CN2377450Y - 涡旋循环流化床垃圾焚烧炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种涡旋循环流化床垃圾焚烧炉,其特征在于,包括一个非均匀布风的差速流化床,其上部为涡旋燃烧室;涡旋燃烧室出口连接高温旋风分离器,高温旋风分离器下部和返料器进口相连,返料器出口通过返料管和差速流化床相连接;高温旋风分离器的出口和余热锅炉相连;在尾部烟道设有空气预热器;本涡旋循环流化床垃圾焚烧炉焚烧垃圾产生的热量可用于生产热水、蒸汽和发电。
Description
本实用新型涉及一种垃圾焚烧炉，特别是指一种涡旋循环流化床垃圾焚烧炉，该焚烧炉用于处理生活垃圾和工业垃圾。
垃圾焚烧处理是实现城市垃圾减量化、无害化和资源化处理的一种有效方式。随着城市人口的增长和城市面积的不断扩大，可用于垃圾填埋的土地越来越少，焚烧方法将是城市垃圾处理的一个重要发展方向。由于受饮食习惯和垃圾收集方式的影响，我国城市生活垃圾热值低，含有较多不可燃物。本实用新型涉及一种涡旋循环流化床垃圾焚烧炉，可用于焚烧未经分选破碎和含有较大尺寸不可燃物的原生垃圾。
流化床炉用于垃圾焚烧具有优异的环保性能，但普通的燃煤流化床炉燃用生活垃圾时，对垃圾的尺寸有较高的要求，需对垃圾进行分选和破碎等预处理。由于生活垃圾成分复杂，形态和重度差异大，既有厨余和塑料袋等柔软物又有金属和建筑垃圾等硬物，使得垃圾机械分选和破碎工艺系统复杂，设备投资较高。因此，对中小型焚烧炉来说，最好能够直接燃用原生垃圾。采用流化床炉直接燃烧未经预处理的原生垃圾必须解决以下问题：
1、原生垃圾水分高、热值低、给料难以稳定、组分和热值变动大，必须要有足够大的床料蓄热量以减小给料和热值变化引起的燃烧波动。
2、进入流化床内的不可燃物能够连续排出，不发生堆积现象。
3、垃圾中含有聚氯乙烯等含氯物质，燃烧过程易生成二恶英(PCDD)，呋喃(PCDF)等有害物质。这些有害物质只有在足够高的燃烧温度和足够长的停留时间下才能彻底消除。流化床工作温度一般在850-950℃，为了获得较高的有害物质的破坏和去除率，必须提高流化床焚烧炉悬浮段燃烧湍流强度。
为了解决上述问题，本实用新型所说的涡旋循环流化床垃圾焚烧炉采用了独特的结构型式和燃烧控制方法。
本实用新型的目的在于，提供一种涡旋循环流化床垃圾焚烧炉，其具有相对结构简单，垃圾燃烧充分。
本实用新型的另一目的在于，提供一种涡旋循环流化床垃圾焚烧炉，其具有污染小、燃烧稳定和维修费用低等优点。
本实用新型一种涡旋循环流化床垃圾焚烧炉，其特征在于，包括一个非均匀布风的差速流化床，其上部为涡旋燃烧室；涡旋燃烧室出口连接高温旋风分离器，高温旋风分离器下部和返料器进口相连，返料器出口通过返料管和差速流化床相连接；高温旋风分离器的出口和余热锅炉相连；在尾部烟道设有空气预热器；在差速流化床的下端一侧接有一排渣管，该排渣管的下端接有出渣机，出渣机接床料筛选装置，床料筛选装置接多斗提升机，多斗提升机经床料回送管接到涡旋燃烧室的下部。
其中差速流化床采用倾斜布风板，倾斜布风板从给料管一侧向排渣管方向倾斜，倾斜角为10-15°；倾斜布风板上有高度逐排降低的风帽，倾斜布风板下面设有两个独立的风室；在倾斜布风板较低一侧设有排渣管，排渣管进口为矩形。
其中涡旋燃烧室的四面炉墙上设有分层布置的二次风喷嘴，每层平面上有四个二次风喷嘴，四个二次风喷嘴相切布置，每个二次风喷嘴角度可调。
为进一步说明本实用新型的结构和特征，以下结合附图和实施例对本实用新型作一详细的描述，其中：
图1为本实用新型的总体结构示意图；
图2为图1中的差速流化床的局部放大结构示意图
图3为图1中的涡旋燃烧室的断面图，显示层布置的二次风喷嘴结构示意图。
请参阅图1、图和图3所示，本实用新型所说的涡旋循环流化床垃圾焚烧炉主要由差速流化床1、涡旋燃烧室2、高温旋风分离器3、返料器4、余热锅炉5和空气预热器6等组成。其中包括非均匀布风的差速流化床1，其上部为涡旋燃烧室2；涡旋燃烧室2出口连接高温旋风分离器3，高温旋风分离器3下部和返料器4进口相连，返料器4出口通过返料斜管17和差速流化床1相连接；高温旋风分离器3的出口和余热锅炉5相连；在尾部烟道设有空气预热器6。在差速流化床1的下端一侧接有一排渣管9，该排渣管9的下端接有出渣机13，出渣机13接床料筛选装置18，床料筛选装置18接多斗提升机19，多斗提升机19经床料回送管20接到涡旋燃烧室2的下部。
其中差速流化床1采用倾斜布风板7，倾斜布风板7从给料管8一侧向排渣管9方向倾斜，倾斜角为10-15°；倾斜布风板7上有高度逐排降低的风帽10(风帽可用普通结构的风帽，也可用定向风帽)，倾斜布风板7下面设有两个独立的风室11和12；在倾斜布风板7较低一侧设有排渣管9，排渣管9进口为矩形。
其中，排渣管9下部和出渣机13相连接。差速流化床前墙有一个向燃烧室内折转的前拱14，在前拱14上有垃圾进料管8。差速流化床后墙上有一段折转墙15，用以加强床料的横向混合。涡旋燃烧室的四面炉墙上设有分层布置的二次风喷嘴16，每层平面上有四个二次风喷嘴16，四个二次风喷嘴16相切布置，每个二次风喷嘴16角度可调。
本实用新型所说的涡旋循环流化床垃圾焚烧炉工作和燃烧控制过程如下：
垃圾由给料管8送入差速流化床1进行焚烧。垃圾送入差速流化床1，重质垃圾进入差速流化床1中燃烧，轻质垃圾和热解气化形成的可燃气体进入上部涡旋燃烧室2燃烧。随着垃圾给入量的变化，差速流化床两个区域的流化风速可以通过改变进入分风室的风量调节，以控制垃圾燃烧速率，使燃烧更加稳定。差速流化床1内燃烧温度控制在650-800℃，涡旋燃烧室2温度为850-950℃。这种温度分布既能够防止流化床内出现结渣现象，又能够使轻质垃圾和热解气化形成的可燃气体在悬浮段的高温和湍流作用下充分燃烬。离开涡旋燃烧室2的高温烟气进入旋风分离器3，其中携带的细颗粒被分离器分离收集下来，通过返料器4送回炉内。离开旋风分离器3的高温烟气经过余热锅炉5和空气预热器6后被冷却到200℃左右。余热锅炉5根据实际需要可设计成蒸汽锅炉或热水锅炉。空气预热器6可将一、二次风预热到250-300℃，用以提高垃圾燃烧的稳定性。离开空气预热器6的烟气进入有害气体净化反应器和除尘器(净化反应器和除尘器为已有技术，图中未示)，除去有害气体和固体颗粒，净化后的烟气经引风机和烟囱排入大气。垃圾中的不可燃物和床料一起通过出渣机13送到床料筛分装置18上，分离出的床料由多斗提升机19送回焚烧炉内，不可燃物则通过灰渣输送系统送入渣坑。
本实用新型所说的涡旋循环流化床垃圾焚烧炉采用较低的流化风速，床料量多蓄热量大，因此，给料和热值变化引起的燃烧波动较小。悬浮空间采用物料循环和涡旋燃烧结合方式，湍流强度高，燃烧温度均匀，可获得很高的有害物质的破坏和去除率。涡旋循环流化床布风板从给料口一侧向排渣口方向倾斜。靠近给料口一侧流化风速低，靠近排渣口侧流化风速高，这种布风板结构和布风方式可在流化床内形成从给料口侧向排渣口方向的颗粒横向运动，从而提高入炉垃圾在流化床内的横向掺混速率和推动大块不可燃物向排渣口方向运动。涡旋循环流化床垃圾焚烧炉的排渣口布置在布风板低端外侧，这样可使排渣口开得很大而不会影响流化质量，实际上涡旋循环流化床的排渣口比给料口大，从而保证进入焚烧炉的不可燃物都能从排渣口排出。为了防止不可燃物在流化床内堆积造成流化状况恶化，涡旋循环流化床采用连续排渣工作方式。涡旋循环流化床垃圾焚烧炉的这种结构和工作方式，使其能够直接燃用未经分选和破碎的原生垃圾。涡旋循环流化床不可燃物排放过程中，床料随同排出，为了维持床料平衡，在出渣机出口设有床料分选装置，分选出的床料通过回送系统送回焚烧炉内，不可燃物进入灰渣输送系统。
本实用新型与现有技术相比，涡旋循环流化床垃圾焚烧炉具有下列优点：
1、垃圾燃烬充分，减量化程度高。
2、不需要复杂的预处理系统，节约大量设备投资和基建投资。
3、采用差速流化床，燃烧更加稳定。
4、污染物排放量少。流化床焚烧炉采用850-950℃的低温燃烧和分级燃烧，有害气体生成量少。利用炉内燃烧温度低和气固混合强烈的特点，加入少量石灰石等添加剂可有效地除去大部分的有害气体，减少尾气净化负担。
5、高温区没有运动部件，故障少、维修费用低。
Claims (4)
1、一种涡旋循环流化床垃圾焚烧炉，其特征在于，包括一个非均匀布风的差速流化床(1)，其上部为涡旋燃烧室(2)；涡旋燃烧室(2)出口连接高温旋风分离器(3)，高温旋风分离器(3)下部和返料器(4)进口相连，返料器(4)出口通过返料斜管(17)和差速流化床(1)相连接；高温旋风分离器(3)的出口和余热锅炉(5)相接，在尾部烟道设有空气预热器(6)；在差速流化床(1)的下端一侧接有一排渣管(9)，该排渣管(9)的下端接有出渣机(13)，出渣机(13)接床料筛选装置(18)，床料筛选装置(18)接多斗提升机(19)，多斗提升机(19)经床料回送管(20)接到涡旋燃烧室(2)的下部。
2、根据权利要求1所述的涡旋循环流化床垃圾焚烧炉，其特征在于，其中差速流化床(1)采用倾斜布风板(7)，倾斜布风板(7)从给料管(8)一侧向排渣管(9)方向倾斜；倾斜布风板(7)上有高度逐排降低的风帽(10)；倾斜布风板(7)下面设有两个独立的风室(11)和(12)；在倾斜布风板(7)较低一侧设有排渣管(9)，排渣管(9)进口为矩形。
3、根据权利要求2所述的涡旋循环流化床垃圾焚烧炉，其特征在于，其中倾斜布风板(7)从给料管(8)一侧向排渣管(9)方向倾斜，其倾斜角为10-15°。
4、根据权利要求1所述的涡旋循环流化床垃圾焚烧炉，其特征在于，其中涡旋燃烧室(2)的四面炉墙上设有分层布置的二次风喷嘴(16)，每层平面上有四个二次风喷嘴(16)，四个二次风喷嘴(16)相切布置，每个二次风喷嘴角度可调。
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