CN110296416B - 一种处理固废物料的炭化焚烧炉及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理固废物料的炭化焚烧炉，用于炭化焚烧固废物料，包括依次连接的一次燃烧系统、二次燃烧系统和排放系统，所述一次燃烧系统呈倾斜式设计，并设置有脉动回转翻板单元、一次燃烧室和燃烧机构，所述脉动回转翻板单元设在一次燃烧室内，燃烧机构设置在一次燃烧室的底部，需要焚烧的固废物料经过脉动回转翻板单元翻转传送，完成干燥过程，并在一次燃烧室燃烧，燃烧产生的有害烟气进入二次燃烧系统，所述二次燃烧系统内设有二次燃气燃烧室，用于对固废物料产生的有害烟气进行高温焚烧；所述排放系统包括出渣机构和出烟机构，所述出渣机构设在一次燃烧室的底部，所述出烟机构内设有除尘系统，用于对焚烧产生的气体除尘后排放。

Description

一种处理固废物料的炭化焚烧炉及其工作方法

技术领域

本发明涉及废物处理的技术领域，更具体地，涉及一种处理固废物料的炭化焚烧炉及其工作方法。

背景技术

在城市化进程中，垃圾作为城市代谢的产物曾经是城市发展的负担，世界上许多城市均有过垃圾围城的局面。垃圾焚烧法是一种实践多年的垃圾处理方法。它比起填埋法占地面积小，效率高，曾一度被视为一种“减量快”的好方法，吸引日本和德国等发达国家大力发展。

垃圾焚烧即通过适当的热分解、燃烧、熔融等反应，使垃圾经过高温下的氧化进行减容，成为残渣或者熔融固体物质的过程。但现有的垃圾焚烧炉都比较大型，占地比较广，投资成本高，且垃圾、废物在焚烧过程中，焚烧处置率低，从而产生大量的废气、热量和粉层，若焚烧后的废气处理不当，则很容易引发二次污染等问题，环境恶化问题也会层出不穷。

发明内容

为克服现有的技术缺陷，本发明提供了一种处理固废物料的炭化焚烧炉及其工作方法，具有结构简单、焚烧处置率高、排放物控制水平高的有益效果。

为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：

一种处理固废物料的炭化焚烧炉，用于炭化焚烧固废物料，包括依次连接的一次燃烧系统、二次燃烧系统和排放系统，所述一次燃烧系统呈倾斜式设计，并设置有脉动回转翻板单元、一次燃烧室和燃烧机构，所述脉动回转翻板单元设在一次燃烧室内，燃烧机构设在一次燃烧室的底部，所述燃烧机构包括但不限于燃烧器、燃烧机或生物质颗料燃烧机，需要焚烧的固废物料在一次燃烧室内，经过脉动回转翻板单元翻转传送，完成干燥过程，并炭化焚烧，所述二次燃烧系统内设有二次燃气燃烧室，用于对固废物料燃烧后产生的有害烟气进行高温焚烧；所述排放系统包括出渣机构和出烟机构，所述出渣机构设在一次燃烧室的底部，所述出烟机构内设有除尘系统，用于对焚烧产生的气体除尘后排放。

本技术方案主要是用于对固态物料的炭化焚烧处理，也可用于处理其他废料。其中，本技术方案的一次燃烧系统呈倾斜式设计，破碎好的固体废料通过脉动回转翻板单元逐级往下翻转传送，完成干燥过程，且可靠、耐用。

本技术方案中，二次燃气燃烧室内采用燃气燃烧机对固体废料产生的高温烟气进行深度燃烧，燃气燃烧机能将高温烟气加热升温到1000℃以上，并保持燃烧2秒以上，再通入出烟机构的除尘系统进行除尘后排放。

所述出烟机构内设置了除尘系统，通过除尘系统的除尘作用，对烟气进行无害化处理，避免排出的烟气污染大气环境。

所述出渣机构呈凹槽式设计，能有效排出灰烬，还能防止热量散发外溢。出渣机构设有凹槽式滚筒排渣口，凹槽式滚筒排渣口的两边设有防溢热护板。

进一步地，所述一次燃烧室底部设有燃烧机构，所述的燃烧机构包括但不限于燃烧器、燃烧机或生物质颗料燃烧机。用于加热、炭化和焚烧固废物料，提升一次燃烧室的温度。

一次燃烧室内采用所述的燃烧机构中的一种燃烧机或燃烧器燃烧加热，能有效提高炉内的温度，并将温度提升至500~700℃。在燃烧机或燃烧器加热燃烧作用下，焚烧炉内的高温烟气、氮氧化物、一氧化碳等其它有机废气向一次燃烧系统的顶部聚集，并由风机引入二次燃气燃烧室内，与燃气燃烧室喷出的高温火焰进行充分燃烧。

进一步地，所述一次燃烧系统设置有多组脉动回转翻板单元，且多组脉动回转翻板单元依次翻转衔接，并逐级传动，用于将固废物料逐级翻转在一次燃烧室内燃烧，所述脉动回转翻板单元设在一次燃烧室的上方。

进一步地，所述一次燃烧系统和二次燃烧系统之间设有热辐射物料导流隔板，脉动回转翻板单元上的固废物料翻转后与热辐射物料导流隔板接触，所述二次燃气燃烧室燃烧产生的热量传导到热辐射物料导流隔板上，进而提高一次燃烧室和固废物料的温度。

本技术方案中，上一级脉动回转翻板单元上的物料抛洒到热辐射物料导流隔板上与之充分接触，并滑落入下一级脉动回转翻板单元。所述热辐射物料导流隔板呈倾斜式设计，用于将二次燃气燃烧室产生的热量传导到一次燃烧室内，进而加速固废物料的干燥、炭化和燃烧。所述二次燃气燃烧室燃烧产生的热量传导到热辐射物料导流隔板上，进而提高物料和一次燃烧室的温度。

进一步地，所述一次燃烧系统还包括物料输送机构、进料斗和喂料机构，所述物料输送机构呈倾斜式设计，并将固废物料传送到进料斗，所述进料斗和所述喂料机构连接，并设在脉动回转翻板单元的顶部，所述喂料机构设有凹槽式滚筒喂料口，喂料口的两边设有防溢热护板，脉动回转翻板单元翻转与喂料机构连通。

其中，所述喂料机构呈凹槽式设计，所述物料输送机构将物料投入从下到上传送到进料斗，进料斗将物料传送到喂料机构，喂料机构将定量物料喂料给脉动回转翻板单元，保证炉内有序进行炭化焚烧。喂料口两边设有防溢热护板，主要为了防止热量散发。

进一步地，所述出烟机构与二次燃气燃烧室的顶部接通，且出烟机构内至少设有两组处理不同类型废气的除尘系统，所述除尘系统依次连接，且最后一组除尘系统的尾部连接有一排放管，出烟机构内的烟气依次通过除尘系统除尘处理后，通过排放管排出。

本技术方案中，所述两组除尘系统分别是水压式除尘系统和布袋除尘系统，用于对不同的废气进行无害化处理，处理的效率和净化率更高。

进一步地，所述一次燃烧系统内在水平方向上至少设置有3组脉动回转翻板单元，所述3组脉动回转翻板单元从水平方向上依次翻转传送。

进一步地，所述一次燃烧系统内在垂直方向上至少设置有3组脉动回转翻板单元，水平方向和垂直方向的脉动回转翻板单元呈S形顺序依次传送，水平方向的脉动回转翻板单元传送完成后，由下一级且与其相邻的脉动回转翻板单元继续传送。

本技术方案中，S形走向设计的脉动回转翻板单元组加长了固体废料的翻转传送距离，并在水平方向上依次翻转传送完成后，再从上到下逐级翻转接力转送，完成干燥，炭化焚烧和灰化的过程。

一种处理固废物料的炭化焚烧炉的工作方法，适用于上述的处理固废物料的炭化焚烧炉，其工作步骤包括：S1：启动一次燃烧系统，将焚烧炉内温度加热到500~700℃；S2：将破碎好的固废物料输送至脉动回转翻板单元；S3：脉动回转翻板单元将固废物料翻转传送，在翻转过程中，一次燃烧室内产生的高温气体与固废物料充分接触，完成干燥过程；S4：固废物料在一次燃烧室内，被快速炭化、燃烧和裂解，直至固废物料的可燃物被燃为灰烬，所剩余的残渣落入出渣机构内，并由出渣机构排出；S5：固废物料燃烧产生的高温烟气飘荡于一次燃烧系统的中上部，同时向顶部聚集并由引风机引入二次燃气燃烧室，二次燃气燃烧室的燃气燃烧所喷出高温火焰，与高温烟气混合，并对高温烟气充分燃烧，形成1000℃以上的高温等离子火焰，并保持该火焰2秒以上，从而对废气充分分解；S6：分解后的烟气通过出烟机构进入除尘系统，经除尘达标后排放。

进一步地，所述一次燃烧系统包括多组脉动回转翻板单元，其中所述脉动回转翻板单元在水平方向上至少设置有3组，并依次翻转传送，在垂直方向至少设置有3级，所述脉动回转翻板单元呈S形传送，同一级的脉动回转翻板单元水平方向上翻转传送完成后，继续传送到下一级且相邻的脉动回转翻板单元，前一脉动回转翻板单元翻转传送到下一脉动回转翻板单元后复位，以此类推。

进一步地，所述一次燃烧室底部设有燃烧机构，用于燃烧固废物料，将一次燃烧室内的温度加热到500~700℃，固废物料经脉动回转翻板单元在一次燃烧室逐级传送后，在燃烧机构加热燃烧作用下，进行快速炭化和燃烧；燃烧剩余的灰烬落入出渣机构，而燃烧产生的高温烟气进入二次燃气燃烧室内与燃气混合，继续进行高温燃烧，完成对废气的分解；所述二次燃气燃烧室和一次燃烧室之间设有热辐射物料导流隔板，二次燃气燃烧室通过热辐射物料导流隔板给一次燃烧室传热，加快固废物料的干燥，同时也给一次燃烧室升温。

与现有技术相比，本技术方案具有以下有益效果：

（1）本技术方案能对固废物料有效进行炭化焚烧，并在炭化焚烧过程中，通过多组脉动回转翻板单元对物料进行有效干燥，通过一次燃烧室进行快速升温，并快速炭化可燃物，再通过二次燃气燃烧室对产生的有害烟气进行充分燃烧分解，最后通过不同类型的除尘系统对烟气进行无害化除尘处理，使排放出来的烟气符合标准。

（2）本技术方案集链式、回转式、脉冲式、机械式、立式、卧式、倾斜式的设计为一体，并具有炭化和焚烧两功能，相比其他焚烧炉具有更好的使用效果。

（3）本技术方案能有效处理工业垃圾、生活垃圾、医院垃圾和废弃橡胶轮胎等废弃物，处理范围广泛，尤其适用于工业固态废弃物，处理效果好，燃烧热效率高，且节能。

（4）本技术方案自动化水平高，运行维护费用低，节省了人力物力。

（5）本技术方案的可靠性高，故障率低。

（6）本技术方案由于通过燃气燃烧室对烟气进行深度燃烧处理，且燃烧温度高达1000℃，停留时间达2秒以上，因此，能有效分解烟气的有害成分，如二噁英，从而有效提高排放物的控制水平，使烟气排放物符合排放标准。

（7）本技术方案设计了脉动回转翻板单元对物料进行翻转传送，不仅可靠、耐用，还能有效干燥物料，同时脉动回转翻板单元有自清洁功能，能有效减少清洁的次数。

附图说明

图1为本发明的工作流程示意图。

图2位本发明的脉动回转翻板单元的结构放大图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施方式作进一步详细地说明。

实施例1

如图1和图2所示，一种处理固废物料的炭化焚烧炉，用于炭化焚烧固废物料，包括依次连接的一次燃烧系统、二次燃烧系统和排放系统，所述一次燃烧系统呈倾斜式设计，并在水平方向上设置有3组脉动回转翻板单元和一次燃烧室4，3组脉动回转翻板单元分别是第一脉动回转翻板单元A、第二脉动回转翻板单元B和第三脉动回转翻板单元C，所述3组脉动回转翻板单元逐级设计，并呈S形方向对需要焚烧的固废物料进行逐级翻转传送，完成干燥过程，并在一次燃烧室4进行炭化焚烧、燃烧产生的有害烟气进入二次燃烧系统进行进一步地深度燃烧，

所述二次燃烧系统内设有二次燃气燃烧室7，用于对固废物料产生的有害烟气进行高温焚烧；所述排放系统包括出渣机构10和出烟机构11，所述出渣机构10设在一次燃烧室4的底部，所述出烟机构11内设有除尘系统，用于对焚烧产生的气体除尘后排放。

如图1所示，所述除尘系统包括水压式除尘系统8和布袋除尘系统9，用于处理不同类型的废气，使处理效果更好；所述布袋除尘系统9的尾部设有用于对除尘达标后的烟气进行排放的排放管12。

其中，二次燃气燃烧室7内采用燃气燃烧机6对固体废料产生的高温烟气进行深度燃烧，燃气燃烧机能将高温烟气加热升温到1000℃以上，并保持燃烧2秒以上，再通入出烟机构11的除尘系统进行除尘后排放。

其中，所述一次燃烧室4底部设有燃烧机构5，用于加热燃烧固废物料，提升一次燃烧室4的温度。一次燃烧室4底部采用燃烧机构5燃烧加热，能有效提高炉内的温度，并将温度提升至500~700℃。

其中，所述一次燃烧系统和二次燃烧系统之间设有热辐射物料导流隔板13，脉动回转翻板单元翻转与热辐射物料导流隔板13连接，所述二次燃气燃烧室7燃烧产生的热量传导到热辐射物料导流隔板13上，进而提高一次燃烧室的温度。

其中，所述一次燃烧系统还包括物料输送机构1、进料斗2和喂料机构3，所述物料输送机构1呈倾斜式设计，并将固废物料传送到进料斗2，所述进料斗2和所述喂料机构3连接，并设在脉动回转翻板单元的顶部，所述喂料机构3设有凹槽式滚筒喂料口31，喂料口的两边设有防溢热护板32。脉动回转翻板单元翻转与喂料机构3衔接。

所述脉动回转翻板单元的底部设有凹槽式滚筒排渣口33，凹槽式滚筒排渣口33的两边同样设有防溢热护板32，排渣口33与出渣机构10衔接。

其中，所述喂料机构3呈凹槽式设计，所述物料输送机构1将物料投入从下到上传送到进料斗2，进料斗2将物料传送到喂料机构3，喂料机构3将定量物料喂料给脉动回转翻板单元，保证炉内有序进行炭化焚烧。

一种处理固废物料的炭化焚烧炉的工作方法，适用于上述的处理固废物料的炭化焚烧炉，其工作步骤包括：

S1：启动一次燃烧系统，将焚烧炉内温度加热到500~700℃；

S2：将破碎好的固废物料通过输送机构1传送至进料斗2和喂料机构3，喂料机构3将物料等量喂料给脉动回转翻板单元；

S3：第一脉动回转翻板单元A将固废物料翻转传送，将物料传送到第二脉动翻板传送单元B，第一脉动回转翻板单元A复位，第二脉动回转翻板单元B将物料翻转传送给第三脉动回转翻板单元C，第二脉动回转翻板单元B复位，第三脉动回转翻板单元C将固废物料翻转传送给热辐射物料导流板13，再从热辐射导物料流板13落入下一级且与其相邻的脉动回转翻板单元，依次类推，在翻转过程中，一次燃烧室产生的高温烟气与固废物料充分接触，完成干燥过程；

S4：固废物料在一次燃烧室4内被快速炭化、燃烧和裂解，直至固废物料的可燃物被燃为灰烬，所剩余的残渣落入出渣机构内，并由出渣机构10排出；

S5：一次燃烧室4内的固废物料燃烧产生的高温烟气在风机作用下，进入二次燃气燃烧室7，二次燃气燃烧室7内采用燃气燃烧机6对固体废料产生的高温烟气进行深度燃烧，二次燃气燃烧室7的燃气燃烧所喷出高温火焰，与高温烟气混合，并对高温烟气充分燃烧，形成1000℃以上的高温等离子火焰，并保持该火焰2秒以上，从而对废气充分分解；

S6：分解后的烟气再由引风机引入出烟机构的水压式除尘系统8和布袋除尘系统9,，经除尘达标后排放。

其中，所述燃烧机构5用于燃烧加热固废物料，所述燃烧机构5设在一次燃烧室4的底部，且燃烧机构包括但不限于燃烧器、燃烧机或生物质颗粒燃烧机，通过燃烧机构5加热，将一次燃烧室内的温度加热到500~700℃，固废物料在一次燃烧室4经脉动回转翻板单元逐级传送后，在燃烧机构5加热燃烧作用下，进行快速炭化和燃烧；燃烧剩余的灰烬落入出渣机构10，而燃烧产生的高温烟气进入二次燃气燃烧室7内与燃气混合，继续进行高温燃烧，完成对废气的分解。

其中，所述二次燃气燃烧室7和一次燃烧室4之间设有热辐射物料导流隔板13，二次燃气燃烧室7通过热辐射物料导流隔板13给一次燃烧室4传热，加快固废物料的干燥，同时也给一次燃烧室升温。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种处理固废物料的炭化焚烧炉，用于炭化焚烧固废物料，其特征在于，包括依次连接的一次燃烧系统、二次燃烧系统和排放系统，所述一次燃烧系统呈倾斜式设计，并设置有脉动回转翻板单元、一次燃烧室和燃烧机构，所述脉动回转翻板单元设在一次燃烧室内，燃烧机构设在一次燃烧室的底部，所述燃烧机构包括燃烧机，需要焚烧的固废物料经过脉动回转翻板单元翻转传送，完成干燥过程，并在一次燃烧室进行高温焚烧，所述二次燃烧系统内设有二次燃气燃烧室，用于对固废物料燃烧产生的有害烟气进行高温焚烧；所述排放系统包括出渣机构和出烟机构，所述出渣机构设在一次燃烧室的底部，所述出烟机构内设有除尘系统，用于对焚烧产生的气体除尘后排放；所述一次燃烧系统设置有多组脉动回转翻板单元，多组脉动回转翻板单元依次翻转衔接，并逐级传动，脉动回转翻板单元设在一次燃烧室的上方，同一级的脉动回转翻板单元在水平方向上至少设置有3组，在垂直方向上至少设置有3级，使得脉动回转翻板单元在水平方向上及垂直方向上呈S形传送，同一级的脉动回转翻板单元水平方向上翻转传送完成后，继续传送到垂直方向上的下一级且相邻的脉动回转翻板单元，以此类推，用于将固废物料逐级翻转并在一次燃烧室内燃烧传送；其中，所述脉动回转翻板单元包括三块一端相连的第一翻板、第三翻板和位于第一翻板与第三翻板之间的第二翻板，其中第一翻板的另一端与转轴连接，第二翻板在翻转后与同一级的下一组脉动回转翻板单元的第三翻板衔接；

所述一次燃烧系统和二次燃烧系统之间设有热辐射物料导流隔板，脉动回转翻板单元上的固废物料翻转后与热辐射物料导流隔板接触，所述热辐射物料导流隔板呈倾斜式设计，所述二次燃气燃烧室燃烧产生的热量传导到热辐射物料导流隔板上，用于将二次燃气燃烧室产生的热量传导到一次燃烧室内，进而提高一次燃烧室和固废物料的温度。

2.根据权利要求1所述的一种处理固废物料的炭化焚烧炉，其特征在于，所述一次燃烧系统还包括物料输送机构、进料斗和喂料机构，所述物料输送机构呈倾斜式设计，并将固废物料传送到进料斗，所述进料斗和所述喂料机构连接，并设在脉动回转翻板单元的顶部，所述喂料机构设有凹槽式滚筒喂料口，喂料机构的两边设有防溢热护板，脉动回转翻板单元翻转复位与喂料机构衔接。

3.根据权利要求1所述的一种处理固废物料的炭化焚烧炉，其特征在于，所述出烟机构与二次燃烧系统的顶部接通，且出烟机构内至少设有两组处理不同类型废气的除尘系统，所述除尘系统依次连接，且最后一组除尘系统的尾部连接有一排放管，出烟机构内的烟气依次通过除尘系统除尘处理后，通过排放管排出。

4.一种适用于权利要求1～3任一项所述的处理固废物料的炭化焚烧炉的工作方法，其特征在于，其工作步骤包括：S1：启动一次燃烧系统，将焚烧炉内温度加热到500～700℃；S2：将破碎好的固废物料输送至脉动回转翻板单元；S3：脉动回转翻板单元将固废物料翻转传送，在翻转过程中，一次燃烧室产生的高温气体与固废物料充分接触，完成干燥过程；S4：固废物料在一次燃烧室，被快速炭化、燃烧和裂解，直至固废物料的可燃物被燃为灰烬，所剩余的残渣落入出渣机构内，并由出渣机构排出；S5：固废物料燃烧产生的高温烟气飘荡于一次燃烧室的中上部，同时向顶部聚集，由引风机送至二次燃气燃烧室，二次燃气燃烧室的燃气燃烧所喷出高温火焰，与高温烟气混合，并对高温烟气充分燃烧，形成1000℃以上的高温等离子火焰，并保持该火焰2秒以上，从而对废气充分分解；S6：分解后的烟气通过出烟机构进入除尘系统，经除尘达标后排放。

5.根据权利要求4所述的一种处理固废物料的炭化焚烧炉的工作方法，其特征在于，所述一次燃烧系统包括多组脉动回转翻板单元，其中所述脉动回转翻板单元在水平方向上至少设置有3组，并依次翻转传送，在垂直方向至少设置有3级。

6.根据权利要求4所述的一种处理固废物料的炭化焚烧炉的工作方法，其特征在于，所述一次燃烧室底部设有燃烧机构，所述的燃烧机构包括燃烧机，用于燃烧加热，将一次燃烧室内的温度加热到500～700℃，固废物料经脉动回转翻板单元逐级传送后，又通过燃烧机构进行燃烧加热，进而快速炭化和燃烧；燃烧剩余的灰烬落入出渣机构，而燃烧产生的高温烟气进入二次燃气燃烧室内与燃气混合，继续进行高温燃烧，完成对废气的分解；所述二次燃气燃烧室和一次燃烧室之间设有热辐射物料导流隔板，二次燃气燃烧室通过热辐射物料导流隔板给一次燃烧室传热，加快固废物料的干燥，同时也给一次燃烧室升温。