CN113983465A

CN113983465A - 一种城市生活垃圾焚烧系统

Info

Publication number: CN113983465A
Application number: CN202111217077.0A
Authority: CN
Inventors: 刘崇飞; 王学涛; 丁坤; 邢利利; 李健; 刘春梅; 李浩杰; 刘梦杰; 王韶卫; 苏砚鑫; 唐俊刚
Original assignee: Henan University of Science and Technology
Current assignee: Henan University of Science and Technology
Priority date: 2021-10-19
Filing date: 2021-10-19
Publication date: 2022-01-28

Abstract

一种城市生活垃圾焚烧系统，包括用于焚烧垃圾的焚烧炉以及向焚烧炉内送入待焚烧垃圾的进料系统，焚烧炉设有排放烟气的排气管，进料系统包括连通焚烧炉的炉膛用于向炉膛内输送待焚烧垃圾的进料管，所述排气管连通进料管设置，以使排气管所排放的高温烟气与进料管内输送的待焚烧垃圾进行热交换后排放。本发明能够利用焚烧炉进料的湿垃圾吸收排放烟气中的热能，降低进料垃圾中的水分，提高烟气热利用，改善垃圾燃烧状况，提升焚烧系统的整体热效率。

Description

一种城市生活垃圾焚烧系统

技术领域

本发明属于生活垃圾处理技术领域，具体涉及一种城市生活垃圾焚烧系统。

背景技术

目前在我国乃至世界范围内广泛使用的城市生活垃圾处理方式主要有填埋、焚烧、堆肥3种。其中，垃圾焚烧处理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。垃圾焚烧可以使垃圾减容减重75%以上，且对垃圾的适应范围极广，可以高效快速的处理城市生活垃圾，是目前我国城市生活垃圾的主要处理方式。

现有常采用焚烧炉对垃圾进行焚烧常处理，但传统的焚烧炉在焚烧垃圾时，含有大量热能的烟气直接排放，使得焚烧系统的热效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种城市生活垃圾焚烧系统，其能够利用焚烧炉进料的湿垃圾吸收排放烟气中的热能，降低进料垃圾中的水分，提高烟气热利用，改善垃圾燃烧状况，提升焚烧系统的整体热效率。

本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种城市生活垃圾焚烧系统，包括用于焚烧垃圾的焚烧炉以及向焚烧炉内送入待焚烧垃圾的进料系统，焚烧炉设有排放烟气的排气管，进料系统包括连通焚烧炉的炉膛用于向炉膛内输送待焚烧垃圾的进料管，所述排气管连通进料管设置，以使排气管所排放的高温烟气与进料管内输送的待焚烧垃圾进行热交换后排放。

进一步地，所述进料管一端连通炉膛，另一端设有用于进料的进料口，所述排气管包括连通进料管靠近炉膛设置的第一排气段以及连通进料管靠近进料口处设置的第二排气段，进料管内位于进料口与第二排气段之间处设有防止烟气从进料口逸出进料管的烟气挡板。

进一步地，在第二排气管段上、沿第二排气段的烟气排放方向依次设有用于除去烟气中氮氧化物的脱硝装置以及用于除去烟气中灰尘以及硫化物的除尘脱硫装置。

进一步地，所述焚烧炉的下部设有用于向炉膛内送入空气的引风机，脱硝装置上设有用于检测脱硝装置内脱硝反应温度的温度计，引风机和温度计之间设有采集温度计的信息并调节引风机风量的控制装置。

进一步地，炉膛的排渣口下方设有用于输送炉膛排出渣料的第一传送带以及罩设在第一传送带上、连通引风机用于使引风机所送空气对传送装置所输送灰渣进行热回收的冷却室，冷却室外设有向冷却室内送入空气的送风机。

进一步地，所述引风机与冷却室的连接处设有防止粉尘随空气从冷却室进入引风机的除尘装置。

进一步地，所述脱硝单元和除尘脱硫单元之间设有用于回收烟气热量的余热利用装置，余热利用装置包括套设在第二排气段上的换热室，换热室上设有向换热室内通入冷却水的进水管和连通用热端的出水管。

进一步地，第二排气段位于换热室内的部分呈蛇形状。

进一步地，炉膛用于进料的炉门上设有用于粉碎待焚烧垃圾的细粒粉碎机，所述进料管用于连通炉膛的一端连通所述细粒粉碎机。

进一步地，还包括用于粉碎进入进料口待焚烧垃圾的粗粉碎装置，粗粉碎装置包括倾斜设置、用于接收待焚烧垃圾的筛网，筛网的下方设有将通过筛网的待焚烧垃圾输送至进料口的第二传送带，筛网较低的一侧设有用于接收并粉碎筛网截留下来的待焚烧垃圾粗粒粉碎机，粗粒粉碎机的出料口处设有将粉碎后的待焚烧垃圾输送至筛网的输送装置。

本发明的有益效果：

1.本发明的城市生活垃圾焚烧系统将焚烧炉的排气管与进料管连通，利用进料管中待焚烧的湿垃圾吸收烟气中的热量，实现湿垃圾进料中的干燥，无需额外的热量供应即可烘干待焚烧的生活垃圾，避免了垃圾中水分对焚烧产生不利影响，改善燃烧状态，提高焚烧效率，同时，回收利用烟气热量，提升了焚烧系统的整体热效率。

2.本发明将在焚烧炉的排气管上设有烟气净化装置，包括脱硝装置和除尘脱硫装置，有利于烟气的净化，其中利用进料管的湿垃圾对烟气进行热利用后，降低了烟气的排烟温度，有利于使脱硝装置内的反应温度维持在脱硝催化剂所需的最佳活性温度范围内。

3.本发明在脱硝装置和除尘脱硫装置间加装换热室，对烟气进行冷却处理，回收烟气余热，对设备自身产出的热能加以利用，提高焚烧系统整体热效率，同时，降低了进入除尘脱硫装置的烟气温度，可以减少对除尘脱硫装置的侵蚀，延长除尘脱硫装置的使用寿命。

4.本发明在焚烧炉炉膛的下方设置对排出的渣料进行冷却的冷却室，通过将进入引风机的空气先与冷却室内输送的料渣进行热交换后再进入炉膛，保证了良好的换热效果，提高进入炉膛空气的温度，改善燃烧状况的同时最大限度回收料渣的余热，实现高温炉渣热量的回收，进一步提高了焚烧系统整体的热效率。

5.本发明在进料管的进料口前设有筛网和粗粒粉碎机，通过筛网筛选粒径符合要求的湿垃圾进入进料口，不仅使湿垃圾不容易堵塞进料管，还提高了进料管中湿垃圾与烟气的热交换效率，改善了湿垃圾的烘干效果，进一步改善焚烧炉中的燃烧状态，提高焚烧效率，提升焚烧系统的整体热效率。

附图说明：

图1为实施例一所提供城市生活垃圾焚烧系统的整体结构示意图；

图2为实施例二所提供城市生活垃圾焚烧系统的整体结构示意图；

图3为实施例三所提供城市生活垃圾焚烧系统的整体结构示意图。

图中标记：1、进料口，101、筛网，102、粗粒破碎机，103、第二传送带，104、第三传送带，105、第四传送带，2、烟气挡板，3、进料管，4、进气口，5、细粒破碎机，6、炉门，7、排气管，701、第一排气段，702、第二排气段，8、炉膛，9、炉排，10、第一引风机，11、引风口，12、排渣口，13、第一传送带，14、排渣门，15、烟气冷却管，16、排烟口，17、除尘脱硫装置,18、进水管，19、出水管，20、换热室，21、用热端，22、脱硝装置，23、排气口，24、温度计，25、控制装置，26、除尘装置，27、引风机，28、排渣口壁，29、灰渣冷却室，30、出渣口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明一种城市生活垃圾焚烧系统的具体实施例一

参考图1所示，本实施例的城市生活垃圾焚烧系统包括用于焚烧垃圾的焚烧炉以及向焚烧炉内送入待焚烧垃圾的进料系统，其中，焚烧炉包括用于提供焚烧场所的炉膛8，炉膛8的顶部设有进料的炉门6，炉膛8内设有支撑垃圾的炉排9，炉排9上设有用于将垃圾燃烧后产生的炉渣从炉排9排放至炉膛8底部的排渣门14，炉膛8的底部设有将炉渣排出炉膛的排渣口12，排渣口12还可设置排渣口壁28，炉膛的侧壁靠近底部设有连通炉膛8用于向炉膛8内进入空气的引风口11，连接引风口11设有用于向炉膛8引入空气的引风机27，炉膛8的上部连通炉膛8设有排放烟气的排气管7，进料系统设有进料管3，进料管3连通焚烧炉的炉膛8设置，用于向炉膛8内输送待焚烧垃圾，排气管7连通进料管3设置，以此将排气管7中的烟气经进料管3排出，当烟气进入进料管3后，高温烟气与进料管3内输送的待焚烧垃圾进行热交换，进料管3内的湿垃圾吸收烟气的热量后被烟气烘干，无需额外的热量供应即可烘干待焚烧的生活垃圾，避免湿垃圾中水分对焚烧产生不利影响，改善燃烧状态，提高焚烧效率，与此同时，回收利用烟气的热量，提升焚烧系统的整体热效率。

本实施例中，进料管3一端连通炉膛8用于将垃圾送入炉膛，另一端设有用于向进料管3进料的进料口1，排气管7第一排气段701和第二排气段702，其中，第一排气段701连通进料管3靠近炉膛8的管体上，此处管体上设有便于连通的进气口4,第二排气段702连通进料管3设置在靠近进料口1处的管体上，此处管体上设有便于连通的排气口23，进料管3内位于进料口1与第二排气段702之间处设有烟气挡板2，烟气挡板2用于在不进料的状态下、防止烟气从进料口1逸出，例如，烟气挡板2可以是一端铰接在进料口1后进料管3内的顶壁处，另一端倾斜放置在进料管3内的底壁，使烟气挡板2封堵进料管3通道，当生活垃圾进入进料管3后，烟气挡板2在物料的推动下打开形成进料通道，当不再输送生活垃圾时，烟气挡板2封堵在进料管3内，避免烟气从进料口1处逸出。

本实施例中，在第二排气管段702上设有烟气净化装置，烟气净化装置包括用于除去烟气中氮氧化物的脱硝装置22以及用于除去烟气中灰尘以及硫化物的除尘脱硫装置17，脱硝装置22和除尘脱硫装置17依次沿第二排气段2的烟气排放方向设置，烟气在经除尘脱硫装置17处理后从排烟口16排出。

本实施例中，在脱硝装置22上设有用于检测进入脱硝装置22内脱硝反应温度的温度计24，引风机27和温度计24之间设有控制装置25，控制装置25用于采集温度计24的信息并根据采集的温度信息对引风机27的风量进行调节，具体地，控制装置25可以采用PLC控制器，将PLC控制器与温度计24和引风机27分别通信连接，当脱硝装置22内温度过高时，控制装置25会降低引风机27的功率，减小过量空气系数，炉内垃圾燃烧温度降低，烟气温度降低，最终使脱硝装置22温度维持在350℃左右，当脱硝温度降低时，温度反馈回路会提高过量空气系数、炉内垃圾燃烧温度，进而使得烟气温度升高，最终使得脱硝装置22内的反应温度升高至350℃左右，以使脱硝装置22处于最佳脱硝效率状态，但通常排烟温度均高于脱硝装置22内所需的350℃左右温度，因此在设置脱硝装置22的情况下，本发明中，高温烟气与进料管3内输送的待焚烧垃圾进行热交换后，回收利用烟气热量的同时，降低烟气的温度，有利于将脱硝装置22内的反应温度控制在脱硝反应所需温度范围内。

本实施例在脱硝装置22和除尘脱硫装置17之间设有余热利用装置，以回收烟气中的部分热量，余热利用装置包括套设在第二排气段702上的换热室20，换热室20上设有向换热室20内通入冷却水的进水管18和连通用热端21的出水管19，冷却水吸收第二排气段702中排烟的热量变成热水，通过向用热端21输送热水将排烟的热量回收利用，用热端21可以是直接利用热水设备，例如供暖设备或者洗浴设备，通过对烟气余热回收，不仅利用了烟气的热量，还降低进入除尘脱硫装置的烟气温度，从而减少烟气对后续设备的侵蚀，延长设备的使用寿命。

本实施例中，可将第二排气段702位于换热室20内的部分设置成蛇形状的烟气冷却管15，以利于热交换的进行。

本发明一种城市生活垃圾焚烧系统的具体实施例二

参考图2所示，与实施例一不同的是，本实施例的城市生活垃圾焚烧系统在炉膛8的排渣口12下方设有第一传送带13以及罩设在第一传送带13上的冷却室29，其中，第一传送带13用于输送炉膛8排出的渣料，冷却室29连通引风机27设置，冷却室29设有出渣口30，冷却室29用于使引风机27向炉膛内所送空气与冷却室29内传送装置13所输送的灰渣进行热交换，将灰渣的余热进行利用，从而提高进入炉膛空气的温度，改善燃烧状况，同时，回收了料渣的余热，提高了焚烧系统整体的热效率。

本实施例中，引风机27与冷却室29的连接处设有除尘装置26，除尘装置26用于防止灰渣中的粉尘随空气从冷却室进入引风机27，除尘装置26可以采用多层滤网。

本发明一种城市生活垃圾焚烧系统的具体实施例三

通常，为了提高炉膛8内垃圾的燃烧效果，会在炉膛8的炉门6上设有用于粉碎待焚烧垃圾的细粒粉碎机5，进料管3只需连接在细粒粉碎机5上即可，粉碎后的垃圾直接从炉门6进入炉膛。

参考图3所示，与上述实施例不同的是，本实施例的城市生活垃圾焚烧系统在进料口1的前方设有粗粉碎装置，所述前方指的是进料工序的前一工序，粗粉碎装置包括筛网101和粗粒粉碎机102，其中筛网101通过架体倾斜设置，可采用金属材质制作，筛网101的下方设有将通过筛网101的待焚烧垃圾输送至进料口1的第二传送带103，因筛网101倾斜设置，筛网101较低的一侧设有用于接收并粉碎筛网101截留下来的待焚烧垃圾粗粒粉碎机102，即通过料口或其他设备输送过来的待焚烧垃圾先经过筛网101筛分，粒径符合要求的可以直接从筛网101穿过，被筛网101截留下来的垃圾在自重下沿筛网滑入粗粒粉碎机102进行粉碎，粗粒粉碎机102的出料口处设有将粉碎后的待焚烧垃圾再输送至筛网101的输送装置，具体设置时，输送装置可以包括设置在粗粒粉碎机102出料口的第四传送带105以及将粉碎后垃圾输送至筛网101的第三传送带104，第四传送带105和第三传送带104之间可以通过料斗或者斜向设置的传动装置进行物料提升。

需要说明的是，上述实施例仅用来说明本发明，但本发明并不局限于上述实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种城市生活垃圾焚烧系统，包括用于焚烧垃圾的焚烧炉以及向焚烧炉内送入待焚烧垃圾的进料系统，焚烧炉设有排放烟气的排气管（7），进料系统包括连通焚烧炉的炉膛（8）用于向炉膛（8）内输送待焚烧垃圾的进料管（3），其特征在于：所述排气管（7）连通进料管（3）设置，以使排气管（7）所排放的高温烟气与进料管（3）内输送的待焚烧垃圾进行热交换后排放。

2.如权利要求1所述的一种城市生活垃圾焚烧炉，其特征在于，所述进料管（3）一端连通炉膛（8），另一端设有用于进料的进料口（1），所述排气管（7）包括连通进料管（3）靠近炉膛（8）设置的第一排气段（701）以及连通进料管（3）靠近进料口（1）处设置的第二排气段（702），进料管（3）内位于进料口（1）与第二排气段（702）之间处设有防止烟气从进料口（1）逸出进料管（3）的烟气挡板（2）。

3.如权利要求2所述的一种城市生活垃圾焚烧炉，其特征在于，在第二排气管段（702）上、沿第二排气段（2）的烟气排放方向依次设有用于除去烟气中氮氧化物的脱硝装置（22）以及用于除去烟气中灰尘以及硫化物的除尘脱硫装置（17）。

4.如权利要求3所述的一种城市生活垃圾焚烧炉，其特征在于，所述焚烧炉的下部设有用于向炉膛（8）内送入空气的引风机（27），脱硝装置（22）上设有用于检测脱硝装置（22）内脱硝反应温度的温度计（24），引风机（27）和温度计（24）之间设有采集温度计（24）的信息并调节引风机（27）风量的控制装置（25）。

5.如权利要求4所述的一种城市生活垃圾焚烧炉，其特征在于，炉膛（8）的排渣口（12）下方设有用于输送炉膛（8）排出渣料的第一传送带（13）以及罩设在第一传送带（13）上、连通引风机（27）用于使引风机（27）所送空气对传送装置（13）所输送灰渣进行热回收的冷却室（29），冷却室（29）外设有向冷却室（29）内送入空气的送风机（10）。

6.如权利要求5所述的一种城市生活垃圾焚烧炉，其特征在于，所述引风机（27）与冷却室（29）的连接处设有防止粉尘随空气从冷却室进入引风机（27）的除尘装置（26）。

7.如权利要求3所述的一种城市生活垃圾焚烧炉，其特征在于，所述脱硝单元（22）和除尘脱硫单元（17）之间设有用于回收烟气热量的余热利用装置，余热利用装置包括套设在第二排气段（702）上的换热室（20），换热室（20）上设有向换热室（20）内通入冷却水的进水管（18）和连通用热端（21）的出水管（10）。

8.如权利要求7所述的一种城市生活垃圾焚烧炉，其特征在于，第二排气段（702）位于换热室（20）内的部分呈蛇形状。

9.如权利要求1所述的一种城市生活垃圾焚烧炉，其特征在于，炉膛（8）用于进料的炉门（6）上设有用于粉碎待焚烧垃圾的细粒粉碎机（5），所述进料管（3）用于连通炉膛（8）的一端连通所述细粒粉碎机（5）。

10.如权利要求9所述的一种城市生活垃圾焚烧炉，其特征在于，还包括用于粉碎进入进料口（1）待焚烧垃圾的粗粉碎装置，粗粉碎装置包括倾斜设置、用于接收待焚烧垃圾的筛网（101），筛网（101）的下方设有将通过筛网（101）的待焚烧垃圾输送至进料口（1）的第二传送带（103），筛网（101）较低的一侧设有用于接收并粉碎筛网（101）截留下来的待焚烧垃圾粗粒粉碎机（102），粗粒粉碎机（102）的出料口处设有将粉碎后的待焚烧垃圾输送至筛网（101）的输送装置。