CN107631301A - 立式焚烧炉及危废物分区焚烧系统 - Google Patents

Abstract

立式焚烧炉及危废物分区焚烧系统，该立式焚烧炉从上至下分为进料段、裂解段、焚烧段和出渣段，其中进料段设置有进料口和烟气出口，裂解段与焚烧段之间设置有对辊式破碎机炉排，出渣段设置有进风口和出渣口。待焚烧物料先在裂解段裂解气化形成固体物和裂解气，固体物进入焚烧段焚烧，焚烧段生成的烟气与裂解段生成的裂解气一同从烟气出口排出至下一级燃烧装置。利用本发明的立式焚烧炉及危废物分区焚烧系统，可以先将待焚烧物进行裂解气化，再对固定碳和裂解气进行分区燃烧，从而能够将待焚烧物进行充分彻底地焚烧处理；并采用炉渣风冷模式，大大提高生产效率和能源利用率。

Description

立式焚烧炉及危废物分区焚烧系统

技术领域

本发明总体涉及危废物焚烧处理领域，具体涉及一种立式焚烧炉及危废物分区焚烧系统。

背景技术

危险废弃物(危废物)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废弃物。随着工业的发展，工业生产过程排放的危废物日益增多，如何进行安全高效的处理对环境安全具有重要意义。

在现有的回转窑加二级燃烧室的焚烧系统中，由于设备结构的局限性，导致废弃物在同一区域内烘干、预热、焚烧，且固定碳与挥发份不易分区焚烧，致使回转窑燃尽率偏低，二级燃烧室补燃量增大。

此外，传统焚烧系统所产生的炉渣通常采用的是水冷模式，冷却过程中的水蒸气进入焚烧段会降低焚烧段的燃烧温度，影响焚烧质量，水冷后的炉渣普遍采用晾干方式，炉渣中含有高污染成份的污水大部分渗于地下，形成二次污染。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术中的某个或某些问题，提供一种立式燃烧炉及危废物分区焚烧系统。

根据本发明的第一方面，提供一种立式焚烧炉。

该立式焚烧炉从上至下分为进料段、裂解段、焚烧段和出渣段，其中进料段设置有进料口和烟气出口，裂解段与焚烧段之间设置有对辊式破碎机炉排，出渣段设置有进风口和出渣口；待焚烧物料从进料口由上往下进入，空气从进风口经出渣段由下往上流入，待焚烧物料先在裂解段裂解气化形成固体物和裂解气，固体物进入焚烧段焚烧，焚烧段生成的烟气与裂解段生成的裂解气一同从烟气出口排出至下一级燃烧装置。

在某些具体实施例中，在进料段可以设置有物料分配器。

在优选实施例中，对辊式破碎机炉排的辊子外周面上设置有啮齿。

在某些具体实施例中，焚烧段设置有助燃装置。

具体情况下，出渣段设置有风冷出渣机，风冷出渣机上设有进渣口、出渣口和进风口；其中，焚烧段产生的热炉渣经进渣口进入风冷出渣机，从进风口鼓入的冷风在风冷出渣机内与热炉渣进行热交换后进入焚烧段进行高温补氧，冷却后的炉渣经出渣口向外排出。

在一优选实施例中，风冷出渣机包括外壳体以及位于外壳体内的篦冷床,外壳体的上部设置进渣口，篦冷床包括：

篦板，篦板前端位于进渣口下方，篦板末端与出渣口相邻；篦板上设置有多列运动梁，每列运动梁上间隔设置有多个推料棒；推料棒的长度方向垂直于炉渣输送方向；篦板上均匀分布有阵列式通风孔，通风孔的孔径设置成使冷风从下往上通过但炉渣不会往下漏出；

运动梁驱动机构，设置在篦板下方，用来驱动运动梁沿炉渣输送方向来回往复运动，通过推料棒推动炉渣向出渣口缓慢蠕动；

进风管路，设置在篦板下方，从进风管路的进风口进入的冷风被分配后均匀吹向篦板的阵列式通风孔。

优选情况下，篦板末端设置有斜坡式出渣挡板，用来维持篦板上的渣层厚度。

优选情况下，推料棒沿炉渣输送方向分为倾斜面和竖直面。

根据本发明的第二方面，提供一种危废物分区焚烧系统，包括上述之一的立式焚烧炉，以及二级燃烧室，二级燃烧室下部通过管道与立式焚烧炉的烟气出口连接，二级燃烧室顶部与尾气处理系统连接。

优选情况下，其中立式焚烧炉与二级燃烧室的连接管路中设置有飞灰沉降室。

利用本发明的立式燃烧炉及危废物分区焚烧系统，可以先将待焚烧物进行裂解气化，再对固定碳和裂解气进行分区燃烧，从而能够将待焚烧物进行充分彻底地焚烧处理；并采用炉渣风冷模式，大大提高生产效率和能源利用率。

附图说明

图1为根据本发明的危废物立式焚烧系统的总体示意图；

图2为图1中示出的风冷出渣机的立体示意图；

图3为图2中示出的风冷出渣机中的篦冷床立体示意图；

图4为图1中示出的风冷出渣机的剖视主视示意图；以及

图5为图1中示出的风冷出渣机的剖视侧视示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的立式焚烧炉及危废物分区焚烧系统。本领域技术人员应当理解，下面描述的实施例仅是对本发明的示例性说明，而非用于对其作出任何限制。

参见图1，根据本发明的危废物分区焚烧系统包括立式焚烧炉100和二级燃烧室30。主要应用于危废物的焚烧处理，也可应用于其它燃料或生活垃圾的焚烧处理。待焚烧物的形态主要为固态散状物料，也可加入液态物或膏状物(半固态)。

立式焚烧炉100为立式结构，从上至下分为进料段110、裂解段120、焚烧段130和出渣段140。进料段110设置有进料口111和烟气出口113，进料口111通常设置在立式焚烧炉100的顶部，烟气出口113通常设置在立式焚烧炉100的侧壁上。在进料口111的下方优选设置有物料分配器112，从进料口111的进入的待焚烧物经物料分配器112分散后均匀地落入裂解段120。当待焚烧物粒径均匀的情况下，也可不用设置物料分配器112。

裂解段120与焚烧段130之间通过炉排131连接(分隔)。在附图示出的实施例中，炉排131采用对辊式破碎机(辊齿破碎机)，对辊式破碎机的辊子设置在炉膛中，传动机构(电机)设置在立式焚烧炉100的外部。多个辊子并排布满炉膛的横截面，每个辊子的外周面设置有啮齿。相邻辊子之间设置有一定的间隙，既能连续向下输送物料，又能让气体从下往上输送。工作时，相邻的两个辊子相对旋转，从而对物料进行破碎后向下输送，破碎后的物料在焚烧段130可迅速燃烧。在焚烧段130的炉壁上设置有助燃装置133，通过助燃装置133可以向焚烧段130输入可燃气体(例如天然气)并进行点火。焚烧段130的炉壁上可以设置温度和氧含量监测仪，用来实时检测焚烧段130中的温度和氧含量，从而用来控制焚烧工艺。

在图1-5示出的具体实施例中，在炉渣段140设置有风冷出渣机2，风冷出渣机2设有进渣口21、出渣口24和进风口23。进渣口21与焚烧段130连通，进风口23与鼓风机3连接。其中，焚烧段130焚烧危险废弃物后产生的热炉渣经进渣口21进入风冷出渣机2，从进风口23鼓入的冷风在风冷出渣机2内与热炉渣进行热交换后进入焚烧段130进行高温补氧，冷却后的炉渣经出渣口24向外排出，可以直接输送到炉渣仓或通过封闭式货仓卡车向外输送。

风冷出渣机2包括外壳体20和位于外壳体20内的篦冷床22。在外壳体20的上部设置进渣口21，进渣口21与焚烧段130连通，用来接收炉渣。篦冷床22包括篦板200，篦板200前端位于进渣口21下方，篦板200末端与出渣口24相邻。篦板200上均匀分布有阵列式通风孔，通风孔的孔径设置成使冷风从下往上通过但炉渣不会往下漏出。篦板200上设置有多列运动梁210，每列运动梁210上间隔设置有多个推料棒211。推料棒211的长度方向垂直于炉渣输送方向A。

每列运动梁210下方设置有运动梁驱动机构220，用来驱动运动梁210沿炉渣输送方向A来回往复运动，例如可以采用气缸驱动方式来对运动梁210进行驱动。通过运动梁210的往复运动能够有效防止高温熔融炉渣的粘结；同时通过推料棒211推动炉渣向出渣口24缓慢蠕动。推料棒211沿炉渣输送方向A分为倾斜面212和竖直面213，从而能够顺畅地引导炉渣向出渣口24输送。

篦板200下方设置有进风管路，进风管路分为进风总管230和进风支管231，附图中示出的实施例中，进风总管230与篦板200的长度方向平行设置，从进风总管230上向上均匀引出多列进风支管231，进风管路的进风口23与鼓风机3连接。鼓风机3鼓入的冷风经进风管路被均匀吹向篦板200的阵列式通风孔。

在本发明的优选实施例中，篦板200末端设置有斜坡式出渣挡板240，通过出渣挡板240的高度来调节篦板200上的渣层厚度，从而使篦板200上的渣层厚度维持在一定厚度，下层被冷却的炉渣能够对篦板200起到保护作用。

危废物不同于常规生活垃圾。常规生活垃圾中硅钙元素含量大，焚烧后产生的炉渣以固态形式存在；固态炉渣无论采用水冷还是风冷模式都易于实现。而危废物中硅钙含量低，镁、铝、氟元素含量高，因此高温焚烧后炉渣呈熔融态；由于熔融态的炉渣易于粘结机器，风冷一直被危废物焚烧处理领域的技术人员视为难以实现的禁区，只能采用常规的水冷模式。而本发明通过上述风冷出渣机2的结构设计和运动方式，能够有效克服高温熔融炉渣的粘结，从而使危废物焚烧炉渣风冷模式得以实现。

还参见图1，立式焚烧炉100的烟气出口113通过管道与二级燃烧室30的下部进气口301连接。二级燃烧室30的顶部尾气出口305用来与尾气处理系统连接。在立式焚烧炉100与二级燃烧室30的连接管路中优选设置有飞灰沉降室150，用来沉降和收集烟气中飞灰，减少进入二级燃烧室30中烟气中的固体颗粒。飞灰沉降室150底部设置有双层重力卸灰阀151，用来向外输送收集的飞灰。由于进入二级燃烧室30中的烟气中飞灰含量非常小，因此二级燃烧室30中产生的灰渣量就很少，因此仅需在二级燃烧室30底部设置清灰门310，在二级燃烧室30不工作时打开清灰门310倒出灰渣即可。

在二级燃烧室30下部设置有二次风入口304，与二次风鼓风机连接，向二级燃烧室30内提供充足的空气保证裂解气体得到充分的燃烧。二次风入口304连接有环形气体分配器306，环绕二级燃烧室30的周壁布置多个喷嘴，用来均匀地向二级燃烧室30内补入空气。另外，二级燃烧室30的下部也可以设置有助燃装置(图中未示出)，用来向二级燃烧室30内中喷入补燃气体进行助燃或点火。

下面具体介绍根据本发明的立式焚烧炉及危废物分区焚烧系统的工作原理和工作过程。

本发明的总体构思是使待焚烧物(例如危废物)先进行裂解气化，形成固定碳部分和裂解气部分，然后再对它们分区进行燃烧。

在立式焚烧炉100中，待焚烧物从进料口111进入后由上往下运动依次经过进料段110、裂解段120、焚烧段130、出渣段140。待焚烧物在裂解段120被高温缺氧烘烤，完成裂解气化，形成固体物(主要含固定碳)和裂解气(主要含烷烃类、碳氢组分)。经高温烘烤后的固体物在炉排131的带动下进入焚烧段130。烟气与热解气体一同向上通过料层，对料层进行预加热与烘烤，使待焚烧物料充分脱水，料层对烟气起到过滤作用，大幅度降低后期烟尘中的粉尘浓度，减轻后期尾气处理系统的负荷。粉尘含量低的烟气和裂解气一同进入二级燃烧室30进行二次燃尽。

一次风从进风口23进入，经风冷出渣机2与高温炉渣热交换，使炉渣温度降低，一次风温度升高。一次风风量供给需要根据炉内氧含量测定仪表实时调节，确保焚烧段130适量供氧，在裂解段120裂解出的可燃气体不能燃烧。

本发明的一大特点是气固逆行，使物料充分干燥，接近燃点的时候进入焚烧段，焚烧段彻底碳化烧尽。料层过滤大量的粉尘，气体的清洁度较高。而现有的回转窑+二级燃烧室的焚烧系统，物料在回转窑内进行混合燃烧(既裂解又燃烧)，产生的烟气中含有大量固体颗粒，到二级燃烧室中燃烧时需要补入大量补燃气体；并且尾气中的粉尘含量高，加大了后续尾气处理的难度。

此外，本发明的另一大优点是炉渣风冷模式。而传统危废物焚烧炉所产生的炉渣只能采用水冷模式，冷却过程中的水蒸气进入焚烧段会降低焚烧段的燃烧温度，影响焚烧质量，水冷后的炉渣普遍采用晾干方式，炉渣中含有高污染成份的污水大部分渗于地下，形成二次污染。而本发明采用炉渣风冷模式，炉渣在不接触地面的情况下得到冷却和输送，既充分利用能源和节约水资源，又能防止环境污染。

Claims (10)

1.一种立式焚烧炉，该立式焚烧炉从上至下分为进料段、裂解段、焚烧段和出渣段，其中进料段设置有进料口和烟气出口，裂解段与焚烧段之间设置有对辊式破碎机炉排，出渣段设置有进风口和出渣口；待焚烧物料从进料口由上往下进入，空气从进风口经出渣段由下往上流入，待焚烧物料先在裂解段裂解气化形成固体物和裂解气，固体物进入焚烧段焚烧，焚烧段生成的烟气与裂解段生成的裂解气一同从烟气出口排出至下一级燃烧装置。

2.根据权利要求1所述的立式焚烧炉，在进料段设置有物料分配器。

3.根据权利要求1所述的立式焚烧炉，对辊式破碎机炉排的辊子外周面上设置有啮齿。

4.根据权利要求1所述的立式焚烧炉，焚烧段设置有助燃装置。

5.根据权利要求1所述的立式焚烧炉，出渣段设置有风冷出渣机，风冷出渣机上设有进渣口、出渣口和进风口；其中，焚烧段产生的热炉渣经进渣口进入风冷出渣机，从进风口鼓入的冷风在风冷出渣机内与热炉渣进行热交换后进入焚烧段进行高温补氧，冷却后的炉渣经出渣口向外排出。

6.根据权利要求5所述的立式焚烧炉，风冷出渣机包括外壳体以及位于外壳体内的篦冷床,外壳体的上部设置进渣口，篦冷床包括：

篦板，篦板前端位于进渣口下方，篦板末端与出渣口相邻；篦板上设置有多列运动梁，每列运动梁上间隔设置有多个推料棒；推料棒的长度方向垂直于炉渣输送方向；篦板上均匀分布有阵列式通风孔，通风孔的孔径设置成使冷风从下往上通过但炉渣不会往下漏出；

运动梁驱动机构，设置在篦板下方，用来驱动运动梁沿炉渣输送方向来回往复运动，通过推料棒推动炉渣向出渣口缓慢蠕动；

进风管路，设置在篦板下方，从进风管路的进风口进入的冷风被分配后均匀吹向篦板的阵列式通风孔。

7.根据权利要求6所述的立式焚烧炉，篦板末端设置有斜坡式出渣挡板，用来维持篦板上的渣层厚度。

8.根据权利要求6所述的立式焚烧炉，推料棒沿炉渣输送方向分为倾斜面和竖直面。

9.一种危废物分区焚烧系统，包括权利要求1-8之一所述的立式焚烧炉，以及二级燃烧室，二级燃烧室下部通过管道与立式焚烧炉的烟气出口连接，二级燃烧室顶部与尾气处理系统连接。

10.根据权利要求9所述的危废物分区焚烧系统，其中立式焚烧炉与二级燃烧室的连接管路中设置有飞灰沉降室。