CN218646074U - 一种利用窑尾烟室废气处置生物质垃圾的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用窑尾烟室废气处置生物质垃圾的系统，属于水泥熟料制造领域。所述包括回转窑1、烟室2、烟室高温风管3、生物质喂料口4、生料喂料口5、混合燃烧室6、压缩空气吹扫装置7、分解炉8、水泥窑三次风管9、C1旋风筒14、C2旋风筒13、C3旋风筒12、C4旋风筒11、C5旋风筒10。本实用新型实施例利用该系统，将生料碳酸盐、生物质与窑尾烟室高温废气相接触，旋切输送入混合燃烧室在单独腔室内实现生物质干燥、热解、产物气‑固体分离等过程，生物质借助烟室废气热焓值高、氧浓度低的特点，在缺氧条件下热解生成还原性气体，产物通入分解炉后能有效降低氮氧化物浓度，该系统实现生物质燃烧替代煤炭，降低氮氧化物排放的双重路径。

Description

一种利用窑尾烟室废气处置生物质垃圾的系统

技术领域

本实用新型涉及水泥熟料制造领域。尤其涉及一种利用窑尾烟室废气处置生物质垃圾的系统。

背景技术

行业中针对固废处置提出了一种炉排炉+分解炉技术：固体废弃物简易脱水后，送入炉排炉焚烧处置，固废均匀布置在倾斜布置的炉排上，物料通过移炉排间的错位推动而被动式的向前移动。在装置底部通入一次风，经过预热至200-250℃的一次风随着炉排炉床体间隙不断输送至固废表面，主要作用是对堆积物料进行缓慢干燥、升温、点火燃烧，该热处理过程通过借助助燃风比例及炉排装置移动两种方式炉控制排燃烧温度、固废处置停留时间，目的是尽可能实现固废热解。固废在炉排炉上受热燃烧产生的烟气经热工管道送入分解炉进行处置，剩余炉渣则水淬冷却后，送入生料磨替代部分原料。

行业中虽然已经有利用炉排炉+分解炉技术对固废处置，但上述技术存在以下几方面缺点：

①系统采用冷空气预热的方式将气体升温，该助燃气体需额外消耗系统能量，且预热后一次风温也不高，系统中固废热利用受限制。

②该技术热利用效率低。固废受热分解后会生成残渣遗留在炉排炉表面，该物质具有一定热焓不能返回预热器系统再利用，只能采用水淬法排渣，造成热值浪费；其次固废分解产生的烟气经过热工管道引入分解炉，管道表面存在散热，损失的热量也降低了系统的热利用效率。

③固废燃烧处置不完全，停留时间长。固废以堆积的方式布置于炉排炉表面，干燥、着火需要依赖一次风和火焰燃烧共同放热，但固废的着火燃烧仅在有限的浅层空间进行，待表层固废分解后燃烧才能传递至下层，因此处置存在燃烧不完全现象，且理论上需要依赖更长的停留时间才能实现燃尽。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种利用窑尾烟室废气处置生物质垃圾的系统，是针对生活垃圾开发一种水泥窑协同处置系统，将生物质输送至窑尾烟室高温气体环境中，实现热解，再返回至分解炉燃烧，该系统能够提升水泥窑协同处置能力。以解决现有技术中以下关键问题：

①在水泥窑分解炉旁边设计一种在线高效处置生物质的装置，利用水泥工业生产过程烟室排放的高温气体作为热源，对喂入的城乡生活垃圾进行焚烧。

②设立独立的混合燃烧室，作为生物质受热分解的空间，分散物料，加速物料预热干燥、预分解过程，提升预热预分解系统稳定性。

③伴随生物质处置过程，在燃烧装置中生成还原气氛，该还原气体通入分解炉中实现氮氧化物减排，提供一种分解炉脱硝途径。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种利用窑尾烟室废气处置生物质垃圾的系统，包括回转窑、烟室、烟室高温风管、生物质喂料口、生料喂料口、混合燃烧室、压缩空气吹扫装置、分解炉、水泥窑三次风管、C1旋风筒、C2旋风筒、C3旋风筒、C4旋风筒、C5旋风筒。

进一步，所述烟室为回转窑与生物质处置的装置的衔接部分，烟室进口与回转窑连接，烟室出口与烟室高温风管连接。

进一步，所述烟室高温风管，在前端布置生料喂料口，尾端布置一个生物质喂料口，烟室高温风管同混合燃烧室连接，烟室的高温废气通过该管道传导至混合燃烧室内。

进一步，所述混合燃烧室，上部分呈圆柱形，来自于烟室的高温气体携带生料、生物质固体成分以侧面旋切的方式进入混合燃烧室，物料在不断旋流向下移动并伴随受热分解过程；下部分呈锥形，将烟气及分解灰分实现分离。

进一步，所述混合燃烧室，底部为坡形结构，以斜向下地方式同分解炉进行连接，坡形结构外均设有压缩空气吹扫装置，设置该装置目的是通过空气鼓吹的方式将堆积在斜坡上混合物及时汇入分解炉。

进一步，所述C4旋风筒，C4旋风筒的进料口与所述C3旋风筒的出料口连接，下料管与分解炉连接，其出气口与所述C3旋风筒的进料口连接。

进一步，所述C5旋风筒，C5旋风筒与分解炉顶部连接，C5旋风筒的下料管与烟室连接，C5的出气口与所述C4旋风筒的进料口连接。

进一步，所述C3旋风筒，所述C3旋风筒的进料口与C2旋风筒的出料口连接，其出气口与C2旋风筒的进料口连接。

进一步，所述C2旋风筒，所述C2旋风筒的进料口与C1旋风筒的出料口连接，其出气口与C1旋风筒的进料口连接。

进一步，所述C1旋风筒，旋所述风筒C1的进料口与C2旋风筒的出气口连接。

本实用新型基于上述技术方案，其优势有以下几个方面：

①该处置系统利用窑尾烟室高温废气具有热焓来实现生物质助燃，可以确保大部分有机物在混合燃烧室内稳定反应，使其进入分解炉后可以彻底的分解燃烧释放热量。

②生物质在混合燃烧室内以旋流状态不断向下移动，不仅能够确保物料分散效果，再加上借助高温废气与生物质中的水分充分接触，实现了快速干燥脱水效果，保证垃圾入分解炉后尽快燃烧，释放热量。

③因烟室高温废气氧含量较低，生物质与其在混合燃烧室内充分接触后发生热解气化过程，伴随产生CO、H₂等还原性气态挥发物，富含还原气氛的烟气通入分解炉后有助于实现自脱硝，降低氮氧化物排放量。

生料与生物质在燃烧室内混合，一方面生料碳酸盐分解、生物质热解均为吸热过程，能有效控制混合燃烧室内温度，另一方面生料将生物质包裹，避免腔室表面结皮，物料更易于输送至分解炉内。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的结构示意图；

图中：1、回转窑；2、烟室；3、烟室高温风管；4、生物质喂料口；5、生料喂料口；6、混合燃烧室；7、压缩空气吹扫装置；8、分解炉；9、水泥窑三次风管；10、C5旋风筒；11、C4旋风筒；12、C3旋风筒；13、C2旋风筒；14、C1旋风筒。

具体实施方式

本实用新型提供了一种利用窑尾烟室废气处置生物质垃圾的系统，下面结合附图1，对本实用新型一种利用窑尾烟室废气处置生物质垃圾的系统做进一步详细的描述。

一种利用窑尾烟室废气处置生物质垃圾的系统，包括回转窑1、烟室2、混合燃烧室6、分解炉8和C1旋风筒14、C2旋风筒13、C3旋风筒12、C4旋风筒11、C5旋风筒10，所述烟室2为回转窖1与生物质垃圾系统的衔接部分，烟室2的进口与回转窖1连接，烟室2的出口与烟室高温风管3连接，所述烟室高温风管3的前端布置生料喂料口5，烟室高温风管3的尾端布置生物质喂料口4，所述烟室高温风管3的另一端与混合燃烧室6连接，混合燃烧室6和分解炉8连接。

所述混合燃烧室6上部分呈圆柱形，来自于烟室的高温气体携带生料、生物质固体成分以侧面旋切的方式进入混合燃烧室，物料在不断旋流向下移动并伴随受热分解过程；下部分呈锥形，将烟气及分解灰分实现分离。

所述混合燃烧室6的底部为坡形结构，以斜向下地方式同分解炉8进行连接。

所述坡形结构外设有压缩空气吹扫装置7，所述压缩空气吹扫装置7通过空气鼓吹的方式将堆积在斜坡结构上混合物及时汇入分解炉8。

所述分解炉8上部与混合燃烧室6顶部废气风管连接；分解炉8中部与混合燃烧室6底部斜坡连接；分解炉8下部与水泥窑三次风管9连接，分解炉8底部通过管道与烟室2连接。

所述C4旋风筒11，所述C4旋风筒11的进料口与C3旋风筒12的出料口连接，下料管与分解炉8连接，其出气口与C3旋风筒12的进料口连接。

所述C5旋风筒10，C5旋风筒10与分解炉8顶部连接，C5旋风筒10的下料管与烟室2连接，C5旋风筒10的出气口与C4旋风筒11的进料口连接。

所述C3旋风筒12的进料口与C2旋风筒13的出料口连接，其出气口与C2旋风筒13的进料口连接。

所述C2旋风筒13的进料口与所述C1旋风筒14的出料口连接，其出气口与C1旋风筒14的进料口连接。

所述C1旋风筒14的进料口与所述C2旋风筒13的出气口连接。

具体实施例1：

如图1所示，该系统是将生料碳酸盐、生物质与窑尾烟室高温废气相接触，以旋切输送入混合燃烧室的方式在单独腔室内实现生物质干燥、热解、产物气-固体分离等过程。

烟室2为回转窑1与生物质处置系统的衔接部分，烟室进口与回转窑1连接，烟室2出口与烟室高温风管3连接，进入烟气的高温废气温度为1200℃。

烟室高温风管3同混合燃烧室6连接。烟室2的高温废气通过该管道传导至混合燃烧室6内，在烟室高温风管3的前端布置一个生料喂料口5，尾端布置一个生物质喂料口4，生物质、生料均会随着高温废气流动方向输送至混合燃烧室6。

混合燃烧室6侧面进口与烟室高温风管3连接，保证风管中气流、混合物料以旋切的方式从燃烧室边缘汇入。混合燃烧室6的顶部为生料分解、固废热解后产生混合高温废气的出口，该废气通过管道与分解炉8连接。混合燃烧室6的底部为混合物反应后灰分出口。底部为坡形结构，以斜向下地方式同分解炉8进行连接，坡形结构外均设有压缩空气吹扫装置7，该装置目的是通过空气鼓吹的方式将堆积在斜坡上混合物及时汇入分解炉8。

混合燃烧室6内的反应过程可分为：生料碳酸盐在高温条件下吸热分解，生成CO₂气体；生物质快速干燥脱水、部分物料热解气化产生CO、H₂等还原性气态挥发物。混合燃烧室6上部分呈圆柱形，来自于烟室2的高温气体携带生料、生物质固体成分以侧面旋切的方式进入混合燃烧室6，物料不断旋流向下移动，固体物料获得分散并同高温气体充分接触，发生受热分解过程；下部分呈锥形，将烟气及分解灰分实现分离。最终生成的还原性烟气从混合燃烧室6顶部离开，物料分解产生的灰分从混合燃烧室6底部离开，均进入分解炉8中。

分解炉8顶部与C4旋风筒11连接，气固混合物通过管道进入C4旋风筒11中实现分离；分解炉8上部与混合燃烧室6顶部废气风管连接，该风管是将烟室废气、生料碳酸盐分解气体、生物质热解还原性气体输送至分解炉内，保证炉内气体量，稳定系统运行；分解炉8中部与混合燃烧室6底部斜坡连接，部分干燥完全但为热解的生物质通过该斜坡汇入分解炉后能实现快速燃烧，释放能量供系统热利用 ；分解炉8下部与水泥窑三次风管9连接；分解炉8底部通过管道与烟室2连接，分解炉8内产生的灰渣可通过该管道进入烟室2，避免物料在炉底部堆积。

C4旋风筒11的进料口与C3旋风筒12的出料口连接，下料管与分解炉8连接，其出气口与C3旋风筒12的进料口连接。

C5旋风筒10与分解炉8顶部连接，C5旋风筒10的下料管与烟室2连接，C5旋风筒10的出气口与C4旋风筒11的进料口连接。

C3旋风筒12的进料口与C2旋风筒13的出料口连接，其出气口与C2旋风筒13的进料口连接，所述C2旋风筒13的进料口与所述C1旋风筒14的出料口连接，其出气口与C1旋风筒14的进料口连接，所述C1旋风筒14的进料口与C2旋风筒13的出气口连接。

系统中生物质借助烟室废气热焓值高、氧浓度低的特点，在缺氧条件下热解生成还原性气体，产物通入分解炉后能够有效降低炉内氮氧化物浓度，该处置方法最终实现生物质燃烧替代煤炭，降低氮氧化物排放的双重路径。

Claims (8)

1.一种利用窑尾烟室废气处置生物质垃圾的系统，包括回转窑（1），其特征在于，还包括烟室（2）、混合燃烧室（6）和分解炉（8），所述烟室（2）为回转窑（1）与所述分解炉（8）的衔接部分，烟室（2）的进口与回转窑（1）连接，烟室（2）的出口与烟室高温风管（3）连接，所述烟室高温风管（3）的前端布置生料喂料口（5），烟室高温风管（3）的尾端布置生物质喂料口（4），所述烟室高温风管（3）的另一端与混合燃烧室（6）连接，混合燃烧室（6）和分解炉（8）连接。

2.根据权利要求1所述的一种利用窑尾烟室废气处置生物质垃圾的系统，其特征在于，所述混合燃烧室（6）上部分呈圆柱形，下部分呈锥形。

3.根据权利要求1所述的一种利用窑尾烟室废气处置生物质垃圾的系统，其特征在于，所述混合燃烧室（6）的底部为坡形结构，以斜向下地方式同分解炉（8）进行连接。

4.根据权利要求3所述的一种利用窑尾烟室废气处置生物质垃圾的系统，其特征在于，所述坡形结构外设有压缩空气吹扫装置（7），所述压缩空气吹扫装置（7）通过空气鼓吹的方式将堆积在斜坡结构上混合物及时汇入分解炉（8）。

5.根据权利要求1所述的一种利用窑尾烟室废气处置生物质垃圾的系统，其特征在于，所述分解炉（8）上部与混合燃烧室（6）顶部废气风管连接；分解炉（8）中部与混合燃烧室（6）底部斜坡连接；分解炉（8）下部与水泥窑三次风管（9）连接，分解炉（8）底部通过管道与烟室（2）连接。

6.根据权利要求1所述的一种利用窑尾烟室废气处置生物质垃圾的系统，其特征在于，还包括C4旋风筒（11），所述C4旋风筒（11）的进料口与C3旋风筒（12）的出料口连接，下料管与分解炉（8）连接，其出气口与C3旋风筒（12）的进料口连接。

7.根据权利要求1所述的一种利用窑尾烟室废气处置生物质垃圾的系统，其特征在于，还包括C5旋风筒（10），C5旋风筒（10）与分解炉（8）顶部连接，C5旋风筒（10）的下料管与烟室（2）连接，C5旋风筒（10）的出气口与C4旋风筒（11）的进料口连接。

8.根据权利要求1所述的一种利用窑尾烟室废气处置生物质垃圾的系统，其特征在于，还包括C1旋风筒（14）、C2旋风筒（13）、C3旋风筒（12），所述C3旋风筒（12）的进料口与C2旋风筒（13）的出料口连接，其出气口与C2旋风筒（13）的进料口连接，所述C2旋风筒（13）的进料口与所述C1旋风筒（14）的出料口连接，其出气口与C1旋风筒（14）的进料口连接，所述C1旋风筒（14）的进料口与C2旋风筒（13）的出气口连接。

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