CN110006060A - Srl炉高温烟气三次焚烧及余热利用一体化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SRL炉高温烟气三次焚烧及余热利用一体化装置，包括腔体，所述腔体由膜式水冷壁拼接而成，腔体上方设置有锅筒，腔体底部形成水冷灰斗，所述水冷灰斗底部设置有链条出灰装置；腔体内形成燃烧室和排烟区，所述燃烧室侧壁设置有进烟口、含油废水喷枪、防爆门和进风口，所述排烟区内上下交替设置有隔板，隔板之间形成烟道，所述烟道一端与燃烧室连通，另一端设置有出烟口。采用本申请的高温烟气三次焚烧及余热利用一体化装置，一方面，能使烟气充分燃烧，大大减小了空气过量系数以及烟气量，确保了烟气中的有毒有害物质彻底焚毁或分解；另一方面，整体结构简单可靠、占地面积小以及能有效提高余热回收效率。

Description

SRL炉高温烟气三次焚烧及余热利用一体化装置

技术领域

本发明涉及危险废物处置技术领域，具体涉及一种SRL炉高温烟气三次焚烧及余热利用一体化装置。

背景技术

传统的焚烧装置出口烟气温度一般控制在850-900℃左右，未燃烧完全的高温烟气经二燃室在添加外部热源的情况下充分燃烧，焚烧过程中产生的二噁英大部分被分解，燃烧后的高温烟气经余热锅炉余热利用。

这种燃烧方式虽能很好的燃尽烟气中的可燃物，但烟气氧含量偏高，助燃空气利用率不高，空气过剩系数较大，较大的空气过剩系数不仅会产生较大的烟气量、增加系统的负担；而且烟气氧含量过高也不利于二噁英的再次合成控制；再者，过高的烟气氧含量也会对各排放指标折算产生不利的影响。

此外，一般锅炉在安装时需要在锅炉旁架设厚厚的炉墙，而且炉墙上还需架设笨重的耐火材料，安装成本及复杂程度较大，而且占地面积大。还有，现有的水冷壁管之间存在空隙，密封性不好，锅炉的热辐射会直接透过水冷壁管之间的空隙，部分热辐射被炉墙与耐火材料所吸收，导致炉墙蓄热量大、热损失大。

再者，危险废物在SRL炉内两次燃烧后产生1300℃的高温烟气，烟气中的含氯化合物在高温条件下，可对一般金属产生腐蚀作用，而一般锅炉均具有较高的炉壁温度，因此炉壁极易被烟气腐蚀。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种SRL炉高温烟气三次焚烧及余热利用一体化装置，一方面，使烟气充分燃烧，大大减小空气过量系数以及烟气量，确保烟气中的有毒有害物质彻底焚毁或分解；另一方面，使整体结构简单可靠、占地面积小以及能有效提高余热回收效率。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：一种SRL炉高温烟气三次焚烧及余热利用一体化装置，包括通过立架支撑稳固的腔体，所述腔体由膜式水冷壁拼接而成，腔体上方通过立架支撑设置有锅筒，腔体底部形成与腔体连通的水冷灰斗，所述水冷灰斗底部设置有链条出灰装置，所述链条出灰装置的出灰口设置有出灰插板阀；腔体内形成水平并列布置的燃烧室和排烟区，所述燃烧室侧壁设置有进烟口、含油废水喷枪、防爆门和进风口，所述排烟区内上下交替设置有隔板，隔板之间形成使烟气折返流动的烟道，所述烟道一端与燃烧室连通，另一端设置有出烟口。

进一步，所述膜式水冷壁分为上拱膜式水冷壁和侧膜式水冷壁。

进一步，所述燃烧室的前后侧壁均沿高度方向设置有三层进风口。

进一步，所述烟道通过隔板分隔成第一回程、第二回程和第三回程，所述第一回程的顶部设置有尿素喷枪，所述第二回程的顶部设置有备用出烟口，所述尿素喷枪和备用出烟口均设置在上拱膜式水冷壁的拱顶上。

进一步，所述隔板由膜式水冷壁制成。

进一步，所述燃烧室的侧壁内设置有耐火浇注料层。

进一步，在燃烧室和烟道侧壁还设置有检查门和激波清灰口。

进一步，还包括供水及驱动水在锅筒和膜式水冷壁之间循环流动的水循环组件。

本发明的有益效果：

1、经SRL炉两次燃烧后产生1300℃的高温烟气，未燃烧完全的有毒有害物质在一体化装置的燃烧室三次燃烧，使烟气中的有毒有害物质彻底焚毁。

2、燃烧室的前后墙均设有上、中、下三层二次风进风口，增加了烟气在燃烧室内的紊流程度，使得烟气在燃烧室的停留时间＞9s。

3、能使烟气充分燃烧，大大减小了空气过量系数以及烟气量，确保了烟气中的有毒有害物质彻底焚毁或分解。

4、本发明的燃烧室设有含油废水喷枪，含油废水经喷枪喷入燃烧室，与未燃烧完全的烟气混合，在二次风的助燃下三次燃烧，一方面含油废水得到了资源化利用，另一方面解决了含油废水处理成本高的问题。

5、烟道第二回程上拱膜式水冷壁处设有备用出烟口，正常工况下处于备用状态，当烟道出口烟气温度＜550℃时，投用备用出烟口，保证烟道出口烟气温度＞550℃，有效防止了二噁英的再次生成。

6、燃烧室与余热利用装置一体化设计，结构简单、占地面积小，热量回收利用率高。

7、采用全膜式水冷壁结构，炉墙只需用保温材料，而不用耐火材料，使炉墙厚度、重量都大为减小，简化了炉墙结构，减轻了锅炉总重量，降低了安装难度；增加了装置的气密性，不易结渣、漏风少，扩大了热交换面积，提高了余热回收效率。

8、本发明与SRL炉协同使用，主要用于有机危废与无机危废耦合利用与协同处置。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的主视剖面结构示意图；

图2为本发明的俯视剖面结构示意图；

图3为本发明的左视剖面结构示意图；

图4为本发明的水循环路径方块示意图；

图中：1-SRL炉，2-进烟口，3-含油废水喷枪，4-防爆门，5-锅筒，6-进风口，7-上拱膜式水冷壁，8-尿素喷枪，9-备用出烟口，10-出烟口，11-隔板，12-侧膜式水冷壁，13-立架，14-燃烧室，15-链条出灰装置，16-出灰插板阀，17-烟道，18-水冷灰斗。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明。

如图1-3所示，本发明公开了一种SRL炉高温烟气三次焚烧及余热利用一体化装置，整体为卧式结构，主要用来焚毁SRL炉两次燃烧未燃烧完全的有毒有害气体、吸收高温含尘烟气的热量产生一定品位的蒸汽，并将烟气中含有的大量灰尘降温分离出来。包括通过立架13支撑稳固的腔体，所述腔体由膜式水冷壁拼接而成，所述膜式水冷壁分为上拱膜式水冷壁7和侧膜式水冷壁12，上拱膜式水冷壁包括一体成型的拱顶和设置在拱顶两侧的侧壁，侧膜式水冷壁拼装封闭在上拱膜式水冷壁的两端即可形成腔体。腔体上方通过立架支撑设置有锅筒5，腔体底部形成与腔体连通的水冷灰斗18，具体来说，上拱膜式水冷壁的前后侧壁的下端往里折弯形成水冷灰斗，所述水冷灰斗底部设置有链条出灰装置15，所述链条出灰装置的出灰口设置有出灰插板阀16，烟气中的灰尘在水冷灰斗里面进一步降温后落入灰斗下面的链条出灰装置，再输送至炉外。腔体内形成水平并列布置的燃烧室14和排烟区，所述燃烧室侧壁设置有进烟口2、含油废水喷枪3、防爆门4和进风口6，所述进烟口与SRL炉1的排烟口连通，SRL炉由熔池区、澄清分离区、气相区等三部分构成，采用氧气浓度30％-70％的富氧空气作为助燃剂，原料在熔池内两次燃烧，熔池反应温度高达1300℃左右，熔池上部气相区炉内温度在1250℃以上，反应产生的各种气体在炉内停留时间>3S，经SRL炉两次燃烧未燃烧完全的有毒有害气体进入燃烧室进行第三次燃烧，所述含油废水喷枪和防爆门均设置在燃烧室的顶部且处于进烟口的上方，含油废水经含油废水喷枪喷入燃烧室，与未燃烧完全的烟气混合，在二次风的助燃下三次燃烧，一方面含油废水得到了资源化利用，另一方面解决了含油废水处理成本高的问题。所述防爆门起到爆燃时泄压的作用。本实施例中，在燃烧室前后墙上均设有上、中、下三层二次风进风口，共36个进风口，不仅为烟气中的CO和废液提供燃烧需要的O₂，而且增加了烟气在燃烧室的紊流程度和停留时间；在二次风的助燃下，烟气三次燃烧，使烟气中的有毒有害物质彻底焚毁,燃烧室出口温度＞950℃，停留时间＞9s。所述排烟区内上下交替设置有隔板11，隔墙由膜式水冷壁构成，双面辐射受热，隔板之间形成使烟气折返流动的烟道17，所述烟道一端与燃烧室连通，另一端设置有出烟口10，本实施例中，所述烟道通过隔板分隔成第一回程、第二回程和第三回程，使得烟气在烟道内呈“U型”和“倒U型”流向，增加了高温含尘烟气在烟道内的停留时间，停留时间＞8s。所述第一回程的顶部设置有尿素喷枪8，从尿素喷枪中喷出尿素作为还原剂，使燃烧中脱硝。所述第二回程的顶部设置有备用出烟口9，正常工况下处于备用状态，当烟道出口烟气温度＜550℃时，投用备用出烟口9，保证烟道出口烟气温度＞550℃，以便有效防止二噁英的再次生成。所述尿素喷枪和备用出烟口均设置在上拱膜式水冷壁的拱顶上。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述燃烧室的侧壁内设置有耐火浇注料层，耐火浇注料层的厚度约为80mm，从而保证了燃烧室有一定的温度场。

作为对上述技术方案的进一步改进，在燃烧室和烟道侧壁还设置有检查门和激波清灰口，当锅炉因积灰导致排烟温度升高时，可以实施在线清灰，保证锅炉在要求的温度区间运行。

作为对上述技术方案的进一步改进，还包括供水及驱动水在锅筒和膜式水冷壁之间循环流动的水循环组件。具体来说，所述水循环组件包括除氧器、给水泵、沉降管、下集箱和循环泵。锅筒纵向布置在膜锅炉顶部，有两个鞍座固定在顶部钢架上面；锅筒上面设有了主汽阀管座、安全阀管座、压力表管座、进水管座、加药管座，放气阀管座、连续排污管座、紧急放水管座、水位表管座、有集中下降管管座、汽水连通管管座。两个椭圆封头上面设有人孔装置供安装、运行、检修用。

锅筒内部有配水管、连续排污管、水下孔板、汽水挡板、以及匀汽孔板。给水进入锅筒后从集中下降管配水给膜式水冷壁的下集箱，在水冷壁吸收热量后成为汽水混合物由汽水连通管进入锅筒，在汽水挡板的作用下降低混合物的动能从而减小锅筒内部水位的波动，然后从水下孔板中完成第一次汽水分离，接着在匀汽孔板中实现第二次汽水分离，最后形成合格的饱和蒸汽从主蒸汽管引出外用。锅筒内的水相强制循环，经上集箱、膜式水冷壁、下集箱、循环泵返回至锅筒。图4为水循环路径方块示意图。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳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，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种SRL炉高温烟气三次焚烧及余热利用一体化装置，其特征在于：包括通过立架支撑稳固的腔体，所述腔体由膜式水冷壁拼接而成，腔体上方通过立架支撑设置有锅筒，腔体底部形成与腔体连通的水冷灰斗，所述水冷灰斗底部设置有链条出灰装置，所述链条出灰装置的出灰口设置有出灰插板阀；腔体内形成水平并列布置的燃烧室和排烟区，所述燃烧室侧壁设置有进烟口、含油废水喷枪、防爆门和进风口，所述排烟区内上下交替设置有隔板，隔板之间形成使烟气折返流动的烟道，所述烟道一端与燃烧室连通，另一端设置有出烟口。

2.根据权利要求1所述的SRL炉高温烟气三次焚烧及余热利用一体化装置，其特征在于：所述膜式水冷壁分为上拱膜式水冷壁和侧膜式水冷壁。

3.根据权利要求2所述的SRL炉高温烟气三次焚烧及余热利用一体化装置，其特征在于：所述燃烧室的前后侧壁均沿高度方向设置有三层进风口。

4.根据权利要求3所述的SRL炉高温烟气三次焚烧及余热利用一体化装置，其特征在于：所述烟道通过隔板分隔成第一回程、第二回程和第三回程，所述第一回程的顶部设置有尿素喷枪，所述第二回程的顶部设置有备用出烟口，所述尿素喷枪和备用出烟口均设置在上拱膜式水冷壁的拱顶上。

5.根据权利要求4所述的SRL炉高温烟气三次焚烧及余热利用一体化装置，其特征在于：所述隔板由膜式水冷壁制成。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的SRL炉高温烟气三次焚烧及余热利用一体化装置，其特征在于：所述燃烧室的侧壁内设置有耐火浇注料层。

7.根据权利要求6所述的SRL炉高温烟气三次焚烧及余热利用一体化装置，其特征在于：在燃烧室和烟道侧壁还设置有检查门和激波清灰口。

8.根据权利要求7所述的SRL炉高温烟气三次焚烧及余热利用一体化装置，其特征在于：还包括供水及驱动水在锅筒和膜式水冷壁之间循环流动的水循环组件。