CN200949824Y

CN200949824Y - 能焚烧城市废弃物的在线型多缩口低氮分解炉

Info

Publication number: CN200949824Y
Application number: CN 200620025027
Authority: CN
Inventors: 曹新明; 邓玉华; 施连章; 刘志军; 黄继全; 王强; 尹文杰; 陶瑛; 孙雪静
Original assignee: CBMI CONSTRUCTION Co Ltd
Current assignee: CBMI CONSTRUCTION Co Ltd
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2016-07-21

Abstract

本实用新型涉及水泥生料窑外预分解炉，特别是一种能焚烧城市废弃物的在线型多缩口低氮分解炉。包括筒状炉体、三次进风口、撒料箱、主燃烧器，筒状炉体由底部锥体和三段筒体和三个缩口组成，底部缩口中部径向对着安装两个除氮燃烧器，两燃烧器之间装有底部撒料箱；下部筒体底部径向装有下部三次进风口，其对面安装有下部撒料箱，撒料箱两侧安装两个主燃烧器，下部三次进风口正上方安装废旧物燃料喂料溜槽；中部筒体径向装有与下部三次风进口成90°夹角的中部三次进风口，其对面装有中部撒料箱。该炉可实现多点喂料和分层送风工艺，能焚烧城市中热值高的废弃物，作为部分替代燃料，而且压力损失少(约600Pa)，生料分解率≥90％，氮化物排放量≤500mg/Nm³。

Description

能焚烧城市废弃物的在线型多缩口低氮分解炉

技术领域：

本实用新型涉及水泥生料窑外预分解炉，特别是一种压力损失少、热效高、能焚烧城市废弃物的在线型多缩口低氮分解炉。

背景技术：

目前，国内水泥生产中为降低燃料成本，有的采用热值低的劣质燃料(如石油焦)来代替热值高的煤，但劣质燃料存在易燃性差、燃尽时间长、热值低、有害成分含量高等不利因素，是导致燃料在传统多缩口低氮分解炉内燃烧不尽、炉内温度高，容易产生结皮的不利条件。

经研究发现，水泥厂中的水泥煅烧装置具有很高的温度(超过1200度)，非常适合处理城市垃圾。在高温处理过程中，水泥窑中的碱性物质可以和城市垃圾中的酸性物质相化合为稳定的盐类，便于废气的净化处理。同时，城市垃圾中的建筑垃圾经过水泥回转窑加热，再次变为能够直接应用的资源。令治污界最为头疼的重金属和废渣加热分解后，与水泥生料一起充分搅拌、煅烧，最终固定在水泥熟料的晶体中，使有害物质不可能再扩散出来，不会对环境造成污染。利用水泥厂回转窑处理城市垃圾，只需要建立和完善垃圾分拣、除铁、破碎和喂料系统，而不需要建立专门的焚烧炉，不需要专门的气体净化装置，不产生废渣，还真正实现了垃圾的“减量、再用、循环”的无害化处理。根据垃圾中不同组分的物质，用于水泥厂回转窑的垃圾可分选为用作原料和燃料两部分。热值较低且其中有机物含量较低的垃圾可作为原料，热值较高的垃圾可将其粒径处理变小后，作为回转窑的部分替代燃料，直接喂入分解炉内或垂直烟道内进行燃烧。

欧美等发达国家利用水泥煅烧装置(主要是分解炉和窑)一次性无害化处理城市垃圾已经有20多年的历史，并利用垃圾中热值较高的原料代替部分传统燃料，这样不仅降低了水泥生产成本，而且还大大缓解了城市垃圾的处理压力和建设垃圾处理厂的投资。日益受到各界的重视并得到广泛推广。

发明内容：

本实用新型的发明目的旨在提供一种能焚烧城市废弃物的在线型多缩口低氮分解炉，使之能更好燃烧劣质燃料，并能利用城市垃圾中热值较高的燃料(如废旧轮胎、塑料)替代部分传统燃料。

实现上述发明目的的技术方案是：一种能焚烧城市废弃物的在线型多缩口低氮分解炉，包括筒状炉体、三次进风口、撒料箱、主燃烧器，其特征在于：

a、炉体由底部锥体、下部筒体、中部筒体、上部筒体及连接底部锥体和下部筒体的底部缩口、连接下部筒体和中部筒体的中部缩口、连接中部筒体和上部筒体的上部缩口组成；

b、底部缩口为圆形，其中部径向对着安装两个除氮燃烧器，两个除氮燃烧器之间安装有底部撒料箱；

c、下部筒体底部径向安装有下部三次进风口，该下部三次进风口其对面安装有下部撒料箱，其两侧安装有两个主燃烧器，其正上方安装有废旧物燃料喂料溜槽；

d、中部筒体底部径向安装有中部三次进风口，该中部三次进风口其对面安装有中部撒料箱，所述中部三次进风口其水平方向的轴线与下部三次风进口成90。夹角。

依照本案给出的能焚烧城市废弃物的在线型多缩口低氮分解炉，与传统的双缩口+双筒体分解炉相比有如下特点：

①具有三个缩口，以增强分解炉的喷腾效果，并能延长燃料和生料停留时间，促进气流和生料之间的热交换，有利于劣质燃料在分解炉充分燃烧。

②具有三点喂料，中部和下部筒体上的喂料点正对着三次风进口。采用三点喂料，一方面可以避免生料过分集中进入分解炉导致局部温度下降过多，保持炉内温度场均匀分布，有利热交换和生料分解；另一方面也可以避免上升烟道处的温度过高而产生结皮。

③三次风分两路径向进入分解炉的下部和中部筒体。径向进风是防止气流产生切向圆周的旋流运动，有利于炉内生料和气流产生良好的喷腾运动，并可以降低分解炉压力，改善燃料的燃烧环境，使炉内温度分布均匀。

④主燃烧器布置在炉体下部筒体三次风进口两侧。这样主燃烧器喷入的燃料正处于富氧的三次风中，有利于燃料的点火与燃烧。

⑤具有焚烧城市废弃物的喂料口，能焚烧城市废弃物，并能替代部分传统燃料。

⑥位于炉体底部缩口处的除氮燃烧器可以使预热器系统的氮化物排放达到排放要求，有利于环保。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图主视图。

图2为本实用新型的结构示意图侧视图。

图3为图1中的A-A剖面图。

图4为图1中的B-B剖面图。

图5为图1中的C-C剖面图。

图6为本实用新型的撒料箱结构示意图。

具体实施方式：

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明：

本实施例给出的分解炉主要由底部锥体1、底部缩口2、主燃烧器3、下部三次进风口4、废旧物燃料喂料溜槽5、下部筒体6、中部缩口7、中部筒体8、上部缩口9、上部筒体10、中部三次进风口11、下部撒料箱12、除氮燃烧器13、中部撒料箱14、底部撒料箱15组成。

炉体为筒状结构，由底部锥体1、下部筒体6、中部筒体8、上部筒体10及连接底部锥体1和下部筒体6的底部缩口2、连接下部筒体6和中部筒体8的中部缩口7、连接中部筒体8和上部筒体10的上部缩口9组成。

底部缩口2为圆形，其中部径向对着安装两个除氮燃烧器13，两个除氮燃烧器13之间安装有底部撒料箱15(见图3)。

下部筒体6底部径向安装有下部三次进风口4，该下部三次进风口4其对面安装有下部撒料箱12，其两侧安装有两个主燃烧器3，其正上方安装有废旧物燃料喂料溜槽5；

中部筒体8底部径向安装有中部三次进风口11，该中部三次进风口11其对面安装有中部撒料箱14(见图5)，所述中部三次进风口11其水平方向的轴线与下部三次风进口4成90°夹角。

本实施例所述的底部锥体1与预热器系统中的烟室连接，底部进口16为方形或者圆形。

本实施例所述的下部三次进风口4、中部三次进风口11其进口17均为矩形，下部三次进风口4其进口上部壳体向下倾斜10～30°，其下边缘与下部筒体6平起，其水平方向的轴线与筒体轴线成90°夹角；中部三次进风口11向下倾斜30°角。

本实施例所述的下部撒料箱12其下缘与下部三次进风口4上缘平起。

本实施例所述的主燃烧器3位于下部三次进风口4水平中心面上。

本实施例所述的底部撒料箱15、下部撒料箱12、中部撒料箱14均为箱形结构，其底部装有可水平移动的撒料板18。经下料管的生料流直冲到撒料板18上飞溅散开，通过调节撒料板18深入分解炉的长短，使生料达到最佳的分散状态。

本实施例所述的除氮燃烧器13一般采用单风道煤粉燃烧器，这种结构的燃烧器，可使煤粉着火速度快，改善燃烧，提高燃烬率，并能减少NOx的形成。此燃烧器主要用来消除窑烟气中的NOx。

以下简述本实用新型的工作原理：

窑废气从分解炉底部进口直吹向上进入底部锥体1，为了不发生生料短路(即生料直接落到烟室)，此处的风速应控制在30～40米/秒。在底部缩口2安装的两个除氮燃烧器13喷入10％左右的燃料，燃料燃烧产生还原气体同窑废气中的NOx发生化学反应，产生无害的N₂，使预热器系统的氮化物排放达到环保要求。约10％的生料从两除氮燃烧器13之间安装的底部撒料箱15进入分解炉，在此喂入生料主要有两个好处：一是利用生料中Fe₂O₃和Al₂O₃做为脱硝的催化剂；二是利用生料分解吸收热量，降低分解炉锥部温度，防止产生结皮。图3反映了除氮燃烧器13与底部撒料箱15的位置关系。

来自蓖冷机的一路三次风(约40～50％)和来自次级旋风筒的一路生料(约50％)分别从下部筒体6上的下部三次进风口4和下部撒料箱12进入，安装在下部三次进风口4两侧的两个主燃烧器3的燃料在喷入富氧的三次风中立即燃烧。在这里径向三次风、垂直向上的喷腾气流、生料和燃料交叉碰撞，产生的热量立即传给生料物团，气料在这里进行高效热交换，使生料迅速分解。虽然燃烧火焰中心区的温度超过1200度，但是由于生料的分解吸热，炉内温度保持在850～900℃。废弃物燃料喂料溜槽5喂入的废旧物燃料在高温环境下迅速燃烧，散发的热量传递给生料。根据废弃物的热值高低，可以替代传统燃料的比率可以达到10～40％。下部筒体6中部至中部缩口7为主要燃烧区，燃料燃烧，将产生的热量传递给生料物团，由于生料分解，需要吸收大量的热，可以使炉内温度保持在850～900℃。在炉的侧壁附近，由于有生料幕不断下降，其温度在800～860℃，生料不会在壁上结皮。

气料经过中部缩口7喷腾进入中部筒体8，喷腾风速约15m/s。喷腾效应进一步加强气料的混合和热交换。在此缩口位置安装了测温测压装置，可以测量分解炉内的压力与温度，根据测定的温度与压力，通过控制三次风量、燃料和生料的比率来达到合适的炉温。

在分解炉中部筒体8下部，另外一路三次风(约50～60％)和一路生料(约40％)分别由中部三次进风口11和中部撒料箱14进入。在这里径向三次风、垂直向上的喷腾气流、生料再次交叉碰撞，燃料和生料进一步搅拌和混合。由于新鲜空气的氧含量高，未燃烧的燃料继续燃烧并释放热量。从分解炉中部筒体进入的生料吸收热量分解，使炉内温度继续保持在850～900℃。

气体和生料通过分解炉上部缩口9，再次喷腾进入分解炉上部筒体10，进一步加强热量交换。缩口喷腾风速约20m/s，最后混合烟气到达分解炉顶部出口。对于单系列预热器，气体和生料从分解炉顶部轴向进入连接风管；对于双系列预热器，气体和生料从分解炉上部筒体两侧径向进入连接风管。

根据热模试验，气流在分解炉内的停留时间达到3.5秒，高于传统多缩口低氮分解炉的2秒，因此本实用新型分解炉更有利劣质燃料的燃烧；从烟室进口至鹅颈管出口的压力损失约为1100Pa，分解炉压力损失约600Pa，和传统多缩口低氮分解炉及其系统不相上下；由于采用分层送风和喂料，炉内温度场分布均匀，没有明显的热点；由于下部筒体6仅送入40％的三次风，燃料在主要燃烧区(下部筒体6中部至中部缩口7)处于低氧燃烧状态(从热模试验中可以看到氧气含量到中部缩口7时为0)，可以使NOx还原，进一步减少NOx对环境的污染。

Claims

1、一种能焚烧城市废弃物的在线型多缩口低氮分解炉，包括筒状炉体、三次进风口、撒料箱、主燃烧器，其特征在于：

d、中部筒体底部径向安装有中部三次进风口，该中部三次进风口其对面安装有中部撒料箱，所述中部三次进风口其水平方向的轴线与下部三次风进口成90°夹角。

2、根据权利要求1所述的能焚烧城市废弃物的在线型多缩口低氮分解炉，其特征在于底部锥体与预热器系统中的烟室连接，底部进口为方形或者圆形。

3、根据权利要求1所述的能焚烧城市废弃物的在线型多缩口低氮分解炉，其特征在于下部三次进风口、中部三次进风口其进口均为矩形，下部三次进风口其进口上部壳体向下倾斜10°～30°，其下边缘与下部筒体平起，其水平方向的轴线与筒体轴线成90°夹角；中部三次进风口11向下倾斜30°角。

4、根据权利要求1所述的能焚烧城市废弃物的在线型多缩口低氮分解炉，其特征在于下部撒料箱其下缘与下部三次进风口上缘平起。

5、根据权利要求1所述的能焚烧城市废弃物的在线型多缩口低氮分解炉，其特征在于主燃烧器位于下部三次进风口水平中心面上。

6、根据权利要求1所述的能焚烧城市废弃物的在线型多缩口低氮分解炉，其特征在于底部撒料箱、下部撒料箱、中部撒料箱均为箱形结构，其底部装有可水平移动的撒料板。