CN109945202B - 一种具有u型炉膛的废液焚烧炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有U型炉膛的废液焚烧炉,焚烧炉由炉顶、炉膛及炉底组成;焚烧炉的炉膛中部沿竖直方向设有隔墙,隔墙将炉膛内部空间分隔为一次燃烧室和二次燃烧室;一次燃烧室上方的炉顶设一段燃烧器及废液雾化装置,废液雾化装置下方的炉体一侧设点火装置;二次燃烧室上方的炉顶设事故排放口及脱硝装置接口,二次燃烧室上部一侧设烟气出口,底部一侧设二段燃烧器;炉底通过缩径结构与炉膛底部相连,缩径结构由上部的锥段和下部的直段组成,锥段的中部设水平的隔热板,直段的一侧设三段燃烧器,直段的底端插入炉渣冷却槽的水面之下形成水封结构。本发明特别适用于高含盐废液处理,具有燃烧稳定、节能、无泄漏的特点。
Description
技术领域
本发明涉及环保领域,尤其涉及一种适用于高含盐量废水处理的具有U型炉膛的废液焚烧炉。
背景技术
随着我国工业化进程的加快,危险废物产生量巨大,仅2016年就达到近4000万吨,危险废物对环境的影响已得到国家的极度重视,并正在不断完善相关的环保法规。但到目前为止,我国危险废物的处置率仍不足30%,未来几年危险废物行业将进入“黄金时代”。
液态危险废物在危险废物中占比较大,液态危险废物对环境的危害较固态危险废物更大。国内已建成的危险废物处置设施多以固态危险废物处置为主,附带少量的液态危险废物处理,一般仅用于焚烧热值较高的废液或废液浓缩液。目前,单烧废液的焚烧炉最大规格仅为70t/d,而仅辽宁省内每年至少就有30万吨以上的液态危险废物亟待处理。这些液态危险废物主要来源于机械加工、电镀、精细化工、石油化工等行业的含油废液、高含盐废液、乳化液及废有机溶剂等。面对液态危险废物处理的巨大市场需求,开发出以焚烧工艺为主的液态危险废物处理工技术十分必要。
液态危险废物处理中以高含盐废液的处理难度更高,主要表现在:
1)盐类熔融物粘结炉壁及阻塞问题:低熔点的无机盐类在焚烧过程中析出熔融物,会粘结在炉壁上,并局部阻塞烧嘴及雾化器喷口等设施。
2)熔融物不完全燃烧问题:无机盐类在焚烧过程中析出的熔融物沉降到炉底,造成不完全焚烧。
3)废液雾化器喷头长期暴露在高温环境中,易造成喷嘴结垢,阻碍废液喷出。
4)粉尘随烟气进入后续设施易堵塞设备及烟道,影响设备正常工作。
发明内容
本发明提供了一种具有U型炉膛的废液焚烧炉,特别适用于高含盐废液处理,具有燃烧稳定、节能、无泄漏的特点。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
一种具有U型炉膛的废液焚烧炉,包括焚烧炉,焚烧炉由炉顶、炉膛及炉底组成;所述焚烧炉的炉膛中部沿竖直方向设有隔墙,隔墙的顶端与炉顶相连,隔墙的底端设拱形通道,隔墙将炉膛内部空间分隔为一次燃烧室和二次燃烧室,一次燃烧室和二次燃烧室通过拱形通道连通;一次燃烧室上方的炉顶设一段燃烧器及废液雾化装置,废液雾化装置下方的炉体一侧设点火装置;二次燃烧室上方的炉顶设事故排放口及脱硝装置接口,二次燃烧室上部一侧设烟气出口,底部一侧设二段燃烧器;炉底通过缩径结构与炉膛底部相连,缩径结构的下方设炉渣冷却槽,炉渣冷却槽内注有冷却水;缩径结构由上部的锥段和下部的直段组成,锥段的中部设水平的隔热板,直段的一侧设三段燃烧器,直段的底端插入炉渣冷却槽的水面之下形成水封结构;炉渣冷却槽的底部设排水口,上部设溢流口和供水口。
所述一次燃烧室、二次燃烧室上方的炉顶上分别设测温装置,测温装置与一段燃烧器、二段燃烧器、三段燃烧器通过加热控制系统联锁控制。
所述隔热板具有夹层结构,其本体采用耐火隔热材料制成,夹层结构中设有金属材料制成的冷却风管,冷却风管的进风端连接外部冷却风机。
所述炉渣冷却槽上的排水口与溢流口分别连接排水管,供水口连接供水管。
所述隔墙采用全约束砌体结构,由多层耐火砖砌筑而成,且相邻2层耐火砖交错砌筑;所述耐火砖的本体为长方体结构,长边和短边所在的平面为2个大平面,长边和高所在的平面为2个长边侧面,短边和高所在的平面为2个短边侧面;所述耐火砖一个大平面的中部设矩形凹槽,另一个大平面的中部两侧设2个矩形凸起形成凳腿结构;2个矩形凸起位于矩形凹槽投影位置的两侧,且矩形凸起的宽度为矩形凹槽的1/2,耐火砖的短边长度为矩形凹槽宽度的2倍;矩形凸起的长度与矩形凹槽的长度相配合;所述耐火砖一个长边侧面的两端分别设半圆形凹槽和半圆形凸起,另一个长边侧面的两端在对称位置分别设半圆形凸起和半圆形凹槽;相邻2层耐火砖砌筑时,同层且相邻的耐火砖A、耐火砖B通过靠在一起的2个矩形凸起共同插紧在另一层的耐火砖C上的矩形凹槽内实现3块耐火砖之间的咬合定位;同层相邻的2块耐火砖通过耐火砖A上的半圆形凹槽与耐火砖B上的半圆形凸起配合、同时通过耐火砖A上的半圆形凸起与耐火砖B上的半圆形凹槽配合实现咬合连接。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)采用本发明所述焚烧炉能够实现大型化,与现有设备相比,在达到同样处理量的情况下本发明所述焚烧炉的建设高度仅为常规焚烧炉高度的1/2;
2)由于降低了建设高度,工程造价相比常规焚烧炉最高可节省50%;
3)本发明所述焚烧炉特别适用于高含盐废液处理,具有燃烧稳定、节能、无泄漏的特点;
4)本发明中,一次燃烧室与二次燃烧室采用一体化设计,不仅能够确保足够的废液焚烧时间,保证废液完全燃烧,而且有利于减少散热损失及燃料消耗,运行费用比一次燃烧室与二次燃烧室采用分体设计的常规焚烧炉节省约5~8%;
5)炉膛的中间隔墙采用全约束砖体结构,具有独特的抗伸缩功能,可减少因液体焚烧负荷变化所造成的热胀冷缩对隔墙的破坏,且密封性良好;
6)采用多段式加热系统,通过自动温控系统确保废液焚烧炉内的温度场保持稳定,确保盐类在炉体内部所有区域均为熔融状态,比常规废液焚烧炉采用单纯的端部加热大大节约了能耗;多段式加热系统通过加热控制系统可以动态控制一次燃烧室和二次燃烧室的分界点,使分界点可根据燃烧工况进行调整而不局限于底部界面,在保证二次燃烧室温度≥1100℃,停留时间≥2S的基础上可适当降低一次燃烧室的温度以节约能耗;
7)炉渣冷却采用水冷槽冷却方式,水冷槽同时作为炉底水封装置,确保炉体内不论正压或负压操作均不会外溢热风或窜入空气;一次燃烧室和二次燃烧室利用同一个水冷槽进行冷却、密封,不设机械密封装置,杜绝了盐类堵塞现象;炉底还设有隔热板,可以减少除渣水的消耗。
附图说明
图1是本发明所述一种具有U型炉膛的废液焚烧炉的主视剖面图。
图2是图1中的A-A剖视图。
图3是图1中的B-B剖视图。
图4是本发明所述全约束砌体结构的局部示意图。
图5是组成本发明所述全约束砌体结构的耐火砖的主视图。
图6是图5中的C-C视图。
图7是图5中的D-D视图。
图中:1.炉膛 1-1.一次燃烧室 1-2.二次燃烧室 1-3.隔墙 2-1.一段燃烧器 2-2.点火装置 2-3.废液雾化装置 2-4.二段燃烧器 3-1.事故排放口 3-2.脱硝装置接口 3-3.测温装置 4-1.炉渣冷却槽 4-2.缩颈结构 4-3.三段燃烧器 4-4.隔热板 4-5.冷却风管4-6.供水管 4-7.溢流管 4-8.排水管 5.耐火砖 5-1.矩形凹槽 5-2.矩形凸起 5-3.半圆形凸起 5-4.半圆形凹槽
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明:
如图1、图2所示,本发明所述一种具有U型炉膛的废液焚烧炉,包括焚烧炉,焚烧炉由炉顶、炉膛1及炉底组成;所述焚烧炉的炉膛1中部沿竖直方向设有隔墙1-3,隔墙1-3的顶端与炉顶相连,隔墙1-3的底端设拱形通道,隔墙1-3将炉膛1内部空间分隔为一次燃烧室1-1和二次燃烧室1-2,一次燃烧室1-1和二次燃烧室1-2通过拱形通道连通;一次燃烧室1-1上方的炉顶设一段燃烧器2-1及废液雾化装置2-3,废液雾化装置2-3下方的炉体一侧设点火装置2-2;二次燃烧室1-2上方的炉顶设事故排放口3-1及脱硝装置接口3-2,二次燃烧室1-2上部一侧设烟气出口,底部一侧设二段燃烧器2-4;炉底通过缩径结构4-2与炉膛1底部相连,缩径结构4-2的下方设炉渣冷却槽4-1,炉渣冷却槽4-1内注有冷却水;缩径结构4-2由上部的锥段和下部的直段组成,锥段的中部设水平的隔热板4-4,直段的一侧设三段燃烧器4-3,直段的底端插入炉渣冷却槽4-1的水面之下形成水封结构;炉渣冷却槽4-1的底部设排水口,上部设溢流口和供水口。
所述一次燃烧室1-1、二次燃烧室1-2上方的炉顶上分别设测温装置3-3,测温装置3-3与一段燃烧器2-1、二段燃烧器2-4、三段燃烧器4-3通过加热控制系统联锁控制。
所述隔热板4-4具有夹层结构,其本体采用耐火隔热材料制成,夹层结构中设有金属材料制成的冷却风管4-5,冷却风管4-5的进风端连接外部冷却风机。
所述炉渣冷却槽4-1上的排水口与溢流口分别连接排水管4-8,供水口连接供水管4-6。
如图3所示,所述隔墙1-3采用全约束砌体结构,由多层耐火砖5砌筑而成,且相邻2层耐火砖5交错砌筑;如图5-图7所示,所述耐火砖5的本体为长方体结构,长边和短边所在的平面为2个大平面,长边和高所在的平面为2个长边侧面,短边和高所在的平面为2个短边侧面;所述耐火砖5一个大平面的中部设矩形凹槽5-1,另一个大平面的中部两侧设2个矩形凸起5-2形成凳腿结构;2个矩形凸起5-2位于矩形凹槽5-1投影位置的两侧,且矩形凸起5-2的宽度为矩形凹槽5-1的1/2,耐火砖5的短边长度为矩形凹槽5-1宽度的2倍;矩形凸起5-2的长度与矩形凹槽5-1的长度相配合;所述耐火砖5一个长边侧面的两端分别设半圆形凹槽5-4和半圆形凸起5-3,另一个长边侧面的两端在对称位置分别设半圆形凸起5-3和半圆形凹槽5-4;如图4所示,相邻2层耐火砖砌筑时,同层且相邻的耐火砖A、耐火砖B通过靠在一起的2个矩形凸起5-2共同插紧在另一层的耐火砖C上的矩形凹槽5-1内实现3块耐火砖之间的咬合定位;同层相邻的2块耐火砖通过耐火砖A上的半圆形凹槽5-4与耐火砖B上的半圆形凸起5-3配合、同时通过耐火砖A上的半圆形凸起5-3与耐火砖B上的半圆形凹槽5-4配合实现咬合连接。
本发明所述废液焚烧炉采用具有一次燃烧室1-1与二次燃烧室1-2一体化结构的U型炉膛,废液焚烧炉的炉体坐落在框架式基础平台之上,炉体外部为钢结构壳体,炉体及隔墙1-3采用耐火材料砌筑。
为确保有足够的废液焚烧时间,保证废液完全燃烧,同时减少散热损失,减少燃料消耗,炉体中部的隔墙1-3采用全约束砌体结构,具有独特的抗伸缩功能,可减少因液体焚烧负荷变化所造成的热胀冷缩对墙体的破坏;隔墙1-3底部砌筑有拱形通道,形成自然支撑。
本发明采用多段式加热系统通过加热控制系统实现自动控温,确保废液焚烧炉内的温度场保持稳定,同时确保盐类在炉体内部所有区域均为熔融状态。
废液雾化装置2-3与一段燃烧器1-1的供风管布置在炉顶,能够避免喷嘴的堵塞,废液雾化装置2-3下方的炉膛1内设有点火装置2-2。
废液焚烧炉的炉底设有炉渣冷却槽4-1,炉渣冷却槽4-1通过水封结构与废液焚烧炉的炉底连接,炉渣冷却槽4-1上方设有三段燃烧器4-3作为防结渣装置,炉渣冷却槽4-1的正上方设有隔热板4-4,隔热板4-4内设有冷却风管4-5,用于将炉膛1与炉底隔开,防止炉渣冷却时产生的水蒸气影响炉膛燃烧,节约能耗;炉渣冷却槽4-1采用液体冷却炉渣,冷却液体优选水,炉渣冷却槽4-1一侧设供水管4-6用于向其中连续注入冷却水并保证水温小于60℃;炉渣冷却槽4-1通过溢流管4-7控制水位,通过排水管4-8放空含盐液体。废液焚烧后的烟气由烟气出口导出,或由脱硝装置接口3-2送往脱硝装置进行净化处理。
如图4所示,本发明所述全约束砌体结构中,同层耐火砖沿耐火砖5长边方向连续砌筑,并自上而下砌筑形成多层砌体,上、下2层相邻的耐火砖5错位砌筑。上层相邻2块耐火砖A、B的各一条凳腿(矩形凸起5-2)分别插入下层同一块耐火砖C顶部的矩形凹槽5-1内,形成砖槽卡扣结构使3块耐火砖A、B、C相互咬合(如图4中部位Ⅰ所示),由矩形凹槽5-1与矩形凸起5-2配合限制耐火砖水平4个方向的自由度,每块耐火砖又由上层耐火砖、下层耐火砖进行上、下2个方向的限位,最终构成六向约束。耐火砖5的同一长边侧面分别具有半圆形凸起5-3和半圆形凹槽5-4,使同层相邻的2块耐火砖组成的咬合结构形成曲封结构,因此最终形成的全约束砌体具有六向约束+曲封的稳定结构。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种具有U型炉膛的废液焚烧炉,包括焚烧炉,焚烧炉由炉顶、炉膛及炉底组成;其特征在于,所述焚烧炉的炉膛中部沿竖直方向设有隔墙,隔墙的顶端与炉顶相连,隔墙的底端设拱形通道,隔墙将炉膛内部空间分隔为一次燃烧室和二次燃烧室,一次燃烧室和二次燃烧室通过拱形通道连通;一次燃烧室上方的炉顶设一段燃烧器及废液雾化装置,废液雾化装置下方的炉体一侧设点火装置;二次燃烧室上方的炉顶设事故排放口及脱硝装置接口,二次燃烧室上部一侧设烟气出口,底部一侧设二段燃烧器;炉底通过缩径结构与炉膛底部相连,缩径结构的下方设炉渣冷却槽,炉渣冷却槽内注有冷却水;缩径结构由上部的锥段和下部的直段组成,锥段的中部设水平的隔热板,直段的一侧设三段燃烧器,直段的底端插入炉渣冷却槽的水面之下形成水封结构;炉渣冷却槽的底部设排水口,上部设溢流口和供水口。
2.根据权利要求1所述的一种具有U型炉膛的废液焚烧炉,其特征在于,所述一次燃烧室、二次燃烧室上方的炉顶上分别设测温装置,测温装置与一段燃烧器、二段燃烧器、三段燃烧器通过加热控制系统联锁控制。
3.根据权利要求1所述的一种具有U型炉膛的废液焚烧炉,其特征在于,所述隔热板具有夹层结构,其本体采用耐火隔热材料制成,夹层结构中设有金属材料制成的冷却风管,冷却风管的进风端连接外部冷却风机。
4.根据权利要求1所述的一种具有U型炉膛的废液焚烧炉,其特征在于,所述炉渣冷却槽上的排水口与溢流口分别连接排水管,供水口连接供水管。
5.根据权利要求1所述的一种具有U型炉膛的废液焚烧炉,其特征在于,所述隔墙采用全约束砌体结构,由多层耐火砖砌筑而成,且相邻2层耐火砖交错砌筑;所述耐火砖的本体为长方体结构,长边和短边所在的平面为2个大平面,长边和高所在的平面为2个长边侧面,短边和高所在的平面为2个短边侧面;所述耐火砖一个大平面的中部设矩形凹槽,另一个大平面的中部两侧设2个矩形凸起形成凳腿结构;2个矩形凸起位于矩形凹槽投影位置的两侧,且矩形凸起的宽度为矩形凹槽的1/2,耐火砖的短边长度为矩形凹槽宽度的2倍;矩形凸起的长度与矩形凹槽的长度相配合;所述耐火砖一个长边侧面的两端分别设半圆形凹槽和半圆形凸起,另一个长边侧面的两端在对称位置分别设半圆形凸起和半圆形凹槽;相邻2层耐火砖砌筑时,同层且相邻的耐火砖A、耐火砖B通过靠在一起的2个矩形凸起共同插紧在另一层的耐火砖C上的矩形凹槽内实现3块耐火砖之间的咬合定位;同层相邻的2块耐火砖通过耐火砖A上的半圆形凹槽与耐火砖B上的半圆形凸起配合、同时通过耐火砖A上的半圆形凸起与耐火砖B上的半圆形凹槽配合实现咬合连接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant |