CN115355507A - 低温热解装置耦合cfb焚烧炉处置生活垃圾的方法 - Google Patents

Abstract

低温热解装置耦合CFB焚烧炉处置生活垃圾的方法。现有破碎+磁选的预处理方式，破碎机刀头运行寿命、金属分拣率等已达到瓶颈，难以从根本上改变入炉垃圾成分，CFB垃圾炉运行可靠性低。本发明组成包括：低温热解炉（2），低温热解炉上部的料仓（11）内装有由垃圾池（1）上部的垃圾吊运送的原生垃圾，料仓位于低温热解炉的上部呈锥形结构，其下部为直段的料腿与炉顶（13）连接，其连接位置为炉顶的中心，料仓下部的料腿上安装强制给料装置（12），在炉膛底部安装锥形多层旋转炉排（17），低温热解炉的炉壁（14）呈圆筒形，直径与高度比为1:3，炉壁外部采用金属钢板，内壁安装耐磨耐火浇注料或者耐火砖，炉壁直径为1~4米。本发明用于低温热解装置。

Description

低温热解装置耦合CFB焚烧炉处置生活垃圾的方法

技术领域：

本发明涉及生活垃圾焚烧处置技术领域，具体涉及一种低温热解装置耦合CFB焚烧炉处置生活垃圾的方法。

背景技术：

循环流化床(CFB)垃圾焚烧炉对入炉生活垃圾破碎粒径、分拣程度有着较高的要求，当前流化床焚烧炉投运较早，受限于当年对CFB锅炉的认知，普遍采用了简化的预处理设备（粗破+磁选），且随着多年来国内生活垃圾组成发生的巨大变化，导致铁块、细长物料组分、破碎不彻底，布风板磨损、燃料入炉成团情况突出，CO排放波动大，制约着CFB垃圾焚烧炉长周期运行，另外，生活垃圾热值相对较低，炉膛温度容易出现波动，为避免环保的严厉考核，CFB锅炉大多需要掺烧一定燃煤，并在适时投入昂贵的二噁英抑制剂；

由于当前布风板的磨损情况，锅炉一般采用“30+8”运行模式，即每运行30天检修8天，导致大部分CFB锅炉可利用小时数限制在7000小时左右，当前国内破碎+磁选的预处理方式，破碎机刀头运行寿命、金属分拣率等已达到瓶颈，难以从根本上改变入炉垃圾成分。若耦合热解炉，生活垃圾进过热解后形成小粒径形态，通过除铁器或惰性物料分选设备，没有大、长物料的缠绕覆盖，分离效率将会提高，缓解锅炉布风板磨损。

发明内容：

本发明的目的是提供一种低温热解装置耦合CFB焚烧炉处置生活垃圾的方法，该结构及其方法全面解决目前CFB垃圾炉存在的运行可靠性低、CO排放浓度高、飞灰量大、需要掺煤的四大问题。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种低温热解装置，其组成包括：低温热解炉，所述的低温热解炉上部的料仓内装有由垃圾池上部的垃圾吊运送的原生垃圾，所述料仓位于低温热解炉的上部呈锥形结构，其下部为直段的料腿与炉顶连接，其连接位置为炉顶的中心，所述料仓下部的料腿上安装强制给料装置，在炉膛底部安装锥形多层旋转炉排，所述低温热解炉的炉壁呈圆筒形，直径与高度比为1:3，所述的炉壁外部采用金属钢板，内壁安装耐磨耐火浇注料或者耐火砖，所述的炉壁直径为1~4米。

所述的低温热解装置，所述的低温热解炉由外部热源提供的450℃热烟气作为热解媒介，热烟气管道引自主机CFB焚烧炉尾部烟道的低温过热器与省煤器之间，所述的热烟气管道在到达低温热解炉前分为两路，一路作为中心烟道穿过炉顶中心附近位置插入低温热解炉下部，提供中心换热烟气，另一路接至低温热解炉的环形烟道，所述的环形烟道向炉内伸出一组的支管，所述的支管深入低温热解炉内100mm，所述的中心烟道、所述的支管插入炉内部位采用耐磨浇注料包覆。

所述的低温热解装置，低温烟气管道直径100mm，所述的低温烟气管道穿过灰斗，从所述的旋转炉排底部进入，所述的低温烟气管道上安装有低温烟气鼓风机，并在低温烟气鼓风机前安装入口门，在低温烟气鼓风机后安装出口门，所述的热烟气管道上安装有中温烟气鼓风机，所述的中温烟气鼓风机前安装阀门。

一种低温热解装置耦合CFB焚烧炉处置生活垃圾的方法，该方法包括如下步骤：

首先是垃圾池上部的垃圾吊将原生垃圾运送至低温热解炉上部的料仓，料仓内的垃圾在强制给料装置的作用下送至低温热解炉；来自低温过热器与省煤器之间的350~550℃中温烟气从炉膛下部环形烟道进入低温热解炉，来自引风机后的120~180℃低温烟气从旋转炉排底部进入热解炉；

在低温热解炉内，原生垃圾从上向下缓慢移动，热烟气从下向上移动，原生垃圾在中温热烟气的作用下经历干燥、热解，并被旋转炉排挤压、破碎，之后被低温烟气冷却后从炉膛底部排出炉外；

排出的热解渣进入皮带输送机，所述的皮带输送机尾部安装除铁器，除铁后的热解渣从皮带输送机尾部进入螺旋给料机，所述的螺旋给料机与主机CFB垃圾焚烧炉连接，热解渣被送进主机CFB垃圾焚烧炉焚烧，低温热解炉顶部安装有热解气管道，热烟气与热解气温度被原生垃圾冷却至100℃从炉顶热解气管道排出，通过控制氧量控制炉内最高温度控制在550℃以下，防止热解气温度降低后有过多焦油产生，热解气管道另一端连接吸风机入口，所述的吸风机出口连接主机CFB垃圾焚烧炉，所有热解气与烟气全部进入主机CFB垃圾焚烧炉焚烧；

热烟气管道与低温烟气管道上分别安装一台阀门、入口门，当低温热解炉不运行时，分别关闭阀门、入口门，防止烟气再循环进入锅炉；

低温热解炉的料仓上部开口位于垃圾池内，当热解炉压力波动，有烟气冒出从料仓反窜时，通过垃圾池负压管道可保证烟气被重新送入炉膛焚烧，不会外泄。

有益效果：

1.本发明是一种低温热解装置耦合CFB焚烧炉处置生活垃圾的方法，该结构及其方法全面解决目前CFB垃圾炉存在的运行可靠性低、CO排放浓度高、飞灰量大、需要掺煤的四大问题，从根本上改变入炉垃圾成分，热解炉耦合CFB垃圾焚烧炉，热解排渣通过除铁器或惰性物料分选设备，没有大、长物料的缠绕覆盖，分离效率将会提高，可大幅缓解流化床锅炉布风板的磨损，进而提高锅炉可利用小时数。

2.本发明采用低温热解炉作为对原生垃圾的干燥、均质化手段，实现原生生活垃圾细长物料与较大尺寸物料在高温、扰动作用下一部分被热解、一部分被破碎，从炉底输出尺寸较小、形态相对统一的生活垃圾残渣，避免原生垃圾入炉成团、CO波动的问题。

3.本发明能够降低锅炉掺煤量，降低二噁英抑制剂添加量，经过分离的热解排渣将成为SRF燃料，送入锅炉，由于相对原生垃圾脱除了50%的水分，并以低温热解碳化为主，因此热值将大幅提高，可以替代锅炉掺煤量，稳定炉膛温度，进而降低二噁英抑制剂消耗量。

4.本发明采用的高温烟气未经过除尘处理，垃圾飞灰与热解炭混合在一起，热烟气在热解炉内迅速降温，有接近快速冷却的效果，实现垃圾飞灰、热解炭与烟气的分离，垃圾飞灰无需再作为危废处置。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是附图1中的低温热解炉结构示意图。

图中：1、垃圾池，2、低温热解炉，3、吸风机，4、CFB垃圾焚烧炉，5皮带输送机，6、除铁器，7、螺旋给料机，8、送风机，9、热解气烟道，10、热烟气管道，11、料仓，12、强制给料装置，13、炉顶，14、炉壁，15、灰斗，16低温烟气管道，17、旋转炉排，18、中心烟道，19、环形烟道，20、支管，21、阀门，22、中温烟气鼓风机，23、入口门，24、低温烟气鼓风机，25、出口门。

具体实施方式：

实施例1：

一种低温热解装置，其组成包括：低温热解炉2，所述的低温热解炉上部的料仓11内装有由垃圾池1上部的垃圾吊运送的原生垃圾，所述料仓位于低温热解炉的上部呈锥形结构，其下部为直段的料腿与炉顶13连接，其连接位置为炉顶的中心，所述料仓下部的料腿上安装强制给料装置12；

所述的强制给料装置可以控制给料速度，以此控制料腿内部保持一定物料堆积高度，保证热解炉的密封，防止烟气外泄；

在炉膛底部安装锥形多层旋转炉排17，所述的旋转炉排一方面起到挤压、排渣作用；另一方面搅拌垃圾，使之均匀分布，所述的旋转炉排最底层边缘为齿轮，由设置在炉膛外部的电机带动齿轮系统，使锥形多层旋转炉排转动；

所述的料仓入口位于所述的垃圾池内，当所述的低温热解炉压力波动，反窜的烟气、臭气可通过所述的垃圾池内的负压系统被重新送入炉膛焚烧，不会外泄进入环境；

所述低温热解炉的炉壁14呈圆筒形，直径与高度比为1:3，所述的炉壁外部采用金属钢板，内壁安装耐磨耐火浇注料或者耐火砖，所述的炉壁直径为1~4米，根据垃圾处理量确定具体参数；

所述的低温热解炉底部安装锥形多层旋转炉排，所述的旋转炉排成偏心结构，旋转炉排旋转时，一方面起到挤压、排渣作用；另一方面搅拌垃圾，使之在炉内均匀分布，旋转炉排最底层边缘为齿轮，由安装在炉壁外部的电机带动齿轮系统，使锥形多层旋转炉排转动；

所述的低温热解炉由外部热源提供的450℃热烟气作为热解媒介，热解气烟道引自主机CFB焚烧炉尾部烟道的低温过热器与省煤器之间，所述的热解气烟道在到达低温热解炉前分为两路，一路作为中心烟道18穿过炉顶中心附近位置插入低温热解炉下部，提供中心换热烟气，另一路接至低温热解炉的环形烟道19，所述的环形烟道向炉内伸出一组的支管20，所述的支管深入低温热解炉内100mm，防止烟气贴壁直接排出；

所述的中心烟道、所述的支管插入炉内部位采用耐磨浇注料包覆，防止磨损；

以垃圾处置量10t/d为例，低温烟气管道16引自引风机后，抽取150℃冷烟气500m³/h左右，所述的低温烟气管道直径100mm，穿过灰斗15，从旋转炉排底部进入，起到冷却旋转炉排及热解渣的作用；

所述的低温烟气管道上安装有低温烟气鼓风机24，并在低温烟气鼓风机前安装入口门23，在低温烟气鼓风机后安装出口门25，所述的热烟气管道上安装有中温烟气鼓风机22，所述的中温烟气鼓风机前安装阀门21。

热烟气管道引自低过与省煤器间，抽取450℃热烟气，烟气量2300m³/h，热烟气管道的热烟道母管直径250mm，管道烟气流速13m/s，烟气管道上安装阀门即截止阀，低温热解炉停运后关闭截止阀；

进入低温热解炉内所有热风管采用耐磨浇注料包裹，防止磨损；

空堂烟气流速0.5m/s左右，设计较低的流速防止热解炉内垃圾流化。

实施例2：

根据实施例1所述的低温热解装置耦合CFB焚烧炉处置生活垃圾的方法，该方法包括如下步骤：

首先是垃圾池上部的垃圾吊将原生垃圾运送至低温热解炉上部的料仓，料仓内的垃圾在强制给料装置的作用下送至低温热解炉；来自低温过热器与省煤器之间的350~550℃中温烟气从炉膛下部环形烟道进入低温热解炉，来自引风机后的120~180℃低温烟气从旋转炉排底部进入热解炉；

在低温热解炉内，原生垃圾从上向下缓慢移动，热烟气从下向上移动，原生垃圾在中温热烟气的作用下经历干燥、热解，并被旋转炉排挤压、破碎，之后被低温烟气冷却后从炉膛底部排出炉外；

排出的热解渣进入皮带输送机5，所述的皮带输送机尾部安装除铁器6，除铁后的热解渣从皮带输送机尾部进入螺旋给料机7，所述的螺旋给料机与主机CFB垃圾焚烧炉4的密相区连接，热解渣被送进主机CFB垃圾焚烧炉焚烧，低温热解炉顶部安装有热解气管道9，热烟气与热解气温度被原生垃圾冷却至100℃从炉顶热解气管道排出，通过控制氧量控制炉内最高温度控制在550℃以下，防止热解气温度降低后有过多焦油产生，热解气管道另一端连接吸风机3入口，所述的吸风机出口连接主机CFB垃圾焚烧炉的稀相区，所有热解气与烟气全部进入主机CFB垃圾焚烧炉焚烧；

热烟气管道与低温烟气管道上分别安装一台阀门、入口门，当低温热解炉不运行时，分别关闭阀门、入口门，防止烟气再循环进入锅炉；

低温热解炉的料仓上部开口位于垃圾池内，当热解炉压力波动，有烟气冒出从料仓反窜时，通过垃圾池负压管道可保证烟气被重新送入炉膛焚烧，不会外泄。

通过上述技术特征本申请全面解决目前CFB垃圾炉存在的运行可靠性低、CO排放浓度高、飞灰量大、需要掺煤的四大问题。

Claims (4)

1.一种低温热解装置，其组成包括：低温热解炉，其特征是：所述的低温热解炉上部的料仓内装有由垃圾池上部的垃圾吊运送的原生垃圾，所述料仓位于低温热解炉的上部呈锥形结构，其下部为直段的料腿与炉顶连接，其连接位置为炉顶的中心，所述料仓下部的料腿上安装强制给料装置，在炉膛底部安装锥形多层旋转炉排，所述低温热解炉的炉壁呈圆筒形，直径与高度比为1:3，所述的炉壁外部采用金属钢板，内壁安装耐磨耐火浇注料或者耐火砖，所述的炉壁直径为1~4米。

2.根据权利要求1所述的低温热解装置，其特征是：所述的低温热解炉由外部热源提供的450℃热烟气作为热解媒介，热烟气管道引自主机CFB焚烧炉尾部烟道的低温过热器与省煤器之间，所述的热烟道母管在到达低温热解炉前分为两路，一路作为中心烟道穿过炉顶中心附近位置插入低温热解炉下部，提供中心换热烟气，另一路接至低温热解炉的环形烟道，所述的环形烟道向炉内伸出一组的支管，所述的支管深入低温热解炉内100mm，所述的中心烟道、所述的支管插入炉内部位采用耐磨浇注料包覆。

3.根据权利要求2所述的低温热解装置，其特征是：低温烟气管道直径100mm，所述的低温烟气管道穿过灰斗，从所述的旋转炉排底部进入，所述的低温烟气管道上安装有低温烟气鼓风机，并在低温烟气鼓风机前安装入口门，在低温烟气鼓风机后安装出口门，所述的热烟气管道上安装有中温烟气鼓风机，所述的中温烟气鼓风机前安装阀门。

4.一种权利要求1-3之一所述的低温热解装置耦合CFB焚烧炉处置生活垃圾的方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

首先是垃圾池上部的垃圾吊将原生垃圾运送至低温热解炉上部的料仓，料仓内的垃圾在强制给料装置的作用下送至低温热解炉；来自低温过热器与省煤器之间的350~550℃中温烟气从炉膛下部环形烟道进入低温热解炉，来自引风机后的120~180℃低温烟气从旋转炉排底部进入热解炉；

在低温热解炉内，原生垃圾从上向下缓慢移动，热烟气从下向上移动，原生垃圾在中温热烟气的作用下经历干燥、热解，并被旋转炉排挤压、破碎，之后被低温烟气冷却后从炉膛底部排出炉外；

排出的热解渣进入皮带输送机，所述的皮带输送机尾部安装除铁器，除铁后的热解渣从皮带输送机尾部进入螺旋给料机7，所述的螺旋给料机与主机CFB垃圾焚烧炉连接，热解渣被送进主机CFB垃圾焚烧炉焚烧，低温热解炉顶部安装有热解气管道，热烟气与热解气温度被原生垃圾冷却至100℃从炉顶热解气管道排出，通过控制氧量控制炉内最高温度控制在550℃以下，防止热解气温度降低后有过多焦油产生，热解气管道另一端连接吸风机入口，所述的吸风机出口连接主机CFB垃圾焚烧炉，所有热解气与烟气全部进入主机CFB垃圾焚烧炉焚烧；

热烟气管道与低温烟气管道上分别安装一台阀门、入口门，当低温热解炉不运行时，分别关闭阀门、入口门，防止烟气再循环进入锅炉；

低温热解炉的料仓上部开口位于垃圾池内，当热解炉压力波动，有烟气冒出从料仓反窜时，通过垃圾池负压管道可保证烟气被重新送入炉膛焚烧，不会外泄。

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