CN109404921A - 一种减少剧毒二噁英排放的环保垃圾焚烧炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种减少剧毒二噁英排放的环保垃圾焚烧炉。一种减少剧毒二噁英排放的环保垃圾焚烧炉,它包括炉体,在炉体内腔设有隔墙,隔墙的下部设有燃气通道,隔墙将炉体内腔分成第一焚烧室和第二焚烧室,在第一焚烧室内设有热空气喷射器,热空气喷射器设在燃气通道的入口处,在第二焚烧室内设有挡在燃气通道出口的燃气主挡板,第二焚烧室的顶部设有喷口,喷口上方烟囱,燃气主挡板与喷口之间的第二焚烧室内设有燃气辅挡板,燃气主挡板和燃气辅挡板交叉部分之间设有燃气湍流发生器,在第一焚烧室的顶部设有第一焚烧室辅助燃料喷洒器,在第二焚烧室的顶部设有第二焚烧室辅助燃料喷洒器。采用本发明可以使二噁英的排放量达到0.03(ngTEQ/m3)以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种焚烧炉,尤其涉及垃圾焚烧炉生产制造领域的一种减少剧毒二噁英排放的环保垃圾焚烧炉。
背景技术
“垃圾”指不需要的或无用的固体、流体物质。随我国人们生活水平的提高,环保意识的大幅度提升,不论是人口密集的大城市,还是乡村,垃圾处理都是一个令相关政府、百姓关注的问题。目前我国常见的做法是将垃圾收集后送往填埋区,或是用焚烧炉焚化。不过两者均会制造环境保护的问题:填埋区中的垃圾处理不当会污染地下水、污染土壤和发出臭味,引起当地群众不满,导致很多城市可供填埋的面积越来越少,寻找填埋地点成大型城市难点;焚烧垃圾则难以避免产生有毒气体,特别引起各方面注意的是焚烧垃圾产生的二噁英,简写为TCDD。二恶英是一种含 Cl的强毒性有机化学物质 ,在自然界中几乎不存在,只有通过化学合成才能产生 ,是目前人类创造的最可怕的化学物质。当有机物质在含有氯的环境下(可以有机氯化物或离子的方式存在)燃烧,就会产生二噁英类物质。TCDD化学性稳定,进入人体后易在脂肪中溶解而积蓄,引起内分泌系统紊乱,故又称为环境荷尔蒙物质,且分解排除相当缓慢。TCDD被称为“地球上毒性最强的毒物”,其毒性相当于氰化钾的100倍以上、马钱子碱500倍以上。动物实验证明,TCDD能使动物患病毒性肝炎、甲状腺肿瘤、肝癌、皮肤癌等,使生殖器官变小,精子减少和免疫力下降。TCDD对生物酶有极强的诱变作用。它还能破坏生物体的代谢功能及解毒能力,还有研究者发现TCDD能使各种细菌体系发生诱变。我国十分重视垃圾焚烧炉排放对环境产生的污染,早在2000年,环境保护部、国家质量监督检验检疫总局联合发布《生活垃圾焚烧污染控制标准》 GB 18485-2000,至今多次修订,每一次修订都降低二恶英的排放浓度。《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001)版中规定,二恶英的排放浓度为1ngTEQ/Nm3;(GB18485-2014)版中规定,二恶英的排放浓度为0.1ngTEQ/Nm3(与欧盟标准相同)。现有的垃圾焚烧炉大多是将垃圾焚烧后其烟气直接排入空气中,严重污染环境。先进的垃圾焚烧炉正在向二噁英的排放量限制0.1(ngTEQ/m3)标准靠近。环境保护需要一种垃圾焚烧炉技术,在其排放的气体中二噁英的排放量明显低于国家标准0.1(ngTEQ/m3)。
发明内容
为了解决上述技术问题本发明提供一种减少剧毒二噁英的环保垃圾焚烧炉,目的是降低二噁英的排放。
为达上述目的本发明一种减少剧毒二噁英排放的环保垃圾焚烧炉,包括炉体,在炉体内腔设有隔墙,隔墙的下部设有燃气通道,隔墙将炉体内腔分成第一焚烧室和第二焚烧室,在第一焚烧室内设有热空气喷射器,热空气喷射器设在燃气通道的入口处,在第二焚烧室内设有挡在燃气通道出口的燃气主挡板,第二焚烧室的顶部设有喷口,喷口上方烟囱,燃气主挡板与喷口之间的第二焚烧室内设有燃气辅挡板,燃气主挡板和燃气辅挡板交叉部分之间设有燃气湍流发生器,在第一焚烧室的顶部设有第一焚烧室辅助燃料喷洒器,在第二焚烧室的顶部设有第二焚烧室辅助燃料喷洒器,第二焚烧室辅助燃料喷洒器从隔墙与燃气辅挡板之间的顶部插入。
所述的第二焚烧室的侧面设有辅助燃料泵,辅助燃料泵出口分别与第一焚烧室辅助燃料输送管和第二焚烧室辅助燃料输送管的一端连接,第一焚烧室辅助燃料输送管的另一端连接第一焚烧室辅助燃料喷洒器,第二焚烧室辅助燃料输送管的另一端连接第二焚烧室辅助燃料喷洒器。
所述的第二焚烧室辅助燃料输送管上设有流量阀门。
所述的第二焚烧室的侧面设有鼓风机,鼓风机与待加热空气输入管连接,待加热空气输入管与盘管顶部输入端连接,盘管底部输出端与被加热空气输出管的一端连接,被加热空气输出管的另一端从第一焚烧室的底部插入到第一焚烧室的热空气喷射器的底部。
所述的热空气喷射器为两个,每个热空气喷射器对应一个燃气通道。
所述的炉体的底部为垃圾焚烧炉底座;盘管设在喷口与烟囱之间。
所述的在第一焚烧室的侧面设有垃圾入炉口,垃圾入炉口与垃圾撕碎机相关联,垃圾撕碎机与垃圾贮存室相关联。
所述的燃气主挡板底部与第二焚烧室底面密封连接,燃气主挡板距隔墙的距离为40mm-200mm之间,燃气辅挡板的顶部第二焚烧室顶面密封连接,燃气辅挡板距隔墙的距离为55mm-300mm。
所述的燃气主挡板和燃气辅挡板交叉部分长度为100-300mm,燃气湍流发生器为弧形,在燃气湍流发生器上设有锥形孔,锥形孔的数量,为1个或一个以上。
所述的喷口为双喇叭形,喷口的数量为1个或1个以上。
本发明的优点效果:本发明设置生成湍流的燃气主挡板、燃气辅挡板、燃气湍流发生器,使进入第二焚烧室的燃气、空气、辅助燃料充分混合并呈湍流状态流动,使第二焚烧室内燃烧温度提升到1200℃以上,将垃圾焚烧中产生的二噁英分解。设置喷口,提高燃气滞留时间,将排放的燃气急剧降温至300-400℃以下,减少二次生成二噁英的环境。致使排放的气体中的二噁英含量低于国家标准修订中确定的标准0.1(ngTEQ/m3),经检测,小于0.03(ngTEQ/m3)。因此将垃圾焚烧地更为彻底,焚烧后产生的废气排放时,其中二噁英的排放量达到0.03(ngTEQ/m3)以下。在提升环境保护力度基础上,为我国处理日益严重的垃圾提供支撑技术。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的侧视图。
图3是图1中的剖示图。
图4为图3中B部放大图。
图中:1、第一焚烧室;2、热空气喷射器;3、第一焚烧室辅助燃料喷洒器;4、垃圾贮存室;5、垃圾撕碎机;6、第一焚烧室辅助燃料输送管;7、第二焚烧室辅助燃料喷洒器;8、第二焚烧室辅助燃料输送管;9、烟囱;10、盘管;11、喷口;12、流量阀门;13、燃气辅挡板;14、辅助燃料泵;15、鼓风机;16、第二焚烧室;17、燃气主挡板;18、垃圾焚烧炉底座;19、燃气通道;20、隔墙;21、炉体;22、被加热空气输出管;23、待加热空气输入管;24、垃圾入炉口;25、燃气湍流发生器。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。以下实施例仅为本发明的具体实施例,但本发明的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
实施例1
如图所示,本发明一种减少剧毒二噁英排放的环保垃圾焚烧炉,包括炉体21,在炉体21内腔设有隔墙20,隔墙20的下部设有燃气通道19,隔墙20将炉体内腔分成第一焚烧室1和第二焚烧室16,在第一焚烧室1内设有热空气喷射器2,热空气喷射器2设在燃气通道19的入口处,在第二焚烧室16内设有挡在燃气通道19出口的燃气主挡板17,第二焚烧室16的顶部设有喷口11,喷口11上方烟囱9,燃气主挡板17与喷口11之间的第二焚烧室16内设有燃气辅挡板13,燃气主挡板17和燃气辅挡板13交叉部分之间设有燃气湍流发生器25,在第一焚烧室1的顶部设有第一焚烧室辅助燃料喷洒器3,在第二焚烧室16的顶部设有第二焚烧室辅助燃料喷洒器7,第二焚烧室辅助燃料喷洒器7从隔墙20与燃气辅挡板13之间的顶部插入。
所述的第二焚烧室16的侧面设有辅助燃料泵14,辅助燃料泵14出口分别与第一焚烧室辅助燃料输送管6和第二焚烧室辅助燃料输送管8的一端连接,第一焚烧室辅助燃料输送管6的另一端连接第一焚烧室辅助燃料喷洒器3,第二焚烧室辅助燃料输送管8的另一端连接第二焚烧室辅助燃料喷洒器7。
所述的第二焚烧室辅助燃料输送管8上设有流量阀门12。
所述的第二焚烧室16的侧面设有鼓风机15,鼓风机15与待加热空气输入管23连接,待加热空气输入管23与盘管10顶部输入端连接,盘管10底部输出端与被加热空气输出管22的一端连接,被加热空气输出管22的另一端从第一焚烧室1的底部的垃圾焚烧炉底座18插入到第一焚烧室1的热空气喷射器2的底部。
所述的热空气喷射器2为两个,每个热空气喷射器2对应一个燃气通道19。
所述的炉体21的底部为垃圾焚烧炉底座18,盘管10设在喷口11与烟囱9之间。
所述的在第一焚烧室1的侧面设有垃圾入炉口24,垃圾入炉口与垃圾撕碎机相关联,垃圾撕碎机与垃圾贮存室相关联,垃圾贮存室对垃圾进行存贮,垃圾撕碎机是对垃圾进行破碎。
所述的燃气主挡板17底部与第二焚烧室16底面密封连接,燃气主挡板17距隔墙20的距离为40mm-200mm之间,本实施例为60mm,燃气辅挡板13的顶部第二焚烧室16顶面密封连接,燃气辅挡板13距隔墙20的距离为55mm-300mm ,本实施例为90mm。
所述的燃气主挡板17和燃气辅挡板13交叉部分长度为100-300mm ,本实施例为140mm,燃气湍流发生器25为弧形,在燃气湍流发生器25上设有锥形孔,锥形孔的数量,为1个或一个以上,本实施例为55个。
所述的喷口11为双喇叭形,喷口的数量为1个或以上,本实施例为1个。
本发明的燃气湍流发生器25可以是平板状和曲面状的金属拼成,或砌成带孔的砖混结构。本实施例为曲面状的金属。
实施例2
实施例1中的燃气主挡板17距隔墙20的距离为40mm-200mm之间,本实施例为140mm,燃气辅挡板13距隔墙20的距离为55mm-300mm ,本实施例为180mm;燃气主挡板17和燃气辅挡板13交叉部分长度为100-300mm ,本实施例为200mm;燃气湍流发生器25为弧形,在燃气湍流发生器25上设有锥形孔,锥形孔的数量为1个或一个以上,本实施例为200个。喷口的数量为2个。其它同实施例1。
实施例3
实施例1中的燃气主挡板17距隔墙20的距离为40mm-200mm之间,本实施例为200mm,燃气辅挡板13距隔墙20的距离为55mm-300mm ,本实施例为250mm;燃气主挡板17和燃气辅挡板13交叉部分长度为100-300mm;燃气湍流发生器25为弧形,在燃气湍流发生器25上设有锥形孔,锥形孔的数量为1个或一个以上,本实施例为350个。喷口的数量为4个。其它同实施例1。
本发明的工作原理如下:研究二噁英的物理化学特性为本发明提供必要的理论基础,指示突破技术关键的方向。研究市场上已有的垃圾焚烧炉,明确减少二噁英排放量需要新的技术。据资料介绍,二噁英在炉内温度保持850℃以上、停留时间保持2秒以上,则分解率可以达到99.99 %以上、在1200℃以上高温中二噁英完成分解!但是,在垃圾焚烧炉排放烟气时,烟气温度下降的过程中进行的化学反应将二次生成二噁英!燃气从第二焚烧室进入烟囱,温度下降中进行的化学反应是排放的二噁英生成的主要区域,其二次生成量占到排放的二噁英生成量的70 % 以上。资料介绍,在燃气降到300℃前的一段温度区间,是二次生成二噁英的区段,因此增加烟气的温降速率可有效抑制二次生成二噁英的化学反应。
垃圾焚烧炉多数采用两级焚烧法:垃圾先在第一焚烧室内缺氧燃烧、较低温度下脱氯、汽化(含悬浮颗粒),这时的焚烧将生成二噁英!随后进入第二焚烧室。组织好第二焚烧室内燃烧,促使各种垃圾组分、第一焚烧室内所产生的有机气体、二噁英等进行充分的氧化燃烧,抑制二噁英物质的合成,分解生成的二噁英。为此需要在第二焚烧室送入富裕的空气,必要时增加辅助燃料,充分搅拌混合增强湍流强度,混合后的燃气在第二焚烧室内滞留时间大于2秒,达到实现充分燃烧,提高第二焚烧室内焚烧温度的目的。达到1200℃以上高温,就是减少二噁英的方法。不过,烟气在烟囱内排放降温时间较长,其中进行的化学反应将二次生成二噁英。在本发明中实现了进入第二焚烧室内的燃气呈湍流状态流动,将由第一焚烧室进来的汽化(含悬浮颗粒)物、高温空气、辅助燃料混合得更充分,并呈湍流状态流动;在喷口的配合下,燃气在第二焚烧室内滞留时间大于2秒,实现充分燃烧,达到在第二焚烧室内燃烧更完全,温度达到1200℃以上目的;第二焚烧室内高温燃气进入喷口,喷口提高燃气在第二焚烧室内滞留时间,并且急剧将 1200 ℃ 高温燃气降温成为低于300-400℃的低温烟气,大幅度减少二次生成二噁英的环境。待焚烧的垃圾被撕碎后,从垃圾入炉口送入第一焚烧室,热空气输送系统,辅助燃料输送系统将热空气、辅助燃料同步进入第一焚烧室并点燃,第一焚烧室内温度达到850℃,使垃圾缺氧燃烧,汽化,产生CO等可燃气体,悬浮物。可燃气体,悬浮物通过底部左右两个燃气通道进入燃气混合区域,所述的燃气混合区由隔墙、燃气主挡板、燃气辅挡板、燃气湍流发生器组成;将可燃气体,悬浮物、辅助燃料的混合物的流动状态转化成湍流流动状态进入第二焚烧室,所述的第二焚烧室底部设置左右两个出渣管,所述的第二焚烧室内温度达到1200℃以上的燃气进入喷口,所述的喷口将排放的烟气急剧降温至300-400℃以下进入回收燃气能量加热空气的盘管,回收部分燃气能量加热空气。
第一焚烧室内是缺氧燃烧,第二焚烧室是富氧燃烧,焚烧垃圾成分复杂,不同垃圾热值相差往往较大。焚烧热值较小垃圾,为保证第二焚烧室16内焚烧温度达到1200℃,需要增加辅助燃料喷洒数量;焚烧热值较大垃圾,第二焚烧室16内焚烧温度达到1200℃不需要过多辅助燃料喷洒数量。因此,在第二焚烧室辅助燃料输送管8 上设置控制流量阀门12,根据第二焚烧室内的温度调整辅助燃料喷洒数量。喷口11阻滞燃气流动、控制燃气在第二焚烧室16内停留时间大于2秒,保证燃气充分燃烧;同时将排放的进入喷口11的燃气急剧膨胀降温,温度从第二焚烧室14内1200℃以上,降低到300-400℃以下送入烟筒9。
辅助燃料泵14抽取的辅助燃料存放在辅助燃料桶内,或辅助燃料油库内。
Claims (10)
1.一种减少剧毒二噁英排放的环保垃圾焚烧炉,其特征在于包括炉体,在炉体内腔设有隔墙,隔墙的下部设有燃气通道,隔墙将炉体内腔分成第一焚烧室和第二焚烧室,在第一焚烧室内设有热空气喷射器,热空气喷射器设在燃气通道的入口处,在第二焚烧室内设有挡在燃气通道出口的燃气主挡板,第二焚烧室的顶部设有喷口,喷口上方烟囱,燃气主挡板与喷口之间的第二焚烧室内设有燃气辅挡板,燃气主挡板和燃气辅挡板交叉部分之间设有燃气湍流发生器,在第一焚烧室的顶部设有第一焚烧室辅助燃料喷洒器,在第二焚烧室的顶部设有第二焚烧室辅助燃料喷洒器,第二焚烧室辅助燃料喷洒器从隔墙与燃气辅挡板之间的顶部插入。
2.根据权利要求1所述的一种减少剧毒二噁英排放的环保垃圾焚烧炉,其特征在于在第二焚烧室的侧面设有辅助燃料泵,辅助燃料泵出口分别与第一焚烧室辅助燃料输送管和第二焚烧室辅助燃料输送管的一端连接,第一焚烧室辅助燃料输送管的另一端连接第一焚烧室辅助燃料喷洒器,第二焚烧室辅助燃料输送管的另一端连接第二焚烧室辅助燃料喷洒器。
3.根据权利要求2所述的一种减少剧毒二噁英排放的环保垃圾焚烧炉,其特征在于第二焚烧室辅助燃料输送管上设有流量阀门。
4.根据权利要求1所述的一种减少剧毒二噁英排放的环保垃圾焚烧炉,其特征在于在第二焚烧室的侧面设有鼓风机,鼓风机与待加热空气输入管连接,待加热空气输入管与盘管顶部输入端连接,盘管底部输出端与被加热空气输出管的一端连接,被加热空气输出管的另一端从第一焚烧室的底部插入到第一焚烧室的热空气喷射器的底部。
5.根据权利要求4所述的一种减少剧毒二噁英排放的环保垃圾焚烧炉,其特征在于热空气喷射器为两个,每个热空气喷射器对应一个燃气通道。
6.根据权利要求4所述的一种减少剧毒二噁英排放的环保垃圾焚烧炉,其特征在于炉体的底部为垃圾焚烧炉底座,盘管设在喷口与烟囱之间。
7.根据权利要求1所述的一种减少剧毒二噁英排放的环保垃圾焚烧炉,其特征在于在第一焚烧室的侧面设有垃圾入炉口,垃圾入炉口与垃圾撕碎机相关联,垃圾撕碎机与垃圾贮存室相关联。
8.根据权利要求1所述的一种减少剧毒二噁英排放的环保垃圾焚烧炉,其特征在于燃气主挡板底部与第二焚烧室底面密封连接,燃气主挡板距隔墙的距离为40mm-200mm之间,燃气辅挡板的顶部第二焚烧室顶面密封连接,燃气辅挡板距隔墙的距离55mm-300mm之间。
9.根据权利要求1所述的一种减少剧毒二噁英排放的环保垃圾焚烧炉,其特征在于燃气主挡板和燃气辅挡板交叉部分长度为100-300mm,燃气湍流发生器为弧形,在燃气湍流发生器上设有锥形孔,锥形孔的数量,为1个或一个以上。
10.根据权利要求1所述的一种减少剧毒二噁英排放的环保垃圾焚烧炉,其特征在于喷口为双喇叭形,喷口的数量为1个或以上。
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