CN1209573C - 集流化焚烧和移动冷渣于一体的垃圾焚烧炉及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集流化焚烧和移动冷渣于一体的垃圾焚烧炉及方法，它采用上层的流化区和下层的移动区构成焚烧炉内流化移动一体化的床层；上层的流化区和下层的移动区用带有开孔的布风管通风，垃圾由给料装置投入焚烧炉内后，垃圾的可燃成份在上部的流化区和炉膛中呈流态化加热燃烬，上部的流化区温度维持在800～950℃，不可燃成份则以移动床形式缓慢通过下部的移动区冷却后以大渣形式排出，大渣温度可以降低到150℃甚至更低。本发明没有传统的布风板布风装置，制造简单，投资省，适合于向大型化发展；出渣方便，可以简化流化床的垃圾预处理系统；垃圾燃烧、大渣冷却在流化移动一体化床中进行，燃烧完后可以排出低温大渣，无需在炉外增加冷渣器。
Description
技术领域
本发明涉及一种集流化焚烧和移动冷渣于一体的垃圾焚烧炉及方法。
背景技术
据统计，2000年全国城市生活垃圾年产量已经达到1.5亿吨，且以每年7％以上的速度增长，城市生活垃圾的大量产生已经严重影响了城市景观和生活质量。焚烧法能较好地实现垃圾处理的减量化、无害化和资源化目标，目前已经开始在我国的一些大中城市应用并得到推广。目前投入商业运行的燃烧方式一种是炉排焚烧炉，包括多级阶梯式链条炉排、倾斜往复式炉排和发送式的马丁炉排等，其优点是不需要对垃圾进行预处理，但在处理中国目前的低热值垃圾时暴露出处理成本高、蒸汽参数低、运行不经济的缺点，其技术基本上来自于引进；另外一种是采用布风板的流化床焚烧炉，具有清洁燃烧和适应处理各种废弃物焚烧的优点，但存在着垃圾预处理系统复杂和排渣困难等缺点。
与国外发达国家不同，我国目前垃圾不分拣混合收集，具有组分复杂、高水分、高灰份、低热值、季节性波动大的特点，相对于其他焚烧处理方法来说，流化床焚烧法具有燃料适应性广的优点，床内混合均匀，停留时间长，垃圾燃烬度高，流化床内没有转动部件，结构简单，相同处理容量的流化床焚烧炉体积比炉排炉小，投资最省，并且可以采取全面的防二次污染措施，流化床焚烧方式对于我国垃圾来说是一种较好的处理方法。但是，采用流化床焚烧法存在一个必须解决的问题，由于垃圾不分拣，在焚烧处理的原生垃圾中，建筑垃圾、金属等无机物占了重量比的20％甚至更高，这些物质对燃烧过程没有能量贡献，目前还缺乏较好的炉前分选设备将它们从垃圾中分离出来。虽然可以在预处理系统中设置电磁去铁器，但由于原生垃圾缠绕性较强，还是有一部分金属进入炉内；虽在垃圾库房内经专门开发的垃圾破碎机破碎，但仍然难以满足较适合流化床运行的对入炉物料的粒径要求。这些不可燃组分留在炉内将严重影响流化质量，影响焚烧炉的连续运行，甚至会危及流化床锅炉的正常安全运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集流化焚烧和移动冷渣于一体的垃圾焚烧炉及方法。
它包括炉膛，炉膛内分为移动冷却区7、流化区8、稀相区9，炉膛下端依次设有出渣筛选机3、细砂提升给料装置4，炉膛出口设有分离器10，分离器下接回送装置11，回送装置下端与炉膛流化区相接，炉膛流化区侧面设有给煤机5、垃圾给料机6，其特征在于炉膛下部依次设有上层布风管2、下层布风管1，分离器出口依次与过热器17、空预器18、省煤器19、引风机20相接，鼓风机16与冷一次风管14、下层布风管1相接，鼓风机16与点火器15、热一次风管13、上层布风管2相接，空预器18下端与鼓风机16相接，空预器18出口与二次风管12、回送装置11下端和热一次风管13相接。
方法采用上层的流化区和下层的移动区构成焚烧炉内流化移动一体化的床层；上层的流化区和下层的移动区用带有开孔的布风管通风，垃圾由给料装置投入焚烧炉内后，垃圾的可燃成份在上部的流化区和炉膛中呈流态化加热燃烬，上部的流化区温度维持在800～950℃，不可燃成份则以移动床形式缓慢通过下部的移动区冷却后以大渣形式排出，上层流化区的布风管给入150～550℃的热一次风进行流化和提供燃烧所需的空气，垃圾燃烧释放的热量提供给床料，维持床温，而下层的移动区中的布风管给入的则是20℃左右的冷风，对移动床区域进行冷却，大渣在移动床区域长时间停留，与冷风换热，将热渣中含有的热量传递给空气，在冷渣的同时起到空气预热的作用。大渣温度可以降低到150℃甚至更低。
本发明的优点：没有传统的布风板布风装置，制造简单，投资省，适合于向大型化发展；出渣方便(主体以纵向垂直排渣)，可以简化流化床的垃圾预处理系统；垃圾燃烧、大渣冷却在流化移动一体化床中进行，燃烧完后可以排出低温大渣，无需在炉外增加冷渣器；由于采用高温一次风，可以实现低热值垃圾的直接燃烧而不需要添加辅助燃料。
本发明具有燃料适应性广，可焚烧处理高水分、低热值、高灰分的垃圾，床内混合均匀，燃烬度高，适用于处理季节性波动大、成分复杂的中国城市生活垃圾和燃烧后含有难排渣的大尺度金属和无机物料的产业废弃物。
附图说明
附图是集流化焚烧和移动冷渣于一体的垃圾焚烧炉结构示意图。
具体实施方式
集流化焚烧和移动冷渣于一体的垃圾焚烧炉具有炉膛，炉膛内分为移动冷却区7、流化区8、稀相区9，炉膛下部依次设有上层布风管2、下层布风管1、出渣筛选机3、细砂提升给料装置4，炉膛出口设有分离器10，分离器下接回送装置11，回送装置下端与炉膛流化区相接，分离器出口依次与过热器17、空预器18、省煤器19、引风机20，炉膛流化区侧面设有给煤机5、垃圾给料机6，鼓风机16与冷一次风管14、下层布风管1相接，鼓风机16与点火器15、热一次风管13、上层布风管2相接，空预器18下端与鼓风机16相接，空预器18出口与二次风管12、回送装置11下端和热一次风管13相接。
本发明采用多层布风管代替传统流化床的布风板结构。上层通入热一次风，呈流化状运行，起燃烧作用，下层(根据炉型大小可布置1～3层)通入用于冷却的一次风，并呈移动床运行，起冷渣作用，使燃烧后的大渣冷却回收能量后排出。
本发明由下层布风管1(根据炉型大小可布置1～3层)、上层布风管2、出渣筛选机3、细砂提升给料装置4、给煤机5、垃圾给料机6、移动冷却区7、流化区8、稀相区(炉膛)9、分离器10、回送装置11、二次风12、热一次风13、冷一次风14、点火器15、鼓风机16、过热器17、空预器18、省煤器19，安装连接组成流化焚烧移动冷渣一体化的新型流化床垃圾焚烧锅炉。
垃圾由垃圾给料机6经倾斜的给料口接至稀相区(炉膛)9，较重的垃圾成分落入流化区8，在热一次风13作用下流化燃烧，燃烧释放出的烟气和较轻的垃圾成分在稀相区(炉膛)9中燃烬，稀相区中加入二次风12以保证充分的氧气供应，剩下的大块不可燃成份如砖头、金属等向下运动，经过移动冷却区7，与鼓风机16来的冷一次风14交换能量，冷却后通过出渣筛选机3以大渣形式排出炉膛，随大渣排出的细床料经出渣筛选机筛选后通过提升或气力给料装置4给入炉内，以保证炉内的物料平衡，排出的大渣经过金属去除装置后可以直接作为建材使用。
燃烧后的烟气经分离器10将细颗粒分离后通过回送装置11送回炉内燃烬，排出的烟气经过热器17、空预器18和省煤器19后接引风机20和尾气净化系统再排入大气。
空预器将鼓风机16送来的冷风加热供应流化和燃烬用的热一次风13和二次风12。在上层布风管2前布置了点火器15用于焚烧炉的启动运行。
与传统流化床的布风板布风结构不同，本发明采用按一定排列方式的若干带有开孔的风管通入床层布风流化，由于采用垂直错列多层布置，因而具有燃烧和冷渣双重功能于一体。本发明的特征是由上部的流化区6和下部的移动冷却区7构成焚烧炉内流化移动一体化的床层；根据所焚烧垃圾热值的不同，上层(流化区)的布风管可以给入150～550℃的风进行流化和提供燃烧所需的空气，垃圾燃烧释放的热量提供给床料，上部的流化区温度维持在800～950℃；而下层的移动区中的布风管给入的则是20℃左右的冷风，不可燃成份以移动床形式缓慢通过下部的移动区逐渐冷却后以大渣形式排出，大渣在移动床区域停留期间，与冷风进行热交换，大渣温度可以降低到150℃甚至更低，不需要外接冷渣器。在冷渣的同时起到空气预热的作用；
本发明的布风管的间距可以大于200～300mm，可以使垃圾不经预处理直接入炉焚烧后产生的大块不可燃物排出炉外，随大渣排出的石英砂床料不需外接冷渣装置直接经筛选后再通过机械提升装置或气力输送装置送回炉内；
在焚烧中国的低热值垃圾中(800～1200kcal/kg)，可在焚烧炉尾部采用高温空预器18回收热量，将热一次风温13和二次风温12提高到550℃，以实现不需添加辅助燃料全烧低热值垃圾的焚烧炉的设计和生产。
Claims (4)
1.一种集流化焚烧和移动冷渣于一体的垃圾焚烧炉，它包括炉膛，炉膛内分为移动冷却区(7)、流化区(8)、稀相区(9)，炉膛下端依次设有出渣筛选机(3)、细砂提升给料装置(4)，炉膛出口设有分离器(10)，分离器下接回送装置(11)，回送装置下端与炉膛流化区相接，炉膛流化区侧面设有给煤机(5)、垃圾给料机(6)，其特征在于，炉膛下部依次设有上层布风管(2)、下层布风管(1)，分离器出口依次与过热器(17)、空预器(18)、省煤器(19)、引风机(20)相接，鼓风机(16)与冷一次风管(14)、下层布风管(1)相接，鼓风机(16)与点火器(15)、热一次风管(13)、上层布风管(2)相接，空预器(18)下端与鼓风机(16)相接，空预器(18)出口与二次风管(12)、回送装置(11)下端和热一次风管(13)相接。
2.根据权利要求1一种集流化焚烧和移动冷渣于一体的垃圾焚烧炉，其特征在于所说布风管的间距大于100～300mm。
3.一种集流化焚烧和移动冷渣于一体的垃圾焚烧方法，其特征在于它采用上层的流化区和下层的移动区构成焚烧炉内流化移动一体化的床层；上层的流化区和下层的移动区用带有开孔的布风管通风，垃圾由给料装置投入焚烧炉内后，垃圾的可燃成份在上部的流化区和炉膛中呈流态化加热燃烬，上部的流化区温度维持在800～950℃，不可燃成份则以移动床形式缓慢通过下部的移动区冷却后以大渣形式排出，上层流化区的布风管给入150～550℃的热一次风进行流化和提供燃烧所需的空气，垃圾燃烧释放的热量提供给床料，维持床温，而下层的移动区中的布风管给入的则是20℃左右的冷风，对移动床区域进行冷却，大渣在移动床区域长时间停留，与冷风换热，将热渣中含有的热量传递给空气，在冷渣的同时起到空气预热的作用。
4.根据权利要求3一种集流化焚烧和移动冷渣于一体的垃圾焚烧方法，其特征在于所说布风管的间距大于100～300mm。
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