CN108758643A - 一种气化燃烧湍流焚烧炉 - Google Patents
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Abstract
一种气化燃烧湍流焚烧炉，包括气化燃烧室、燃尽段、冷却段、分离器、尾部烟道和进料装置。气化燃烧室与燃尽段上部相通，燃尽段与冷却段底部相通形成转向分离室，冷却段上部与分离器入口相连，分离器烟气出口与尾部烟道连通。气化燃烧室包括一体式设置的变截面的气化段和等截面的燃烧段，气化段由底部往上依次为渐扩区和渐缩区，且渐缩区顶部与燃烧段底部相连。气化段底部一侧设置有排渣通道；气化燃烧室中部设置有若干个二次风口和/或若干个三次风口，若干个二次风口环绕着均匀设置在气化段的顶部，若干个三次风口环绕着均匀设置在燃烧段的底部。本发明具有燃料适应性好、初始排放好、燃尽率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种气化燃烧湍流焚烧炉，用于塑料、废轮胎等废弃物的气化和燃烧，属于气化燃烧领域。
背景技术
塑料、废轮胎、废橡胶等工业废弃物的资源化利用一直受到广泛关注。
塑料、废轮胎、废橡胶等工业废弃物的热处理及资源化利用包括燃烧和热解气化。由于该类废弃物热值普遍较高，具有较高的能源利用价值。然而，无论是燃烧还是热解气化利用中，往往存在着直接利用率不高和产生二次污染问题。而催化制氢或制醇气化温度高、工艺复杂。同样的，大部分气化和熔融燃烧的工艺系统也都利用高温气化和高温熔融技术，能量消耗大，设备结构复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于塑料、废轮胎等废弃物的气化和燃烧装置，利用热化学性质对温度敏感的特点，在较低温度下气化，反应速度低，容易均匀和彻底，然后进行高温燃烧，能够同时保证初始排放和燃尽率。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种气化燃烧湍流焚烧炉，包括气化燃烧室、燃尽段、冷却段、分离器、尾部烟道和进料装置；所述气化燃烧室与所述燃尽段上部相通，所述燃尽段与所述冷却段底部相通形成转向分离室，所述冷却段上部与所述分离器入口相连，所述分离器烟气出口与所述尾部烟道连通；所述气化燃烧室包括一体式设置的变截面的气化段和等截面的燃烧段，所述气化段由底部往上依次为渐扩区和渐缩区，且所述渐缩区顶部与所述燃烧段底部相连；所述气化段底部一侧设置有排渣通道；所述气化燃烧室中部设置有若干个二次风口和/或若干个三次风口，所述若干个二次风口环绕着均匀设置在所述气化段的顶部，所述若干个三次风口环绕着均匀设置在所述燃烧段的底部。
上述技术方案中，所述气化燃烧室、燃尽段和冷却段的壁面均选用水冷壁结构，相邻的气化燃烧室与燃尽段以及燃尽段与冷却段之间的壁面均为共用壁面。
上述技术方案中，所述气化段底部设置有风室和设置在所述风室上的布风板，所述布风板倾斜布置，所述排渣通道设置在布风板的最低端。
上述技术方案中，所述风室被按照所述气化段横截面面积最大处的最小风速0.5≤w min ≤1m/s设置配风。
上述技术方案中，所述气化段内壁面敷设耐火材料。
上述技术方案中，所述分离器对称设置在所述冷却段两侧，且所述冷却段每侧的分离器设置1~4个。
上述技术方案中，所述燃烧段顶部设置有SNCR（选择性非催化还原）装置。
上述技术方案中，所述气化段底部与所述排渣通道相对的一侧设置有补料口。
本发明具有以下优点及有益效果：独特的大锥段、小布风板结构，形成了多个流态叠加的气固两相流态化效果，同时适应不同物料密度、不同尺寸的废料处理；中低温热解气化技术，反应温和且均匀可控，形成的气化气品质稳定；气化气燃烧采用了分级燃烧方式，初始氮氧化物生成量很少，燃尽率非常高，且含尘量很小，大大减轻后续烟气处理的费用。
附图说明
图1为本发明所涉及的一种气化燃烧湍流焚烧炉示意图。
图2为本发明所涉及的其中一种实施方式的分离器布置示意图。
图中：1－气化段；2－燃烧段；3－给料装置；4－燃尽段；5－冷却段；6－分离器；7－尾部烟道；8－风室；9－二次风口；10－三次风口；11－SNCR装置；12－排渣通道；13－补料口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式及工作过程作进一步的说明。
本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。
本发明所述一种气化燃烧湍流焚烧炉，适用于多种工业废弃物同时处置的气化和燃烧。
如图1所示，一种气化燃烧湍流焚烧炉，包括气化燃烧室、燃尽段4、冷却段5、分离器6、尾部烟道7和进料装置3。气化燃烧室与燃尽段4上部相通，燃尽段4与冷却段5底部相通形成转向分离室，冷却段5上部与分离器6入口相连，分离器6烟气出口与尾部烟道7连通。尾部烟道7内设置有换热器，如过热器、省煤器、空预器等。
气化燃烧室包括一体式设置的变截面的气化段1和等截面的燃烧段2。气化段1由底部往上依次为渐扩区和渐缩区，且渐缩区顶部与燃烧段2底部相连。工业废弃物通过进料装置3给入气化段1，气化段1底部设置有风室8通入一次风作为气化剂与废弃物进行气化反应。风室8上设有布风板和风帽。为了保证气化段1下部处于低速湍流态，从而使得废弃物气化更均匀和更彻底，风室按照气化段1横截面面积最大处的最小风速0.5≤w min ≤1m/s配风。在此风速下，气化段1呈湍流状态，而非快速流化状态，使得作为原料的废弃物绝大部分保持在气化段1并减少了飞灰量；同时一次风即气化剂供给量小，但扰动强烈，使得气化段1内的废弃物气化彻底。
布风板倾斜布置，布风板的最低端设置有排渣通道12。气化反应后的残渣，在风帽作用下向排渣通道12汇集，并从排渣通道排出气化段1。气化段1下部与排渣通道相对的一侧设置有补料口13作为床料物质的补充通道。
气化燃烧室中部设置有若干个二次风口9和/或若干个三次风口10。若干个二次风口9环绕着均匀设置在气化段1的顶部，若干个三次风口10环绕着均匀设置在燃烧段2的底部。二次风口或三次风口10为燃烧段2的燃烧反应配风。气化气从气化段1进入燃烧段2之前，由于大量配给氧化剂，使得气化气开始氧化燃烧。优选地，二次风口9喷入二次风形成的旋向与三次风口10喷入三次风形成的旋向相反。
优选地，气化燃烧室、燃尽段4和冷却段5的壁面均选用水冷壁结构，相邻的气化燃烧室与燃尽段4以及燃尽段4与冷却段5之间的壁面均为共用壁面。为实现蓄热气化，气化段1内壁面敷设耐火材料。
气化气在燃烧段2和燃尽段4折返式燃烧，提高了燃尽率。燃尽后产生的烟气在冷却段5上行过程中与水冷壁壁面换热。冷却段5内还可以设置过热器进一步冷却烟气温度。同时，烟气在折返式上行时，在燃尽段4与冷却段5底部形成的转向分离室内进行惯性分离，分离下来的粗灰通过转向分离室底部的排灰器排放。
冷却降温的烟气至少分两路进入对称设置在冷却段5两侧的分离器6进行气固分离。分离下来的细灰排放，分离后的烟气从分离器6烟气出口进入尾部烟道7汇集继续换热。冷却段每侧的分离器6设置1~4个。如图2所示的其中一个实施方式，分离器6在冷却段5两侧每侧并列设置2个，提高分离效率。
为了脱硝使得氮氧化物达标排放，燃烧段2顶部设置有SNCR（选择性非催化还原）装置。
气化燃烧室顶部可以设置汽包，用于汽水分离。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种气化燃烧湍流焚烧炉，其特征在于：所述焚烧炉包括气化燃烧室、燃尽段（4）、冷却段（5）、分离器（6）、尾部烟道（7）和进料装置（3）；所述气化燃烧室与所述燃尽段（4）上部相通，所述燃尽段（4）与所述冷却段（5）底部相通形成转向分离室，所述冷却段（5）上部与所述分离器（6）入口相连，所述分离器（6）烟气出口与所述尾部烟道（7）连通；所述气化燃烧室包括一体式设置的变截面的气化段（1）和等截面的燃烧段（2），所述气化段（1）由底部往上依次为渐扩区和渐缩区，且所述渐缩区顶部与所述燃烧段（2）底部相连；所述气化段（1）底部一侧设置有排渣通道（12）；所述气化燃烧室中部设置有若干个二次风口（9）和/或若干个三次风口（10），所述若干个二次风口（9）环绕着均匀设置在所述气化段（1）的顶部，所述若干个三次风口（10）环绕着均匀设置在所述燃烧段（2）的底部。
2.根据权利要求1所述的一种气化燃烧湍流焚烧炉，其特征在于：所述气化燃烧室、燃尽段（4）和冷却段（5）的壁面均选用水冷壁结构，相邻的气化燃烧室与燃尽段（4）以及燃尽段（4）与冷却段（5）之间的壁面均为共用壁面。
3.根据权利要求1所述的一种气化燃烧湍流焚烧炉，其特征在于：所述气化段（1）底部设置有风室（8）和设置在所述风室（8）上的布风板，所述布风板倾斜布置，所述排渣通道（12）设置在布风板的最低端。
4.根据权利要求3所述的一种气化燃烧湍流焚烧炉，其特征在于：所述风室（8）被按照所述气化段（1）横截面面积最大处的最小风速0.5≤w min ≤1m/s设置配风。
5.根据权利要求1所述的一种气化燃烧湍流焚烧炉，其特征在于：所述气化段（1）内壁面敷设耐火材料。
6.根据权利要求1所述的一种气化燃烧湍流焚烧炉，其特征在于：所述分离器（6）对称设置在所述冷却段两侧，且所述冷却段每侧的分离器（6）设置1~4个。
7.根据权利要求1所述的一种气化燃烧湍流焚烧炉，其特征在于：所述燃烧段（2）顶部设置有SNCR装置。
8.根据权利要求1所述的一种气化燃烧湍流焚烧炉，其特征在于：所述气化段（1）底部与所述排渣通道（12）相对的一侧设置有补料口（13）。
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