CN205957189U - 紧凑型生活垃圾气化焚烧、余热利用及烟气净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种紧凑型生活垃圾气化焚烧、余热利用及烟气净化系统，包括气化焚烧炉、余热利用系统和烟气净化系统三部分，所述气化焚烧炉的出口连接所述余热利用系统的入口，所述余热利用系统的出口连接所述烟气净化系统的入口，所述气化焚烧炉决定所述余热利用系统与所述烟气净化系统的匹配性。根据本实用新型，可以很好应对生活垃圾的处理、余热利用和烟气净化方面的要求，运行成本低，排放指标远低于国家标准。

Description

紧凑型生活垃圾气化焚烧、余热利用及烟气净化系统

技术领域

本实用新型涉及垃圾处理设备领域，具体而言涉及一种紧凑型生活垃圾气化焚烧、余热利用及烟气净化系统。

背景技术

近年来，随着社会大众环境保护意识的加强，政府制定的垃圾焚烧烟气排放标准日趋严厉，传统的垃圾焚烧和处理模式渐渐暴露出弊端，垃圾焚烧所排放的烟气中污染物浓度高使得烟气处理成本越来越高昂，垃圾焚烧炉内频繁出现的积灰结焦过程影响机组运行可靠性，因此，开发既能满足垃圾焚烧处理需求又能降低投资和运行成本的垃圾清洁处理技术是今后发展的方向。

目前主流垃圾处理技术均采用直接焚烧模式，应用较多的焚烧炉主要是炉排炉和循环流化床锅炉。对于技术较为成熟的炉排炉，由于采取直接焚烧的工艺，对于垃圾焚烧所排放的烟气的处理采用SNCR+半干法+干法+布袋除尘工艺，直接焚烧使得烟气中的NOx较多，飞灰量大，烟气处理系统复杂，运行成本较高，炉内积灰、结焦和高温腐蚀等问题严重。循环流化床锅炉采用惰性床料流化焚烧生活垃圾，对于垃圾焚烧所排放的烟气的处理采用布袋除尘器，具有燃尽率高等优点，但是烟气粉尘浓度高和设备故障率高等缺点限制了其大规模应用。

因此，需要开发一种垃圾处理设备，以有效解决传统生活垃圾焚烧方式带来的各种弊端。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种紧凑型生活垃圾气化焚烧、余热利用及烟气净化系统，包括气化焚烧炉、余热利用系统和烟气净化系统三部分，所述气化焚烧炉的出口连接所述余热利用系统的入口，所述余热利用系统的出口连接所述烟气净化系统的入口，所述气化焚烧炉决定所述余热利用系统与所述烟气净化系统的匹配性。

在一个示例中，所述气化焚烧炉包括进料口、炉排、落渣口、二燃室、二次风喷管和循环烟气回喷管，在所述炉排上先进行垃圾的气化，所述气化产生的可燃气体在所述二燃室进行充分焚烧。

在一个示例中，所述余热利用系统包括余热锅炉和烟管式换热器，所述余热锅炉的出口连接所述烟管式换热器的入口。

在一个示例中，所述余热锅炉的主体为由模块化设计的蒸发/过热管束组成的换热管屏。

在一个示例中，所述余热锅炉的下部为出灰口，采用循环利用的钢球对所述余热锅炉进行清灰。

在一个示例中，所述烟管式换热器采用自然循环动力。

在一个示例中，所述烟气净化系统包括省煤器和布袋除尘器，所述省煤器的出口连接所述布袋除尘器的入口。

在一个示例中，所述省煤器的出口设置有干法脱酸剂喷入口，喷入的所述干法脱酸剂为按比例混合的消石灰和活性炭。

在一个示例中，从所述布袋除尘器的出口排出的一部分烟气通入所述气化焚烧炉内，以控制炉膛温度，降低NOx的生成。

本实用新型具有以下优点：

1、由于采用气化加焚烧一体式炉膛结构，气化室内一次风量大大减少，可以保证烟气携带飞灰量减少，可以有效减缓炉内积灰、结焦和高温腐蚀速率，增加余热锅炉传热效率，并具有飞灰量少、NOx生成量少等优点；

2、二燃室采用烟气再循环技术控制炉膛温度，具有进一步抑制NOx生成的作用；

3、余热锅炉采用模块化设计，蒸发/过热管束采用标准化设计，减少了设计、制造、安装、维护成本，可以根据设计需要增减数量，同时余热锅炉采用高效的钢球清灰，钢球可以循环利用；

4、余热利用系统增加了采用自然循环动力的烟管式换热器，在利用烟气余热的同时减少了对动力系统的需求，该阶段烟气相对洁净且温度比余热锅炉内低，几乎不需要维护量，只要定时清灰即可；

5、烟气净化设备只有干法和布袋除尘，避免使用现阶段大规模使用的半干法和湿法脱酸工艺，使得系统结构紧凑，且可以保证各项排放指标远低于国家标准。

根据本实用新型，可以很好应对生活垃圾的处理、余热利用和烟气净化方面的要求，运行成本低，排放指标远低于国家标准。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。

附图中：

图1为现有的垃圾焚烧机械炉排炉的示意性剖面图；

图2为根据本实用新型示例性实施例的紧凑型生活垃圾气化焚烧、余热利用及烟气净化系统的示意图；

图3为图2示出的紧凑型生活垃圾气化焚烧、余热利用及烟气净化系统中的余热锅炉受热面管束模块化设计的示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的方法步骤和/或结构。显然，本实用新型的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

应当理解的是，本实用新型能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。

现有的垃圾焚烧炉以直接焚烧为主，机械炉排炉为其主流。图1示出了一种机械炉排炉，包括进料口101、给料炉排102、位于炉膛内的用于垃圾焚烧的炉排103、位于焚烧炉排下部的一次风供风系统104、位于炉喉部的二次风供风系统105以及排渣机106。所述一次风从所述焚烧炉排底部的风室送入，所述二次风从所述垃圾焚烧炉的炉喉部送入。

焚烧炉排整体构成用于焚烧垃圾的炉床，所述炉床沿纵向分为干燥段、燃烧段和燃尽段，焚烧炉排整体沿纵向分为多个焚烧单元，通常为5个单元，每一焚烧单元由多个滑动炉排片、翻动炉排片和固定炉排片组成。垃圾从进料口倒入所述垃圾焚烧炉，通过给料炉排的往复推动作用所述垃圾进入所述焚烧炉内的炉床上进行焚烧，在所述干燥段所述垃圾被烘干、脱水，所述垃圾主要在所述燃烧段进行燃烧，经过燃尽段的垃圾已经燃烧殆尽，之后剩余的炉渣进入排渣机，由排渣机排出炉外。

图1示出的机械炉排炉的缺点为高强度直接焚烧产生大量NOx并且烟气飞灰浓度较高，这会引起一系列相应问题，例如烟气处理系统复杂、运行成本高、炉内积灰、结焦和高温腐蚀严重等。

采用循环流化床焚烧技术的垃圾焚烧炉具有焚烧温度低、NOx产生量小等优点，但是，烟气飞灰浓度高、焚烧炉设备故障率高等缺点制约了此类垃圾焚烧炉的大规模应用。

为了解决现有的垃圾焚烧炉所具有的上述技术问题，本实用新型提供一种紧凑型生活垃圾气化焚烧、余热利用和烟气净化系统，其具备垃圾处理过程清洁、高效，余热利用模块化设计，烟气净化系统简单等特点，整个工艺流程相比传统垃圾处理工艺简洁紧凑，大大降低了初始投资和运行维护成本。

图2示出了本实用新型提出的紧凑型生活垃圾气化焚烧、余热利用和烟气净化系统的结构组成。

本实用新型提出的紧凑型生活垃圾气化焚烧、余热利用和烟气净化系统包括气化焚烧炉、余热利用系统和烟气净化系统三部分，气化焚烧炉为该系统的最关键部分，决定了余热利用系统与烟气净化系统的匹配性。

气化焚烧炉包括进料口1、炉排、落渣口3、二燃室6、二次风喷管5、循环烟气回喷管4等部分。垃圾通过给料装置经由进料口1进入气化焚烧炉内，堆积在炉排上形成垃圾床层2，通过从炉膛底部不断送入的一次风进行气化，气化后位于垃圾床层2最下层的灰渣通过落渣口3排出。从炉膛底部送入的一次风风量较小，仅需要保证生垃圾气化过程的进行即可，因而不易造成扬灰。垃圾气化产生的气化气在二燃室6内与分别从循环烟气回喷管4和二次风喷管5鼓入的循环烟气和二次风混合并充分焚烧，有利于减少NOx等污染物的产生。

从循环烟气回喷管4进入二燃室6的循环烟气来源于烟气净化系统中的布袋除尘器13出口的洁净低温烟气，通入气化焚烧炉内可以控制炉膛温度，进而降低NOx的生成，在系统不安装任何脱硝设备的前提下保证NOx的排放值低于标准值。

气化焚烧炉为气化加焚烧一体式炉膛设计，采用气化与焚烧相结合的工艺处理生活垃圾，可以有效减缓炉内积灰、结焦和高温腐蚀速率，增加余热锅炉传热效率，具有飞灰量少、NOx生成量少等优点。该设计区别于现有生活垃圾焚烧炉的直燃工艺，在炉排上先进行垃圾的气化，气化产生的可燃气体在二燃室进行充分焚烧，所产生的高温辐射能够促进垃圾床层2的干燥，二者相互促进可保证垃圾焚烧过程的顺利进行。

气化焚烧炉中的二燃室6的出口连接余热利用系统中的余热锅炉7。余热锅炉7为模块化设计，不同于传统锅炉，余热锅炉7的四周壁面没有布置水冷壁，只有由模块化设计的蒸发/过热管束组成的换热管屏8，方便安装和维护，可以减少设计、制造、安装、维护成本。如图3所示，蒸发/过热管束35采用标准化规格设计、生产、安装，进出口管32采用法兰34连接，穿过余热锅炉壁面33与蒸发/过热管束35连通。当蒸发/过热管束35需要更换时，松开法兰34，打开余热锅炉密封螺栓即可替换，可以根据需要加减蒸发/过热管束35的级数。余热锅炉7的下部为出灰口9，采用特殊设计的钢球清灰方法对余热锅炉7进行清灰，钢球可以循环利用。

余热锅炉7的出口连接余热利用系统中的烟管式换热器10，烟气从管内流动，工质走外部，工质流动采用自然循环动力，减少了动力系统的复杂度。该阶段烟气相对洁净且温度比余热锅炉内低，几乎不需要维护量，只要定时清灰即可。

烟管式换热器10的出口连接省煤器11，加热锅炉汽包给水。省煤器11的出口设置有干法脱酸剂喷入口12，喷入的干法脱酸剂为按一定比例混合的消石灰和活性炭，可以保证HCl、HF等酸性气体的脱除效率，满足排放要求，活性炭可以控制重金属的排放。

省煤器11的出口连接布袋除尘器13，经过布袋除尘器13净化的烟气一部分被循环烟气泵送往二燃室6，其余部分从烟囱14排出。省煤器11与布袋除尘器13配合使用可以增加酸性气体和重金属的脱除效率，避免采用现阶段大规模使用的半干法和湿法脱酸工艺，使得系统结构紧凑，且可以保证各项排放指标远低于国家标准。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (9)

1.一种紧凑型生活垃圾气化焚烧、余热利用及烟气净化系统，其特征在于，包括气化焚烧炉、余热利用系统和烟气净化系统三部分，所述气化焚烧炉的出口连接所述余热利用系统的入口，所述余热利用系统的出口连接所述烟气净化系统的入口，所述气化焚烧炉决定所述余热利用系统与所述烟气净化系统的匹配性。

2.根据权利要求1所述的垃圾气化焚烧、余热利用及烟气净化系统，其特征在于，所述气化焚烧炉包括进料口、炉排、落渣口、二燃室、二次风喷管和循环烟气回喷管，在所述炉排上先进行垃圾的气化，所述气化产生的可燃气体在所述二燃室进行充分焚烧。

3.根据权利要求1所述的垃圾气化焚烧、余热利用及烟气净化系统，其特征在于，所述余热利用系统包括余热锅炉和烟管式换热器，所述余热锅炉的出口连接所述烟管式换热器的入口。

4.根据权利要求3所述的垃圾气化焚烧、余热利用及烟气净化系统，其特征在于，所述余热锅炉的主体为由模块化设计的蒸发/过热管束组成的换热管屏。

5.根据权利要求3所述的垃圾气化焚烧、余热利用及烟气净化系统，其特征在于，所述余热锅炉的下部为出灰口，采用循环利用的钢球对所述余热锅炉进行清灰。

6.根据权利要求3所述的垃圾气化焚烧、余热利用及烟气净化系统，其特征在于，所述烟管式换热器采用自然循环动力。

7.根据权利要求1所述的垃圾气化焚烧、余热利用及烟气净化系统，其特征在于，所述烟气净化系统包括省煤器和布袋除尘器，所述省煤器的出口连接所述布袋除尘器的入口。

8.根据权利要求7所述的垃圾气化焚烧、余热利用及烟气净化系统，其特征在于，所述省煤器的出口设置有干法脱酸剂喷入口，喷入的所述干法脱酸剂为按比例混合的消石灰和活性炭。

9.根据权利要求7所述的垃圾气化焚烧、余热利用及烟气净化系统，其特征在于，从所述布袋除尘器的出口排出的一部分烟气通入所述气化焚烧炉内，以控制炉膛温度，降低NOx的生成。