驱动该待焚烧物在炉体内运动。该炉体内还包括一温控系统，用于监控炉体内的温度，并且依据炉体温度调整燃烧室的温度保持在一参考温度范围内。

Description

节能焚烧炉

技术领域

本发明涉及一种焚烧炉，尤其涉及一种生活垃圾焚烧炉。

背景技术

随着城镇化的进程加大，日常的生活垃圾也逐渐增大，生活垃圾的主要处理途径为进行绿化焚烧，也即是对生活垃圾进行焚烧并且对焚烧的烟气进行无毒化处理后进行排放，焚烧灰料进行有机无毒处理。

由此，生活垃圾焚烧炉成为处理生活垃圾的重要以及核心设备。但是目前的垃圾焚烧炉结构简单并且能耗较大、燃烧不够彻底，工人劳动强度大，作业环境差，运行过程中会造成较大的环境污染和健康风险。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种节能的焚烧炉。

一种节能焚烧炉，包括料斗、炉体与往复炉排。料斗用于接收待焚烧物料。炉体包括至少一个燃烧室，用于焚烧该待焚烧物料。该往复炉排设置于该燃烧室内，用于驱动该待焚烧物在炉体内运动。该炉体内还包括一温控系统，用于监控炉体内的温度，并且依据炉体温度调整燃烧室的温度保持在一参考温度范围内。

相较于现有技术，所述节能焚烧炉由于采用温控系统对炉体内的温度进行监控，从而能够使得炉体内第一燃烧室内的温度保持在最佳范围范围，保证待焚烧物料被充分焚烧的同时还能够防止助燃气体与燃料被浪费，达成节能环保的目的。

附图说明

图1为一种较佳实施方式中节能燃烧炉的侧面结构示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

如图1所示，其为本发明一较佳实施方式中节能焚烧炉的侧面结构示意图。

本实施方式中，节能焚烧炉10为用于焚烧生活垃圾。节能焚烧炉包括依次连通的料斗1、炉体2、往复炉排3、脱酸塔4、布袋除尘器5、引风机6。其中，炉体2内包括多个供风室20、第一燃烧室21、第二燃烧室22以及灰斗23。往复炉排3包括第一往复炉排31与第二往复炉排32。脱酸塔4对应其出口与入口分别还设置有活性炭喷射装置8以及雾化喷射装置9。布袋除尘器5还设置有纳米反应器7。其中，所述脱酸塔4的出口通入所述布袋除尘器5，所述布袋除尘器5的出口接入所述引风机6，所述引风机6的出口接入烟囱（图未示）。

所述炉体2采用卧式结构，由隔热耐高温浇注料整体浇注而成，具有很好的保温性能和耐腐蚀、耐冲刷性能。所述第一燃烧室21由前拱、后拱围合形成。所述第一燃烧室21的底部设置往复炉排3，所述多个供风室20对应设置于往复炉排3下侧，用于为炉体2中的第一燃烧室21与第二燃烧室22提供燃烧所需的助燃气体，例如氧气等。所述第一燃烧室21还包括出料口211，灰斗23对应出料口211的下侧设置。所述第二燃烧室22与所述急冷脱酸塔4的入口相连通。所述第一燃烧室21的焚烧温度为800℃，所述第二燃烧室22的焚烧温度为850℃。

进一步，炉体2还设置有一温控系统24，用于监控炉体2内的温度，并且依据炉体温度调整供风室20供入第一燃烧室21与第二燃烧室22的气体以及燃料供给。

具体地，温控系统24包括相互电性连接的温度传感器241与控制器242。温度传感器241设置于第一燃烧室21中，用于感测第一燃烧室21内当前的温度，并且将其转换为检测温度信号传送至控制器242。控制器242用于接收来自温度传感器241传送的检测温度信号，并且将该温度信号与一代表参考温度的预定温度信号进行比较。若第一燃烧室21内的当前温度小于参考温度，控制器242控制供风室20增大助燃气体的供给或者增大燃料的供给；若第一燃烧室21内的当前温度大于参考温度，控制器242控制供风室20减少助燃气体的供给或者减少燃料的供给，以保证第一燃烧室21的温度在垃圾焚烧的最佳温度范围内，同时达成节能与降低能耗的目的。本实施方式中，该预定温度信号对应的温度可为800°。

较佳地，炉体2内壁还包括一涂料层25，用于防止炉体内部受到侵蚀促结皮。该涂层25组分包括：滑石粉、高铝粉、硅微粉、膨润土、萤石粉、硼砂、三聚磷酸钠以及酒石酸。

较佳地，涂层25中滑石粉中MgO含量≥30％，粒径为200目；高铝粉中Al2O3含量≥85％，粒径为180目；硅微粉中SiO2含量≥92％；膨润土中Al2O3含量≥35％；萤石粉中CaF2含量≥78％。

涂层25各组分所占的质量百分含量为：5%-10％的滑石粉，60％-70%的高铝粉，3％-5%的硅微粉，3％-8%的膨润土，11％-15%的萤石粉，2%-8％的硼砂，2％-4%的三聚磷酸钠，3％-4%的酒石酸。

所述往复炉排3中第一往复炉排31采用邻近料斗的方式倾斜设置，第二往复炉排32则采用基本水平放置。所述第一往复炉排31包括两种炉排片，一种是固定炉排，另一种是活动炉排，这两种炉排按一定的斜度(倾角约为25°)依次排列。当炉排片上的垃圾在重力作用下向下移动的同时，垃圾料层下部受与重力方向相反的倾斜推力，使得一部分垃圾沿炉排表面相反方向移动，产生了向上运动，由此对待焚烧的垃圾形成逆推式运动，对垃圾层进行充分搅拌。

由于第一往复炉排31采用两种炉排片的结构，因此，灼热的物料沿炉排表面向上滑动，使新加入的垃圾与灼热层混合在一起，因此干燥和点火可在很短时间内完成。另外，由于垃圾在逆推炉排上呈波浪运动，与顺推炉排相比，在同样的炉排长度下，垃圾在炉内的停留时间延长，燃烧效率较高。再次，由于垃圾层能充分搅拌，因此料层非常平整，燃烧状态稳定。所述平置顺推往复炉排32由独立的推杆驱动，可根据垃圾燃烧状况合理调整该段炉排的运动速度，确保垃圾在第二段炉排上完全燃烬。所述第二燃烧室22包括二次风管束和上炉膛，二次风管束布置在上、下炉膛的交界处，由前后两排管束所组成，由高压二次风机吹入的适量助燃空气在炉膛内旋转并在所述第二燃烧室22的入口处形成风幕，与从干燥热解区和中段燃烧区上来的高温烟气充分混合，所述第二燃烧室22呈S型，以保证烟气与助燃空气在此区域充分扰动混合，由于炉拱较厚，炉体保温性能好，蓄热量大，烟气停留时间长(大于2秒)，燃烧温度高(850℃以上)，烟气中的二恶英等污染物质可在这里可实现完全燃烧。

所述脱酸塔4是离心雾化式急冷脱酸塔，是实现烟气急冷、脱酸和减轻设备腐蚀的核心设备，所述急冷脱酸塔4烟气采用上进气下出气方式，所述急冷脱酸塔4的入口位于顶部，所述急冷脱酸塔4的入口处设有雾化喷射装置9，所述雾化喷射装置9包括用于将石灰浆液雾化喷射的高速离心雾化器与用于将烟气分散的烟气分配器，所述急冷脱酸塔4的底部设有碱水封槽41，所述急冷脱酸塔4的侧壁设有检修口42；高速旋转的离心雾化器(转速8000转/分)将石灰浆液以线速度70～100m/s抛出，使其形成微米级单体颗粒，并与垂直运动的烟气实施高速切割渗透混合，在短时间内(≦0.5秒)，微米级单体颗粒液体由于比表面积极大，迅速吸收热量，使烟气迅速降温，由于酸碱介质在高温下活性极强，又借助于高速雾化混合的均匀性、瞬间性和接触表面积极大化等特点，其反应能力和脱酸效率都极高，智能温控和碱液自动加入控制系统可以使尾气温度始终控制在安全温度以内，确保后续除尘设备安全稳定运行，所述脱酸塔4的进气温度为850℃，出口温度为150～180℃。

所述活性炭喷射装置8设置于脱酸塔4的底部，用于通过压缩空气将活性炭喷射到所述急冷脱酸塔4的出口处的烟道内，吸附烟气中的重金属和二恶英等污染物，吸附后的活性炭进入所述布袋除尘器5并附着在布袋上进行再吸附，从而脱除烟气中的有害物质。

所述布袋除尘器5采用LSMC-320型在线脉冲逆吹式布袋除尘器，所述布袋除尘器5的过滤面积为300～350平方米，处理风量为10000～20000m3/h，过滤风速为0.7～0.9m/min，所述布袋除尘器5的滤料材质为PTFE玻纤覆膜滤料(耐温200～220℃)，正常工作温度在160℃左右，瞬间温度220℃，该除尘器的选择主要是考虑到了垃圾焚烧时，尾气中所含飞灰比重轻、尘量大、湿度高等诸多因素，故此采用了具有防水、防油和过滤效果较好的针刺毡覆膜滤料。为控制布袋低温结露“糊袋”，配置了在线伴热系统，保证除尘室内温度在任何情况下都不低于110℃。

为确保系统的稳定安全运行，所述布袋除尘器5还设有旁路系统51接入所述引风机6，即设置超温保护系统，当烟气温度超过设定值时，旁路烟道自动打开，避免了高温烟气对布袋滤料产生冲击，从而保证了除尘器的正常稳定工作，以防止布袋低温结露“糊袋”。当温度低于120℃时，所述旁路系统51打开，当温度达到120℃时烟气才进入所述布袋除尘器5。

所述主风管50上接有纳米反应器7，以低温纳米催化分解二恶英，在200℃时二恶英分解率可达99％。具体地，所述纳米反应器7的工作过程为：当一定温度的烟气进入纳米反应催化装置时，催化器中的纳米贵金属净化剂可以增强烟气中CO、HC、NOx和二恶英等气体物质的反应活性，促使其在反应器内与O2、NH3、H2等气体进行一定的氧化－还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体，HC和二恶英等化合物在高温下氧化成水和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气，所述纳米反应器7在150～200℃温度内就可以完全分解烟气中的CO、HC、NOx和二恶英等污染物，比目前国内外的纳米催化反应器温度要低近200℃，因此可以将该装置安装在除尘器之后比较干净的尾气中长期稳定运行而不失活性。

所述节能焚烧炉10的日处理量为20～40吨，可24小时连续运行，烟气量为8000～12000m3/h，装机容量≤125kw，冷却水消耗量为4.0～6.0t/h，柴油仅在起炉点火时用，正常燃烧时不需助燃，柴油消耗量为零，水消耗量为5t/h左右，石灰粉消耗量为20kg/h左右，活性炭消耗量为5kg/h左右，节能环保。

本实施方式中节能焚烧炉10焚烧处理生活垃圾的流程如下：

生活垃圾由垃圾车送入垃圾暂存车间，经人工粗选分离掉大块瓜果菜皮及玻璃、砖块后由上料小车送入所述料斗1，再由自动推料装置连续送入焚烧炉内焚烧，通过炉排的往复运动使垃圾在炉内经干燥、热解、燃烧，燃尽后的炉渣由双闸板式出渣机送入所述灰斗33，所述炉体2内的的温度可达到850℃烟气经充分燃烧后由设在所述第二燃烧室22尾部的排烟出口排入所述所述急冷脱酸塔4内经急冷降温并脱除酸性气体，冷却至180℃左右的烟气进入所述布袋除尘器5脱除烟尘，所述活性炭喷射装置8通过压缩空气将活性炭喷射到所述急冷脱酸塔4的出口处的烟道内，用于吸附二恶英和重金属等污染物质，从所述布袋除尘器5流出的除尘后的烟气进入所述纳米反应器7分解烟气中残留的二恶英等有机污染物，最后由所述引风机6送入所述烟囱8排入大气。

相较于现有技术，所述节能焚烧炉10由于采用温控系统对炉体2内的温度进行监控，从而能够使得炉体内第一燃烧室21内的温度保持在最佳范围范围，保证待焚烧物料被充分焚烧的同时还能够防止助燃气体与燃料被浪费，达成节能环保的目的。

进一步，由于往复炉排的结构能够达成垃圾搅拌均匀：每一片炉条的头部做有各种形状的凸台，炉条做往，另外，往复运动时使炉床上的垃圾得到均匀的搅拌和翻转，对于燃烧时产生表面固化的垃圾团有明显的破碎作用。再次，热灼减率低：炉排采用两段式设计，当未完全燃烧的垃圾可以在第二段水平往复炉排上继续燃烧，由于炉体后拱受所述第二燃烧室22高温的辐射，温度高，为垃圾在此区域的焚烧提供了热量，因此大大提高了垃圾的燃烬率。最后，配风合理，易于调整：所述供风室20分布成四个风室，根据燃烧的不同阶段，配置不同的风量，调节风门的独特设计也使运行中控制风量更加容易和合理，并且炉条使用寿命长，一次风通过炉条下面迷宫式的风槽后经炉条头部的隙缝进入到垃圾层中，这使炉条冷却效果达到最佳，炉条用高铬耐热、耐磨铸铁制造，材质性能较为优异，加之一次风的冷却作用，有效地降低炉条的工作温度，从而延长了炉条的使用寿命。焚烧炉燃烧效率高：炉膛采用用耐高温浇注料整体浇注而成，外敷绝热保温材料，炉体整体蓄热性好，保证了炉内燃烧的高温状态，使一些被吹起的细小颗粒能在炉膛高温停留时间内得到完全彻底的焚烧，大大提高了焚烧炉的燃烧效率。节能炉10着火时间短：垃圾进入炉排表面后，局部开始燃烧，为加快着火时间，提高效率，在炉排前部上方敷设了耐火材料的前拱，可以大大提高前部区域的温度，使着火和热解时间缩短，提高燃烧效率。

本实施例中节能焚烧炉10对应针对县、镇农村生活垃圾的热值低、含水量大、燃烧过程容易产生大量酸性气体和二恶英等有害物质具有较佳效果。

采用往复炉排炉绝热燃烧技术，对炉膛结构、炉排形式、尾气处理等诸多环节进行了优化和创新，通过逆推式往复炉排炉技术(当垃圾热值达到4500kJ/kg时，无需助燃可以实现垃圾在炉内的稳定燃烧)、急冷降温脱酸技术(在1s内使烟气温度从850℃降至180℃，同时可脱除烟气中的酸性物质，脱硫率可达95％)、布袋除尘器技术(除尘效率可达99.9％)、活性炭喷射技术，实现了中型垃圾焚烧设备的连续、自动、稳定化运行，与市场同类设备相比具有技术先进，运行稳定，处置成本低，操作简单，污染物排放指标可达到最严格的国家排放标准；因此本发明自动化程度高、运行稳定可靠、处置成本轻、操作简便、符合污染物排放标准。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种节能焚烧炉，包括：

料斗，用于接收待焚烧物料；

炉体，包括至少一个燃烧室，用于焚烧该待焚烧物料；以及

往复炉排，设置于该燃烧室内，用于驱动该待焚烧物在炉体内运动；

其特征在于，该炉体内还包括一温控系统，用于监控炉体内的温度，并且依据炉体温度调整燃烧室的温度保持在一参考温度范围内。

2.如权利要求1所述的节能焚烧炉，其特征在于，该节能焚烧炉还包括一供风室，该供风室用于提供该燃烧室燃烧该待焚烧物料所需的助燃气体，当温控系统检测到炉体内的温度不同于参考温度时，该温控系统调整该供风室供给至该燃烧室的助燃气体的量。

3.如权利要求2所述的节能焚烧炉，其特征在于，该温控系统包括相互电性连接的温度传感器1与控制器，该温度传感器设置于该燃烧室内，用于感测该燃烧室内当前的温度，并且将其转换为检测温度信号传送至该控制器，该控制器用于接收来该检测温度信号，并且将该温度信号与一代表参考温度的预定温度信号进行比较。

4.如权利要求3所述的节能焚烧炉，其特征在于，若该燃烧室的当前温度小于该参考温度，该控制器该控制供风室增大助燃气体的供给；若该当前温度大于该参考温度，该控制器控制该供风室减少助燃气体的供给。

5.如权利要求1-4任意一项所述的节能焚烧炉，其特征在于，该炉体内壁还一涂料，用于防止炉体内部受到侵蚀促结皮，该涂层组分包括：滑石粉、高铝粉、硅微粉、膨润土、萤石粉、硼砂、三聚磷酸钠以及酒石酸。

6.如权利要求5所述的节能焚烧炉，其特征在于，该涂层各组分所占的质量百分含量为：5%-10％的该滑石粉，60％-70%的该高铝粉，3％-5%的该硅微粉，3％-8%的该膨润土，11％-15%的该萤石粉，2%-8％的该硼砂，2％-4%的该三聚磷酸钠，3％-4%的该酒石酸。

7.权利要求1-4任意一项所述的节能焚烧炉，其特征在于，该燃烧室的数量为二，且分别为第一燃烧室与第二燃烧室，该第一燃烧室较该第二燃烧室早对该待焚烧物料进行焚烧，且该第一燃烧室的温度高于该第二燃烧室的温度。

8.如权利要求1-4任意一项所述的节能焚烧炉，其特征在于，所述脱酸塔连接于该炉体，用于接收来自炉体的高温烟气，对应该急冷脱酸塔入口处设有雾化喷射装置，该雾化喷射装置用于将石灰浆液雾化喷射的高速离心雾化器与用于将烟气分散的烟气分配器，以降低该烟气温度以及对烟气进行酸碱中和。

9.如权利要求8任意一项所述的节能焚烧炉，其特征在于，该脱酸塔还包括活性炭喷射装置，设置于该脱酸塔的底部，用于通过压缩空气将活性炭喷射到该脱酸塔的出口处的烟道内，以吸附烟气中的重金属和二恶英。

10.如权利要求9任意一项所述的节能焚烧炉，其特征在于，该节能焚烧炉还包括一布袋除尘器，该布袋除尘器连接于该脱酸塔，用于接收自脱酸塔处理后的烟气并且进行滤尘处理。