CN220453668U - 一种外燃式垃圾气化焚烧产生蒸汽的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种外燃式垃圾气化焚烧产生蒸汽的装置，所述的装置包括：正压热解气化炉，鼓风机一，空气流量调节阀门一，鼓风机二，空气流量调节阀门二，外燃室，蒸汽锅炉或热水炉，烟气净化设备，引风机和烟囱；本实用新型的正压热解气化炉，能提高氧气和热传递穿透力，垃圾在正压热解气化炉内热解达到850‑1100℃，热解排出的火焰气体进入外燃室进行850‑1100℃高温焚烧，勿需额外购买燃料给外燃室加热去分解烟气中的二噁英和有机污染物，极大地降低了垃圾焚烧处理的能耗成本；本实用新型热利用率高、运行成本低、具备好的工业实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种垃圾焚烧装置，具体地，涉及一种外燃式垃圾气化焚烧产生蒸汽的装置，属于环保设备领域；
背景技术
常规的垃圾焚烧都是在炉膛内部进行的有氧焚烧，采用引风机抽风的负压焚烧方式，如500吨/日以上大型垃圾焚烧发电采用引风机抽风的负压供氧方式在活动炉排上焚烧垃圾，小规模的低温磁化焚烧垃圾采用烟囱的自然抽风或微负压的引风机抽风供氧方式焚烧垃圾，在CN202224433U《一种有效遏制二恶英的垃圾综合处理和利用方法》中，垃圾经过分选、干燥和储存后，再进入热解汽化炉进行引风机的负压抽风的气化热解，在CN109812814A《一种垃圾焚烧改进工艺》中，将垃圾进行分选出来的燃烧物在焚烧炉内负压抽风下的焚烧发电；引风机抽风的负压供氧焚烧垃圾是在垃圾表面发生的燃烧反应，氧气密度低，氧气压力小，氧气不能渗透到垃圾内部进行焚烧；负压供氧的垃圾焚烧炉膛温度低，焚烧速度慢，特别是村镇的混合垃圾含水率高，湿度大，热值低，垃圾在炉膛里焚烧不充分，焚烧不彻底，排放的烟气温度低，燃烧后排放的烟气中夹带大量的焦油堵塞管道和腐蚀设备，给后续的烟气净化达标处理造成困难；
发明内容
本实用新型的目的就是要克服和弥补现有技术的缺陷和不足，提供一种外燃式垃圾气化焚烧产生蒸汽的装置，实施垃圾气化焚烧产生蒸汽的资源化利用；
一种外燃式垃圾气化焚烧产生蒸汽的装置，所述的装置包括：正压热解气化炉，鼓风机一，空气流量调节阀门一，鼓风机二，空气流量调节阀门二，外燃室，蒸汽锅炉或热水炉，烟气净化设备，引风机和烟囱；
所述的鼓风机一出口通过管道与空气流量调节阀门一进口连接相通，所述空气流量调节阀门一出口通过管道与正压热解气化炉的炉体下部侧面的空气进口一连接相通，正压热解气化炉的火焰气体出口通过耐火道管与外燃室进气口连接相通；鼓风机二的出口通过空气流量调节阀门二与外燃室的空气进口二连接相通，外燃室出气口通过管道与蒸汽锅炉或热水炉的烟气进口一连接相通，蒸汽锅炉或热水炉的烟气出口一通过管道与烟气净化设备的烟气进口二连接相通，烟气净化设备的烟气出口二通过管道与引风机进口连接相通，引风机出口通过管道与烟囱进口连接相通；
所述的正压热解气化炉，包括金属材质的圆柱体或方体的炉体，所述炉体顶部是下闸阀二，所述下闸阀二上部配置料仓，所述料仓上部配置上闸阀一，所述下闸阀二下方是垃圾干燥区，所述垃圾干燥区的所述炉体侧壁上配置出气口，所述垃圾干燥区下部是低温热解区，所述低温热解区下部是高温热解区，所述高温热解区的所述炉体侧壁上配置进气口和温度探测仪一，所述进气口与所述出气口之间用通气管连接相通，所述高温热解区侧壁配置火焰气体出口，所述高温热解区下部配置炉箅子，所述炉箅子上面的所述炉体侧面配置排渣门，所述炉箅子下方是炉灰室，所述高温热解区的所述炉体侧壁内配置耐火砖进行保温，所述炉灰室的所述炉体侧壁分别配置排灰门和配置空气进口一，所述炉箅子属于锅炉炉排，包括固定式炉桥、锥盘式旋转炉排、活动往复式炉排或旋转链条炉排；
所述的外燃室，属于长方体或圆柱体的金属壳体，所述壳体内层配置耐火材料进行蓄热和保温，所述的壳体内部配置1层或多层的阻风耐火蓄热的隔板，所述壳体一端上配置有空气进口二和外燃室进气口，所述壳体另一端上配置外燃室出气口和温度探测仪二；
所述的烟气净化设备，属于工业上垃圾焚烧的烟气净化设备，具有脱硫、脱氯，脱焦油，除尘和除去VOC挥发性有机物的功能，包括(1)碱液喷淋塔，用碱液(如氢氧化钠液体)与烟气中的酸性物质(如二氧化硫、硫化氢、氯化氢和二氧化碳)发生酸碱中反应除去烟气中的酸性物质，(2)静电除尘器，用静电除尘器除去烟气中的焦油，(3)活性炭吸附箱，用活性炭吸附除去烟气中的重金属和除去小分子有机污染物，(4)低温催化燃烧设备，除去烟气中的VOC易挥发性有机物；
所述的蒸汽锅炉或热水炉，包括余热锅炉、管壳式换热器，属于将高温烟气的热量转化成蒸汽、热水的设备；
一种外燃式垃圾气化焚烧产生蒸汽的装置原理是：
本实用新型借助于民间铁匠铺打铁的风箱正压供氧提高炉温的思路，风箱的推拉杆速度越快，炼铁炉内的正压空气(氧气)的压力就越大，氧气密度也就越大，炉膛的温度就越高，炉内锻造的铁块就越红；采用鼓风机一将高于大气压的空气输送到正压热解气化炉内，可以大幅度提升垃圾热分解的温度，加快垃圾的热分解；正压热解气化炉中就只有一个泄压的火焰烟气出口，正压热解气化炉中的下闸阀二、排渣门和排灰门都处在关闭状态，确保垃圾在正压热解气化炉内处于正压环境下热分解；本实用新型正压状况下的高热值的垃圾热分解，能提高氧气、热辐射和热传递的穿透力，增大氧气压力进入垃圾内部深处进行燃烧，导致正压热解气化炉的高温热解区的炉膛热解温度达到850-1100℃高温，垃圾热解速度快，所述的热解是利用有机物的热不稳定性，利用热能使化合物的化合建断裂由大分子量的有机物转化为小分子量的可燃气体、液体、燃料和焦炭的过程；
本实用新型将垃圾原料在正压热解气化炉进行热解后，将正压焚烧炉高温热解区排出的火焰烟气引入外燃室进行不少于3秒中的850-1100℃温度范围的焚烧，实施“3T+E”的垃圾焚烧处理，利用正压热解气化炉内垃圾热解燃烧产生的高温火焰烟气的热量，不需要额外购买燃料(如燃气、燃油)给外燃室加热升温去分解烟气中的二噁英和有机污染物，这是本实用新型特征之一；
本实用新型中，在正压热解气化炉的高温热解气化区上部垃圾干燥区内会发生原料受热后产生水蒸气和焦油气体，增大正压热解气化炉上部的压力，容易出现压力超标的安全事故，通过通气管将水蒸气和焦油气体泄压或返回到低压力的高温热解区，将水蒸气引入到850-1100℃的高温热解区发生水煤气反应(C+H2O→CO+H2)，产生了增加热值的可燃烧的氢气和一氧化碳，提高正压热解气化炉的热解温度；将正压热解气化炉产生的焦油气体引入到高温热解区进行燃烧，减少了烟气中的焦油排放量，提高了热解区的温度，这是本实用新型特征之一；
利用料仓上方的上闸阀一和料仓下方的下闸阀二的交替打开或关闭，可以有效地防止添加垃圾原料时，正压热解气化炉内的水蒸气和焦油气相物不能从正压热解气化炉内溢出造成环境的污染，可以确保添加垃圾原料时不影响正压热解气化炉的连续化的正常操作，这是本实用新型主要特征之一；
所述的垃圾，包括生活垃圾、农林有机废弃物和工业有机废弃物。
本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型正压热解气化炉，能提高氧气、热辐射和热传递的穿透力，增大氧气压力进入垃圾内部深处进行热分解，导致正压热解气化炉的高温热解区的温度高，垃圾热解速度快，焦油被高温裂解，垃圾在高温热解区热分解后以850-1100℃的火焰气体形式从烟气出口二喷出，为外燃室高温焚烧提供热源；
2.借助于正压热解气化内垃圾热解产生的高温火焰烟气热量，勿需额外购买燃料(如燃气、燃油)给外燃室加热去分解烟气中的二噁英和有机污染物，极大地降低了垃圾焚烧无害化处理的能耗成本；
3.本实用新型具有运行成本低，热利用率高，采用的装置技术成熟，结构简单，操作容易，维修方便，造价低廉，具备好的工业实用性；
附图说明
图1为本实用新型所述装置的结构示意图；
在图1中，1-上闸阀一，2-料仓，3-下闸阀二，4-正压热解气化炉的炉体，5-出气口，6-垃圾干燥区，7-通气管，8-耐火砖，9-进气口，10-温度探测仪一，11-空气进口一，12-空气流量调节阀门一，13-鼓风机一，14-排渣门，15-炉灰室，16-炉箅子，17-排灰门，18-高温热解区，19-火焰烟气出口，20-鼓风机二，21-空气流量调节阀门二，22-外燃室的壳体，23-空气进口二，24-外燃室进气口，25-隔板，26-温度探测仪二，27-外燃室出气口，28-烟气进口一，29-蒸汽锅炉或热水炉，30-引风机，31-烟气出口一，32-烟气进口二，33-烟气出口二，34-烟囱，35-烟气净化设备，36-低温热解区，37-火焰气体管道；
具体实施方式
下面结合图1和实施例对本实用新型装置做进一步的说明，但实施例不受其限制。
一种外燃式垃圾气化焚烧产生蒸汽的装置，所述的装置包括：正压热解气化炉，鼓风机一，空气流量调节阀门一，鼓风机二，空气流量调节阀门二，外燃室，蒸汽锅炉或热水炉，烟气净化设备，引风机和烟囱；
所述的鼓风机一(13)出口通过管道与空气流量调节阀门一(12)进口连接相通，空气流量调节阀门一(12)出口通过管道与正压热解气化炉的炉体(4)下部侧面的空气进口一(11)连接相通，正压热解气化炉的火焰气体出口(19)通过耐火道管(37)与外燃室进气口(24)连接相通；鼓风机二(20)的出口通过空气流量调节阀门二(21)与外燃室的空气进口二(23)连接相通，外燃室出气口(27)通过管道与蒸汽锅炉或热水炉(29)的烟气进口一(28)连接相通，蒸汽锅炉或热水炉(29)的烟气出口一(31)通过管道与烟气净化设备(35)的烟气进口二(32)连接相通，烟气净化设备(35)的烟气出口二(33)通过管道与引风机(30)进口连接相通，引风机(30)出口通过管道与烟囱(34)进口连接相通。
所述的正压热解气化炉，包括金属材质的圆柱体或方体的炉体(4)，炉体(4)顶部是下闸阀二(3)，下闸阀二(3)上部配置料仓(2)，料仓(2)上部配置上闸阀一(1)，下闸阀二(3)下方是垃圾干燥区(6)，垃圾干燥区(6)的炉体(4)侧壁上配置出气口(5)，垃圾干燥区(6)下部是低温热解区(36)，低温热解区(36)下部是高温热解区(18)，高温热解区(18)的炉体(4)侧壁上配置进气口(9)和温度探测仪一(10)，进气口(9)与出气口(5)之间用通气管(7)连接相通，高温热解区(18)侧壁配置火焰气体出口(19)，高温热解区(18)下部配置炉箅子(16)，炉箅子(16)上面的炉体(4)侧面配置排渣门(14)，炉箅子(16)下方是炉灰室(15)，高温热解区(18)的炉体(4)侧壁内配置耐火砖(8)进行保温，炉灰室(15)的炉体(4)侧壁分别配置排灰门(17)和配置空气进口一(11)，炉箅子(16)属于锅炉炉排，包括固定式炉桥、锥盘式旋转炉排、活动往复式炉排或旋转链条炉排；
所述的外燃室，属于长方体或圆柱体的金属壳体(22)，所述壳体(22)内层配置耐火材料进行蓄热和保温，所述的壳体(22)内部配置1层或多层的阻风耐火蓄热的隔板(25)，所述壳体(22)一端上配置有空气进口二(23)和外燃室进气口(24)，所述壳体(22)另一端上配置外燃室出气口(27)和温度探测仪二(26)；
所述的烟气净化设备，属于工业上垃圾焚烧的烟气净化设备，具有脱硫、脱氯，脱焦油，除尘和除去VOC挥发性有机物的功能，包括(1)碱液喷淋塔，用碱液(如氢氧化钠液体)与烟气中的酸性物质(如二氧化硫、硫化氢、氯化氢和二氧化碳)发生酸碱中反应除去烟气中的酸性物质，(2)静电除尘器，用静电除尘器除去烟气中的焦油，(3)活性炭吸附箱，用活性炭吸附除去烟气中的重金属和除去小分子有机污染物，(4)低温催化燃烧设备，除去烟气中的VOC易挥发性有机物；
所述的蒸汽锅炉或热水炉(29)，包括余热锅炉、管壳式换热器或管式换热器，属于将高温烟气的热量转化成热水、蒸汽或热空气的设备；
实施例
将垃圾原料经过预处理或不预处理，用人工或进料机加入正压热解气化内；加料时，先关闭正压热解气化炉顶部的下闸阀二(3)，再打开上闸阀一(1)，将垃圾原料装入料仓(2)内，然后，关闭上闸阀一(1)，再打开下闸阀二(3)，料仓(2)内的垃圾原料靠重力落入正压热解气化炉的垃圾干燥区(6)，当需要给正压热解气化炉内添加垃圾原料时，循环的采用上述方式给正压热解气化炉内添加垃圾原料；
从所述的正压热解气化炉排渣门(14)装入易燃物，并且将所述易燃物引燃；关闭所述排渣门(14)，启动鼓风机一(13)，调节正压热解气化炉下部联通的空气流量调节阀门一(12)，使得进入高温热解区(18)的空气量的大小能够维持高温热解区(18)内部所述垃圾原料的正常燃烧，空气通过空气流量调节阀门一(12)的调节后进入炉灰室(15)内，然后从炉灰室(15)向上穿过炉箅子(16)进入高温热解区(18)，垃圾在正压热解炉内的高温热解区(18)发生高于大气压(如3000-5000pa)的正压热分解，热解分解温度达到850-1100℃；在正压热解气化炉内，垃圾原料从垃圾干燥区(6)向下落入低温热解区(36)，从低温热解区(36)向下落入高温热解区(18)被彻底分解，垃圾干燥区(6)产生的气相物质经过通气管(7)流入高温热解区(18)进行高温下的彻底热分解，得到无机物炉渣，高温热解区(18)产生的火焰烟气从正压热解气化炉的火焰烟气出口(19)喷出，高温热解区(18)产生的炉渣定期的从排渣门(14)排出；从正压热解气化炉的火焰烟气出口(19)喷出的火焰烟气引入外燃室(22)内进行补氧和蓄热条件下的高温燃烧，空气通过鼓风机二(20)和空气流量调节阀门二(21)调节流量后进入外燃室(22)，外燃室(22)内焚烧温度控制在850-1100℃，火焰烟气通过外燃室(22)的焚烧时间大于3秒钟，彻底焚烧所述的火焰烟气中的二噁英和有机污染物；从外燃室(22)排出的高温烟气引入蒸汽锅炉或热水炉(29)内进行热能回收的资源化利用，低温烟气从蒸汽锅炉或热水炉(29)排出；采用烟气净化设备(35)，将蒸汽锅炉或热水炉(29)排出的低温烟气进行脱硫、脱氯、除尘、脱焦油和去除易挥发性有机物的净化达标处理，将上述净化达到国家排放标准的气体经过引风机(30)输送到烟囱(34)进口，达标气体从烟囱(34)出口排出；
通过检测，排放烟气中的各项指标均达到国标GB18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》排放标准，其中，二噁英含量0.022TEQng/Nm3，一氧化碳(CO)含量为小于23mg/m3，烟气黑度(格林曼级)小于1，低于国标限制值。
Claims (1)
1.一种外燃式垃圾气化焚烧产生蒸汽的装置，所述的装置包括：正压热解气化炉，鼓风机一，空气流量调节阀门一，鼓风机二，空气流量调节阀门二，外燃室，蒸汽锅炉或热水炉，烟气净化设备，引风机和烟囱，其特征在于：所述的鼓风机一(13)出口通过管道与空气流量调节阀门一(12)进口连接相通，空气流量调节阀门一(12)出口通过管道与正压热解气化炉的炉体(4)下部侧面的空气进口一(11)连接相通，正压热解气化炉的火焰气体出口(19)通过耐火道管(37)与外燃室进气口(24)连接相通；鼓风机二(20)的出口通过空气流量调节阀门二(21)与外燃室的空气进口二(23)连接相通，外燃室出气口(27)通过管道与蒸汽锅炉或热水炉(29)的烟气进口一(28)连接相通，蒸汽锅炉或热水炉(29)的烟气出口一(31)通过管道与烟气净化设备(35)的烟气进口二(32)连接相通，烟气净化设备(35)的烟气出口二(33)通过管道与引风机(30)进口连接相通，引风机(30)出口通过管道与烟囱(34)进口连接相通；
所述的正压热解气化炉，包括金属材质的圆柱体或方体的炉体(4)，炉体(4)顶部是下闸阀二(3)，下闸阀二(3)上部配置料仓(2)，料仓(2)上部配置上闸阀一(1)，下闸阀二(3)下方是垃圾干燥区(6)，垃圾干燥区(6)的炉体(4)侧壁上配置出气口(5)，垃圾干燥区(6)下部是低温热解区(36)，低温热解区(36)下部是高温热解区(18)，高温热解区(18)的炉体(4)侧壁上配置进气口(9)和温度探测仪一(10)，进气口(9)与出气口(5)之间用通气管(7)连接相通，高温热解区(18)侧壁配置火焰气体出口(19)，高温热解区(18)下部配置炉箅子(16)，炉箅子(16)上面的炉体(4)侧面配置排渣门(14)，炉箅子(16)下方是炉灰室(15)，高温热解区(18)的炉体(4)侧壁内配置耐火砖(8)进行保温，炉灰室(15)的炉体(4)侧壁分别配置排灰门(17)和配置空气进口一(11)，炉箅子(16)属于锅炉炉排，包括固定式炉桥、锥盘式旋转炉排、活动往复式炉排或旋转链条炉排；
所述的外燃室，属于长方体或圆柱体的金属壳体(22)，所述壳体(22)内层配置耐火材料进行蓄热和保温，所述的壳体(22)内部配置1层或多层的阻风耐火蓄热的隔板(25)，所述壳体(22)一端上配置有空气进口二(23)和外燃室进气口(24)，所述壳体(22)另一端上配置外燃室出气口(27)和温度探测仪二(26)；
所述的烟气净化设备，属于工业上垃圾焚烧的烟气净化设备；
所述的蒸汽锅炉或热水炉(29)，包括余热锅炉、管壳式换热器，属于将高温烟气的热量转化成蒸汽或热水的设备。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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| CN202321774877.7U CN220453668U (zh) | 2023-07-07 | 2023-07-07 | 一种外燃式垃圾气化焚烧产生蒸汽的装置 |
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ID=89731134
Family Applications (1)
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2023
- 2023-07-07 CN CN202321774877.7U patent/CN220453668U/zh active Active
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