CN1102247A

CN1102247A - 垃圾焚烧和热量运用设备

Info

Publication number: CN1102247A
Application number: CN 93119266
Authority: CN
Inventors: 郭聪贤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-10-23
Filing date: 1993-10-23
Publication date: 1995-05-03
Anticipated expiration: 2013-10-23
Also published as: CN1061428C

Abstract

一种垃圾焚烧和热量运用设备，由第一和第二燃烧室组成，第一燃烧室顶端有垃圾分配器接受贮坑和输送机送进的垃圾，室内有数个推挤器，和管栅，管栅底端有垃圾滚筒和炉床，炉床底部有空气分配管，第一燃烧室底端螺旋输送机，侧壁有喷嘴与油泵油管相接于燃料油槽，第二燃烧室以燃烧气通道与第一燃烧室相通室内有高压过热蒸汽加热器22和高压饱和蒸汽发生器23，管栅是中空管件，以横列或竖立形成，通以冷凝水可保护管栅受高温作用不致焚毁，本设备可提高热能回收、节省燃料。

Description

本发明涉及一种垃圾焚烧和热量运用设备，属于垃圾处理焚烧设备的技术领域。

当前废弃物质的处理是以资源回收为主要方向，而垃圾主要是热能资源，因此提高资源的回收是主要目标，才能加速垃圾公害的防治。现有的垃圾焚烧设备，垃圾在炉床内卸放，通入空气，但垃圾尚系潮湿不能迅速着火燃烧，另外焚化时产生的燃烧气温度高于空气，但密度较小于空气，一旦离开炉床以后，不能再返回炉床，燃烧气中剩余的氧气很少能与垃圾接触燃烧，因此焚烧时有偏高的空气过剩比，无法降低，也难于提高燃烧气温度。

燃料燃烧时所需要的空气过剩比，除了受含水量多寡以及容易燃烧的程度影响以外，还依赖于是否可以与空气充分接触，燃料与空气接触面积愈大、愈均匀，其性又易燃，含水量又少，所需空气过剩比便越小，反之若接触面积较小，易燃性又较差（着火点较高），含水量高那么所需的空气过剩比便愈大。

例如天然气在炉内可以与空气迅速混合，接触面积也较大，天然气又极易燃烧，不含水份，所以燃烧所需的空气过剩比只要1.08就够用，使燃烧猛烈。至于煤炭含有挥发性物质，也极易燃烧，含水份也少，可是它形成块状，与空气接触面积就比较小，因此所需空气过剩比稍为偏高大约1.25左右。又如蔗渣虽易燃烧，形状松散，与空气接触面积也较大可是含水份达45%，所以卸放在炉床以后须经过一段时间才能干燥，着火，所以燃烧所需空气过剩比为1.5左右，现代的蔗渣锅炉都保装散布式添料机（spreadsr Stocker），蔗渣进入锅炉很快就散布于燃烧室中，缓慢下降时与上升的气流接触就迅速干燥，一俟蔗渣落于炉床上，就立即着火燃烧，所以所需的空气过剩比，也降为1.25左右。

垃圾中含有可燃物，其易燃性和松散形状也和蔗渣相似，可是含水量较高，燃烧所需的空气过剩比也就偏高，一般地区的综合垃圾，LHV1782千卡/公斤，其中可燃物占20%，水份含量56%，这种垃圾在传统焚化炉中焚化，空气过剩比纹为2.0，潮湿垃圾焚化时，它挤入第一燃烧室后便为营栅所栏围成高而薄的垃圾墙，在1000℃以上炉中烘干1-2小时后才卸于炉床上，所以在炉床上垃圾一旦与空气接触就猛烈燃烧，空气过剩比可降为1.3左右，另外燃烧气由炉床上升以后，又与面积很大的垃圾墙接触，燃烧气中的剩余氧，部份又与垃圾结合燃烧，又使空气过剩比降为1.2左右，使燃烧气温度因而增高。

通常燃烧气湿度愈高，热能在蒸汽动力发电系统中转换为机械能，电能比率就更高，一般燃烧煤，石油、天然气的火力发电，燃烧气温度高达1540℃（2800°F），热能转换为电能之比率约为40%。普通垃圾焚烧所生的燃烧气温度大约为850°，热能转换为电能比率降为20%，一般焚化炉产生的燃烧气温和热能换比率又将相应降低。

本发明的目的是要提供一种垃圾焚烧和热量运量适用设备，它可以弥补上述的不足，可以增加垃圾在燃烧室内烘干的时间以及与燃烧气接触的机会，使焚化时所需的空气过剩比可以大幅度地下降，使燃烧气温度升高，而且可以提高能源回收。

本发明的目的是这样实现的，主要由第一燃烧室和第二燃烧室组成，在第一燃烧室内的炉床上方处，用串通的铁管（或不锈钢管横列排列或竖立排列形成的管栅，管中通以冷凝水使管栅冷却不致受热焚毁，第一燃烧室顶端装有垃圾分配器11，垃圾由贮坑通过垃圾输送机输入，上部装有数个推挤器在管栅底端设有垃圾滚筒和炉床，炉床底端又装有空气分配管燃烧室底端有螺旋输送机，第一燃烧室侧壁有喷嘴与油泵油管相接于燃烧油槽。

第二燃烧室以燃烧通道与第一燃烧室相通，室内有空气予热器，与送风机和空气输送管相接，还有高压过热蒸汽加热器，与高压蒸汽管和透平，发电机等相连接，另外又连接冷凝水高槽相接，以输出管和管栅底部管伸连接。

图1垃圾焚烧和热量运用设备的示意图。

兹结合附图对垃圾焚烧和热量运用设备的结构详细叙述。

由图1，垃圾焚烧和热量运用设备主要由第一燃烧室1和第二燃烧室组成;

第一燃烧室1大部份建于地平面下面，其顶端是一垃圾分配器11，用来接受由贮坑4通过垃圾运送机输送来的垃圾;还有数个推挤器2，在推挤器12正下方设有管栅13该管栅13是串通中空的铁管或不锈钢管横向排列或竖向排列所组成的，管内有冷凝水通过，而管栅13排列所形成的面可以与地面垂直或稍为倾斜状，在第一燃烧室1下部，也就是管栅13的底端装有空气分配管16，同时带一燃烧室的底端也装有螺旋输送机17，燃烧室1的侧壁有喷嘴18，喷嘴18与燃烧油槽181前的油泵182以油管183相连接。

第2燃烧室2的作用是使由第一室产生的炭粒子黑烟可在室内滞留较长的时间，使它可以完全焚化，一般第二燃烧室2的位置较高，可以设置于地平面上面，而且由燃烧通道5与第一燃烧室相连接而第2燃烧室2的焚烧设备也与一般高压锅炉一样，第二燃烧室内装有空气预热器21，其外侧又与送风机211连接，另一端以空气输送管212与第一燃烧室1内的空气分配管16相接，形成一空气输送管路;

高压过热蒸汽加热器22的一端又以高压蒸汽管221与透平机222连接，透平机222一方面与发电机6连接，另一方面又与蒸汽冷凝器223相接，再以管路接通到冷凝水蓄槽224，再以冷凝水输出管225和管栅13底部的管件衔接，另外管栅13顶端的管件以锅炉给水管231与高压锅炉给水泵232相接，再与高压饱和蒸汽发生器23相接，由此形成一个锅炉给水、蒸汽和热量运用的管路;

在第二燃烧室2的后面设有烟道室24，该烟道室又以烟道241连接于排烟洗涤塔7和烟囱8。管栅有冷凝水通过起到冷却作用，使管体不致焚毁，进入第一燃烧室的垃圾受管栅的栏围，形成高而薄的垃圾墙，不致崩塌，在管栅和炉床之间的卸放垃圾装置将已在管栅内滞留1-2小时以后才降到管栅底部的垃圾卸放在炉床上焚化，这时垃圾已很干燥所以焚化燃烧所需空气过剩比约为1.3就足够。燃烧所需空气由炉床底部供应，焚化产生的燃烧气上升，转入燃气通道和第二燃烧室，由于第一燃烧室甚高，垃圾墙构成的面积也很大，在燃烧气上下流动时，使垃圾迅速干燥，而且燃烧气中还有30%过剩氧气还有机会参与燃烧，所以燃烧所需空气过剩比降到低于1.2，使燃气温度大幅度上升，还可提高蒸气动力发电系统的热效率也可大幅度提高，因而提高了能源回收。

上面，而且由燃烧通道5与第一燃烧室相连接而第2燃烧室2的焚烧设备也与一般高压锅炉一样，第二燃烧室内装有空气预热器21，其外侧又与送风机211连接，另一端以空气输送管212与第一燃烧室1内的空气分配管16相接，形成一空气输送管路;

在第二燃烧室2的后面设有烟道室24，该烟道室又以烟道241连接于排烟洗涤塔7和烟囱8。

开始焚化时，先启动输送机3把贮坑4内的垃圾输送到垃圾分配器11中，使垃圾平均地卸放在数个推挤器12内，垃圾经过推挤以后就均匀地进入第一燃烧室1内的管栅13内，在垃圾堆满时，使冷凝水蓄槽224的冷凝水由冷凝水输出管14流入管栅13，并且启动送风机211，使空气经过预热器21和空气输送管212进入炉床15底部的空气分配管16，然后开动油泵182，将燃料油加压经过油管183喷嘴18喷入炉内，再点火引燃，（燃料油在开始焚化时，辅助燃烧约2小时后就可以停止），并且转动滚筒14和炉床15，使垃圾逐渐卸放在炉床上面进行燃烧，残余的炉灰又转入螺旋输送机17送出炉外，而焚化燃烧的所产生的高温燃烧气由于密度低迅速由炉床位上升起，沿途与管栅13栏围而成的垃圾墙产生多次碰撞接触，又上升到第一燃烧室上端垃圾推挤器12附近，可是推挤器内并设有足够的空隙可以让燃烧气再往上升，所以燃烧气在越边垃圾墙上端以后，就往下降折转而通过燃烧气通道5，于是就进入第二燃烧室2加热高压饱和蒸汽发生器23中的水，以及高压过热蒸汽加热器22中的高压蒸汽后，其温度大幅度下降，再进入炉体内的烟道室24中，加热空气预热器21中的空气以后，温度约降到280℃左右，变为烟道气，经由烟道24进入排烟涤塔7洗涤以后，再由烟囱8排弃出去。

冷凝水从冷凝水输出管225进入两刘串通的管栅13，使管栅迅速冷却不致因受高温燃烧气的侵袭而致焚毁，冷凝水通过管栅13以降温度大幅度地升高，经由锅炉给水管231及高压锅炉给水泵232以后，可进入高压饱和蒸汽发生器23受热后变内高压饱和蒸汽，再流经高压过热蒸汽加热器22时，就变为高温高压过热蒸汽，然后由高压蒸汽管221进入透平机232推动发电机6发电蒸汽膨胀作功以后，高压过热蒸汽变为低压蒸汽并由透平机222排出而进入废气冷凝器223内，经过冷凝又变为冷凝水，而汇集于冷凝木蓄槽224，以供应冷却管栅13和第二燃烧室所需的给水。

空气是由送风机211输送入空气予热器21，经燃烧气或烟道气的预热主200℃以后，再由空气输送管212导入炉床15底部的空气分配管16使空气可以平均地供应于炉床15上，由于炉内温度很高，而卸放于炉床15上的垃圾又很干燥，所以当空气进入炉内，立即与炉床15上垃圾结合，起着猛烈燃作用。

管栅的结构可使垃圾进入炉床焚化以前，先经过充分干燥，使燃烧气温度大幅地提高，因而增加能源回收，即使垃圾较潮湿也不需用辅助燃料。管栅12排列愈高垃圾墙堆积了愈高垃圾干燥即愈低，燃烧气温度愈高，另外，管栅排列愈向炉床倾斜，燃烧气上升或下降时与垃圾墙面碰撞机会更多，剩余的氧气与垃圾结合燃烧机会也多，使燃烧气温度随之提高。

与现有技术相比，垃圾焚烧和热量运用设备具有下列优点。

1、管栅结构，使垃圾堆积成高而薄的垃圾墙，不致塌陷，依序下降，增加烘干时间和与燃烧气接触的机会，使燃烧所需过剩比降低，提高燃烧气温度增加能源回收。

2、管栅中有冷凝水通过，使管栅不致受高温所焚毁，同时冷凝水升温以后进入高压饱和蒸汽发生器以及经受蒸汽加热器能成为高压高温过热蒸汽可进入透平机，推动发电机发电，充分利用其热能。

Claims

1、一种垃圾焚烧和热量运用设备，其特征在于主要由第一燃烧室1和第二燃烧室2组成。

第一燃烧室(1)顶端有一垃圾分配器(11)和推挤器(12)，其下方设有管栅(13)，管栅底端分别设有垃圾滚筒(14)和炉床(15)，炉床底端装有空气分配管(16)，第一燃烧室底端也有螺旋输送机(17)，燃烧室(1)侧壁有喷嘴(18)，与燃烧油槽(181)前的油泵(183)以油管(183)相连接。第二燃烧室(2)由燃烧通道(5)与第一燃烧室(1)相连接，室内装有空气预热器(21)，外侧与逆风机(211)相连接，另一端又以空气输送管(212)与第一燃烧室(1)内的空气分配管(16)相接，高压过热蒸汽加热器(22)一端与高压蒸汽管(221)透平机(222)连接，透平机(222)又与发电机(6)相接，另一端方面又与蒸汽冷凝管(223)相接，再接到冷凝水蓄槽(224)，再以冷凝水输出管(225)和管栅(13)底部的管件衔接，另外管栅(13)顶端的管件以锅炉给水管(231)与高压锅炉给水泵(232)相接，再与高压饱和蒸汽发生器(23)相接。

2、根据权利要求1所述的设备，其特征在于管栅（13）由串通的中空管件横列形成，底端和顶端的管件与冷凝水输出管225锅炉给水管231相连接。

3、根据权利要求1所述的设备，其特征在于管栅排列形成的面可与地面垂直或稍为倾斜。