CN1800712A - 布朗气式一体化固体废物焚烧炉 - Google Patents

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一种布朗气式一体化固体废物焚烧炉，它是将固体废物由加料皮带机(11)提升至废物加料口(12)进入燃烧室(6)，点燃燃烧机(5)，燃烧后产生的烟气进入二次燃烧室(8)，再点燃烧油喷枪(7)，它的助燃是靠空气或布朗气或是空气和布朗气的混合气，烟气经二次燃烧室(8)燃烧后，烟气进入气气换热器(9)，经气气换热后，其尾气从烟囱(10)排入大气。本焚烧炉的特点是燃烧充分，CO的排放量少，达到＜5mg/NM3远低于国家排放标准，烟气中几乎没有飞灰，而且简化了工艺流程，减少了设备，占地面积小，节省了投资，为整个焚烧系统一体化成为现实。

Description

布朗气式一体化固体废物焚烧炉
一、技术领域
本发明涉及环保产业中固体废物焚烧炉，具体地说是涉及一种引入布朗气助燃的布朗气式一体化固体废物焚烧炉。
二、背景技术
传统的固体废物焚烧炉包括加料斗提机、燃烧室、燃烧机、二次燃烧室、燃油喷枪、气气换热器、鼓风机、尾气管、半干喷除酸器、溶碱罐、溶碱泵、空压机、烟囱等部件组成，其工艺流程是将固体废物由加料斗提机提升至加料口进入燃烧室，点燃燃烧机，助燃是吸入空气来实现的；该室夹套内通入循环冷却水，燃烧室内通入热风，燃烧后产生的烟气进入二次燃烧室，二次燃烧室点燃燃油喷枪，燃油喷枪的助燃也是通过吸入空气来实现的；烟气焚烧后再进入气气换热器，在该器夹套内由鼓风机通入冷空气，经气气换热，热空气分两路分别通入燃烧室与二次燃烧室；其尾气经尾气管，进入半干喷除酸器，在溶碱罐内加入碱和水，搅拌溶解后，经浓碱泵将该浓碱液打入雾化喷嘴，喷嘴上方由空压机产生的压缩空气通入，经雾化的浓碱液喷入半干喷除酸器内，将尾气中的酸气中和，尾气由烟囱排入大气。
传统的固体废物焚烧炉均采用补充空气的方法，通常通过控制燃烧室的氧气含量来实现炉本体及二次燃烧室的尾气焚烧的目的，在二次燃烧室的尾气焚烧时温度基本维持在1100℃以上，燃油喷枪的喷火焰呈暗红色，且燃烧火焰直径小、扩散火焰较长，燃油量较大且燃油裂解程度不高，燃烧不充分，所以尾气中的有害成分多，有害大气污染，而且传统的焚烧炉工艺流程长、设备繁多，布置松散，占地面积大，尾气处理费用高。
三、发明内容
1、发明目的：
本发明的目的在于提供一种既能改善焚烧状况，提高焚烧效率，节约能源，又能简化工艺流程、减少设备、节省投资，还能减少尾气中的有害成份，降低尾气对大气的污染的布朗气式一体化固体废物焚烧炉。
2、技术方案
布朗气是严格按水分子(H2O)结构中氢/氧摩尔当量比的氢氧混合气体(由澳大利亚Yull Brown教授首先提出)，当加入布朗发生器中的水，经电解产生布朗气(氢氧混合气体)，将布朗气技术运用在焚烧行业，尤其是危险废物焚烧领域为世界首创。
一种布朗气式一体化固体废物焚烧炉，包括加料皮带机11、燃烧室6、燃烧机5、二次燃烧室8、燃油喷枪7、气气换热器9、鼓风机1及烟囱10；燃烧室6的一侧下部装有与空气进管和柴油进管相连的燃烧机5，该室底部装有出渣阀门，上部一侧为固体废物进料口12，二次燃烧室8的一侧装有分别与柴油进管和空气进管相连的燃油喷枪7，柴油进管和空气进管上分别装有调节阀①、③、④，气气换热器9内装有螺纹管，该管前端通过冷风管与鼓风机1连接，冷气经气气换热后热风从螺纹管的末端通入热风出管，热风出管分两路分别通入燃烧室6和二次燃烧室8，气气换热器9上部与烟囱10相连接，其特征在于在鼓风机1和燃烧机5之间装有布朗发生器2，它的上部装有进水管，电流表3和布朗气进气管4直接与燃油喷枪7连接；在燃烧室6的一侧上部设有一个石灰进料口13。
上述的燃油喷枪(7)与空气进管直接连接，其助燃靠空气来实现，或由空气进气管与布朗气进气管(4)连接后再与燃油喷枪(7)连接，其助燃靠空气和布朗气的混合气，并在布朗气进气管(4)上还装有调节阀②。
布朗气式一体化固体废物焚烧炉工艺流程为：固体废物由加料皮带机11提升至加料口12，进入燃烧室6，点燃燃烧机5，它的助燃是通过空气进管吸入的空气来实现的，燃烧时徐徐从石灰进料口13加入石灰中和尾气中的酸气，燃烧室6内通入热风；燃烧后产生的烟气进入二次燃烧室8，点燃燃油喷枪7，它的助燃是靠吸入的空气或布朗气或空气与布朗气的混合气体，(具体操作方法是关闭调节阀①、②、④，助燃靠空气，关闭调节阀①、③、④助燃靠布朗气，关闭调节阀①，打开调节阀②、③、④时，助燃是靠空气与布朗气的混合气体)若助燃靠布朗气时，当点燃燃油喷枪7时，徐徐由小至大调节布朗气的通入量，该量是按烟气量的0.1％通入，按体积比(V/V)计算通入的，是通过电流表3(100-300A/24V)调节电解电流来实现的；烟气焚烧后再进入气气换热器9，该器内装有螺纹管，螺纹管的前端通过管道与鼓风机1相连通入的冷空气，经气气换热，热空气分两路分别通入燃烧室6与二次燃烧室8；其尾气由烟囱10排入大气。
上述从石灰加料口13加入石灰的量按1000m3烟气量加30-80公斤，其烟气量是根据加入废物量的多少计算出来。
3、有益效果
(1)、尾气焚烧引入布朗气后，由于布朗气中含有活性氢，使尾气中的碳粒、一氧化碳、碳氢化合物转化为二氧化碳的反应速度加快，一氧化碳的排放浓度明显下降，达到＜5mg/NM3远低于国家规定的排放标准，实验数据表明采用布朗气复合燃油喷枪技术可以看出CO转化为CO2的反应活化能降低150℃以上(见附表一)，焚烧效率达到99.996％以上。
(2)、以前由于燃烧不充分产生的黑色烟气包括：碳团颗粒、粉尘和水汽等，即使二次燃烧室温度在1000℃以上，依然会产生大量的黑色的烟气，当尾气焚烧引入布朗气后，烟气和粉尘的排放发生了明显的变化几乎无飞灰产生。
(3)、由于飞灰中碳粒几乎完全转化成CO2，理论上推测烟气中的二恶英含量极低。
(4)、布朗气的加入使焚烧炉的燃烧状态完全被改变，氢通过扩散方式影响整个固体焚烧和裂解过程，理论上有抑制二恶英从头合成的效果。
(5)、根据布鲁克斯(Brooks)火焰构造图，我们对不加布朗气的燃烧火焰和加入布朗气的燃烧火焰进行了对比结果如下：
a、不加布朗气的火焰：未着火油滴区过大，混合区偏大，扩散火焰面积大，明亮的高温部位小。
b、加入布朗气的火焰：未着火油滴区很小，混合区适中，扩散火焰面积明显减小，白灼面明亮的高温区部位占据了整个火焰截面的一半左右。
(6)、简化了工艺流程，减少了设备，占地面积小，节省了投资，为整个焚烧系统一体化成为现实。
附表一：一氧化碳排放时二次燃烧室温度的均值表
                  一氧化碳排放时二燃室温度的均值表
 炉体情况   未加布朗气℃   加布朗气℃  温差(Δt)℃
 CO开始降低(A)   max   695   909
  min   588   819
  平均   642   864  220
 CO降为零(A’)   max   806   939
  min   675   849
  平均   741   894  153
四、附图说明
图1：布朗气式一体化固体废物焚烧炉结构及工艺流程图。
图2：燃油喷枪火焰结构示意图。
(1)一般固体废物焚烧炉燃油喷枪火焰图。
(2)布朗气式一体化固体废物焚烧炉燃油喷枪火焰图。
附图标记说明：1-鼓风机、2-布朗发生器、3-电流表、4-布朗气进气管、5-燃烧机、6-燃烧室、7-燃油喷枪、8-二次燃烧室、9-气气换热器、10-烟囱、11-加料皮带机、12-废物进料口、13-石灰进料口。
五、具体实施方式
参照图1所示，本发明的技术关键是在鼓风机1和燃烧机5之间安装一台H3000型布朗发生器2，该发生器上装有加水管、电流表3(300A/24V)和布朗气进气管4，水加入布朗发生器2中，水经电解后产生布朗气(氢氧混合气体)。一种布朗气式一体化固体废物焚烧炉，包括加料皮带机(11)、燃烧室(6)、燃烧机5、二次燃烧室(8)、燃油喷枪7、气气换热器(9)、鼓风机(1)及烟囱(10)；燃烧室(6)的一侧下部装有与空气进管和柴油进管相连的燃烧机(5)，该室底部装有出渣阀门，上部一侧为固体废物进料口(12)，另一侧为石灰进料口(13)，二次燃烧室(8)的一侧装有分别与柴油进管和空气进管相连的燃油喷枪(7)，柴油进管和空气进管上分别装有调节阀①、③、④，气气换热器(9)内装有螺纹管，该管前端通过冷风管与鼓风机(1)连接，螺纹管末端与热风出管连接，热风出管分两路分别通入燃烧室(6)和二次燃烧室(8)，气气换热器(9)上部与烟囱(10)相连接，在鼓风机(1)和燃烧机(5)之间装有布朗发生器(2)，它的上部装有进水管，电流表(3)和布朗气进气管(4)直接与燃油喷枪(7)连接，上述的空气进气管分别与布朗气进气管(4)和燃油喷枪(7)相连接，并在布朗气进气管(4)上装有调节阀②。
布朗气式一体化固体废物焚烧炉工艺流程为：固体废物由加料皮带提机11提升至废物进料口12，进入燃烧室6，点燃燃烧机5，它的助燃是通过空气进管吸入空气来实现的，燃烧时徐徐从石灰进料口13加入石灰50公斤，用来中和烟气中的酸气，燃烧后产生的烟气进入二次燃烧室8，点燃燃油喷枪7，它的助燃是靠吸入的布朗气，(具体操作是关闭调节阀①、③、④，打开调节阀②，即可单独通入布朗气)当点燃燃油喷枪7时，徐徐由小至大调节布朗气的通入量，该量是按烟气量的0.1％通入，按体积比(V/V)计算通入的，是通过电流表3调节电解电流300A/24V来实现的；烟气焚烧后再进入气气换热器9，该器内装有螺纹管，螺纹管的前端通过冷空气管与鼓风机1连接后通入冷空气，经气气换热，热空气分两路分别通入燃烧室6与二次燃烧室8，燃烧后的尾气由烟囱10排入大气。

Claims (4)

1.一种布朗气式一体化固体废物焚烧炉，包括加料皮带机(11)、燃烧室(6)、燃烧机(5)、二次燃烧室(8)、燃油喷枪7、气气换热器(9)、鼓风机(1)及烟囱(10)；燃烧室(6)的一侧下部装有与空气进管和柴油进管相连的燃烧机(5)，该室底部装有出渣阀门，上部一侧为固体废物进料口(12)，二次燃烧室(8)的一侧装有分别与柴油进管和空气进管相连的燃油喷枪(7)，柴油进管和空气进管上分别装有调节阀①、③、④，气气换热器(9)内装有螺纹管，前端通过冷风管与鼓风机(1)连接，冷风经气气换热后，热风从螺纹管末端通入热风出管，热风出管分两路分别通入燃烧室(6)和二次燃烧室(8)，气气换热器(9)上部与烟囱(10)相连接，其特征在于在鼓风机(1)和燃烧机(5)之间装有布朗发生器(2)，它的上部装有进水管，电流表(3)和布朗气进气管(4)直接与燃油喷枪(7)连接；在燃烧室(6)的一侧上部设有一个石灰进料口(13)。
2.根据权利要求1所述的布朗气式一体化固体废物焚烧炉，其特征在于所述的布朗气的通入量是通过调节布朗发生器(2)上的电流表(3)的电解电流来实现的，布朗气的通入量是按烟气量的0.1％通入，此量是按体积比计算的量。
3.根据权利要求1所述的布朗气式一体化固体废物焚烧炉，其特征在于所述的燃油喷枪(7)与空气进管直接连接，其助燃靠空气来实现，或由空气进管与布朗气进管(4)连接后再与燃油喷枪(7)连接，其助燃靠空气和布朗气的混合气。
4.根据权利要求1所述的布朗气式一体化固体废物焚烧炉，其特征在于从石灰进料口(13)中加入的石灰量按1000m3烟气量加30-80公斤。
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