CN110186055A - 一种净化二恶英烟气的垃圾焚烧炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种净化二恶英烟气的垃圾焚烧炉，由上至下依次设置垃圾进料口、烟气余热烘干室、烟气燃烧室(3)、垃圾二次燃烧室(4)及灰渣室，在烟气燃烧室内设置垃圾一次燃烧室(6)，垃圾一次燃烧室具有透气罩体，在烟气燃烧室外设置烟气急冷室与烟气净化机，本发明利用两个垃圾燃烧室及其带漏孔的隔板、烟气急冷室与烟气净化机及电控系统等结构设计，经过垃圾二次燃烧彻底裂解、高温无害分解、烟气急冷、烟气除尘、吸附等工序，能够对烟气进行循环燃烧与余热利用，对废气中的二恶英有效净化，排放后不会对环境造成二次污染，除尘效果好，焚烧后的烟气先经过预降温才进入除尘箱中，能够延长整体设备的使用寿命，环保检测指标远优于国家标准。
Description
技术领域
本发明涉及一种净化二恶英烟气的垃圾焚烧炉，属于小型垃圾焚烧炉二恶英烟气净化领域，尤其适用于乡镇及农村小型生活垃圾焚烧炉所产生烟气的净化处理。
背景技术
二恶英是一类剧毒物质，其毒性相当于人们熟知的剧毒物质氰化物的130倍，砒霜的900倍，也是一级致癌物，并表现为人与动物的急性毒性。大气环境中二恶英来源复杂，钢铁冶金、有色金属冶金，汽车尾气，焚烧生产等(包括医疗废物焚烧、化工厂的废物焚烧，生活垃圾焚烧，燃煤电厂等。生活垃圾焚烧产生二恶英关注度最高，产生机理比较复杂，一般认为，生活垃圾焚烧低于800度，含氯垃圾不能完全燃烧，容易生成二恶英烟气，二恶英等有毒害的气体在705℃开始裂解，需850℃以上温度并保持2秒以上才能充分裂解完成。
随着人们生活水平的不断提高，人们生活中所生产的垃圾数量非常巨大，垃圾焚烧炉是焚烧生活垃圾的主体设备，生活垃圾在炉膛内焚烧容易产生有毒有害尤其是含二恶英的废气，废气必须再由其它专门配套设备进行净化处理。
中国从2016年1月1日起实施有史以来最严厉的《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)，颗粒物、重金属、HCl、SO2、NOX和二恶英类污染物的排放限值均大幅收紧，如颗粒物由80mg/Nm3收紧至20mg/Nm3，二恶英则由1ngTEQ/m3降低到0.1ngTEQ/m3，使国内现有绝大部分小型生活垃圾焚烧炉烟气净化尤其是二恶英净化都难于达标。要达标除了必须对排放烟气各类有毒有害污染物净化处理外，还必须对需焚烧处理的生活垃圾进行预处理与烟气二次高温焚烧，才能彻底去除废气中的二恶英。
但是现有的大部分小型生活垃圾焚烧炉，无法对烟气尤其是二恶英进行彻底处理，焚烧后烟气中的有害物质较多，同时无法对烟气进行循环燃烧与余热利用，因此不方便后续的烟气净化设备处理有毒有害废气及粉尘，也无法对废气中的二恶英彻底净化，排放后也会对环境造成二次污染，并且，部分处理设备烟气除尘效果差，焚烧后的烟气没有经过预降温直接进入除尘箱中，容易给净化设备造成损坏。针对上述问题，急需针对原有生活垃圾焚烧炉的工艺、设备结构及烟气净化工艺与设备的技术现状进行创新改造。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种净化二恶英烟气的垃圾焚烧炉，经过垃圾二次燃烧彻底裂解、高温无害分解、喷淋冷却系统、烟气除尘、吸附等工序，能够对烟气进行循环燃烧与余热利用，对废气中的二恶英有效净化，排放后也不会对环境造成二次污染，除尘效果好，焚烧后的烟气先经过预降温才进入除尘箱中，能够延长整体设备的使用寿命，环保检测指标远优于国家标准。
本发明采用的技术方案为：
一种净化二恶英烟气的垃圾焚烧炉，包括焚烧炉本体，在焚烧炉本体上由上至下依次设置垃圾进料口、烟气余热烘干室、烟气燃烧室、垃圾二次燃烧室及灰渣室，在烟气燃烧室内部设置垃圾一次燃烧室，垃圾一次燃烧室具有带孔透气的罩体，在烟气燃烧室的外部连通设置烟气急冷室，烟气急冷室与烟气余热烘干室连通，烟气余热烘干室与烟气净化机连通；
所述烟气余热烘干室内部设置挡料台阶，所述烟气余热烘干室的底部为开口式漏斗形状；
所述垃圾一次燃烧室、垃圾二次燃烧室的顶部均设置模块吊顶，垃圾一次燃烧室、垃圾二次燃烧室的底部均设置带通孔的隔板，垃圾一次燃烧室、垃圾二次燃烧室外侧均设置有燃烧器和排渣口，垃圾一次燃烧室、垃圾二次燃烧室的排渣口下方分别设置活动推板，所述垃圾二次燃烧室外侧还设置进风口；
所述灰渣室底部设置排渣口。
进一步，所述垃圾一次燃烧室的外侧炉体上设置排气管，所述烟气余热烘干室的外侧炉体上设置抽风管，所述抽风管与排气管分别与烟气急冷室连接，烟气余热烘干室通过喷淋管与烟气净化机相连通，烟气净化机底部设置冷却塔，烟气净化机通过冷却塔与烟气急冷室连接。
进一步，所述焚烧炉本体为圆筒形钢铁外壳内衬耐火层，所述耐火层由耐火砖砌筑形成。
进一步，所述垃圾一次燃烧室的隔板与炉壁连接，隔板上的通孔为10-80度倾斜式漏孔，直径为1-50cm。
进一步，所述垃圾二次燃烧室的隔板与炉壁连接，隔板上的通孔为竖孔，直径为5cm。
进一步，所述垃圾二次燃烧室的进风口与富氧喷管连接，燃烧器与含油燃烧喷头连接。
进一步，所述挡料台阶设置为一层或多层。
进一步，所述垃圾焚烧炉的灰渣室为漏斗式圆锥形。
进一步，所述垃圾进料口、挡料台阶均采用倾斜式设置。
再进一步，所述垃圾焚烧炉与控制炉内温度的电控系统连接。
本发明的有益效果为：本发明的垃圾焚烧炉为立体式新型焚烧炉，炉体采用圆筒形钢铁外壳内衬耐火砖砌筑而成的耐火层，炉体内腔按功能由上至下依序分为：倾斜式垃圾进料口、烟气余热烘干室、倾斜式挡料台阶、烟气燃烧室、垃圾二次燃烧室、灰渣室等。垃圾一次燃烧室的隔板上所具有的倾斜式漏孔，使垃圾顺利从隔层漏到垃圾二次燃烧室，同时能够确保垃圾焚烧中产生的烟气逆流上升到垃圾一次燃烧室；焚烧炉本体外侧设置烟气急冷室，烟气急冷室能将冷却水横向喷向高温烟气，立即雾化，冷却烟气至300-400度上升到烟气余热烘干室。焚烧净化过程为：垃圾在富氧与燃油燃烧在800-850度时焚烧基本完全(残渣量为5％左右)，烟气在垃圾二次燃烧室的温度达到1000度左右，二恶英彻底裂解，排放到炉体外的烟气中的二恶英能够完全消除，几乎不含二恶英，为后续烟气净化打下好的基础，烟气排出炉体后立即冷却，冷却水喷嘴横向喷向高温烟气，立即雾化，冷却烟气至300-400度后，又接入炉体，到烟气余热烘干室，利用烟气余热烘干垃圾，烘干垃圾后烟气接烟气净化机，烟气再经过烟气净化系统彻底净化去除颗粒物、重金属，HCl、SO2、NOX等达标排放。本发明能够对烟气进行循环燃烧与余热利用，对废气中的二恶英有效净化，排放后不会对环境造成二次污染，除尘效果好，焚烧后的烟气先经过预降温才进入除尘箱中，能够延长整体设备的使用寿命，环保检测指标远优于国家标准。
附图说明
图1为本发明的内部结构图；
图2为本发明的外部结构示意图；
图3为本发明的剖面图；
图4为烟气急冷室、排气管和抽风管的连接示意图；
图5为炉体与烟气急冷室和烟气净化机的连接示意图。
图中：1为垃圾进料口；2为烟气余热烘干室；3为烟气燃烧室；4为垃圾二次燃烧室；5为灰渣室；6为垃圾一次燃烧室；7为排气管；8为烟气急冷室，9为通孔；10为隔板；11为燃烧器；13为进风口；14为排渣口；15为耐火层；16为挡料台阶；17为烟气净化机；18为抽风管；19为喷淋管；20为冷却塔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
一种净化二恶英烟气的垃圾焚烧炉，如图1所示，包括焚烧炉本体，焚烧炉本体为圆筒形钢铁外壳内衬耐火层15，所述耐火层由耐火砖砌筑形成。在焚烧炉本体上由上至下依次设置垃圾进料口1、烟气余热烘干室2、烟气燃烧室3、垃圾二次燃烧室4及灰渣室5，灰渣室为漏斗式圆锥形，灰渣室底部设置排渣口。如图4、5所示，在烟气燃烧室内部设置垃圾一次燃烧室6，垃圾一次燃烧室具有带孔透气的罩体，垃圾一次燃烧室的外侧炉体上设置排气管7，在烟气燃烧室的外部连通设置烟气急冷室8，烟气急冷室与烟气余热烘干室连通，烟气余热烘干室与烟气净化机17连通，具体连接方式如图5所示，所述烟气余热烘干室的外侧炉体上设置抽风管18，所述抽风管与排气管分别与烟气急冷室连接，烟气余热烘干室通过喷淋管19与烟气净化机相连通，烟气净化机底部设置冷却塔20，烟气净化机通过冷却塔与烟气急冷室连接。所述烟气余热烘干室内部设置挡料台阶16，挡料台阶设置为一层或多层。所述烟气余热烘干室的底部为开口式漏斗形状，如图3所示。
如图1、2所示，所述垃圾一次燃烧室、垃圾二次燃烧室的顶部均设置模块吊顶，垃圾一次燃烧室、垃圾二次燃烧室的底部均设置带通孔9的隔板10，垃圾一次燃烧室、垃圾二次燃烧室外侧均设置有燃烧器11和排渣口14，垃圾二次燃烧室的进风口与富氧喷管连接，燃烧器与含油燃烧喷头连接。垃圾一次燃烧室、垃圾二次燃烧室的排渣口下方分别设置活动推板，所述垃圾二次燃烧室外侧还设置进风口13。
垃圾一次燃烧室的隔板与炉壁连接，隔板上的通孔为60度倾斜式漏孔，直径为15cm。垃圾二次燃烧室的隔板与炉壁连接，隔板上的通孔为竖孔，直径为5cm。
所述垃圾进料口、挡料台阶均采用倾斜式设置。
所述垃圾焚烧炉与控制炉内温度的电控系统连接。
本发明提供了一条完善的垃圾处理工艺，包含焚烧烟气二恶英二次燃烧彻底裂解、高温无害分解、喷淋冷却系统、烟气除尘、吸附等工序。在一个实施例中，本发明提供的技术方案如下：立体式新型焚烧炉每天焚烧垃圾5-15吨，如图1、2所示，焚烧炉本体采用圆筒形钢铁外壳内衬由耐火砖砌筑而成的耐火层，方便于工厂化生产和现场安装。垃圾焚烧炉内腔按功能由上至下依序分为：倾斜式垃圾进料口、烟气余热烘干室、环形倾斜式挡料台阶、垃圾一次燃烧室、垃圾二次燃烧室、灰渣室等，在炉体外侧还设置烟气急冷室和烟气净化机。
所述焚烧炉本体的外侧分别设置二个垃圾燃烧室排渣口即排渣炉门，且排渣炉门上安装有活动推板，所述活动推板可以是抽拉板，位于排渣炉门的下方。
所述垃圾一次燃烧室的底部具有带通孔的隔板，隔板上的通孔为模块式排列的10-80度倾斜式漏孔，直径为1-50cm，隔板紧贴炉壁安装，能够确保垃圾顺利从隔板漏到垃圾二次燃烧室，同时垃圾焚烧时产生的烟气能够逆流上升到垃圾一次燃烧室。
所述垃圾一次燃烧室的一侧分别设有排气管、燃烧器口，燃烧器插入含油燃烧喷头，排气管接烟气急冷室，烟气急冷室的冷却水喷嘴横向喷向高温烟气，使烟气立即雾化，急冷后烟气冷却至300-400度时再次回流上升到烟气余热烘干室，冷却后的烟气余热能够烘干垃圾，烘干垃圾后烟气可以经抽风管、喷淋管再经过烟气净化机彻底净化去除烟气中的粉尘和烟气中的水雾，使颗粒物、重金属，HCl、SO2、NOX等达标排放，烟气净化机回收下来的水经降温后进入喷淋管再次给入烟气急冷室，形成循环。
所述垃圾二次燃烧室的底部具有带通孔的隔板，所述通孔为模块式排列的漏孔，通孔的直径为5cm，隔板紧贴炉壁安装，确保垃圾焚烧灰渣顺利从隔板漏到灰渣室，同时垃圾焚烧产生的烟气逆流上升到垃圾二次燃烧室；所述垃圾二次燃烧室的一侧分别设有燃烧器与进风口，进风口插入一根富氧喷管，燃烧器插入含油燃烧喷头。
灰渣室为漏斗式圆锥形，底部设有出渣口。
本发明处理二恶英烟气的工艺流程详细说明如下：
垃圾在富氧与燃油燃烧的情况下，在800-850度焚烧基本完全(残渣量为5％左右)，焚烧的烟气在垃圾二次燃烧室的温度达到1000度时燃烧，二恶英彻底裂解，排放到炉体外时二恶英烟气已经完全消除，几乎不含二恶英，为后续烟气净化打下好的基础，烟气通过排气管排出炉体后立即冷却，冷却水喷嘴横向喷向高温烟气，立即雾化，冷却烟气至300-400度后，又接入炉体，到烟气余热烘干室，利用烟气余热烘干垃圾，烘干垃圾后烟气可外接抽风管与抽风风机排出，再经过烟气净化系统彻底净化去除颗粒物、重金属等有害物质。
本发明的优点在于，含有二恶英的烟气进入垃圾二次燃烧室后又再次高温到1000℃时能够二次燃烧，燃烧时烟气中的二恶英能够彻底裂解净化，无二恶英的高温烟气立即经烟气急冷室冷却，瞬间把烟气的温度降到300-400度左右，同时热烟气可以再次用于烘干垃圾，达到高效节能的效果与目的。烟气再通过抽风机进入烟气净化系统，然后被打散为小气泡后，部分可溶性气态污染物先溶解于水中，另一部分不溶性的气态污染物随气泡上升过程中冷却为液态或固态，未溶解的液态或固态污染物被泡沫层吸附，最终烟气净化系统的出口为净化后的气体。烟气净化系统即通过微纳米气泡溶解、氧化与吸收等多效协同处理技术(气-液-固三相吸收)将烟气彻底净化，使各污染物如颗粒物、重金属、HCl、SO2、NOX等指标达标排放。
烟气急冷室采用螺旋式喷淋雾化冷却方式，利用喷淋水在高压下的作用对烟气进行瞬间降温与初级净化，增强效益。
除炉体外，垃圾一、二次燃烧室的顶部均采用模块吊顶，既减少热损失，又减少焚烧炉重量。
本发明的垃圾焚烧炉还配套先进电控系统，对垃圾一、二次燃烧室的温度、烟气温度均实现在线监测监控，确保烟气净化彻底高效。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种净化二恶英烟气的垃圾焚烧炉，包括焚烧炉本体，其特征在于，在焚烧炉本体上由上至下依次设置垃圾进料口(1)、烟气余热烘干室(2)、烟气燃烧室(3)、垃圾二次燃烧室(4)及灰渣室(5)，在烟气燃烧室内部设置垃圾一次燃烧室(6)，垃圾一次燃烧室具有带孔透气的罩体，在烟气燃烧室的外部连通设置烟气急冷室(8)，烟气急冷室与烟气余热烘干室连通，烟气余热烘干室与烟气净化机(17)连通；
所述烟气余热烘干室内部设置挡料台阶(16)，所述烟气余热烘干室的底部为开口式漏斗形状；
所述垃圾一次燃烧室、垃圾二次燃烧室的顶部均设置模块吊顶，垃圾一次燃烧室、垃圾二次燃烧室的底部均设置带通孔(9)的隔板(10)，垃圾一次燃烧室、垃圾二次燃烧室外侧均设置有燃烧器(11)和排渣口(14)，垃圾一次燃烧室、垃圾二次燃烧室的排渣口下方分别设置活动推板，所述垃圾二次燃烧室外侧还设置进风口(13)；
所述灰渣室底部设置排渣口。
2.如权利要求1所述的净化二恶英烟气的垃圾焚烧炉，其特征在于，所述垃圾一次燃烧室的外侧炉体上设置排气管(7)，所述烟气余热烘干室的外侧炉体上设置抽风管(18)，所述抽风管与排气管分别与烟气急冷室连接，烟气余热烘干室通过喷淋管(19)与烟气净化机相连通，烟气净化机底部设置冷却塔(20)，烟气净化机通过冷却塔与烟气急冷室连接。
3.如权利要求1所述的净化二恶英烟气的垃圾焚烧炉，其特征在于，所述焚烧炉本体为圆筒形钢铁外壳内衬耐火层(15)，所述耐火层由耐火砖砌筑形成。
4.如权利要求1所述的净化二恶英烟气的垃圾焚烧炉，其特征在于，所述垃圾一次燃烧室的隔板与炉壁连接，隔板上的通孔为10-80度倾斜式漏孔，直径为1-50cm。
5.如权利要求1所述的净化二恶英烟气的垃圾焚烧炉，其特征在于，所述垃圾二次燃烧室的隔板与炉壁连接，隔板上的通孔为竖孔，直径为5cm。
6.如权利要求1所述的净化二恶英烟气的垃圾焚烧炉，其特征在于，所述垃圾二次燃烧室的进风口与富氧喷管连接，燃烧器与含油燃烧喷头连接。
7.如权利要求1所述的净化二恶英烟气的垃圾焚烧炉，其特征在于，所述挡料台阶设置为一层或多层。
8.如权利要求1所述的净化二恶英烟气的垃圾焚烧炉，其特征在于，所述垃圾焚烧炉的灰渣室为漏斗式圆锥形。
9.如权利要求1所述的净化二恶英烟气的垃圾焚烧炉，其特征在于，所述垃圾进料口、挡料台阶均采用倾斜式设置。
10.如权利要求1-9之一所述的净化二恶英烟气的垃圾焚烧炉，其特征在于，所述垃圾焚烧炉与控制炉内温度的电控系统连接。
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