CN116293727A - 高含水率污泥连续自维持阴燃炉 - Google Patents

Abstract

该发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及高含水率污泥连续自维持阴燃炉。所述燃烧室和灰渣仓之间设有炉排，所述炉排的上方设有电加热器，所述电加热器上部的燃烧室内设有污泥落料区和污泥阴燃区，所述污泥落料区位于污泥阴燃区的上方，所述灰渣仓内部设有灰渣落料腔和用以定量排出灰渣落料腔内灰渣的落料装置，所述灰渣落料装置设置于灰渣落料腔的下方。本技术方案用以解决传统阴燃炉在进行阴燃反应的自动化程度低，且难以实现污泥阴燃持续且自维持进行的问题。

Description

高含水率污泥连续自维持阴燃炉

技术领域

该发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及高含水率污泥连续自维持阴燃炉。

背景技术

阴燃是一种新型潜在处理高含水率固体废弃物的方式，阴燃通过有效地将异相反应产生的热量传递给未燃烧的燃料，使燃烧和传热的时间尺度具有可比性。阴燃反应温度比明火燃烧的反应温度低，使得热力型NOx、二恶英和呋喃等有害气体的产量大大减低，无需SNCR系统烟气中氮氧化物可达标。因此，发展低能耗高效率的城市废水污泥阴燃处理新装置对解决废弃物问题具有重要的现实意义和社会经济效应。

现存的城市废水污泥的处理方法受到成本和可行性的限制。焚烧是快速减量化和无害化处理的常用方法，据统计，在2020年污泥的处置方式中，焚烧的占比逐渐增加，已达到30％-40％左右，然而，焚烧是基于明火的燃烧，它伴随着很高能量损失，以及需要额外的燃料补给。此外，城市废水污泥含水率高达80％以上，这使得城市废水污泥的有效热值非常低，传统的焚烧炉无法直接处理高含水率的城市废水污泥，需要预干燥或使用大量的补充燃料，以避免燃烧反应的熄灭。这些额外的步骤使传统的焚烧需要消耗巨大的能量和花费较高的成本。

因此，现多采用阴燃的方式对污泥进行处理，在处理时通常会使用阴燃炉，传统的阴燃炉在使用时其自动化程度较低，往往需要人工进行污泥的加料和阴燃之后灰渣的排出，而且传统的阴燃炉在使用时，加料和排渣等操作会中段阴燃反应的进行和导致燃烧室内的热量损失，使阴燃反应中，加料、排渣和阴燃反应难以持续且自维持进行。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明的目的在于提供高含水率污泥连续自维持阴燃炉，用以解决传统阴燃炉在进行阴燃反应的自动化程度低，且难以实现污泥阴燃持续且自维持进行的问题。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：

高含水率污泥连续自维持阴燃炉，所述燃烧室和灰渣仓之间设有炉排，所述炉排的上方设有电加热器，所述电加热器上部的燃烧室内设有污泥落料区和污泥阴燃区，所述污泥落料区位于污泥阴燃区的上方，所述灰渣仓内部设有灰渣落料腔和用以定量排出灰渣落料腔内灰渣的落料装置，所述灰渣落料装置设置于灰渣落料腔的下方。

进一步，所述燃烧室包括燃烧室腔体，所述燃烧室腔体的上端设有排烟管，所述燃烧室腔体一侧面的上端设有进料门，与所述进料门位置对应的燃烧室腔体内壁平行设有托盘落料轨道，所述落料轨道上设有与其配合使用的加料托盘，所述加料托盘的底面上设有翻转落料机构，所述燃烧室腔体的下端内侧壁上从上至下顺次设有电加热器、炉排和布风管，所述燃烧室腔体的一侧面上竖向均布设有若干检测内部阴燃温度的热电偶温度计；

所述灰渣仓包括仓体外壳，所述仓体外壳的内部设有灰渣斗，所述灰渣斗位于灰渣落料腔的区域内，所述灰渣斗设置于排风管的下方，所述落料装置包括第一落料装置和第二落料装置，所述第一落料装置和第二落料装置均包括若干横向排布的落料元件，所述落料元件包括转轴和设置于转轴上的翻板，所述转轴的两端设有安装板，所述转轴的两端分别转动连接于按安装板上，所述仓体外壳上设有驱动元件，所述驱动元件的输出端与其中一根转轴的端部固定连接，若干所述转轴原理驱动元件的一端上均设有转动块，所述转动块的一端和转轴固定连接，若干所述转动块的另一端上设有连接板，若干所述转动块的另一端均连接于连接板上；

所述灰渣排出机构包括排料斗，所述排料斗设置于第二落料装置的下方，所述排料斗的大端与灰渣仓的灰渣排出端连接，所述排料斗的小端上设有排料管，所述排料管的侧面上对称设有侧连接板，对称设置的所述侧连接板的一端固定连接于排料管上，所述侧连接板的另一端之间设有固定板，所述固定板的上表面中部设有与之固定连接的螺母，所述螺母的内部设有与之匹配的螺杆，所述螺杆朝向排料管的一端上设有与之固定连接的插板，所述插板的上表面与排料管的下表面齐平。

本技术方案的工作原理如下：

初始点火前，物料由加料托盘运输进入炉内均匀落料到指定位置(底部设置翻转落料机构，可实现均匀布料)，然后打开电加热器(电热管)对底层物料进行加热，热电偶温度计检测到点火层物料温度达到点火温度后，关闭电加热器，打开布风管对炉内进行鼓风，即点火层物料点火成功后炉内物料进入连续阴燃状态；当热电偶温度计检测到炉内指定高度的温度达到阴燃发生的温度时，可以理解为阴燃反应延续到该位置(即下层物污泥已经完成阴燃反应)，然后控制托盘开始自动、定量的向燃烧室内送料、加料；加料完成后，热电偶温度计监测到底层物料温度降到指定温度以下时，第一落料装置打开，灰渣开始落渣到灰渣仓，由于第一落料装置和第二落料装置之间的容积一定，因此排渣时燃烧炉内下部的灰渣排出量固定，待到灰渣仓被满仓后，关闭第一落料装置；打开第二落料装置，将灰渣仓内的灰渣排到排料斗和排料管，然后打开排料管处的电动插板阀，灰渣自动落入炉底的刮板出渣装置内。

进一步，所述灰渣斗朝向燃烧室的一端面上设有若干固定孔，所述仓体外壳焊接固定于灰渣斗的外侧面上。

进一步，所述仓体外壳远离燃烧室的一端内侧面上设有矩形支撑架，所述安装板放置于矩形支撑架上，所述排料斗的上单与矩形支撑架固定连接。

进一步，所述安装板的四角处设有球形支撑脚，所述球形支撑脚放置于矩形支撑架上。

进一步，所述仓体外壳朝向安装板的一侧面上设有安装门，所述安装门的一端转动连接于仓体外壳上，所述仓体外壳上还设有对安装门进行转动限位的限位元件。

进一步，所述第一落料装置和第二落料装置之间设有矩形分布的倾斜板，所述倾斜板固定于安装板上。

进一步，矩形分布的所述倾斜板组成的形状为漏斗形。

进一步，所述侧连接板为角钢。

进一步，燃烧室、灰渣仓和灰渣排出机构的连接面上设有密封圈。

本技术方案所取的技术效果如下：

在加料托盘、灰渣仓和灰渣排出机构的作用下，本燃烧炉可实现连续、自动、定量加料，连续、自动、定量出渣；同时设置第一落料装置和第二落料装置，使灰渣堆积于燃烧室的下方，即可利用灰渣的热量辅助阴燃反应的持续进行，再由于在加料时，燃烧室定量排出的灰渣都是处于下部温度较低的灰渣，温度较高的灰渣或者是正在进行的阴燃反应的污泥下落，即可作为底层物料带动上层阴燃反应的进行；同时燃烧室和灰渣仓定量排出的灰渣都为底层温度较低的灰渣，即整个炉内的热量损失小，即可进一步通过利用灰渣的余热和定量排渣的方式，实现连续阴燃燃烧，即无需在加料之后重新进行点火操作。

附图说明

图1为阴燃炉的立体示意图；

图2为阴燃炉的正视图示意图；

图3为阴燃炉的内部剖视图示意图；

图4为阴燃炉中燃烧室、灰渣仓和灰渣排出机构的安装连接平面图；

图5为阴燃炉内部立体示意图；

图6为加料托盘的立体示意图；

图7为灰渣仓和灰渣排出机构部分的立体示意图；

图8为图7中A处的局部放大示意图；

图9为灰渣仓和灰渣排出机构部分的内部剖视图示意图；

图10为灰渣仓部分的立体示意图；

图11为灰渣仓内部的立体示意图；

图12灰渣仓部分的正视图剖视图示意图；

图13为翻板和转轴的连接平面图。

附图编号

燃烧室1、燃烧室腔体11、进料门12、热电偶温度计13、布风管14、炉排15、电加热器16、清灰门17、排烟管18、托盘落料轨道19、加料托盘101、翻转落料机构102、灰渣仓2、排渣部件3、仓体外壳21、灰渣斗22、安装门23、限位元件24、安装板25、转动块26、连接板27、转轴28、驱动元件29、翻板201、矩形支撑架202、球形支撑脚203、侧连接板31、固定板32、螺母33、螺杆34、转动手柄35、连接块36、插板37、排料斗38、排料管39。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

如图1-图13所示，高含水率污泥连续自维持阴燃炉，包括从上至下设置的燃烧室1、灰渣仓2和灰渣排出机构3；需要说明的是还应该包括控制系统，控制系统为现有技术在此不做过多的赘述；

在本技术方案中，燃烧室内设有污泥落料区和污泥阴燃区，污泥落料区位于污泥阴燃区的上方，灰渣仓内部设有灰渣落料腔和用以定量排出灰渣落料腔内灰渣的落料装置，灰渣落料装置设置于灰渣落料腔的下方；需要说明的是，污泥落料区位于燃烧室腔体的上部，用以向燃烧室内加入污泥，污泥阴燃区指的是燃烧室腔体内部发生阴燃反应的部分，同时灰渣落料腔设置于污泥阴燃区的下方，用以汇集阴燃反应过程中从炉排15掉下来的灰渣；

具体的，燃烧室包括燃烧室腔体11，燃烧室腔体11的上端设有排烟管18，燃烧室腔体11一侧面的上端设有进料门12，与进料门12位置对应的燃烧室腔体11内壁平行设有托盘落料轨道19，落料轨道上设有与其配合使用的加料托盘101，加料托盘101的底面上设有翻转落料机构102，燃烧室腔体11的下端内侧壁上从上至下顺次设有电加热器16、炉排15和布风管14，燃烧室腔体11的一侧面上竖向均布设有若干检测内部阴燃温度的热电偶温度计13；需要说明的是，翻转落料机构102与第一落料装置和第二落料装置的结构类似，具体结构如下文。

需要说明的是，污泥在进入燃烧室内前与生物质和多孔介质混合，同时进料门12上设有用以封闭和打开门的装置，当加料时，加料托盘101通过滚筒式传输带送至炉前，打开电动插板式炉进料门12，加料托盘101自动进入炉内，定位后打开翻转落料机构102的翻转按钮，托盘内的物料均匀落到炉内，落料结束后，恢复翻转装置然后退出，该部分的具体结构为本领域技术乐园所熟知，在此不做过多的赘述。

优选地，燃烧室腔体11上还设有清灰门17，便于阴燃炉后期对炉内残余灰渣进行清理。

具体的，灰渣仓2的结构包括仓体外壳21，仓体外壳21的内部设有灰渣斗22，灰渣斗22设置于排风管的下方，灰渣斗22的下方分别设有第一落料装置和第二落料装置，第一落料装置和第二落料装置均包括若干横向排布的落料元件，落料元件包括转轴28和设置于转轴28上的翻板201，转轴28的两端设有安装板25，转轴28的两端分别转动连接于按安装板25上，仓体外壳21上设有驱动元件29，驱动元件29的输出端与其中一根转轴28的端部固定连接，若干转轴28原理驱动元件29的一端上均设有转动块26，转动块26的一端和转轴28固定连接，若干转动块26的另一端上设有连接板27，若干转动块26的另一端均连接于连接板27上，需要说明的是，若不能理解上述结构可参考现有技术中的多板翻板阀。

灰渣仓2的工作原理如下：因为燃烧室1内设有炉排，因此在污泥阴燃的过程中，燃烧形成的灰渣将会从炉排中排出至第一落料装置上进行堆积，即在灰渣斗22内进行储存，即可利用灰渣中的热量辅助污泥进行阴燃反应，而当燃烧室1内加入污泥时，第一落料装置通过旋转电机控制翻板201转动打开，则堆积灰渣的下部分将会掉落至第二落料装置上进行堆积，当堆积满之后，关闭第一落料装置，打开第二落料装置，即可将底层灰渣排出，为燃烧室1内加料之后的灰渣掉落腾出空间，同时第一落料装置和第二落料装置之间的容积固定，即在排出时，只会将下部温度较低的灰渣排出，上部温度较高的灰渣还可持续辅助污泥阴燃，避免热量浪费。

优选地，驱动元件29为旋转电机。在灰渣斗22朝向燃烧室1的一端面上设有若干固定孔，仓体外壳21焊接固定于灰渣斗22的外侧面上。优选地，在灰渣漏斗和燃烧室1的连接面上设有密封圈，避免阴燃烟气溢出，同时还避免燃烧室1内的热量损失。

仓体外壳21远离燃烧室1的一端内侧面上设有矩形支撑架202，安装板25放置于矩形支撑架202上，安装时，可直接将安装架等部件整体放入仓体外壳21内，由矩形支撑架202提供支撑，因此不需要额外的焊接固定操作。安装板25的四角处设有球形支撑脚203，球形支撑脚203放置于矩形支撑架202上，降低工人安装时，将安装板25等部件推入仓体外壳21内的阻力，因此接触面积减小。仓体外壳21朝向安装板25的一侧面上设有安装门23，安装门23的一端转动连接于仓体外壳21上，仓体外壳21上还设有对安装门23进行转动限位的限位元件24。限位元件24为卡扣。

第一落料装置和第二落料装置之间设有矩形分布的倾斜板，倾斜板固定于安装板25上，倾斜板的设置可起到导向的作用，提升灰渣向下滑动排出的效果。优选地，矩形分布的倾斜板组成的形状为漏斗形。

具体的，灰渣排出机构包括排料斗38，排料斗38设置于第二落料装置的下方，排料斗38的大端与灰渣仓的灰渣排出端连接，排料斗38的小端上设有排料管39，排料管39的侧面上对称设有侧连接板31，对称设置的侧连接板31的一端固定连接于排料管39上，侧连接板31的另一端之间设有固定板32，固定板32的上表面中部设有与之固定连接的螺母33，螺母33的内部设有与之匹配的螺杆34，螺杆34朝向排料管39的一端上设有与之固定连接的插板37，插板37和螺杆34之间通过连接块36固定连接，插板37的上表面与排料管39的下表面齐平。需要进一步解释的是，排料斗38的大端指的是，漏斗形口径较大的一端，小端同理。

优选地，螺杆34远离排料管39的一端上设有转动手柄35，侧连接板31为角钢。转动手柄35的设置便于转动螺杆34，当然还可设置旋转电机的方式进行自动化控制排渣，同时侧连接板31为角钢，材料易获取。

灰渣排出机构的工作原理如下，同时灰渣仓2排出的灰渣会堆积到排料斗38内堆积(当然实际使用时也可直接排出)，可以继续利用灰渣的热量，且当排料斗38内灰渣满仓时，可通过人工转动螺杆34进行排渣，因此灰渣仓和灰渣排出机构的设置可使阴燃炉内的物理反应到一定程度后，实现在加料前或者加料的同时自动连续排渣，而不需要停止阴燃炉上的阴燃反应，排料斗38内灰渣的量可通过传感器或者摄像部件发现。

综上，阴燃炉整体的工作原理如下：

初始点火前，物料由加料托盘101运输进入炉内均匀落料到指定位置(底部设置翻转落料机构102，可实现均匀布料)，然后打开电加热器16(电热管)对底层物料进行加热，热电偶温度计13检测到点火层物料温度达到点火温度后，关闭电加热器16，打开布风管14对炉内进行鼓风，即点火层物料点火成功后炉内物料进入连续阴燃状态；当热电偶温度计13检测到炉内指定高度的温度达到阴燃发生的温度时，可以理解为阴燃反应延续到该位置(即下层物污泥已经完成阴燃反应)，然后控制托盘开始自动、定量的向燃烧室内送料、加料；加料完成后，热电偶温度计13监测到底层物料温度降到指定温度以下时，第一落料装置打开，灰渣开始落渣到灰渣仓，由于第一落料装置和第二落料装置之间的容积一定，因此排渣时燃烧炉内下部的灰渣排出量固定，待到灰渣仓被满仓后，关闭第一落料装置；打开第二落料装置，将灰渣仓内的灰渣排到排料斗和排料管，然后打开排料管处的电动插板阀，灰渣自动落入炉底的刮板出渣装置内。

需要提前说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.高含水率污泥连续自维持阴燃炉，其特征在于，包括从上至下设置的燃烧室、灰渣仓和灰渣排出机构；所述燃烧室和灰渣仓之间设有炉排，所述炉排的上方设有电加热器，所述电加热器上部的燃烧室内设有污泥落料区和污泥阴燃区，所述污泥落料区位于污泥阴燃区的上方，所述灰渣仓内部设有灰渣落料腔和用以定量排出灰渣落料腔内灰渣的落料装置，所述灰渣落料装置设置于灰渣落料腔的下方。

2.根据权利要求1所述的高含水率污泥连续自维持阴燃炉，其特征在于，所述燃烧室包括燃烧室腔体，所述燃烧室腔体的上端设有排烟管，所述燃烧室腔体一侧面的上端设有进料门，与所述进料门位置对应的燃烧室腔体内壁平行设有托盘落料轨道，所述落料轨道上设有与其配合使用的加料托盘，所述加料托盘的底面上设有翻转落料机构，所述燃烧室腔体的下端内侧壁上从上至下顺次设有电加热器、炉排和布风管，所述燃烧室腔体的一侧面上竖向均布设有若干检测内部阴燃温度的热电偶温度计；

所述灰渣仓包括仓体外壳，所述仓体外壳的内部设有灰渣斗，所述灰渣斗位于灰渣落料腔的区域内，所述灰渣斗设置于排风管的下方，所述落料装置包括第一落料装置和第二落料装置，所述第一落料装置和第二落料装置均包括若干横向排布的落料元件，所述落料元件包括转轴和设置于转轴上的翻板，所述转轴的两端设有安装板，所述转轴的两端分别转动连接于按安装板上，所述仓体外壳上设有驱动元件，所述驱动元件的输出端与其中一根转轴的端部固定连接，若干所述转轴原理驱动元件的一端上均设有转动块，所述转动块的一端和转轴固定连接，若干所述转动块的另一端上设有连接板，若干所述转动块的另一端均连接于连接板上；

所述灰渣排出机构包括排料斗，所述排料斗设置于第二落料装置的下方，所述排料斗的大端与灰渣仓的灰渣排出端连接，所述排料斗的小端上设有排料管，所述排料管的侧面上对称设有侧连接板，对称设置的所述侧连接板的一端固定连接于排料管上，所述侧连接板的另一端之间设有固定板，所述固定板的上表面中部设有与之固定连接的螺母，所述螺母的内部设有与之匹配的螺杆，所述螺杆朝向排料管的一端上设有与之固定连接的插板，所述插板的上表面与排料管的下表面齐平。

3.根据权利要求2所述的连续自维持阴燃炉的下层自动落料装置，其特征在于，所述灰渣斗朝向燃烧室的一端面上设有若干固定孔，所述仓体外壳焊接固定于灰渣斗的外侧面上。

4.根据权利要求2所述的连续自维持阴燃炉的下层自动落料装置，其特征在于，所述仓体外壳远离燃烧室的一端内侧面上设有矩形支撑架，所述安装板放置于矩形支撑架上，所述排料斗的上单与矩形支撑架固定连接。

5.根据权利要求4所述的连续自维持阴燃炉的下层自动落料装置，其特征在于，所述安装板的四角处设有球形支撑脚，所述球形支撑脚放置于矩形支撑架上。

6.根据权利要求2所述的连续自维持阴燃炉的下层自动落料装置，其特征在于，所述仓体外壳朝向安装板的一侧面上设有安装门，所述安装门的一端转动连接于仓体外壳上，所述仓体外壳上还设有对安装门进行转动限位的限位元件。

7.根据权利要求2所述的连续自维持阴燃炉的下层自动落料装置，其特征在于，所述第一落料装置和第二落料装置之间设有矩形分布的倾斜板，所述倾斜板固定于安装板上。

8.根据权利要求7所述的连续自维持阴燃炉的下层自动落料装置，其特征在于，矩形分布的所述倾斜板组成的形状为漏斗形。

9.根据权利要求2所述的连续自维持阴燃炉的下层自动落料装置，其特征在于，所述侧连接板为角钢。

10.根据权利要求2所述的连续自维持阴燃炉的下层自动落料装置，其特征在于，燃烧室、灰渣仓和灰渣排出机构的连接面上设有密封圈。

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