CN108061303A - 适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构及燃烧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于生活垃圾焚烧处理污染物控制相关技术领域，其公开了适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构及燃烧装置，所述污染物脱除结构包括炉体，所述炉体形成有腔室，所述腔室内设置有支撑板，所述支撑板将所述腔室分成上腔室及下腔室，所述上腔室与所述下腔室相连通；所述污染物脱除结构还包括钙基喷射器及一次风管，所述一次风管设置在所述炉体上，其与所述下腔室相连通；所述钙基喷射器邻近所述一次风管设置，其用于向所述一次风管内喷射钙基物质；所述一次风管用于供生活垃圾热解气化气及一次风进入所述下腔室，以在850℃以上进行脱硫脱氯。本发明减少了二噁英排放，解决了沾污及积灰问题，且结构简单，灵活性较高。

Description

适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构及燃烧装置
技术领域
本发明属于生活垃圾焚烧处理污染物控制相关技术领域，更具体地，涉及一种适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构及燃烧装置。
背景技术
焚烧法作为一种有效的减容减量的垃圾处理手段，得到了日益广泛的运用。但垃圾在焚烧过程中会不可避免地产生二次污染，包括对环境危害极大的二噁英类物质，硫化氢、氯化氢、飞灰等。这些污染物都对环境造成很大的影响，还会对人体造成危害。因此，解决垃圾焚烧过程中产生的二次污染物是垃圾处理的一大难题。
研究表明垃圾焚烧过程中产生的二噁英类物质与飞灰中过渡金属氯盐、HCl、未燃尽有机物质等密切相关，并且产生的温度范围为200℃～850℃。常规垃圾焚烧系统脱除HCl及飞灰均在低温段进行，未能及时将二噁英类物质产生的因素消除。采用炉内喷钙脱除燃烧过程中的硫氧化物广泛应用于流化床焚烧系统，钙基物质在温度850℃以上也具有一定的脱氯能力，但是喷入的钙基物质容易造成床层板结，产生的副产物碱金属钙盐容易对过热器受热面产生沾污，影响对流传热效率。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构及燃烧装置，其基于现有生活垃圾焚烧产生的污染物的处理特点，研究及设计了一种有效改善沾污及积灰的适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构及燃烧装置。所述污染物脱除结构的钙基喷射器用于向所述一次风管内喷射钙基物质，采用钙基物质喷射的方式在燃烧过程中脱除硫化氢及氯化物，使得硫化氢及氯化物在燃烧过程中得到有效捕集，避免了氯化氢对850℃以下的二噁英合成的促进作用，降低了二噁英的含量；同时，减弱了氯对碱金属的释放作用，改善了锅炉氯腐蚀、沾污及积灰。此外，污染物氯化氢、硫化氢、飞灰在850℃以上得到有效控制，减少了后续氯化氢及硫化氢的控制设备规模及除尘器规模，使得垃圾焚烧污染物控制系统得到简化。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构，其包括炉体，其特征在于：
所述炉体形成有腔室，所述腔室内设置有支撑板，所述支撑板将所述腔室分成上腔室及下腔室，所述上腔室与所述下腔室相连通；
所述污染物脱除结构还包括钙基喷射器及一次风管，所述一次风管设置在所述炉体上，其与所述下腔室相连通；所述钙基喷射器邻近所述一次风管设置，其用于向所述一次风管内喷射钙基物质；所述一次风管用于供生活垃圾热解气化气及一次风进入所述下腔室，所述生活垃圾热解气化气、所述一次风及所述钙基物质混合后在所述下腔室进行燃烧，以在850℃以上进行脱硫脱氯。
进一步地，所述炉体包括上腔体及下腔体，所述上腔室形成于所述上腔体，所述下腔室形成于所述下腔体；所述下腔体包括直线段及连接于所述直线段的锥段，所述直线段连接于所述上腔体；所述直线段与所述锥段沿所述炉体的中心轴的长度之比为1:1。
进一步地，所述锥段的锥角为20°～35°。
进一步地，所述一次进风管垂直连接于所述直线段，所述污染物脱除结构还包括一级旋流器，所述一级旋流器设置在所述支撑板远离所述上腔室的表面上，其与所述一次风管相对设置。
进一步地，所述污染物脱除结构还包括二次风管，所述二次风管垂直设置在所述炉体上，其与所述上腔室相连通；所述二次风管用于供二次风进入所述上腔室。
进一步地，所述污染物脱除结构还包括二级旋流器，所述二级旋流器设置在所述支撑板远离所述下腔室的表面上，其与所述二次风管相对设置，所述一级旋流器及所述二级旋流气用于使来自所述下腔室的气体发生旋流后进入所述上腔室。
进一步地，所述二级旋流器为偏心的半球形偏折板。
进一步地，所述上腔室与所述下腔室的体积之比为2:3。
进一步地，所述污染物脱除结构还包括排气口，其设置在所述炉体的顶部；所述排气口与所述上腔室相连通，其为穹顶式。
按照本发明的另一个方面，提供了一种燃烧装置，其包括本体。所述燃烧装置还包括如上所述的适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构，所述本体与所述污染物脱除结构相对设置，所述本体开设有热解气化气出口，所述热解气化气出口与所述一次风管相连通。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构及燃烧装置主要具有以下有益效果：
1.所述钙基喷射器用于向所述一次风管内喷射钙基物质，采用钙基物质喷射的方式在燃烧过程中脱除硫化氢及氯化物，使得硫化氢及氯化物在燃烧过程中得到有效捕集，避免了氯化氢对850℃以下的二噁英合成的促进作用，降低了二噁英的含量；同时，减弱了氯对碱金属的释放作用，改善了锅炉氯腐蚀、沾污及积灰；
2.使气体经一级旋流器及二级旋流器进入上腔室，使得烟气进行旋风燃烧及分离，进而使得烟气中的飞灰等颗粒物得到有效控制，脱硫脱氯后的副产物得到脱除，降低了二噁英的催化合成，降低了飞灰对过热器及换热器的冲刷，降低了碱金属氯化物等对过热器受热面的腐蚀、沾污及积灰；
3.污染物氯化氢、硫化氢、飞灰在850℃以上得到有效控制，减少了后续氯化氢及硫化氢的控制设备规模及除尘器规模，使得垃圾焚烧污染物控制系统得到简化；
4.所述污染物脱除结构的实用性较强，灵活性较高，结构简单，易于使用。
附图说明
图1是本发明较佳实施方式提供的适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构的示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-落灰口，2-锥段，3-一级旋流器，4-一次风管，5-钙基喷射器，6-二次风管，7-二级旋流器，8-排气口，9-耐火砖层，10-保温层，11-炉体。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参阅图1，本发明较佳实施方式提供的适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构，所述污染物脱除结构包括炉体11、保温层10、耐火砖层9、一次风管4、二次风管6、一级旋流器3、二级旋流器7及钙基喷射器5。
所述炉体11为壳体，其形成有上腔体及下腔体，所述上腔体与所述下腔体之间设置有支撑板。所述上腔体形成有上腔室，所述下腔体形成有下腔室，所述上腔室与所述下腔室相连通，且两者组成所述炉体11的腔室。所述上腔体的顶部设置有排气口8，所述排气口8与所述上腔室相连通。所述下腔体的底部设置有落灰口1，所述落灰口1与所述下腔室相连通。本实施方式中，所述上腔室与所述下腔室的体积之比为2:3；所述炉体11基本呈圆柱状，所述排气口8为穹顶式，其内径与所述炉体11的内径比为0.4～0.5。
所述下腔体包括直线段及与所述直线段相连接的锥段2，所述直线段连接于所述上腔体，所述落灰口1设置在所述锥段远离所述直线段的一端。本实施方式中，所述直线段及所述锥段沿所述炉体11的中心轴的高度之比为1:1，所述锥段的锥角为20℃～35℃。
在所述炉体11的内壁上依次覆盖有所述保温层10及所述耐火砖层9，即所述耐火砖层9及保温层10均收容于所述腔室内。所述耐火砖层9及所述保温层10用于对所述炉体11进行防护及保温。
所述一次风管4设置在所述下腔体的直线段上，其与所述下腔室相连通。所述一次风管4用于供生活垃圾热解气化气及一次风进入所述下腔室以进行空气分级燃烧，同时进行燃烧中脱硫脱氯。本实施方式中，所述一次风管4与所述炉体11垂直连接，所述一次风管4内的气体流速为15m/s～20m/s。
所述一级旋流器3设置在所述支撑板远离所述排气口8的表面上，其收容于所述下腔室内。所述一级旋流器3与所述一次风管4相对设置，其与所述下腔室相连通。所述钙基喷射器5邻近所述一次风管4设置，其用于向所述一次风管4内喷射钙基物质，以对所述下腔室内的燃气中的氯和硫进行脱除，实现脱氯脱硫来遏制二噁英类物质催化剂生成的效果。
所述二次风管6设置在所述上腔体上，其与所述上腔体垂直连接。所述二级旋流器7设置在所述支撑板远离所述落灰口1的表面上，其为偏心的半球形偏折板。所述二级旋流器7收容于所述上腔室内，其与所述下腔室相连通。所述二次风管6用于供二次风进入所述上腔室。本实施方式中，所述二级旋流器7与所述二次风管6相对设置；所述二次风管6内的气体流速为15m/s～20m/s，所述一次风的风量与所述二次风的风量之比为1.5～4。
本实施方式中，所述一次风管4的数量为多个，多个所述一次风管4绕所述炉体11的中心轴均匀排布；所述二次风管6的数量为多个，多个所述二次风管6绕所述炉体11的中心轴均匀排布；在其他实施方式中；所述一级旋流器3的数量及所述二级旋流器7的数量可以均为多个，多个所述一级旋流器3绕所述炉体11的中心轴均匀排布；多个所述二级旋流器7也绕所述炉体11的中心轴均匀排布
所述污染物脱除结构工作时，生活垃圾热解气化气伴随一次风进入所述下腔室进行空气分级燃烧，同时所述钙基喷射器5喷射钙基物质进入所述下腔室进行燃烧中脱硫脱氯；所述下腔室内燃烧后的气体经所述一级旋流器3及所述二级旋流器6进入旋风燃烧及分离运行模式的所述上腔室以进行完全燃烧，采用两级旋风燃烧及旋风分离除尘模式的所述上腔室对飞灰及经所述下腔室脱硫脱氯后的副产物进行旋风分离脱除，烟气最后经所述排气口8排出，实现了高的湍流度，延长了烟气在所述上腔室内的停留时间，保证了燃烧效果，使得有机污染物二噁英类物质等分离彻底，脱除了颗粒物，特别是对反应后脱氯脱硫副产物的分离脱除。本实施方式中，硫化氢、氯化氢、飞灰、脱氯脱硫后的副产物脱除是在在850℃以上的高温进行的，解决飞灰及脱氯脱硫副产物对过热器及换热器的冲刷、腐蚀、沾污、积灰等问题。
本发明还提供了燃烧装置，所述燃烧装置包括本体及如上所述的适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构，所述本体与所述污染物脱除结构相对设置，所述本体开设有热解气化气出口，所述热解气化气出口与所述一次风管相连通。
本发明提供的适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构及燃烧装置，其钙基喷射器用于向所述一次风管内喷射钙基物质，采用钙基物质喷射的方式在燃烧过程中脱除硫化氢及氯化物，使得硫化氢及氯化物在燃烧过程中得到有效捕集，避免了氯化氢对850℃以下的二噁英合成的促进作用，降低了二噁英的含量；同时，减弱了氯对碱金属的释放作用，改善了锅炉氯腐蚀、沾污及积灰。此外，污染物氯化氢、硫化氢、飞灰在850℃以上得到有效控制，减少了后续氯化氢及硫化氢的控制设备规模及除尘器规模，使得垃圾焚烧污染物控制系统得到简化。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构，其包括炉体，其特征在于：
所述炉体形成有腔室，所述腔室内设置有支撑板，所述支撑板将所述腔室分成上腔室及下腔室，所述上腔室与所述下腔室相连通；
所述污染物脱除结构还包括钙基喷射器及一次风管，所述一次风管设置在所述炉体上，其与所述下腔室相连通；所述钙基喷射器邻近所述一次风管设置，其用于向所述一次风管内喷射钙基物质；所述一次风管用于供生活垃圾热解气化气及一次风进入所述下腔室，所述生活垃圾热解气化气、所述一次风及所述钙基物质混合后在所述下腔室进行燃烧，以在850℃以上进行脱硫脱氯。
2.如权利要求1所述的适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构，其特征在于：所述炉体包括上腔体及下腔体，所述上腔室形成于所述上腔体，所述下腔室形成于所述下腔体；所述下腔体包括直线段及连接于所述直线段的锥段，所述直线段连接于所述上腔体；所述直线段与所述锥段沿所述炉体的中心轴的长度之比为1:1。
3.如权利要求2所述的适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构，其特征在于：所述锥段的锥角为20°～35°。
4.如权利要求2所述的适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构，其特征在于：所述一次进风管垂直连接于所述直线段，所述污染物脱除结构还包括一级旋流器，所述一级旋流器设置在所述支撑板远离所述上腔室的表面上，其与所述一次风管相对设置。
5.如权利要求4所述的适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构，其特征在于：所述污染物脱除结构还包括二次风管，所述二次风管垂直设置在所述炉体上，其与所述上腔室相连通；所述二次风管用于供二次风进入所述上腔室。
6.如权利要求5所述的适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构，其特征在于：所述污染物脱除结构还包括二级旋流器，所述二级旋流器设置在所述支撑板远离所述下腔室的表面上，其与所述二次风管相对设置，所述一级旋流器及所述二级旋流气用于使来自所述下腔室的气体发生旋流后进入所述上腔室。
7.如权利要求6所述的适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构，其特征在于：所述二级旋流器为偏心的弧形偏折板。
8.如权利要求1-7任一项所述的适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构，其特征在于：所述上腔室与所述下腔室的体积之比为2:3。
9.如权利要求1-7任一项所述的适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构，其特征在于：所述污染物脱除结构还包括排气口，其设置在所述炉体的顶部；所述排气口与所述上腔室相连通，其为穹顶式。
10.一种燃烧装置，其包括本体，其特征在于：所述燃烧装置还包括如权利要求1-9任一项所述的适用于生活垃圾热解气化气的污染物脱除结构，所述本体与所述污染物脱除结构相对设置，所述本体开设有热解气化气出口，所述热解气化气出口与所述一次风管相连通。
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