CN214406091U - 一种适用于高热值危险废液的环保焚烧锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于高热值危险废液的环保焚烧锅炉，包括沿烟气走向依次连接的燃烧炉膛、余热回收炉膛和急冷塔，所述燃烧炉膛包括燃烧炉膛壁和布置于所述燃烧炉膛壁上的燃烧装置，所述燃烧炉膛壁包括由膜式水冷壁围成的燃烧炉墙和浇筑于所述燃烧炉墙内表面的绝热耐腐蚀浇注料；所述急冷塔包括急冷塔壁和布置于所述急冷塔壁顶部的流体喷枪，所述急冷塔壁包括由碳钢制成的外壁和由耐酸耐高温材料制成的内衬。针对危险废液的热值及燃料量，确定水冷燃烧炉膛的炉膛截面和高度，保证其出口烟温不低于1100℃，且烟气在水冷燃烧炉膛的停留时间＞2s，有效抑制了二噁英的生成，急冷塔兼具急速降温和脱硫脱硝功能，能有效抑制二噁英的再生。

Description

一种适用于高热值危险废液的环保焚烧锅炉

技术领域

本实用新型涉及焚烧锅炉技术领域，具体地指一种适用于高热值危险废液的环保焚烧锅炉。

背景技术

危险废液是指具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性或者感染性等一种或者几种危险特性的液态物质。随着现代工业的迅速发展，在石油化工、煤化工、农药、印染、医药制药、精细化工等领域产生的工业危险废物产量与日俱增，危险废液的产量也在逐渐增加，给环境、安全带来了很大的威胁。国内通常采用焚化燃烧的方式使危险废物分解并无害化。然而，危险废液经过焚烧后，会产生大量酸性气体(SO2、HCl、NOX)和二噁英，而二噁英对人体具有极强的致癌性。

研究表明当温度达到1000℃以上时，二噁英的生成能被有效抑制。2020年发布的国家标准GB18484-2020征求意见稿中对烟气停留时间的表述做了修改，其中一项便是将“燃烧所产生的烟气从最后的空气喷射口或燃烧器出口到换热面(如余热锅炉换热器)或烟道冷风引射口之间的停留时间”重新定义为“燃烧所产生的烟气处于高温段(≥1100℃)的持续时间”。这就使烟气停留时间大于等于2s的成立条件变得更加明确而严格。

当烟气温度降到300℃～500℃范围时，部分已经分解的二噁英将重新生成，因此，在锅炉尾部的设计时，应考虑提高烟气流速、减少烟气从高温到低温过程的停留时间，以降低二噁英的再生成。

专利CN105240861B提出了一种高浓度化工含盐有机废液焚烧锅炉，通过高温焚烧和余热回收实现高浓度含盐有机废液的处理，其结构主要包括辅助燃烧器、废液喷枪、绝热炉膛燃烧室、转向室、辐射冷却室、辐射水冷管屏、对流蒸发管屏、汽包、高温省煤器、低温省煤器、落灰斗、烟道连接膨胀节和炉墙。但此专利所述的废液焚烧锅炉存在以下缺点：(1)急冷室中的急冷膜式壁管屏过长，距离绝热燃烧室出口太近，废液中无机盐以熔融态附着在急冷膜式壁管屏上，容易导致积灰严重，无法长期运行；(2)随着烟气依次经过对流蒸发管屏、高温省煤器、低温省煤器，其温度将逐渐降低至200℃以下，已经分解二噁英将再次生成；(3)没有布置过热器受热面，自产蒸汽的品位较差，余热利用率低。

专利CN203099848U一种处理高浓度含盐有机废液的焚烧工艺及焚烧锅炉，包括下行绝热炉膛、多级辐射冷却室、对流换热室、吹灰装置、汽水引出管和汽包。该专利存在以下缺点：(1)炉内焚烧温度仅为950～1050℃，无法满足“高温烟气(≥1100℃)的持续时间大于等于2s”的规定，导致二噁英生成量较大；(2)烟气的温度沿辐射冷却室是逐渐降低的，二噁英容易再生。(3)没有布置过热器受热面，自产蒸汽的品位较差，余热利用率低。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种能有效抑制二噁英生成和再生、烟气在高温段停留时间长的适用于高热值危险废液的环保焚烧锅炉。

为实现此目的，本实用新型所设计的适用于高热值危险废液的环保焚烧锅炉，包括沿烟气走向依次连接的燃烧炉膛、余热回收炉膛和急冷塔，其特征在于：所述燃烧炉膛包括燃烧炉膛壁和布置于所述燃烧炉膛壁上的燃烧装置，所述燃烧炉膛壁包括由膜式水冷壁围成的燃烧炉墙和浇筑于所述燃烧炉墙内表面的绝热耐腐蚀浇注料；所述急冷塔包括急冷塔壁和布置于所述急冷塔壁顶部的流体喷枪，所述急冷塔壁包括由碳钢制成的外壁和由耐酸耐高温材料制成的内衬。

进一步的，所述膜式水冷壁包括扁钢和固定于所述扁钢外壁上的多根碳钢管。

进一步的，所述燃烧装置包括布置于所述燃烧炉膛壁顶部的辅燃喷枪和废液喷枪，所述燃烧炉膛壁上开设有助燃风口，所述助燃风口位于所述辅燃喷枪和所述废液喷枪的下方。

进一步的，所述燃烧炉膛壁沿其高度方向间隔开设有多排所述助燃风口，每排所述助燃风口均包括沿所述燃烧炉膛壁的周向表面间隔布置的多个所述助燃风口。

进一步的，所述燃烧炉膛壁的底部连接有液态排渣装置，所述液态排渣装置的出口处设置有熔融物回收装置。

进一步的，所述急冷塔壁的顶部沿其周向表面间隔布置有多个所述流体喷枪。

进一步的，所述余热回收炉膛包括由膜式水冷壁围成的回收炉膛壁和设置于所述回收炉膛壁内的蒸汽换热结构，所述余热回收炉膛入口处布置有弧形导流板。

进一步的，所述蒸汽换热结构连接有蒸汽循环管路。

进一步的，所述蒸汽换热结构包括沿烟气流动方向依次布置的汽冷屏、I级过热器、II级过热器、III级过热器、凝渣管束和沸腾管屏，所述沸腾管屏的下方连接有落灰斗。

更进一步的，所述蒸汽循环管路包括与所述汽冷屏通过蒸汽引入管连通的汽包、设置于所述I级过热器与II级过热器之间的喷水减温器和通过蒸汽引出管与所述I级过热器连通的集气箱，所述汽冷屏通过管路依次连接所述III级过热器、所述II级过热器、所述喷水减温器和所述I级过热器。

本实用新型的有益效果是：针对高热值的危险废液，采用水冷燃烧炉膛并根据燃料量确定炉膛截面和高度，保证其出口烟温不低于1100℃，且烟气在水冷燃烧炉膛的停留时间＞2s，有效抑制了二噁英的生成，此时废液中的有机物被分解完毕，较纯净的有机盐/碱可通过熔融物回收装置进行回收利用。在余热回收炉膛入口处布置弧形导流板，将烟气分流导向，避免烟气直接冲刷余热炉后墙膜式水冷壁的同时大幅减少熔融盐在后墙堆积。合理布置汽冷屏和三级过热器，余热回收炉膛的出口烟温可控制在800℃左右，大幅减少熔融态盐/碱附着在过热器受热面上，可保证锅炉年连续运行时间8000小时以上。急冷塔兼具急速降温和脱硫脱硝功能，能有效抑制二噁英的再生，根据废液燃烧后烟气中酸性气体的含量，急冷塔可通过流体喷枪喷淋冷却水或是稀碱液进行除酸。

附图说明

图1为本实用新型中环保焚烧锅炉的结构示意图；

图2为本实用新型中助燃风口布置结构的主视图；

图3为本实用新型中助燃风口布置结构的俯视图；

图4为本实用新型中膜式水冷壁炉膛的结构示意图；

图5为本实用新型中流体喷枪布置结构的俯视图；

其中，1—燃烧炉膛，2—余热回收炉膛，3—汽冷屏，4—I级过热器，5—II级过热器，6—III级过热器，7—凝渣管束，8—沸腾管屏，9—急冷塔，10—出口烟道，11—液态排渣装置，12—熔融物回收装置，13—膜式水冷壁，14—绝热耐腐蚀浇注料，15—辅燃喷枪，16—废液喷枪，17—助燃风口，18—落灰斗，19—汽包，20—蒸汽引入管，21—喷水减温器，22—蒸汽引出管，23—集汽箱；24—转向室；25—膨胀节；26—流体喷枪，27—碳钢管，28—扁钢，29—弧形导流板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1—5所示的适用于高热值危险废液的环保焚烧锅炉，包括沿烟气走向依次连接的燃烧炉膛1、余热回收炉膛2和急冷塔9。

燃烧炉膛1包括燃烧炉膛壁和布置于燃烧炉膛壁上的燃烧装置，燃烧炉膛壁包括由膜式水冷壁13围成的燃烧炉墙和浇筑于燃烧炉墙内表面的绝热耐腐蚀浇注料14，膜式水冷壁13包括扁钢28和固定于扁钢28外壁上的多根碳钢管27。燃烧装置包括布置于燃烧炉膛壁顶部的辅燃喷枪15和废液喷枪16，燃烧炉膛壁上沿其高度方向间隔开设有多排助燃风口17，每排助燃风口17均包括沿燃烧炉膛壁的周向表面间隔布置的多个助燃风口17，助燃风口17位于辅燃喷枪15和废液喷枪16的下方，燃烧炉膛壁的底部连接有液态排渣装置11，液态排渣装置11的出口处设置有熔融物回收装置12。

余热回收炉膛2包括由膜式水冷壁13围成的回收炉膛壁和设置于回收炉膛壁内的蒸汽换热结构，余热回收炉膛2入口处布置有弧形导流板29，可将高温烟气均流导向，避免烟气直接冲刷余热炉后墙的膜式水冷壁。蒸汽换热结构连接有蒸汽循环管路。蒸汽换热结构包括沿烟气流动方向依次布置的汽冷屏3、I级过热器4、II级过热器5、III级过热器6、凝渣管束7和沸腾管屏8，沸腾管屏8的下方连接有落灰斗18。蒸汽循环管路包括与汽冷屏3通过蒸汽引入管20连通的汽包19、设置于I级过热器4与II级过热器5之间的喷水减温器21和通过蒸汽引出管22与I级过热器4连通的集气箱23，汽冷屏3通过管路依次连接III级过热器6、II级过热器5、喷水减温器21和I级过热器4。

急冷塔9包括急冷塔壁，急冷塔壁的顶部沿其周向表面间隔布置有多个流体喷枪26，急冷塔壁包括由碳钢制成的外壁和由耐酸耐高温材料制成的内衬。

本实用新型中，膨胀节25两端分别与转向室24和急冷塔9相连；可补偿转向室24和急冷塔9因壁温不同而产生的轴向热膨胀位移，保证锅炉稳定运行。膜式水冷壁13由碳钢管27和扁钢28焊接密封组合而成，冷却水在碳钢管27内部，通过金属管壁可与外侧的高温烟气进行换热；汽包19里的蒸汽由蒸汽引入管20依次经过汽冷屏3、III级过热器6、II级过热器5、喷水减温器21、I级过热器4并与高温烟气充分换热、升温后，由蒸汽引出管22汇集到集汽箱23形成高品位蒸汽；所述集汽箱23产生的高品位蒸汽可用来厂内供热或并网发电。

急冷塔9外层为碳钢，内衬为耐酸耐高温材料，其上部布置有流体喷枪26，流体喷枪26为均匀环形布置，共设置6支，流量相等且喷射角度可调。高温烟气进入急冷塔9后自上而下流动，与流体喷枪26喷出的冷却水充分接触换热，使高温烟气在1s内迅速从500℃降为200℃。

烟气介质具体流程为：燃烧炉膛1→余热回收炉膛2→汽冷屏3→I级过热器4→II级过热器5→III级过热器6→凝渣管束7→沸腾管屏8→急冷塔9→出口烟道10。

蒸汽介质具体流程为：汽包19→蒸汽引入管20→汽冷屏3→III级过热器6→II级过热器5→喷水减温器21→I级过热器4→蒸汽引出管22→集汽箱23。上述受热面管子的外部走烟气，管子内部走蒸汽。

如图3所示，助燃风口17分级设置在膜式水冷壁13的不同高度上，且为四角切圆布置。

绝热耐腐蚀浇注料14为铬矿砂或刚玉材质，根据燃料热值不同，其厚度可选择50～100mm。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的结构做任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种适用于高热值危险废液的环保焚烧锅炉，包括沿烟气走向依次连接的燃烧炉膛(1)、余热回收炉膛(2)和急冷塔(9)，其特征在于：所述燃烧炉膛(1)包括燃烧炉膛壁和布置于所述燃烧炉膛壁上的燃烧装置，所述燃烧炉膛壁包括由膜式水冷壁(13)围成的燃烧炉墙和浇筑于所述燃烧炉墙内表面的绝热耐腐蚀浇注料(14)；所述急冷塔(9)包括急冷塔壁和布置于所述急冷塔壁顶部的流体喷枪(26)，所述急冷塔壁包括由碳钢制成的外壁和由耐酸耐高温材料制成的内衬。

2.如权利要求1所述的适用于高热值危险废液的环保焚烧锅炉，其特征在于：所述膜式水冷壁(13)包括扁钢(28)和固定于所述扁钢(28)外壁上的多根碳钢管(27)。

3.如权利要求2所述的适用于高热值危险废液的环保焚烧锅炉，其特征在于：所述燃烧装置包括布置于所述燃烧炉膛壁顶部的辅燃喷枪(15)和废液喷枪(16)，所述燃烧炉膛壁上开设有助燃风口(17)，所述助燃风口(17)位于所述辅燃喷枪(15)和所述废液喷枪(16)的下方。

4.如权利要求3所述的适用于高热值危险废液的环保焚烧锅炉，其特征在于：所述燃烧炉膛壁沿其高度方向间隔开设有多排所述助燃风口(17)，每排所述助燃风口(17)均包括沿所述燃烧炉膛壁的周向表面间隔布置的多个所述助燃风口(17)。

5.如权利要求4所述的适用于高热值危险废液的环保焚烧锅炉，其特征在于：所述燃烧炉膛壁的底部连接有液态排渣装置(11)，所述液态排渣装置(11)的出口处设置有熔融物回收装置(12)。

6.如权利要求1所述的适用于高热值危险废液的环保焚烧锅炉，其特征在于：所述急冷塔壁的顶部沿其周向表面间隔布置有多个所述流体喷枪(26)。

7.如权利要求1所述的适用于高热值危险废液的环保焚烧锅炉，其特征在于：所述余热回收炉膛(2)包括由膜式水冷壁(13)围成的回收炉膛壁和设置于所述回收炉膛壁内的蒸汽换热结构，所述余热回收炉膛(2)入口处布置有弧形导流板(29)。

8.如权利要求7所述的适用于高热值危险废液的环保焚烧锅炉，其特征在于：所述蒸汽换热结构连接有蒸汽循环管路。

9.如权利要求8所述的适用于高热值危险废液的环保焚烧锅炉，其特征在于：所述蒸汽换热结构包括沿烟气流动方向依次布置的汽冷屏(3)、I级过热器(4)、II级过热器(5)、III级过热器(6)、凝渣管束(7)和沸腾管屏(8)，所述沸腾管屏(8)的下方连接有落灰斗(18)。

10.如权利要求9所述的适用于高热值危险废液的环保焚烧锅炉，其特征在于：所述蒸汽循环管路包括与所述汽冷屏(3)通过蒸汽引入管(20)连通的汽包(19)、设置于所述I级过热器(4)与II级过热器(5)之间的喷水减温器(21)和通过蒸汽引出管(22)与所述I级过热器(4)连通的集气箱(23)，所述汽冷屏(3)通过管路依次连接所述III级过热器(6)、所述II级过热器(5)、所述喷水减温器(21)和所述I级过热器(4)。

Images