CN117181786A - 固废处理系统和固废处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固废处理系统和基于该固废处理系统的固废处理方法，所述固废处理系统包括煤粉炉、烟道、供料装置和粉碎装置，所述烟道与所述煤粉炉相连以供煤粉炉中的高温烟气在所述烟道中流动，所述烟道包括下降段和上升段，以供所述高温烟气沿着从所述下降段到所述上升段的方向流动；所述供料装置与所述烟道相连，且所述供料装置与所述下降段的上端相连，以适于将固废棒料从所述下降段的上端排至所述烟道中并热解；所述粉碎装置设于所述下降段和所述上升段之间，以将未热解的所述固废棒料粉碎产生固废粉尘，所述固废粉尘可随所述高温烟气在所述烟道内流动并回流至所述煤粉炉中焚烧。本发明实施例的固废处理系统具有结构简单可靠、经济性较高的优点。

Description

固废处理系统和固废处理方法

技术领域

本发明涉及废物处理设备技术领域，具体地，涉及一种固废处理系统和基于该固废处理系统的固废处理方法。

背景技术

农林废物、餐厨厨余、生活垃圾、可燃工业固废等各类有机固废产量逐年增加，有机固废当前处理方式主要是填埋、堆肥或者焚烧发电。有机固废可通过破碎压缩制备燃料棒，作为实现燃煤替代的优质资源应用于燃煤锅炉，即通过燃煤锅炉协同焚烧燃料棒，在减少化石燃料使用的同时实现固废环保处置，同步创造经济效益和环境效益。但由于燃煤和有机固废特性迥异，目前还无法直接应用于煤粉锅炉处理固废。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种固废处理系统，该固废处理系统具有结构简单可靠、经济性较高的优点。

本发明实施例的固废处理系统包括煤粉炉；烟道，所述烟道与所述煤粉炉相连以供煤粉炉中的高温烟气在所述烟道中流动，所述烟道包括下降段和上升段，以供所述高温烟气沿着从所述下降段到所述上升段的方向流动；供料装置，所述供料装置与所述烟道相连，且所述供料装置与所述下降段的上端相连，以适于将固废棒料从所述下降段的上端排至所述烟道中并热解；粉碎装置，所述粉碎装置设于所述下降段和所述上升段之间，以将未热解的所述固废棒料粉碎产生固废粉尘，所述固废粉尘可随所述高温烟气在所述烟道内流动并回流至所述煤粉炉中焚烧。

本发明实施例的固废处理系统在煤粉炉上设置烟道，烟道具有下降段和上升段，固废棒料投入下降段的上端，固废棒料在下降段中作落体运动时与高温烟气接触发生热解，未完成热解的固废棒料落至粉碎装置处进行粉碎，粉碎装置将固废棒料粉碎形成粒径较大的固废粉尘和粒径较小的固废粉尘，高温烟气携带粒径较小的固废粉尘沿上升段上升并循环至煤粉炉中进行燃烧处理，粒径较大的固废粉尘在重力的作用下落回粉碎装置重复粉碎至形成粒径较小的固废粉尘，从而将固废棒料完全粉碎成固废粉尘并输送至煤粉炉中进行焚烧处理。

相较于相关技术中一种利用燃煤锅炉处理可燃固废的系统和方法，本发明实施例的固废处理系统利用煤粉炉的烟道作为固废棒料的热解场所，无需设置专用热解设备和焚烧设备，利用现有煤粉锅炉进行简单改造即可进行固废协同利用，成本投资较低，具有结构简单可靠、经济性较高的优点。

在一些实施例中，所述下降段包括竖直段和倾斜段，所述竖直段位于所述倾斜段的上游，所述供料装置与所述竖直段的上端相连，所述倾斜段具有倾斜角度且所述粉碎装置设于所述倾斜段的下端，以缓冲落至所述粉碎装置的固废棒料。

在一些实施例中，所述竖直段的长度尺寸大于设定长度，以使所述固废棒料在所述竖直段中自由落体运动的时长大于设定时长。

在一些实施例中，所述上升段沿竖直方向延伸，且所述上升段的下端与所述倾斜段的下端相连，以使所述粉碎装置位于所述上升段的下端。

在一些实施例中，所述煤粉炉包括烟气出口和烟气进口，所述烟道的一端与所述烟气出口相连，所述烟道的另一端与所述烟气进口相连，所述下降段设于所述烟气出口和所述上升段之间。

在一些实施例中，所述烟道还设有驱动装置，所述驱动装置设于所述上升段的下游以将混有固废粉尘的高温烟气送至所述烟气进口。

在一些实施例中，所述驱动装置包括分离设备和鼓风设备，所述分离设备的一端设于所述鼓风设备的上游，所述分离设备的另一端设于所述鼓风设备的下游，所述分离设备适于将高温烟气中携带的固废粉尘分离出并排至所述鼓风设备的下游。

在一些实施例中，所述分离设备包括旋风分离组件和输送组件，所述旋风分离组件包括进气口、出气口和排料口，并适于将高温烟气通过出气口排至鼓风设备的上游、将固废粉尘从排料口经过输送组件排至所述鼓风设备的下游。

本发明实施例的固废处理方法基于上述任一实施例中所述的固废处理系统，所述固废处理方法包括如下步骤：

供料装置将固废棒料投入竖直段，固废棒料在竖直段中作自由落体运动并与竖直段中的高温烟气接触以热解；

未热解的固废棒料落至粉碎装置，粉碎装置将固废棒料粉碎形成固废粉尘；

高温烟气携带粒径较小的固废粉尘沿上升段上升并循环至煤粉炉中进行燃烧处理；

粒径较大的固废粉尘在重力的作用下落回粉碎装置重复粉碎。

在一些实施例中，高温烟气携带粒径较小的固废粉尘沿上升段上升并循环至煤粉炉中进行燃烧处理包括如下步骤：

将携带有固废粉尘颗粒的高温烟气中的固废粉尘从高温烟气中分离；

对完成分离后的高温烟气进行加速；

将从高温烟气中分离出的固废粉尘供入完成加速的高温烟气，以使高温烟气具有足够的动能将固废粉尘输送至煤粉炉中。

附图说明

图1是本发明实施例的固废处理系统的结构示意图。

附图标记：

煤粉炉1；烟气出口11；烟气进口12；

烟道2；下降段21；竖直段211；倾斜段212；上升段22；驱动装置23；分离设备231；旋风分离组件2311；输送组件2312；鼓风设备232；

粉碎装置3；供料装置4。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合图1描述本发明实施例的固废处理系统。

本发明实施例的固废处理系统包括煤粉炉1、烟道2、供料装置4和粉碎装置3。

烟道2与煤粉炉1相连以供煤粉炉1中的高温烟气在烟道2中流动，烟道2包括下降段21和上升段22，以供高温烟气沿着从下降段21到上升段22的方向流动。

具体地，烟道2与煤粉炉1的炉腔连通，以供煤粉炉1燃烧时产生的高温烟气流入烟道2中并沿着烟道2流动，下降段21的高度沿着高温烟气流向逐渐降低，上升段22的高度沿着烟气的流向逐渐升高，下降段21设于上升段22在高温烟气流动方向上的上游，以使高温烟气在部分烟道2中流动时，高温烟气先向下侧流动再向上侧流动。

供料装置4与烟道2相连，且供料装置4与下降段21的上端相连，以适于将固废棒料从下降段21的上端排至烟道2中并热解。

具体地，供料装置4设于下降段21的上端以将固废棒料从下降段21的上端投入烟道2中，固废棒料在投入下降段21后，在重力的作用下固废棒料沿着下降段21向下坠落，在固废棒料向下侧运动的过程中，固废棒料与下降段21中的高温烟气接触并发生热解，固废棒料在热解后产生可燃的细小的固废粉尘颗粒和可燃气体。

粉碎装置3设于下降段21和上升段22之间，以将未热解的固废棒料粉碎产生固废粉尘，固废粉尘可随高温烟气在烟道2内流动并回流至煤粉炉1中焚烧。

具体地，在固废棒料在下降段21热解的过程中，部分固废棒料不能完成热解，没有完成热解的固废棒料在重力的作用下落至下降段21下端的粉碎装置3中，以将未热解的固废棒料粉碎形成固废粉尘颗粒，固废粉尘中粒径较小的颗粒在高温烟气携带下沿着上升段22向上移动并循环至煤粉炉1中进行焚烧，固废粉尘中粒径较大的颗粒不能被高温烟气携带，固废粉尘中粒径较大的颗粒在重力的作用下沿上升段22反向回落至粉碎装置3，以重复粉碎形成粒径较小的固废粉尘。

可以理解的是，固废棒料被粉碎装置3粉碎后，增大了固废粉尘颗粒与烟道2中高温烟气的接触面积，进一步地促进固废颗粒热解，提高了固废颗粒在烟道2中的热解效率。

本发明实施例的固废处理系统在煤粉炉1上设置烟道2，烟道2具有下降段21和上升段22，固废棒料投入下降段21的上端，固废棒料在下降段21中作自由落体运动时与高温烟气接触发生热解，未完成热解的固废棒料落至粉碎装置3处进行粉碎，粉碎装置3将固废棒料粉碎形成粒径较大的固废粉尘和粒径较小的固废粉尘，高温烟气携带粒径较小的固废粉尘沿上升段22上升并循环至煤粉炉1中进行燃烧处理，粒径较大的固废粉尘在重力的作用下落回粉碎装置3重复粉碎至形成粒径较小的固废粉尘。

相较于相关技术中一种利用燃煤锅炉处理可燃固废的系统和方法，本发明实施例的固废处理系统利用煤粉炉1的烟道2作为固废棒料的热解场所，无需设置专用热解设备和焚烧设备，利用现有煤粉锅炉进行简单改造即可进行固废协同利用，成本投资较低，具有结构简单可靠、经济性较高的优点。

在一些实施例中，下降段21包括竖直段211和倾斜段212，竖直段211位于倾斜段212的上游，供料装置4与竖直段211的上端相连，倾斜段212具有倾斜角度且粉碎装置3设于倾斜段212的下端，以缓冲落至粉碎装置3的固废棒料。

具体地，竖直段211沿竖直上下方向延伸，倾斜段212从竖直段211的下端斜向下延伸，当固废棒料被供料装置4投入下降段21时，固废棒料进入竖直段211中并在重力的作用下落至倾斜段212，并沿倾斜段212滑落至粉碎装置3中。

由此，在固废棒料落至倾斜段212时，固废棒料的下落速度降低，以降低固废棒料进入粉碎装置3的速度，一方面能够避免粉碎装置3收到固废棒料的冲击而受损，另一方面降低了当固废棒料堆积在粉碎装置3处时固废棒料对粉碎装置3的作用力，防止过量的固废棒料卡住粉碎装置3。

在一些实施例中，竖直段211的长度尺寸大于设定长度，以使固废棒料在竖直段211中自由落体运动的时长大于设定时长。

具体地，固废棒料从供料装置4进入竖直段211后与竖直段211内的高温烟气接触以发生热解，且固废棒料在竖直段211内作自由落体运动，竖直段211的长度尺寸大于设定长度，以增长固废棒料在竖直段211内作自由落体运动的时间，提高固废棒料的热解效率。

在一些实施例中，上升段22沿竖直方向延伸，且上升段22的下端与倾斜段212的下端相连，以使粉碎装置3位于上升段22的下端。

具体地，上升段22的下端与倾斜段212的下端相连，且粉碎装置3位于上升段22的下端，粉碎装置3亦位于倾斜段212的下端，以使固废棒料经过粉碎装置3破碎后产生的粒径较大的固废粉尘在重力的作用下落回粉碎装置3重复粉碎。

由此，通过破碎装置位于上升段22的下端以将粒径较大的固废粉尘在重力的作用下落回粉碎装置3重复粉碎，在对固废粉尘重复粉碎的过程中提高固废棒料的粉碎率，以将固废棒料完全粉碎成可漂浮于高温烟气并随高温烟气流动的固废粉尘。

在一些实施例中，煤粉炉1包括烟气出口11和烟气进口12，烟道2的一端与烟气出口11相连，烟道2的另一端与烟气进口12相连，下降段21设于烟气出口11和上升段22之间。

具体地，烟气出口11位于烟气进口12的上侧，煤粉炉1的炉腔中燃烧产生高温烟气，高温烟气的密度较小经过烟气出口11进入烟道2中，经过下降段21和上升段22流至烟气进口12并携带固废粉尘进入煤粉炉1中，从而实现对固废的焚烧利用和处理。

在一些实施例中，烟道2还设有驱动装置23，驱动装置23设于上升段22的下游以将混有固废粉尘的高温烟气送至烟气进口12。

具体地，烟气在上升段22流动时高度上升，使高温烟气气流的动能降低，且高温烟气气流的动能转移至高温烟气中携带的固废粉尘颗粒，进一步地降低了高温烟气气流的流速。

由此，通过在上升段22的下游设置驱动装置23，以外部能量输入的方式提高高温烟气气流的动能，以使高温烟气具有足够的流速以将固废粉尘颗粒送至煤粉炉1中。

在一些实施例中，驱动装置23包括分离设备231和鼓风设备232，分离设备231的一端设于鼓风设备232的上游，分离设备231的另一端设于鼓风设备232的下游，分离设备231适于将高温烟气中携带的固废粉尘分离出并排至鼓风设备232的下游。

具体地，将携带有固废粉尘颗粒的高温烟气气流送至鼓风设备232中，通过鼓风设备232提高高温烟气气流的流速，但高温烟气携带固废粉尘颗粒流至鼓风设备232时，固废粉尘颗粒容易对鼓风设备232产生磨损或阻塞鼓风设备232的转动。

通过设置分离设备231在携带有固废粉尘颗粒的高温烟气气流进入鼓风设备232前将高温烟气气流中的粉尘颗粒分离出，使不含有固废粉尘颗粒的高温烟气进入鼓风设备232并被鼓风设备232加速，并把从高温烟气气流中分离出的固废粉尘重新添加至从鼓风设备232排出的高温烟气气流中。

由此，通过设置分离设备231和鼓风设备232在避免固废粉尘颗粒影响鼓风设备232工作的同时，提高了高温烟气气流的流速，以使高温烟气具有足够的流速以将固废粉尘颗粒送至煤粉炉1中。

在一些实施例中，分离设备231包括旋风分离组件2311和输送组件2312，旋风分离组件2311包括进气口、出气口和排料口，并适于将高温烟气通过出气口排至鼓风设备232的上游、将固废粉尘从排料口经过输送组件2312排至鼓风设备232的下游。

优选的，输送组件2312为螺旋给料机，输送组件2312与旋风分离组件2311的下端相连，以将旋风分离组件2311从携带有固废粉尘颗粒的高温烟气气流中分离出的固废粉尘输送至从鼓风设备232的下游，并将从携带有固废粉尘颗粒的高温烟气气流中分离出的固废粉尘重新混合至高温烟气气流中。

本发明实施例的固废处理方法基于上述任一实施例中的固废处理系统，固废处理方法包括如下步骤：

供料装置4将固废棒料投入竖直段211，固废棒料在竖直段211中作自由落体运动并与竖直段211中的高温烟气接触以热解；

未热解的固废棒料落至粉碎装置3，粉碎装置3将固废棒料粉碎形成固废粉尘；

高温烟气携带粒径较小的固废粉尘沿上升段22上升并循环至煤粉炉1中进行燃烧处理；

粒径较大的固废粉尘在重力的作用下落回粉碎装置3重复粉碎。

具体地，本发明实施例的固废处理系统在煤粉炉1上设置烟道2，烟道2具有下降段21和上升段22，固废棒料投入下降段21的上端，固废棒料在下降段21中作落体运动时与高温烟气接触发生热解，未完成热解的固废棒料落至粉碎装置3处进行粉碎，粉碎装置3将固废棒料粉碎形成粒径较大的固废粉尘和粒径较小的固废粉尘，高温烟气携带粒径较小的固废粉尘沿上升段22上升并循环至煤粉炉1中进行燃烧处理，粒径较大的固废粉尘在重力的作用下落回粉碎装置3重复粉碎至形成粒径较小的固废粉尘，从而将固废棒料完全粉碎成固废粉尘并输送至煤粉炉1中进行焚烧处理。

相较于相关技术中一种利用燃煤锅炉处理可燃固废的系统和方法，基于本发明实施例的固废处理系统的固废处理方法利用煤粉炉1的烟道2作为固废棒料的热解场所，无需设置专用热解设备和焚烧设备，利用现有煤粉锅炉进行简单改造即可进行固废协同利用，成本投资较低，具有结构简单可靠、经济性较高的优点。

另外，粒径较大的固废粉尘在重力的作用下落回位于上升段22的下端的破碎装置中重复粉碎，在对固废粉尘重复粉碎的过程中提高固废棒料的粉碎率，以将固废棒料完全粉碎成可漂浮于高温烟气并随高温烟气流动的固废粉尘，提高了固废粉尘颗粒与高温烟气的接触面积，从而提高了固废粉尘颗粒的热解效率，使本发明实施例的固废处理方法具有固废棒料处理效率较高的优点。

在一些实施例中，高温烟气携带粒径较小的固废粉尘沿上升段22上升并循环至煤粉炉1中进行燃烧处理包括如下步骤：

将携带有固废粉尘颗粒的高温烟气中的固废粉尘从高温烟气中分离；

对完成分离后的高温烟气进行加速；

将从高温烟气中分离出的固废粉尘供入完成加速的高温烟气，以使高温烟气具有足够的动能将固废粉尘输送至煤粉炉1中。

具体地，在携带有固废粉尘颗粒的高温烟气气流进入鼓风设备232加速前将高温烟气气流中的粉尘颗粒分离出，使不含有固废粉尘颗粒的高温烟气进入鼓风设备232并被鼓风设备232加速，再把从高温烟气气流中分离出的固废粉尘重新添加至从鼓风设备232排出的高温烟气气流中。

由此，本发明实施例的固废处理方法在避免固废粉尘颗粒影响鼓风设备232工作的同时，提高了高温烟气气流的流速，以使高温烟气具有足够的流速以将固废粉尘颗粒送至煤粉炉1中，以实现对固废的焚烧利用和处理。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

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，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种固废处理系统，其特征在于，包括：

煤粉炉；

烟道，所述烟道与所述煤粉炉相连以供煤粉炉中的高温烟气在所述烟道中流动，所述烟道包括下降段和上升段，以供所述高温烟气沿着从所述下降段到所述上升段的方向流动；

供料装置，所述供料装置与所述烟道相连，且所述供料装置与所述下降段的上端相连，以适于将固废棒料从所述下降段的上端排至所述烟道中并热解；

粉碎装置，所述粉碎装置设于所述下降段和所述上升段之间，以将未热解的所述固废棒料粉碎产生固废粉尘，所述固废粉尘可随所述高温烟气在所述烟道内流动并回流至所述煤粉炉中焚烧。

2.根据权利要求1所述的固废处理系统，其特征在于，所述下降段包括竖直段和倾斜段，所述竖直段位于所述倾斜段的上游，所述供料装置与所述竖直段的上端相连，所述倾斜段具有倾斜角度且所述粉碎装置设于所述倾斜段的下端，以缓冲落至所述粉碎装置的固废棒料。

3.根据权利要求2所述的固废处理系统，其特征在于，所述竖直段的长度尺寸大于设定长度，以使所述固废棒料在所述竖直段中自由落体运动的时长大于设定时长。

4.根据权利要求3所述的固废处理系统，其特征在于，所述上升段沿竖直方向延伸，且所述上升段的下端与所述倾斜段的下端相连，以使所述粉碎装置位于所述上升段的下端。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的固废处理系统，其特征在于，所述煤粉炉包括烟气出口和烟气进口，所述烟道的一端与所述烟气出口相连，所述烟道的另一端与所述烟气进口相连，所述下降段设于所述烟气出口和所述上升段之间。

6.根据权利要求5所述的固废处理系统，其特征在于，所述烟道还设有驱动装置，所述驱动装置设于所述上升段的下游以将混有固废粉尘的高温烟气送至所述烟气进口。

7.根据权利要求6所述的固废处理系统，其特征在于，所述驱动装置包括分离设备和鼓风设备，所述分离设备的一端设于所述鼓风设备的上游，所述分离设备的另一端设于所述鼓风设备的下游，所述分离设备适于将高温烟气中携带的固废粉尘分离出并排至所述鼓风设备的下游。

8.根据权利要求7所述的固废处理系统，其特征在于，所述分离设备包括旋风分离组件和输送组件，所述旋风分离组件包括进气口、出气口和排料口，并适于将高温烟气通过出气口排至鼓风设备的上游、将固废粉尘从排料口经过输送组件排至所述鼓风设备的下游。

9.一种基于权利要求2-8中任一项所述的固废处理系统的固废处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

供料装置将固废棒料投入竖直段，固废棒料在竖直段中作自由落体运动并与竖直段中的高温烟气接触以热解；

未热解的固废棒料落至粉碎装置，粉碎装置将固废棒料粉碎形成固废粉尘；

高温烟气携带粒径较小的固废粉尘沿上升段上升并循环至煤粉炉中进行燃烧处理；

粒径较大的固废粉尘在重力的作用下落回粉碎装置重复粉碎。

10.根据权利要求9所述的固废处理方法，其特征在于，高温烟气携带粒径较小的固废粉尘沿上升段上升并循环至煤粉炉中进行燃烧处理包括如下步骤：

将携带有固废粉尘颗粒的高温烟气中的固废粉尘从高温烟气中分离；

对完成分离后的高温烟气进行加速；

将从高温烟气中分离出的固废粉尘供入完成加速的高温烟气，以使高温烟气具有足够的动能将固废粉尘输送至煤粉炉中。