CN108506943B - 一种火电厂燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的方法包括在炉膛的冷灰斗的下方的炉壁设有进料口；在所述进料口的外侧将含生物质的废弃物从所述进料口带入，并在所述冷灰斗的下方被不断推动到所述出渣口，所述含生物质的废弃物在被推进的过程中受到所述冷灰斗的热量而加热焚烧；以及经焚烧的所述含生物质的废弃物的生成物从所述出渣口被排出。本发明将由一可转动的具有带状面的滚带组成的炉底焚烧炉排与火电厂煤粉锅炉巧妙相结合，利用了火电厂煤粉锅炉的冷灰斗的下方的高温余热，将含生物质的废弃物进行焚烧去除有害污染物，整个废物处理效率高，效果好，减少了专门建造废物焚烧炉的投资，运行成本大大降低。

Description

一种火电厂燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种燃煤锅炉焚烧生物质的方法和系统，尤其是涉及含生物质的废弃物直接进入火电厂煤粉锅炉底部焚烧分解的方法和系统。

背景技术

我国的城市垃圾(废弃物)包括可燃烧的含生物质的废弃物资源，其中生物质的资源主要包括农林作物废弃物、水生藻类、有机废弃物(厨房垃圾)、动物粪便等。由于人口众多，所以资源储量十分丰富。而目前城市废弃物利用技术一般包括(1)制成成型固体燃料用于发电、(2)制成乙醇燃料、(3)气化成燃气发电、(4)裂解制油等。

其中，上述技术(1)对含生物质的废弃物的品质要求较高，一般要求质地均匀、水分较少、发热量较高，成型的燃料方便运输和再利用，但成本较高且燃料化比例较低，工程化应用经济性极差；技术(2)一般适用于农林作物，原料要求严格，关键技术难突破，成产成本居高不下；技术(3)技术相对成熟，但规模很小，稳定运行、焦油清除和气体净化等技术需要提高；技术(4)要求含生物质的废弃物的水分极少，原料要求严格，技术处于起步阶段。

上述技术虽然在研究试验上进行了大量工作，但受制于原料要求苛刻、规模小、成本高、效率低、技术不成熟等因素，能够大规模稳定运行的工业化设施极少，难以完全实现含生物质的废弃物的资源化、减量化和无害化，导致含生物质的废弃物能开发和利用进展缓慢。

目前，一种常用的方法是采用焚烧来处理上述城市垃圾，这就需要专门的焚烧炉，而且为了去除有毒物质，例如二噁英等有害气体，焚烧的温度需要较高。但是，这要专门建立专门的焚烧炉(焚烧室)，投资成本较高。现有的垃圾焚烧室需要专门建造垃圾焚烧炉，一般采用低温焚烧，例如公开号为CN106969363A的中国专利申请公开了一种焚烧炉，它在炉体内依次设置第一炉排和第二炉排，驱动器连接第一炉排和第二炉排，在第一炉排和第二炉排下端均设置通风室，在通风室内设置通风器；在炉体另一侧设置出渣管道，出渣管道一侧连接第二炉排，在出渣管道另一侧下端设置收集箱；在炉体上端设置排气口，在排气口内设置一级制冷器；在排气口与炉体连接处设置纳米吸附层。在进料仓内将垃圾进行搅拌粉碎、烘干，提高燃烧效果，通过第一炉排和第二炉排能够保证粉碎后的垃圾燃烧充分，并通过收集箱对料渣进行收集，保护环境。通过纳米吸附层对产生的热气进行吸附，并通过一级制冷器进行制冷，并通过排气口排出，保护环境。这种焚烧炉会产生很多有害气体，要排除，需要在烟道设置专门的装置采用物理或化学方法去除有害气体。如果高温燃烧，也需要辅助加注燃料。

另外，为了充分节约能源，也有一种利用垃圾燃烧发电的焚烧锅炉，目前，利用垃圾发电已经很普及，但是，由于缺少高温燃烧，去除有毒物质，例如二噁英等有害气体，效果很差，而且燃烧垃圾时需要另外的助燃剂提供装置提供助燃剂。

例如公告号为CN206037058U的中国发明专利公开了一种废弃垃圾发电节能锅炉，包括蒸汽发生器、燃烧炉，其特征在于，所述的蒸汽发生器设在燃烧炉上方位置，所述的蒸汽发生器与燃烧炉四周外围设有加热水层；所述的燃烧炉上方设有排气筒，所述的排气筒上设有小发电机，所述的燃烧炉下方设有隔网，所述的隔网下方为燃烧灰出口，所述的燃烧炉下端设有入风口，所述的入风口上设有鼓风机，所述的燃烧炉内设有斜板，所述的斜板上设有助燃器，所述的斜板上方设有输送链，所述的输送链设有电机驱动，所述的输送链上方设有燃烧垃圾槽，所述的燃烧垃圾槽上设有搅拌器。该垃圾发电节能锅炉具有节能减排的作用。然而，这种垃圾发电需要建造专门的燃烧锅炉，成本高，而且，要达到高温燃烧，需要使用助燃剂，对垃圾的前段处理要求也较高。

因此，人们一直在寻找既能方便燃烧含生物质的废弃物、又能有效去除有毒物质、减少投资，希望既能在高温条件下焚烧垃圾，有效去除二噁英等有害气体，又能利用现有的设备，将含生物质的废弃物资源或其他废弃物质燃烧的能量有效利用，降低成本，减少投资，但到目前都没有很好解决该技术问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的不足，而提供一种基于燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的系统，利用煤粉锅炉底部冷灰斗的余热，可充分利用现有燃煤锅炉的优势最大限度实现含生物质的废弃物分解燃烧，为含生物质的废弃物的消纳提供新的途径，同时提供新的补充能源。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种利用燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的方法，它包括：

在炉膛的冷灰斗的下方的炉壁设有进料口；

在所述进料口的外侧将含生物质的废弃物从所述进料口带入，并在所述冷灰斗的下方被不断推动到所述出渣口，所述含生物质的废弃物在被推进的过程中受到炉膛中煤粉悬浮燃烧带来的辐射热量而加热焚烧；以及

经焚烧的所述含生物质的废弃物的生成物从所述出渣口被排出。

进一步，所述进料口的外侧存放含生物质的废弃物的空间通过所述进料口与本身负压的所述炉膛内部一起构成一个密闭的空间。

进一步，在所述冷灰斗的下方被不断推动到所述出渣口的过程中，将锅炉送风系统其中一分支引入到冷灰斗的下方而促进被推进的所述含生物质的废弃物进一步燃烧。

进一步，所述含生物质的废弃物在所述冷灰斗的下方被移动的炉底焚烧炉排不断推动到所述出渣口，且所述炉底焚烧炉排是由相互之间具有通风间隙的炉排片构成水平的带状面，所述含生物质的废弃物停留在所述带装面上被焚烧。

一种利用燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的系统，它包括：

一煤粉锅炉炉膛，在所述炉膛的冷灰斗的下方的炉壁设有进料口；以及

一炉底焚烧炉排，所述炉底焚烧炉排由一可移动的具有带状面的滚带组成，所述滚带由一动力设备带动而循环移动，其一部分设置在所述进料口的外面，另一部分设置在所述炉膛内的冷灰斗的下方，这样从所述进料口的外面进入到所述带状面上的含生物质的废弃物可以从炉膛外进过所述冷灰斗的下方被焚烧，焚烧后的渣被所述滚带带到一出渣口排出。

进一步，所述炉底焚烧炉排的滚带上设有若干炉排片。

进一步，所述炉底焚烧炉排还包括一框架和一滚轮，所述框架支持整个所述炉底焚烧炉排，所述炉排片的片与片之间设有通风缝隙，以便从所述炉膛2外进入的空气通过所述通风缝隙进入位于所述滚带上的含生物质的废弃物，其中，所述滚轮由所述动力设备带动而转动，从而带动所述滚带移动。

进一步，所述炉底焚烧炉排位于所述炉膛的外面的部分与本身负压的所述炉膛的内部一起构成一个密闭的空间以保证进入所述炉底焚烧炉排上的含生物质的废弃物的臭气被所述负压吸入所述炉膛内。

进一步，还包括一用来储藏要处理的含生物质的废弃物的给料装置，所述给料装置设置在所述炉膛外的滚带的上方，其下端设有的放料口，所述含生物质的废弃物从放料口落到所述滚带上。

进一步，焚烧炉排所需空气引自锅炉送风系统，包括一次风、二次风、密封风，优选一次风，进行调压分流后进入炉排。

本发明将由一可转动的具有带状面的滚带组成的炉底焚烧炉排与火电厂煤粉锅炉巧妙相结合，利用了火电厂煤粉锅炉的炉膛下方的冷灰斗区域的高温余热，将含生物质的废弃物进行焚烧去除有害污染物，整个废物处理效率高，效果好，减少了专门建造废物焚烧炉的投资，运行成本大大降低。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明专利的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明的作用。

图1是本发明的较佳实施例的火电厂燃煤锅炉示意图；

图2是本发明的一种利用燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的系统整体结构示意图；

图3是本发明的炉底焚烧炉排的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

图1是本发明利用的现有的一般的火电厂燃煤锅炉的结构示意图。炉膛1为燃煤锅炉的煤粉燃烧区域，包括水冷壁、燃烧器、助燃风、冷灰斗50等部件，涉及超高压、亚临界、超临界等各种类型燃煤锅炉，炉膛1的下方是冷灰斗50。在作为本发明的一种利用燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的系统时，在锅炉烟道中可分别设置温度测量元件5、6、7，实时测量各段烟气温度，以调整锅炉蒸发量、煤种和吹灰方式等因素，保证垃圾焚烧烟气足够的停留时间。

如附图2所示，本发明的一种利用燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的系统包括煤粉锅炉炉膛1、炉底焚烧炉排4、给料装置9、出渣口12。

炉膛1为燃煤锅炉的煤粉燃烧区域，包括水冷壁、燃烧器、助燃风、冷灰斗等部件，涉及超高压、亚临界、超临界等各种类型燃煤锅炉。在所述炉膛的冷灰斗的下方的炉壁上设有进料口49。

参见图2和图3，炉底焚烧炉排4为本发明的一种利用燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的系统的在燃煤锅炉中的主要燃烧区域为炉底焚烧炉排4。炉底焚烧炉排4包括框架20、滚轮14、由一可转动的具有带状面的滚带50和炉排片41。炉排片41由铸铁制造，组装在滚带50上，这样。片与片之间保持必要的通风缝隙，以便进入的空气通过该缝隙进入含生物质的废弃物的物料层促进燃烧。炉底焚烧炉排4的一部分设置进料口49的外面，另一部分设置在进料口49与煤粉锅炉的用来排出灰渣的出渣口12之间且设置在所述炉膛1的冷灰斗50的下方。滚轮14由一常用的动力设备带动而转动，于是滚带50移动，从而带动炉排片41移动。这样，从进料口49的外面进入到滚带50的带状面上的含生物质的废弃物可以从炉膛1外进入冷灰斗50的下方而被焚烧，焚烧后的渣被滚带50带到出渣口12排出。

给料装置9用来储藏含生物质的废弃物，这样，含生物质的废弃物从位于炉膛1外面的炉排前端的给料装置9的料斗91的一放料口均匀下落在炉底焚烧炉排4上，另外，给料装置9的上述放料口上设有插板门8，这样，含生物质的废弃物的物料层的厚度可用插板门8的左右移动加以调节。随着炉排片41的向后移动，在进入冷灰斗50的下方时，含生物质的废弃物由着火、燃烧直至烧尽。

在炉底焚烧炉排4的对应炉壁的位置或由排渣机壳体两侧和头部设有若干外部送风进入孔42，该外部送风可取自锅炉送风系统，优选一次风，在热一次风母管上取一分支接入集箱，分支管设置调压阀对风压风量进行调节，所述集箱上引出风管与孔42相通，热一次风可容易通过该孔42进入炉内，并通过炉排片41的片与片之间的通风缝隙进入物料层，促进垃圾的燃烧。烧尽后的灰渣可用人工或机械方法从出渣口12排出。垃圾焚烧所需要的初始能量来自炉膛辐射和高温炉渣。当然，该外部送风也可以是取自锅炉外的风。

另外，在本实施例中，框架20具有密封功能，可将位于炉膛1的进料口49的外部与本身负压的炉膛1的内部一起构成一个密闭的空间，以保证进入炉底焚烧炉排4的含生物质的废弃物的臭气被炉膛1内部本身的负压吸入炉膛1内，很好地解决了垃圾处理装置的臭气外泄的问题。

另外，本发明的给料装置9与框架20可相互密封连接，这样密封的给料装置9也可运行在负压状态下，以避免城市生活垃圾异味外溢。另外，通过控制焚烧炉排4的移动速度，可以控制物料在炉排4上的焚烧时间，使其充分焚烧。

由此可见，本发明提供的利用燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的方法包括：

在炉膛1的冷灰斗50的下方的炉壁设有进料口49；

在进料口49的外侧将含生物质的废弃物从进料口49带入，并在冷灰斗50的下方被不断推动到出渣口12，该生物质的废弃物在被推进的过程中受到冷灰斗50的余热而加热焚烧；以及

经焚烧的所述含生物质的废弃物的生成物从出渣口12排出。

通过上面的描述可以看出，本发明的创造性在于将传统的风冷干式排渣机与火电厂煤粉锅炉相结合，利用风冷干式排渣机的输送链板作为焚烧炉排以及利用煤粉炉内的高温，进行垃圾的焚烧和有害污染物的高温分解处理。

来自锅炉的空气进入孔42进入的送风从焚烧炉排4的下部往上吹，主要起到干燥、松动和助燃的作用。特别是，通常煤粉炉运行中处于负压状态，冷却风在锅炉炉膛负压的作用下，由排渣机壳体两侧和头部开设的可调送风口进入设备内部，然后由焚烧炉排的下部向上流动。含生物质的废弃物焚烧所需要的初始能量来自炉膛辐射和高温炉渣。

在含生物质的废弃物进入焚烧炉排4之前，燃煤锅炉已经启动完成，处在稳定的状态下，炉膛1中煤粉燃烧形成的辐射热，使得焚烧炉排4处于稳定的燃烧环境，可适应含生物质的废弃物热值和组分波动较大的情况，适应性好，而且焚烧炉排4无需喷入辅助燃料油，节能能源，降低成本。

由此可见，本发明将由一可转动的具有带状面的滚带组成的炉底焚烧炉排与火电厂煤粉锅炉巧妙相结合，利用了火电厂煤粉锅炉的冷灰斗的下方的高温余热，将含生物质的废弃物进行焚烧去除有害污染物，整个废物处理效率高，效果好，减少了专门建造废物焚烧炉的投资，运行成本大大降低。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种火电厂燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的方法，其特征在于，它包括：

在炉膛的冷灰斗的下方的炉壁设有进料口；

在所述进料口的外侧将含生物质的废弃物从所述进料口带入，并在所述冷灰斗的下方被不断推动到出渣口，所述含生物质的废弃物在被推进的过程中受到所述冷灰斗的热量而加热焚烧；以及

经焚烧的所述含生物质的废弃物的生成物从所述出渣口被排出。

2.如权利要求1所述的火电厂燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的方法，其特征在于，所述进料口的外侧存放含生物质的废弃物的空间通过所述进料口与本身负压的所述炉膛内部一起构成一个密闭的空间。

3.如权利要求1所述的火电厂燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的方法，其特征在于，所述含生物质的废弃物在所述冷灰斗的下方被不断推动到所述出渣口的过程中，将锅炉送风系统其中一分支引入到冷灰斗的下方而促进被推进的所述含生物质的废弃物进一步燃烧。

4.如权利要求3所述的火电厂燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的方法，其特征在于，所述含生物质的废弃物在所述冷灰斗的下方被移动的炉底焚烧炉排不断推动到所述出渣口，且所述炉底焚烧炉排是由相互之间具有通风间隙的炉排片构成水平的带状面，所述含生物质的废弃物停留在所述带状面上被焚烧。

5.一种火电厂燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的系统，其特征在于，它包括：

一煤粉锅炉炉膛，在所述炉膛的冷灰斗的下方的炉壁设有进料口；以及

一炉底焚烧炉排，所述炉底焚烧炉排由一可移动的具有带状面的滚带组成，所述滚带由一动力设备带动而循环移动，其一部分设置在所述进料口的外面，另一部分设置在所述炉膛内的冷灰斗的下方，这样从所述进料口的外面进入到所述带状面上的含生物质的废弃物可以从炉膛外进入所述冷灰斗的下方被焚烧，焚烧后的渣被所述滚带带到出渣口排出。

6.如权利要求5所述的火电厂燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的系统，其特征在于，所述炉底焚烧炉排的滚带上设有若干炉排片。

7.如权利要求6所述的火电厂燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的系统，其特征在于，所述炉底焚烧炉排还包括一框架和一滚轮，所述框架支持整个所述炉底焚烧炉排，所述炉排片的片与片之间设有通风缝隙，以便从所述炉膛外进入的空气通过所述通风缝隙进入位于所述滚带上的含生物质的废弃物，其中，所述滚轮由所述动力设备带动而转动，从而带动所述滚带移动。

8.如权利要求5所述的火电厂燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的系统，其特征在于所述炉底焚烧炉排位于所述炉膛的外面的部分与本身负压的所述炉膛的内部一起构成一个密闭的空间，以保证进入所述炉底焚烧炉排上的含生物质的废弃物的臭气被所述负压吸入所述炉膛内。

9.如权利要求5所述的火电厂燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的系统，其特征在于，还包括一用来储藏待处理的含生物质的废弃物的给料装置，所述给料装置设置在所述炉膛外的滚带的上方，其下端设有放料口，所述含生物质的废弃物从所述放料口落到所述滚带上。

10.根据权利要求5所述的火电厂燃煤锅炉焚烧含生物质的废弃物的系统，其特征在于，焚烧炉排所需空气引自锅炉送风系统，包括一次风、二次风、密封风，进行调压分流后进入炉排。