CN206112943U - 机械炉排式垃圾气化焚烧系统和湍动燃烧装置 - Google Patents

机械炉排式垃圾气化焚烧系统和湍动燃烧装置 Download PDF

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林顺洪
严欣平
周雄
李长江
丁又青
杨鲁
徐�明
汤毅
莫榴
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Abstract

本实用新型公开了一种机械炉排式垃圾气化焚烧系统和湍动燃烧装置,湍动燃烧装置的内腔包括从下到上依次设置的锥状出渣口、燃烧通道、V锥通道以及环绕V锥通道从下到上依次设置的下环形烟气通道、环形排气烟道、上环形烟气通道,燃烧通道侧壁的下端沿切向设置湍动燃烧装置入口,所述下环形烟气通道的通气面积从下到上逐渐变小,上环形烟气通道的通气面积从上到下逐渐变小,湍动燃烧装置的侧壁上设置切向出烟口与环形排气烟道连通。使用本湍动燃烧装置,具有很高的除尘效率和燃烧效率,较高的热量回收效率,能够实现可控燃烧和可控收集,减少热损耗,且能够有效地减少污染物排放。

Description

机械炉排式垃圾气化焚烧系统和湍动燃烧装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于固体废弃物焚烧处理技术领域,尤其涉及一种机械炉排式垃圾气化焚烧系统和湍动燃烧装置。
背景技术
[0002] 现有的垃圾处理技术主要有焚烧、卫生填埋、堆肥、废品回收等。在垃圾处理常规技术中,焚烧处理具有减量效果明显,无害化彻底,占地量小,余热能得到利用,二次污染少等优点,符合我国可持续发展的战略要求。但随着国内外对环保要求的不断提高,如何增强对二次污染的控制尤为重要。因此,垃圾热解气化焚烧技术被逐渐推到工业化应用的道路上,特别是针对国内垃圾现在主要采用的是各类焚烧技术,气化焚烧技术广泛的工业化将带来国内垃圾处理行业的技术革新换代。
[0003]多年来,我国对生物质、垃圾等气化焚烧技术的科学研究,进展颇多,实验室的基础研究很多,也有应用研究,如:回转窑式、立式和流化床式的干馏气化或气化高温熔融技术等。但技术推广应用上还是存在一定限制,原料种类、垃圾处理量、二次污染控制和经济效益等是主要因素。
[0004] 在现有的焚烧工艺和设备中,炉排型焚烧炉形式多样,其应用占全世界垃圾焚烧市场总量的80%以上,其中有在炉体内采用机械式逆推炉排、顺推炉排或组合炉排,也有采用链板式和滚筒式等炉排。
[0005]综上所述,典型的气化焚烧炉,各有其自身优点,但在我国实际应用中需要解决的冋题和不足:
[0006] 1.对于我国生活垃圾含水量高、成分复杂等特性,移动炉床的技术使用,对垃圾的输送能力需要重点考虑。
[0007] 2.随着垃圾产生量的不断增多,垃圾堆积如山,垃圾处理量必须得到有效的提高,才能适应市场需求。
[0008] 3.面对严格的污染物排放要求,二次污染控制是技术上需要解决的核心问题。
[0009] 4.为了有效的提高经济效益,垃圾热处理过程中,热量的回收效率需要提高。现有的垃圾热处理技术通常采用锅炉产生蒸汽推到汽轮机发电,整个转换热效率损耗较大,处理相同的垃圾量,相对减少热损耗和提尚热交换效率就可以提尚热效率。
[0010] 5.现有垃圾焚烧方式和锅炉应用中,高温除尘较少或没有,有的效率也不够高,高效除尘和燃烧兼备的更少,锅炉易积灰,使热转换效率下降,从而发电量降低,维护周期短等。
[0011] 现有的焚烧炉如以下两个实用新型专利:多列分段驱动复合式生活垃圾焚烧炉(ZL200710092508.9)和两段式垃圾焚烧炉GL201010268376.2)中未解决的问题:垃圾热处理模式比较落后,只是干燥-燃烧-燃烬,固体燃烧释放热量的过程;炉内热化学反应以氧化反应为主,还原反应辅助,易产生二次污染物;垃圾在炉内燃烧时,过氧系数大,一次风、二次风供入量大,烟气中粉尘含量较高,对热能回收系统和烟气处理系统影响较大,容易积灰,烟气量较大,降低了热转换效率;没有单独设置的气化炉和燃烬炉,只能分次处理垃圾,无法实现大规模的垃圾连续气化焚烧处理,垃圾处理量较小。
实用新型内容
[0012] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种湍动燃烧装置,湍动燃烧装置具有较高的除尘效率和燃烧效率,能够实现可控燃烧和可控除尘,能够减少热损耗,热量的回收效率较高,且能够有效地减少污染物排放。
[0013] 本实用新型的目的是这样实现的:
[0014] —种湍动燃烧装置,所述湍动燃烧装置的顶板上设置燃烧室点火助燃孔,所述湍动燃烧装置的内腔包括从下到上依次设置的锥状出渣口、燃烧通道、V锥通道以及环绕V锥通道从下到上依次设置的下环形烟气通道、环形排气烟道、上环形烟气通道,所述锥状出渣口上大下小,所述燃烧通道侧壁的下端沿切向设置湍动燃烧装置入口,所述燃烧通道的侧壁上设置若干助燃风供风口,所述各助燃风供风口均位于湍动燃烧装置入口的上方,所述下环形烟气通道、环形排气烟道、上环形烟气通道与V锥通道之间通过环形导气墩隔开,所述V锥通道上大下小,所述下环形烟气通道的通气面积从下到上逐渐变小,所述上环形烟气通道的通气面积从上到下逐渐变小,所述环形排气烟道的两端分别与下环形烟气通道、上环形烟气通道连通,湍动燃烧装置的侧壁上设置切向出烟口与环形排气烟道连通。
[0015] 优选地,所述下环形烟气通道的上部沿周向设置有若干上窄下宽的分气墩,相邻上窄下宽的分气墩之间形成下窄上宽的烟气匝道;所述上环形烟气通道的下部沿周向设置有若干上宽下窄的分气墩,相邻上宽下窄的分气墩之间形成上窄下宽的烟气匝道。
[0016] 优选地,所述湍动燃烧装置入口连接用于供入高温烟气的高温烟道,所述高温烟道上设置烟气运动参数采集单元,所述湍动燃烧装置入口设置可变合成烟气进口,所述烟气运动参数采集单元包括感应接收及信号处理单元、冷却单元、隔热基座和感应元件,所述隔热基座固定在高温烟道的管壁上,所述感应元件沿垂直于高温烟道轴线的方向固定在隔热基座上,感应元件的测量端伸入高温烟道内,所述感应接收及信号处理单元固定于感应元件位于高温烟道外的一端,感应接收及信号处理单元通过感应元件测得高温烟道内的烟气流量、流速,所述冷却单元包围在感应元件位于隔热基座、感应接收及信号处理单元之间的一段上,所述可变合成烟气进口包括执行机构、耐火口径调节座,所述耐火口径调节座的一端伸入湍动燃烧装置入口内,另一端连接执行机构,还包括第一烟气组分检测装置和控制单元,所述第一烟气组分检测装置安装在高温烟道上用于检测高温烟道内的烟气组分,所述控制单元分别与第一烟气组分检测装置、感应接收及信号处理单元、执行机构电连接,控制单元处理烟气运动参数、合成烟气组分参数,并通过执行机构控制耐火口径调节座的伸缩,进而控制可变合成烟气进口的孔径大小。
[0017] 优选地,所述可变合成烟气进口还包括耐火烟道、隔热密封、压紧隔热层、高温密封,所述耐火烟道的横截面呈U型,耐火烟道的开口通过压紧隔热层封口,所述耐火口径调节座穿过压紧隔热层伸入耐火烟道内,所述耐火口径调节座位于耐火烟道内一端的宽度大于耐火口径调节座位于耐火烟道外一端的宽度,耐火口径调节座与耐火烟道侧壁之间设置高温密封,耐火口径调节座与压紧隔热层之间设置隔热密封。
[0018] —种机械炉排式垃圾气化焚烧系统,包括气化焚烧炉,所述气化焚烧炉包括炉架,以及在炉架上沿进料方向依次设置的给料仓、气化炉和燃烬炉,气化炉的后方为气化炉的落渣口,燃烬炉位于气化炉落渣口的前下方,燃烬炉的后方为燃烬炉的出渣口,所述炉架上设有垃圾推料器,所述垃圾推料器位于给料仓的下方,用于将给料仓内的垃圾推入气化炉内,气化炉移动炉床的下方以及燃烬炉移动炉床的下方分别设有至少一个独立设置的一次风室,所述给料仓、气化炉之间设有堆料密封段,所述气化炉与燃烬炉之间的炉架部分上留有过渡落渣段,所述过渡落渣段设置有残渣推料器,用于将气化炉内落下的垃圾残渣推入燃烬炉内;
[0019] 所述气化炉、燃烬炉分别包括炉壳、移动炉床,所述气化炉的前、后方分别通过堆料密封段、过渡落渣段密封,所述过渡落渣段隔离气化炉、燃烬炉,使气化炉、燃烬炉相互独立;
[0020] 所述气化炉、燃烬炉分别呈拱起状,所述气化炉的前拱、后拱上分别设置二次供风口,所述气化炉的拱顶设置第一烟气出口,所述燃烬炉的拱顶设置第二烟气出口,所述气化炉、燃烬炉上分别设有点火助燃孔;
[0021] 还包括湍动燃烧装置,所述湍动燃烧装置入口与第一烟气出口连通;
[0022] 还包括循环供风系统,所述循环供风系统包括除尘装置、第一风机、第二风机,所述除尘装置的进气端通过管道与第二烟气出口连接,所述除尘装置的出气端通过管道与第一风机的进气端连接,所述第一风机的出气端连接第一歧管的总管,所述第一歧管的支管分别与气化炉移动炉床的下方的各一次风室以及气化炉前拱、后拱上的二次供风口连通,所述第一歧管的各支管上分别设置第一调节阀,所述第二风机的进气口与大气连通,所述第二风机的出气口连接第二歧管的总管,所述第二歧管的支管分别与燃烬炉移动炉床下方的各一次风室以及除尘装置的进气端、出气端连通,所述第二歧管的各支管上分别设置第二调节阀,还包括第三歧管,所述第三歧管的总管与第二风机的出气口连通,所述第三歧管的各支管分别与各助燃风供风口连通,第三歧管的各支管上分别设置第三调节阀。
[0023] 优选地,所述第一歧管还具有一根与湍动燃烧装置入口连接的支管,该支管上设有对应的调节阀,第一风机抽取的未利用完的剩余部分烟气通过湍动燃烧装置入口喷射进入湍动燃烧装置,并通过对应的调节阀调节供风量。
[0024] 优选地,所述第一歧管与湍动燃烧装置入口连接的支管上设有烟气量检测装置、第二烟气组分检测装置,所述烟气量检测装置、第二烟气组分检测装置以及第三调节阀分别与控制单元电连接,所述控制单元处理第二烟气组分检测装置采集的合成烟气组分参数以及烟气量检测装置采集的合成烟气流量参数,并通过第三调节阀控制助燃风供风量。
[0025] 为了有效地对燃烬炉排出的高温烟气进行除尘,优选地,所述除尘装置为旋风分离器或者高温除尘器;所述第一风机为高温风机,利于在高温环境下工作,所述第二风机为鼓风机。
[0026] 为了防止气化炉、燃烬炉之间窜风,优选地,所述过渡落渣段上设置有可开闭的隔离门,所述隔离门用于将气化炉、燃烬炉隔断。
[0027] 为了更好的适应工厂内的安装空间,优选地,所述气化炉的前拱为平直结构,或者,气化炉的前拱为后端向上倾斜结构。
[0028]由于采用了上述技术方案,本实用新型具有如下有益效果:
[0029] 所述湍动燃烧装置合成烟气切向进入后,与助燃风的供氧混合在燃烧通道中燃烧,烟气旋转上行进入V锥通道,经环形导气墩分流,飞灰沉降落入出渣口,高温烟气绕过环形导气墩进入上下环形烟气通道,再经烟气匝道进入环形排气烟道排出。烟气上行,飞灰自重沉降,且V锥通道下小上大,体积增大,压力降低,流速降低,加上旋风离心力作用,进一步促进飞灰沉降;下环形烟气通道烟气尺寸逐渐减小,且烟气上行,飞灰自重沉降,进入梯形烟气匝道,减少飞灰的吸出,除尘更有利;上环形烟气通道烟气尺寸逐渐减小,且绕行,烟气速度降低,进入梯形烟气匝道,减少飞灰的吸出,除尘更有利;由于环形烟气通道的锥形结构,越靠近出口截面积越小,梯形烟气匝道使环形烟气通道中高温烟气流速均匀。竖直段旋风分离除尘、V锥通道、上下环形烟气通道、匝道设置组合以及飞灰自重提高除尘效率,除尘的过程中合成烟气得到充分混合燃烧,提高燃烧效率。
[0030] 控制单元处理烟气运动参数(速度、流量、流体力等)、合成烟气组分和高温风机出口到湍动燃烧装置的烟气组分和流量,控制执行机构调节烟气进口开度,同时控制助燃空气量,实现垃圾组分和热处理工艺过程中不稳定性带来的合成烟气量和组分等波动的调节,从而控制好烟气入口初速度和助燃供氧量,以达到高效除尘和燃烧的目的。控制单元控制可变合成烟气进口执行机构:纯机械传动,机械参数放大机构,再驱动执行机构,执行效率更高。
[0031] 鼓风机鼓入空气为燃烬炉提供一次风和为旋风分离器、高温风机提供调温供风,通过对应管路上的第二调节阀调节供风量,使燃烬炉残渣充分燃烬;然后,高温风机抽取燃烬炉的烟气,经过调温和旋风分离器收集飞灰后,形成一定压力的烟气供给气化炉的一次风和二次风,通过对应管路上的第一调节阀调节供风量,使气化炉内垃圾产生气化,含有一定量合成气的烟气,从第一烟气出口排出,进入湍动燃烧装置处理环节,湍动燃烧装置提供高温烟气。本实用新型构思新颖,垃圾处理量大,垃圾料层在机械炉排上经历干燥、气化和残渣的燃烬阶段,适应我国生活垃圾含水量高、成分复杂等特性,提高了垃圾处理过程中的能量转化效率和降低烟气中污染物排放量,有效防止二次污染,且能够实现大规模的垃圾连续气化焚烧处理,保证垃圾气化焚烧效果和灰渣热灼减率,相对减少热损耗和提高热交换效率,提高了热效率。
[0032]气化炉、燃烬炉分开设置,气化炉的拱顶设置第一烟气出口,燃烬炉的拱顶设置第二烟气出口,利于根据烟气品质的不同分别处理烟气,同时有利于对烟气除尘,可以提供更高品质的烟气,使烟气的利用率更高,排出的废渣更少。
附图说明
[0033]图1为湍动燃烧装置的结构示意图;
[0034]图2为烟气运动参数采集单元的结构示意图;
[0035]图3为图1的A-A#lJ视不意图;
[0036] 图4为图1的视不意图;
[0037]图5为图4的C-C剖视示意图;
[0038]图6为机械炉排式垃圾气化焚烧系统的结构示意图。
[0039] 附图标记
[0040] I为气化焚烧炉,101为炉架,102为给料仓,103为气化炉,104为燃烬炉,105为炉床,106为垃圾推料器,107为一次风室,108为堆料密封段,109为过渡落渣段,110为残渣推料器,111为隔离门,112为第一烟气出口,113为第二烟气出口,114为点火助燃孔,115为二次供风口,116为出渣口,117为落渣口;
[0041] 2为循环供风系统,201为除尘装置,202为第一风机,203为第二风机,204为第一歧管,205为第二歧管,206为第三歧管,207为第一调节阀,208为第二调节阀,209为第三调节阀;
[0042] 3为湍动燃烧装置,301为燃烧室点火助燃孔,302为锥状出渣口,303为湍动燃烧装置入口,304为切向出烟口,305为助燃风供风口,306为燃烧通道,307为V锥通道,308为上环形烟气通道,309为下环形烟气通道,310为环形排气烟道,311为环形导气墩,312为分气墩,313为烟气匝道,314为高温烟道,315为感应接收及信号处理单元,316为冷却单元,317为隔热基座,318为感应元件,319为执行机构,320为耐火口径调节座,321为第一烟气组分检测装置,322为控制单元,323为耐火烟道,324为隔热密封,325为压紧隔热层,326为高温密封,327为烟气量检测装置,328为第二烟气组分检测装置。
具体实施方式
[0043] 参见图1至图5,为湍动燃烧装置的一种较佳的实施例,
[0044] 一种湍动燃烧装置,所述湍动燃烧装置的顶板上设置燃烧室点火助燃孔301,所述湍动燃烧装置的内腔包括从下到上依次设置的锥状出渣口 302、燃烧通道306、V锥通道307以及环绕V锥通道307从下到上依次设置的下环形烟气通道309、环形排气烟道310、上环形烟气通道308,所述锥状出渣口 302上大下小,所述燃烧通道306侧壁的下端沿切向设置锥状出渣口 303,所述燃烧通道306的侧壁上设置若干助燃风供风口 305,所述各助燃风供风口305均位于锥状出渣口 303的上方,所述下环形烟气通道309、环形排气烟道310、上环形烟气通道308与V锥通道307之间通过环形导气墩311隔开,所述V锥通道307上大下小,所述下环形烟气通道309的通气面积从下到上逐渐变小,所述上环形烟气通道308的通气面积从上到下逐渐变小,所述下环形烟气通道309的上部沿周向设置有若干上窄下宽的分气墩312,相邻上窄下宽的分气墩312之间形成下窄上宽的烟气匝道313;所述上环形烟气通道308的下部沿周向设置有若干上宽下窄的分气墩312,相邻上宽下窄的分气墩312之间形成上窄下宽的烟气匝道313。所述环形排气烟道310的两端分别与下环形烟气通道309、上环形烟气通道308连通,湍动燃烧装置的侧壁上设置切向出烟口304与环形排气烟道310连通。
[0045] 所述湍动燃烧装置入口 303连接用于供入高温烟气的高温烟道314,所述高温烟道314上设置烟气运动参数采集单元,所述湍动燃烧装置入口 303设置可变合成烟气进口,所述烟气运动参数采集单元包括感应接收及信号处理单元315、冷却单元316、隔热基座317和感应元件318,所述隔热基座317固定在高温烟道314的管壁上,所述感应元件318沿垂直于高温烟道314轴线的方向固定在隔热基座317上,感应元件318的测量端伸入高温烟道314内,所述感应接收及信号处理单元315固定于感应元件318位于高温烟道314外的一端,感应接收及信号处理单元315通过感应元件318测得高温烟道314内的烟气流量、流速,所述冷却单元316包围在感应元件318位于隔热基座317、感应接收及信号处理单元315之间的一段上,所述隔热基座317、冷却单元316防止高温烟道314的热量传导至感应接收及信号处理单元315。所述可变合成烟气进口包括执行机构319、耐火口径调节座320,所述执行机构319可采用气缸、油缸等。所述耐火口径调节座320的一端伸入湍动燃烧装置入口303内,另一端连接执行机构319,还包括第一烟气组分检测装置321和控制单元322,所述第一烟气组分检测装置321安装在高温烟道314上用于检测高温烟道314内的烟气组分,所述控制单元322分别与第一烟气组分检测装置321、感应接收及信号处理单元315、执行机构319电连接,控制单元322处理烟气运动参数、合成烟气组分参数,并通过执行机构319控制耐火口径调节座320的伸缩,进而控制可变合成烟气进口的孔径大小。
[0046] 本实施例中,所述可变合成烟气进口还包括耐火烟道323、隔热密封324、压紧隔热层325、高温密封326,所述耐火烟道323、高温密封326可采用常用耐高温材料制作,所述隔热密封324、压紧隔热层325可采用常用隔热材料制作。所述耐火烟道323的横截面呈U型,耐火烟道323的开口通过压紧隔热层325封口,所述耐火口径调节座320穿过压紧隔热层325伸入耐火烟道323内,所述耐火口径调节座320位于耐火烟道323内一端的宽度大于耐火口径调节座320位于耐火烟道323外一端的宽度,耐火口径调节座320与耐火烟道323侧壁之间设置高温密封326,耐火口径调节座320与压紧隔热层325之间设置隔热密封324。
[0047] 参见图6,为机械炉排式垃圾气化焚烧系统的一种较佳的实施例,包括气化焚烧炉I,所述气化焚烧炉I包括炉架1I,以及在炉架1I上沿进料方向依次设置的给料仓102、气化炉103和燃烬炉104,燃烬炉104的后方为燃烬炉104的出渣口,气化炉103主要是对垃圾的含炭部分进行气化,并排出可燃的气化烟气和垃圾残渣,燃烬炉104主要进行残炭的燃烧处理,并排出无害化的灰渣。气化炉103和燃烬炉104的炉床105均采用分段独立驱动的机械炉排式移动炉床105,机械炉排式移动炉床105的炉排是由活动炉排板与固定炉排板前后重叠,相间排列汇集而成,相邻的多组活动炉排板通过拉杆连接,采用一套驱动装置驱动。机械炉排式移动炉床105作为输送垃圾的载体,其实施方式可以是各类型移动炉床105,如链板式、滚筒式、多段式炉排系统等。
[0048] 所述炉架101上设有垃圾推料器106,所述垃圾推料器106位于给料仓102的下方,用于将给料仓102内的垃圾推入气化炉103内,气化炉103移动炉床105的下方以及燃烬炉104移动炉床105的下方分别设有至少一个独立设置的一次风室107,本实施例中,与气化炉103前半部的一次风室107对应的炉排、驱动装置,作为气化炉103炉床105的干燥段,与气化炉103后半部的一次风室107对应的炉排、驱动装置作为气化炉103炉床105的气化段。气化炉103炉床105的干燥段、气化段可以分别采用1-2个独立的一次风室107供风,也可以分别采用3-4个独立的一次风室107供风。当然,炉排、驱动装置和一次风室107也可不对应设置,更好的调节移动炉床105上料层移动和配风关系。燃烬炉104可以采用1-4个独立的一次风室107供风,燃烬后灰渣从出渣口排除,进入下一步处理工序。
[0049] 所述给料仓102、气化炉103之间设有堆料密封段108,垃圾推料器106工进到位处于堆料密封段108内,垃圾原料从给料仓102放入落下,垃圾推料器106后退,再推进,往复多次推料在堆料密封段108形成堆料,使气化炉103入口处于堆料密封状态,增强气化炉103密封效果,解决垃圾推料器106和给料仓102容易漏气问题。需要完全清炉处理掉所有垃圾时,垃圾推料器106再往前推进一半行程,将垃圾完全推入气化炉103内,使气化炉103入口失去堆料密封效果。所述气化炉103与燃烬炉104之间的炉架101部分上留有过渡落渣段109,所述过渡落渣段109设置有残渣推料器110,用于将气化炉103内落下的垃圾残渣推入燃烬炉104内,过渡落渣段109在堆积垃圾残渣时可处于堆料密封状态,增强气化炉103密封效果,解决气化炉103、燃烬炉104之间串风的问题。本实施例中,所述过渡落渣段109上设置有可开闭的隔离门111,所述隔离门111用于将气化炉103、燃烬炉104隔断。在起炉初期或需要控制气化炉103与焚烧炉之间窜风时,关闭隔离门111,当落渣段堆放一定量的残渣形成堆料密封后,可以保持隔离门111打开,与下方设置的残渣推料器110协调使用,以实现垃圾连续气化焚烧处理。
[0050] 所述气化炉103的上端、燃烬炉104的上端分别呈拱起状,所述气化炉103的前拱为平直结构,或者,气化炉103的前拱为后端向上倾斜结构。所述气化炉103的拱顶设置第一烟气出口 112,所述燃烬炉104的拱顶设置第二烟气出口 113,所述气化炉103上端的拱起、燃烬炉104上端的拱起上分别设有点火助燃孔114。气化烟气从第一烟气出口 112、第二烟气出口113排除,还包括湍动燃烧装置3,所述湍动燃烧装置入口与第一烟气出口连通。气化炉103炉膛空间与传统的垃圾焚烧炉相比,相对减小;前、后拱与移动炉床105相对位置变小,减少了焚烧炉占用的空间,也更易于保温,减少了热量的泄露量,有利于垃圾充分气化。所述气化炉103的前拱、后拱上分别设置二次供风口 115。
[0051] 还包括循环供风系统2,所述循环供风系统2包括除尘装置201、第一风机202、第二风机203,所述除尘装置201为旋风分离器或者高温除尘器,本实施例中,所述除尘装置201为旋风分离器。所述第一风机202为高温风机,所述第二风机203为鼓风机。所述除尘装置201的进气端通过管道与第二烟气出口 113连接,所述除尘装置201的出气端通过管道与第一风机202的进气端连接,所述第一风机202的出气端连接第一歧管204的总管,所述第一歧管204的支管分别与气化炉103移动炉床105的下方的各一次风室107以及气化炉103前拱、后拱上的二次供风口 115连通,所述第一歧管204的各支管上分别设置第一调节阀207,气化炉103—次风是高温风机抽取燃烬炉104的烟气产生一定压力鼓入气化炉103机械炉排式移动炉床105下方对应的一次风室107内,再通过移动炉床105上的一次风孔喷射穿透垃圾,进行气化,通过对应各支管上的第一调节阀207调节供风量。气化炉103 二次风是高温风机抽取燃烬炉104的烟气产生一定压力鼓入气化炉103炉膛,其喷射孔设置在气化炉103前拱和后拱上。前、后拱上设置有二次供风口 115,提高气化效率,增强烟气中高分子物质分解。后拱上开有点火助燃孔114,起炉、烘炉和稳定气化炉103内温度使用,通过对应各支管上的第一调节阀207调节供风量。所述第二风机203的进气口与大气连通,第二风机203鼓入的空气可以是冷风或经过加热后的热风。所述第二风机203的出气口连接第二歧管205的总管,所述第二歧管205的支管分别与燃烬炉104移动炉床105下方的各一次风室107以及除尘装置201的进气端、出气端连通,所述第二歧管205的各支管上分别设置第二调节阀208。燃烬炉104—次风是鼓风机将一定压力的空气鼓入机械炉排式移动炉床105下方对应的一次风室107内,再通过移动炉床105上的一次风孔喷射穿透残渣,进行残渣燃烧,通过对应各支管上的第一调节阀207调节供风量。除尘装置201的进气端、出气端的进风为调温供风,调温供风是鼓风机将一定压力的空气鼓入燃烬炉104出口(即旋风分离器入口)进行调温,同时,旋风分离器出口(即高温风机入口)鼓入进一步调温,通过对应各支管上的第一调节阀207调节供风量。
[0052] 还包括第三歧管206,所述第三歧管206的总管与第二风机203的出气口连通,所述第三歧管206的各支管分别与各助燃风供风口 305连通,第三歧管206的各支管上分别设置第三调节阀209。湍动燃烧装置入口 303以及助燃供风口均设置在湍动燃烧装置3圆周壁上,可以是湍动燃烧装置3内的烟气与空气混合时间更长,混合更为均匀,更加充分的燃烧。湍动燃烧装置3助燃供风是鼓风机将一定压力的空气鼓入助燃供风口喷射进入湍动燃烧装置3,助燃供风进入方向可以是径向或切向;进行合成气燃烧。同时,高温风机抽取燃烬炉104的烟气产生一定压力鼓入气化炉103机械炉排式移动炉床105下方对应的一次风室107和气化炉103前、后拱上的二次风室,所述第一歧管204还具有一根与湍动燃烧装置烟气入口连接的支管,该支管上设有对应的调节阀。高温风机抽取的未利用完剩余部分烟气,再通过湍动燃烧装置3烟气入口喷射进入湍动燃烧装置3,进行合成气燃烧,通过对应的调节阀调节供风量,本结构能够减少热损耗和提高热交换效率,大大提高了热量的回收效率,且能够有效地减少污染物排放量。
[0053] 进一步地,所述第一歧管与湍动燃烧装置入口连接的支管上设有烟气量检测装置327、第二烟气组分检测装置328,所述烟气量检测装置、第二烟气组分检测装置以及第三调节阀分别与控制单元电连接,所述控制单元处理第二烟气组分检测装置采集的合成烟气组分参数以及烟气量检测装置采集的合成烟气流量参数,并通过第三调节阀控制助燃风供风量。
[0054] 所述燃烬炉104上设有落渣口 117,所述燃烬炉104的出渣口 116位于燃烬炉落渣口117的正下方,所述落渣口 117通过管道与除尘装置201的出渣口连通。本结构密封效果好,可以有效容减少污染物排放量。
[0055] —种机械炉排式垃圾气化焚烧系统的垃圾处理方法,该方法按以下步骤进行:
[0056] 步骤A、关闭机械炉排式垃圾气化焚烧炉I与大气通风的闸门,启动机械炉排式垃圾气化焚烧炉I,将垃圾原料投入给料仓102,垃圾推料器106往复多次推料,将从给料仓102落下的垃圾原料推入给料仓102、气化炉103之间的堆料密封段108,使堆料密封段108形成堆料密封状态,多余的垃圾落入气化炉103的移动炉床105,气化炉103的移动炉床105工作,将垃圾输送入过渡落渣段109,残渣推料器110往复多次推料,将过渡落渣段109上的垃圾推入燃烬炉104内,燃烬炉104的移动炉床105工作输送垃圾,直到垃圾在气化炉103、燃烬炉104的移动炉床105堆积至所需的厚度:0.6-0.8m,,烘炉时,所堆积的垃圾可以保护移动炉床105,防止烧损炉床105。停止向给料仓102投料,气化炉103和燃烬炉104的移动炉床105停止工作,然后,用点火燃烧器通过气化炉103和燃烬炉104的点火助燃孔114分别与气化炉103和燃烬炉104的炉膛相通,在点火燃烧器的作用下,对气化炉103和燃烬炉104进行起炉、烘炉,待这一过程稳定完成,使气化炉103和燃烬炉104炉膛达到预定温度600-70(TC;烘炉的目的是为了脱除衬里中的自然水和结晶水,以免在开工时由于炉温上升太快,水份大量膨胀造成炉体胀裂、鼓泡或变形甚至炉墙倒塌,影响加热炉炉墙的强度和使用寿命。
[0057] 步骤B、启动调节循环供风系统2,调节气化炉103、燃烬炉104以及循环供风系统2的工艺参数(推料器速度、炉排速度、一次风温、风压和风量、二次风温、风压和风量、炉温、炉内负压、料层厚度等),向给料仓102投料,气化炉103的移动炉床105工作输送垃圾,垃圾在气化炉103的炉膛内开始进行燃烧,垃圾残渣在过渡落渣段109处堆积形成堆料密封,使气化炉103的炉膛内燃烧状态温度稳定到850°C以上,燃烬炉104的移动炉床105工作输出燃烬后的垃圾残渣。
[0058] 步骤C、调节气化炉103、燃烬炉104以及循环供风系统2的各工艺参数(推料器速度、炉排速度、一次风温、风压和风量、二次风温、风压和风量、炉温、炉内负压、料层厚度等),气化炉103逐渐对垃圾进行气化,气化温度稳定在700-800 °C之间,使气化炉103稳定产生含10%-20%合成气的高温烟气,气化炉103气化状态稳定进行低温、中温或高温气化均可。使燃烬炉104燃烧状态温度稳定到850°C以上,实现垃圾连续气化焚烧处理;需同时调节湍动燃烧装置3的各工艺参数,使湍动燃烧装置3切向出烟口 304温度稳定到850°C以上。
[0059] 步骤D、需检修或停炉时,停止投料,调节气化炉103、燃烬炉104以及循环供风系统2的工艺参数,使气化炉103逐渐恢复到燃烧状态,待垃圾和垃圾残渣燃烬后,关闭机械炉排式垃圾气化焚烧炉I以及循环供风系统2。需同时调节湍动燃烧装置3的各工艺参数,使气化炉103逐渐恢复到燃烧状态。
[0060] 最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种湍动燃烧装置,其特征在于:所述湍动燃烧装置的顶板上设置燃烧室点火助燃孔,所述湍动燃烧装置的内腔包括从下到上依次设置的锥状出渣口、燃烧通道、V锥通道以及环绕V锥通道从下到上依次设置的下环形烟气通道、环形排气烟道、上环形烟气通道,所述锥状出渣口上大下小,所述燃烧通道侧壁的下端沿切向设置湍动燃烧装置入口,所述燃烧通道的侧壁上设置若干助燃风供风口,所述各助燃风供风口均位于湍动燃烧装置入口的上方,所述下环形烟气通道、环形排气烟道、上环形烟气通道与V锥通道之间通过环形导气墩隔开,所述V锥通道上大下小,所述下环形烟气通道的通气面积从下到上逐渐变小,所述上环形烟气通道的通气面积从上到下逐渐变小,所述环形排气烟道的两端分别与下环形烟气通道、上环形烟气通道连通,湍动燃烧装置的侧壁上设置切向出烟口与环形排气烟道连通。
2.根据权利要求1所述的一种湍动燃烧装置,其特征在于:所述下环形烟气通道的上部沿周向设置有若干上窄下宽的分气墩,相邻上窄下宽的分气墩之间形成下窄上宽的烟气匝道;所述上环形烟气通道的下部沿周向设置有若干上宽下窄的分气墩,相邻上宽下窄的分气墩之间形成上窄下宽的烟气匝道。
3.根据权利要求1所述的一种湍动燃烧装置,其特征在于:所述湍动燃烧装置入口连接用于供入高温烟气的高温烟道,所述高温烟道上设置烟气运动参数采集单元,所述湍动燃烧装置入口设置可变合成烟气进口,所述烟气运动参数采集单元包括感应接收及信号处理单元、冷却单元、隔热基座和感应元件,所述隔热基座固定在高温烟道的管壁上,所述感应元件沿垂直于高温烟道轴线的方向固定在隔热基座上,感应元件的测量端伸入高温烟道内,所述感应接收及信号处理单元固定于感应元件位于高温烟道外的一端,感应接收及信号处理单元通过感应元件测得高温烟道内的烟气流量、流速,所述冷却单元包围在感应元件位于隔热基座、感应接收及信号处理单元之间的一段上,所述可变合成烟气进口包括执行机构、耐火口径调节座,所述耐火口径调节座的一端伸入湍动燃烧装置入口内,另一端连接执行机构,还包括第一烟气组分检测装置和控制单元,所述第一烟气组分检测装置安装在高温烟道上用于检测高温烟道内的烟气组分,所述控制单元分别与第一烟气组分检测装置、感应接收及信号处理单元、执行机构电连接,控制单元处理烟气运动参数、合成烟气组分参数,并通过执行机构控制耐火口径调节座的伸缩,进而控制可变合成烟气进口的孔径大小。
4.根据权利要求3所述的一种湍动燃烧装置,其特征在于:所述可变合成烟气进口还包括耐火烟道、隔热密封、压紧隔热层、高温密封,所述耐火烟道的横截面呈U型,耐火烟道的开口通过压紧隔热层封口,所述耐火口径调节座穿过压紧隔热层伸入耐火烟道内,所述耐火口径调节座位于耐火烟道内一端的宽度大于耐火口径调节座位于耐火烟道外一端的宽度,耐火口径调节座与耐火烟道侧壁之间设置高温密封,耐火口径调节座与压紧隔热层之间设置隔热密封。
5.一种机械炉排式垃圾气化焚烧系统,包括气化焚烧炉,其特征在于:所述气化焚烧炉包括炉架,以及在炉架上沿进料方向依次设置的给料仓、气化炉和燃烬炉,气化炉的后方为气化炉的落渣口,燃烬炉位于气化炉落渣口的前下方,燃烬炉的后方为燃烬炉的出渣口,所述炉架上设有垃圾推料器,所述垃圾推料器位于给料仓的下方,用于将给料仓内的垃圾推入气化炉内,气化炉移动炉床的下方以及燃烬炉移动炉床的下方分别设有至少一个独立设置的一次风室,所述给料仓、气化炉之间设有堆料密封段,所述气化炉与燃烬炉之间的炉架部分上留有过渡落渣段,所述过渡落渣段设置有残渣推料器,用于将气化炉内落下的垃圾残渣推入燃烬炉内; 所述气化炉、燃烬炉分别包括炉壳、移动炉床,所述气化炉的前、后方分别通过堆料密封段、过渡落渣段密封,所述过渡落渣段隔离气化炉、燃烬炉,使气化炉、燃烬炉相互独立; 所述气化炉、燃烬炉分别呈拱起状,所述气化炉的前拱、后拱上分别设置二次供风口,所述气化炉的拱顶设置第一烟气出口,所述燃烬炉的拱顶设置第二烟气出口,所述气化炉、燃烬炉上分别设有点火助燃孔; 还包括权利要求1-4任一所述的湍动燃烧装置,所述湍动燃烧装置入口与第一烟气出口连通; 还包括循环供风系统,所述循环供风系统包括除尘装置、第一风机、第二风机,所述除尘装置的进气端通过管道与第二烟气出口连接,所述除尘装置的出气端通过管道与第一风机的进气端连接,所述第一风机的出气端连接第一歧管的总管,所述第一歧管的支管分别与气化炉移动炉床的下方的各一次风室以及气化炉前拱、后拱上的二次供风口连通,所述第一歧管的各支管上分别设置第一调节阀,所述第二风机的进气口与大气连通,所述第二风机的出气口连接第二歧管的总管,所述第二歧管的支管分别与燃烬炉移动炉床下方的各一次风室以及除尘装置的进气端、出气端连通,所述第二歧管的各支管上分别设置第二调节阀,还包括第三歧管,所述第三歧管的总管与第二风机的出气口连通,所述第三歧管的各支管分别与各助燃风供风口连通,第三歧管的各支管上分别设置第三调节阀。
6.根据权利要求5所述的一种机械炉排式垃圾气化焚烧系统,其特征在于:所述第一歧管还具有一根与湍动燃烧装置入口连接的支管,该支管上设有对应的调节阀,第一风机抽取的未利用完的剩余部分烟气通过湍动燃烧装置入口喷射进入湍动燃烧装置,并通过对应的调节阀调节供风量。
7.根据权利要求6所述的一种机械炉排式垃圾气化焚烧系统,其特征在于:所述第一歧管与湍动燃烧装置入口连接的支管上设有烟气量检测装置、第二烟气组分检测装置,所述烟气量检测装置、第二烟气组分检测装置以及第三调节阀分别与控制单元电连接,所述控制单元处理第二烟气组分检测装置采集的合成烟气组分参数以及烟气量检测装置采集的合成烟气流量参数,并通过第三调节阀控制助燃风供风量。
8.根据权利要求5所述的一种机械炉排式垃圾气化焚烧系统,其特征在于:所述除尘装置为旋风分离器或者高温除尘器;所述第一风机为高温风机,所述第二风机为鼓风机。
9.根据权利要求5所述的一种机械炉排式垃圾气化焚烧系统,其特征在于:所述过渡落渣段上设置有可开闭的隔离门,所述隔离门用于将气化炉、燃烬炉隔断。
10.根据权利要求5所述的一种机械炉排式垃圾气化焚烧系统,其特征在于:所述气化炉的前拱为平直结构,或者,气化炉的前拱为后端向上倾斜结构。
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