CN108534150A - 一种旋转焚烧炉及旋转焚烧方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污泥干化及焚烧的装置和方法技术领域，具体来说是一种旋转焚烧炉及旋转焚烧方法，旋转焚烧炉包括一内壁和一外壁，内壁和外壁之间构成一环向的工作空间，所述的工作空间内设有环向闭合的进泥链条，所述的工作空间顶端两侧分别设有进气口和出气口，所述的工作空间上部与进气口同侧设有出料口，所述的工作空间上部与出气口同侧设有进料口，所述的工作空间底部为主焚烧段。本发明同现有技术相比优点在于：不产生或少产生飞灰和粉尘；利用焚烧后高温尾气对进泥进行干化，利用进风对焚烧后污泥和链斗进行冷却，同时对进风加热，充分利用预热，达到高度节能的效果；应用范围广，不仅可以用于污泥焚烧，也可以用作其他颗粒化的可燃物料焚烧。

Description

一种旋转焚烧炉及旋转焚烧方法

技术领域

本发明涉及污泥干化及焚烧的装置和方法技术领域，具体来说是一种旋转焚烧炉及旋转焚烧方法。

背景技术

随着人们生活质量的不断提高，城市污水处理的要求也相应提高，城市处理厂的负荷日趋增大。而污泥是污水处理过程中的产物，城市污水处理产生的污泥中含有大量有机物，可作农肥使用，但是又含有大量细菌、寄生虫卵以及从生产污水中带来的重金属离子等有害成分，需做污泥减量、稳定、无害化处理，处理的主要方法是如浓缩、脱水等干化处理、如消化等稳定处理，这也是污水处理中的重要问题。但由于设计思想的局限，依然存在处理后污泥含水率过高、耗能巨大、运行成本高等问题。目前污泥处理处置是污水处理的难点和热点。主要采用土地利用、填埋、干化后焚烧或建材利用。随着环保要求的日趋严厉，土地利用和填埋的方向基本走不通了。水泥窑和电厂协同焚烧也由于运输和尾气等原因也不能成为主流方向。污泥的焚烧逐渐成为类似于垃圾焚烧的主流最终处置工艺技术。不过目前的焚烧均有较大的飞灰产生，飞灰中往往有重金属，很可能烧了污泥后又带来了飞灰等二次污染。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种旋转焚烧炉及旋转焚烧方法，不产生或少产生飞灰和粉尘，节能且环保。

为了实现上述目的，设计一种旋转焚烧炉,所述的旋转焚烧炉的进料口处设有进料装置，所述的旋转焚烧炉的出料口处设有出料装置，所述的旋转焚烧炉包括一内壁和一外壁，所述的内壁和外壁之间构成一环向的工作空间，所述的工作空间内设有环向闭合的进泥链条，所述的进料装置用于将进料输送至所述的进泥链条上，所述的出料装置用于将焚烧后的进料从进泥链条输出至旋转焚烧炉外，所述的工作空间顶端两侧分别设有进气口和出气口，所述的工作空间上部与进气口同侧设有出料口，所述的工作空间上部与出气口同侧设有进料口，所述的工作空间底部为主焚烧段，在所述的进料口和出料口之间设有密封结构，所述的密封结构用于隔断气流以防止进气直接与进料相接触并使得进气能流经主焚烧段后再流向出气口。

本发明具有如下优选的技术方案：

所述的进泥链条包括顶部和底部的两条水平段，以及连接两条水平段以实现环向闭合的一条上升通道和一条下降通道。

所述的内壁和外壁的外侧分别设有保温层。

所述的主焚烧段前侧设有助燃装置。

所述的出料装置由振动落料装置和翻斗装置构成。

所述的密封结构由耐火隔断墙和耐火隔断墙底部的水密结构构成。

本发明还设计一种采用所述的旋转焚烧炉的焚烧方法，所述的进泥链条能在驱动装置的驱动下转动，并使得进料能先向主焚烧段运动在经过焚烧后再运动至出料口，进风通过所述的进气口进入旋转焚烧炉内，所述的进风首先与焚烧后的进料相接触，进风与焚烧后的进料进行换热以实现对进风的预热并同时对焚烧后的进料进行冷却，预热后的进风通过主焚烧段，在高温环境下与进料进行燃烧反应后生成尾气，所述的尾气继续向出风口移动，并同时与进入主焚烧段前的进料进行换热以实现对进料的预热以及对尾气的冷却。

本发明同现有技术相比，其优点在于：

1 、不产生或少产生飞灰和粉尘。

2 、本发明技术利用焚烧后高温尾气对进泥进行干化，利用进风对焚烧后污泥和链斗进行冷却，同时对进风加热，充分利用预热，达到高度节能的效果。

3 、运行费用节约，不需要或需要少量尾部热能。

4 、结构简单可靠，运行稳定、操作运行简单。

5 、占地面积小、布置方便。

6 、尾气处理简单，处理成本节约。

7、炉渣可以资源化利用，可以用做制砖的骨料。

8、应用范围广，不仅可以用于污泥焚烧，也可以用作其他颗粒化的可燃物料焚烧。

附图说明

图1是一实施方式中本发明旋转焚烧炉的结构示意图。

图中： 1.出气口 2.下降通道 3.保温层 4.进泥链条及链斗 5.助燃装置 6.上升通道 7.进风口 8.出料口及出料装置 9.水密结构 10. 耐火隔断墙 11.进料口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置及方法的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。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。

本实施方式中，所述的旋转焚烧炉包括炉膛本体、旋转链条泥斗、驱动装置、助燃装置、进料装置、出料装置、水密封结构、引风系统、上升通道、下降通道和温度监控系统。

参见图1，所述的旋转焚烧炉的进料口处设有进料装置，所述的旋转焚烧炉的出料口处设有出料装置，所述的旋转焚烧炉的中部为炉膛本体，炉膛本体外侧设有包围炉膛本体的内壁，在内壁外侧还设有外壁，所述的内壁和外壁之间构成一环向的工作空间，内壁外侧设有保温层，以使得炉膛本体的热量能够从下方排出，以对进料在主焚烧段进行加热。优选地，在外壁的外侧也设于保温层，以保证工作空间内的热量不会向旋转焚烧炉外传递，并造成热量损失。所述的工作空间内设有环向闭合的进泥链条，进泥链条上设置有若干链斗，进泥链条和链斗相配合构成了旋转链条泥斗，在驱动装置的驱动下进泥链条能够实现转动，随着进泥链条的转动能够带动链斗以及链斗内的进料同步转动，以实现进料环绕炉膛本体转动，在本实施方式中，进泥链条的旋转方向为顺时针方向，所述的进料装置用于将进料输送至所述的进泥链条上，所述的出料装置用于将焚烧后的进料从进泥链条输出至旋转焚烧炉外，所述的工作空间顶端两侧分别设有进气口和出气口，进气口处设有引风设备，用于将进气输入至旋转焚烧炉内，所述的引风设备为公知技术，这对于本领域的技术人员而言是清楚的。所述的工作空间上部与进气口同侧设有出料口，所述的工作空间上部与出气口同侧设有进料口，所述的工作空间下部设有水平的主焚烧段，所述的工作空间上部设有水平的进出料段，主焚烧段和进出料段的右端之间通过一下降通道连接，主焚烧段和进出料段的左端之间通过一上升通道连接，在所述的进料口和出料口之间设有密封结构，所述的密封结构用于隔断气流以防止进气直接与进料相接触并使得进气能流经主焚烧段后再流向出气口，并且从出气口排出的尾气还能够排出至砖坯干化处，以进行余热利用。在本实施方式中，进气的流动方向为逆时针方向。

在一个优选的实施方式中，在所述的工作空间内设有若干圈进泥链条，若干圈进泥链条的运动方向相同。参见图1，该实施方式中包括两圈进泥链条，均为顺时针运动。

在一个优选的实施方式中，所述的出料装置由翻斗装置和振动落料装置构成，通过翻斗装置与振动落料装置相配合，使得链斗中经焚烧后留下的炉渣脱离链斗，并排处至旋转焚烧炉外。所述的送料装置为送料机或输送链条或其他送料设备，能够将进料连续地向旋转焚烧炉的进料口输送。

在一个优选的实施方式中，所述的驱动装置为电机，所述的进泥链条能在驱动装置的驱动下转动。所述的电机也可以被替换为其他动力设备，这对于本领域的技术人员来说是清楚的。

在一个优选的实施方式中，在主焚烧段前侧设有助燃装置，用于保证主焚烧段的完全燃烧并且燃烧温度能达到850°以上。所述的助燃装置本身为本领域的公知技术，这对于本领域的技术人员而言是清楚的。

在一个优选的实施方式中，在所述的进料口和出料口之间设有密封结构，所述的密封结构由耐火隔断墙和耐火隔断墙底部的水密结构构成，通过耐火隔断墙和水密结构的配合，系统进风不能直接沿着上方的水平段从进风口流入出风口，而必须依次经过上升通道、下方的水平段和下降通道后才能到达出风口。优选地，所述的水密封机构包括一水槽，进泥链条的轨道再次设有一下凹段，下凹段位于所述的水槽内。

在一个优选的实施方式中，在所述的主焚烧段还设有温度监控系统，温度监控系统与旋转焚烧炉的控制设备信号相连，两者间的信号相连及电路连接采用的是公知技术，这对于本领域的技术人员而言是清楚的，此处不多做赘述，旋转焚烧炉的控制设备通过温度监控系统实时监控主焚烧段的温度，并以此为依据对炉膛本体的输出功率和助燃装置的启闭进行调整，以保证主焚烧段的温度在850度以上，保证进料与进气之间的燃烧反应充分发生。所述的温度监控系统可以为温度传感器或者其他公职的温度监控设备，这对于本领域的技术人员而言是清楚的。

所述的上升通道和下降通道是针对于所述的进料的运动方向而言的，进料从进料口进入旋转焚烧炉后，首先在进泥链条的带动下沿下降通道下降至下方的主焚烧段，进料在主焚烧段经完全焚烧后生成炉渣，然后炉渣在进泥链条的带动下沿上升通道上升后到达出料口位置，而对于进气，进气从进气口进入后是先通过上升通道下降至主焚烧段，并在经过主焚烧段焚烧后生成尾气，尾气再通过下降通道上升至出气口排出至旋转焚烧炉外。

本实施方式所公开的旋转焚烧炉及旋转焚烧方法适应能力和使用范围广，对于污泥热值要求波动范围广，热值高的污泥可以实现支持燃烧，还可以通过增加锅炉来实现输出能量。对于热值低的污泥，可以通过增加辅助燃料方式实现能量平衡。该旋转焚烧炉主要设计用于焚烧污水处理厂的脱水污泥，同样也可以焚烧其他高有机物的脱水污泥或物料，比如猪粪，沼渣等。

参见图1，在本实施方式中，使用本发明设计的旋转焚烧炉进行焚烧时，所述的进泥链条能在驱动装置的驱动下顺时针转动，并使得进料能先沿下降通道向主焚烧段运动在经过焚烧后再沿上升通道运动至出料口，进风通过所述的进气口进入旋转焚烧炉内，所述的进风首先沿上升通道下降与焚烧后的进料相接触，进风与焚烧后的进料进行换热以实现对进风的预热并同时对焚烧后的进料进行冷却，预热后的进风通过主焚烧段，在高温环境下与进料进行燃烧反应后生成尾气，所述的尾气继续沿下降通道向出风口移动，并同时与进入主焚烧段前的进料进行换热以实现对进料的预热以及对尾气的冷却。本实施方式中进料口及出气口位于右侧，出料口及进料口位于左侧，进料运动方向为顺时针，进气运动方向为逆时针；通过将进料口及出气口设置于左侧，出料口及进料口设置于右侧，可以将进料运动方向变更为逆时针，并将进气运动方向变更为顺时针。

实施例1

本发明尤其适用于污水处理厂的污泥干化与焚烧，以下以对污泥的干化与焚烧为例进行说明。

参见图1，首先，污泥通过进料输送机均匀布入进泥链条上设有的链斗中，然后进入右侧的下降通道，所述的下降通道为尾气干化通道，在尾气干化通道中，随着进泥链条的往下运动，高温尾气跟污泥进行热交换，加热和干化污泥，同时降低了尾气温度，被降低温度的尾气能从出气口送入后续尾气处理设施或者余热利用设施。加热干化后的污泥随着进泥链条移动入水平的主焚烧段，在该段进行充分的燃烧，温度达到850度以上，在能量不能平衡时，可以输入外部能量。气体通过高温环境跟污泥充分燃烧反应，不会产生二噁英。焚烧后的污泥剩余物质为炉渣，炉渣进一步行走到上升通道内，上升通道为降温通道，在上升通道里，高温炉渣和从进气口进入的新鲜空气进行换热，炉渣被冷却，新鲜空气被预热后进入后续焚烧工段。降温后的炉渣随着链斗进一步提升并进入水平落料工段。在该工段，链斗被翻覆，链斗中的炉渣落入下方的出料装置。空链斗继续在进泥链条的带动下水平移动并通过水密结构，水密结构跟耐火隔断墙共同隔断新鲜空气和尾气，防止气体短流。通过水密封后链斗做好上料准备，污泥输送机将颗粒污泥均匀送入链斗中，完成一个工艺循环。

目前的硫化床、鼓泡床、回转窑、炉排炉等焚烧技术均不能解决污泥颗粒焚烧过程中的飞灰问题，而飞灰是严重的二次污染，需要巨大的而投入才能够处理。并且如果污泥中含有重金属，还不能达到环保的标准。而本实施例利用旋转的链条式泥斗输送污泥，污泥在整个燃烧过程中不翻抛，不会产生飞灰，能够达到环保标准，这是该技术最大的优势，且由于本技术不产生或少产生飞灰，同样也不产生或少产生粉尘，排出的烟气中粉尘和飞灰会大幅下降，对于后段烟气处理的运行将降低很多压力。不仅节约了初始设备投入，更重要是能节约常年的巨大粉尘和飞灰的捕捉运行费用，也节约了非常可观的一笔后续灰尘处置费用。

同时目前的硫化床、鼓泡床、回转窑、炉排炉等焚烧技术没有较长的烟道进行气固热交换。余热利用效率不高，尾气和高温炉渣的余热得不到很好的利用，而本实施例的旋转焚烧炉和旋转焚烧方法利用焚烧后的高温尾气对进泥进行干化，利用进风对焚烧后污泥和链斗进行冷却，同时对进风预加热，充分利用余热，达到高度节能的效果。

并且，目前污泥干化技术往往利用一次能源，利用二次能源的也需要换热、管道等复杂设施，整体运行成本高。而本实施方式通过直接回收余热进行换热，运行简单可靠，通过焚烧后高温烟气对进泥进行干化，是一种低成本的污泥干化技术，不需要换热器等易损易耗设备。

Claims (7)

1.一种旋转焚烧炉,所述的旋转焚烧炉的进料口处设有进料装置，所述的旋转焚烧炉的出料口处设有出料装置，其特征在于所述的旋转焚烧炉包括一内壁和一外壁，所述的内壁和外壁之间构成一环向的工作空间，所述的工作空间内设有环向闭合的进泥链条，所述的进料装置用于将进料输送至所述的进泥链条上，所述的出料装置用于将焚烧后的进料从进泥链条输出至旋转焚烧炉外，所述的工作空间顶端两侧分别设有进气口和出气口，所述的工作空间上部与进气口同侧设有出料口，所述的工作空间上部与出气口同侧设有进料口，所述的工作空间底部为主焚烧段，在所述的进料口和出料口之间设有密封结构，所述的密封结构用于隔断气流以防止进气直接与进料相接触并使得进气能流经主焚烧段后再流向出气口。

2.如权利要求1所述的一种旋转焚烧炉，其特征在于所述的进泥链条包括顶部和底部的两条水平段，以及连接两条水平段以实现环向闭合的一条上升通道和一条下降通道。

3.如权利要求1所述的一种旋转焚烧炉，其特征在于所述的内壁和外壁的外侧分别设有保温层。

4.如权利要求1所述的一种旋转焚烧炉，其特征在于所述的主焚烧段前侧设有助燃装置。

5.如权利要求1所述的一种旋转焚烧炉，其特征在于所述的出料装置由振动落料装置和翻斗装置构成。

6.如权利要求1所述的一种旋转焚烧炉，其特征在于所述的密封结构由耐火隔断墙和耐火隔断墙底部的水密结构构成。

7.一种采用如权利要求1所述的旋转焚烧炉的焚烧方法，其特征在于所述的进泥链条能在驱动装置的驱动下转动，并使得进料能先向主焚烧段运动在经过焚烧后再运动至出料口，进风通过所述的进气口进入旋转焚烧炉内，所述的进风首先与焚烧后的进料相接触，进风与焚烧后的进料进行换热以实现对进风的预热并同时对焚烧后的进料进行冷却，预热后的进风通过主焚烧段，在高温环境下与进料进行燃烧反应后生成尾气，所述的尾气继续向出风口移动，并同时与进入主焚烧段前的进料进行换热以实现对进料的预热以及对尾气的冷却。