CN211119357U - 一种生活垃圾焚烧设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种生活垃圾焚烧设备，生活垃圾焚烧设备包括焚烧炉和与焚烧炉连接的烟气净化装置，再循环烟气管路的入口与烟气净化装置出口连接，再循环烟气管路的出口延伸至焚烧炉的喉口，再循环烟气作为二次风通入焚烧炉中，燃尽风管路与焚烧炉的连接点位于再循环烟气管路与焚烧炉的连接点的上方，燃尽风管路用于将空气输送至焚烧炉中。本实用新型提供一种用于混流型垃圾焚烧炉的混合式烟气再循环工艺，解决了现有烟气再循环工艺炉内扰动不足、炉内氧气含量波动大而导致CO排放超标，再循环烟气量过大而导致焚烧炉内温度下降幅度大，无法满足烟气850℃/2秒的要求，掺混冷空气或热空气等出现的各种弊端。
Description
技术领域
本实用新型涉及垃圾处理领域，特别涉及一种用于垃圾填埋场的生活垃圾焚烧设备及其使用方法。
背景技术
随着经济的发展、居民生活水平的提高，居民在日常生活、生产中产生的生活垃圾数量逐渐增加。据统计，当前我国城市居民每年产生约2.7亿吨生活垃圾，且以每年10％的速度增长。根据“十三五”规划，城市生活垃圾焚烧处理能力要占无害化处理总能力的50％以上，这相当于新建1 000t/d当量的生活垃圾焚烧发电厂360多座。但是，生活垃圾焚烧存在污染物排放控制成本高、炉膛结焦严重等问题，特别是在当前环保要求严格，企业排放征收环保税的背景下，如果企业能降低污染物的排放，不仅有利于企业的市场竞争力，还将以实际行动建设美丽中国。
烟气再循环技术是低氮燃烧技术的一种，主要通过控制焚烧炉内O2含量、温度水平来实现低氮燃烧。现有垃圾焚烧项目中的烟气再循环技术多采用将二次风置换为再循环烟气的方案，该方案通过降低焚烧炉内的O2含量，抑制NOx的生成，从而可以降低NOx的排放。但是，垃圾焚烧工况波动大，炉内O2含量有时会低于正常水平，导致CO超标。
目前国内用于垃圾焚烧炉的烟气再循环技术多采用单一循环方式。主要是将二次风置换为再循环烟气后，使炉内O2含量下降，为保证CO的燃尽，必须加大再循环烟气量，以增加炉内的扰动，将可燃气体燃尽。但是，大量的再循环烟气会造成炉内温度下降过多，无法保证烟气850℃/2秒的要求，这就限制了烟气再循环作用的发挥。同时，再循环烟气属于低氧烟气，氧气含量的体积分数一般在10％左右，无法满足焚烧炉快速补充氧气的要求。再循环烟气掺混新鲜空气的方法可以实现焚烧炉快速补充氧气的要求。但是，掺混冷空气会导致烟气温度低于酸露点而导致烟气结露，腐蚀风机与管道，影响系统的安全性。掺混热空气既可以满足焚烧炉快速补充氧气的要求，又可以避免烟气温度低于酸露点，但需要额外的加热设备来加热空气至不低于烟气温度，投资与运行费用都偏高。
因此，需要提出一种生活垃圾焚烧设备，以至少部分地解决上述问题。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种生活垃圾焚烧设备，其特征在于，所述生活垃圾焚烧设备包括焚烧炉和与所述焚烧炉连接的烟气净化装置，
其中，所述生活垃圾焚烧设备包括再循环烟气管路，所述再循环烟气管路的入口与所述烟气净化装置出口连接，所述再循环烟气管路的出口延伸至所述焚烧炉的喉口，所述再循环烟气作为二次风通入所述焚烧炉中，
所述生活垃圾焚烧设备还包括燃尽风管路，所述燃尽风管路与焚烧炉的连接点位于所述再循环烟气管路与焚烧炉的连接点的上方，所述燃尽风管路用于将空气输送至所述焚烧炉中。
在一个示例中，所述燃尽风管路包括两个管路，所述两个管路的喷口相对设置。
在一个示例中，所述再循环烟气管路的出口在所述焚烧炉的高度方向上错位或等高布置。
在一个示例中，所述再循环烟气管路包括主管路和与所述主管路连接的至少两个分支管路，所述主管路与所述烟气净化装置连接，所述至少两个分支管路的出口延伸至所述焚烧炉的喉口，并在所述焚烧炉的高度方向上错位布置。
在一个示例中，还包括设置在所述主管路上的再循环风机。
在一个示例中，所述烟气净化装置包括相互连接的反应塔和布袋除尘器。
在一个示例中，所述焚烧炉与所述余热锅炉连接，所述反应塔与所述余热锅炉连接。
在一个示例中，所述布袋除尘器与引风机通过管路连接，所述引风机与烟囱通过管路连接。
在一个示例中，所述主管路与所述引风机和烟囱之间的管路连接。
在一个示例中，所述焚烧炉包括混流型生活垃圾焚烧炉。
本实用新型提供一种新型的生活垃圾焚烧设备，生活垃圾焚烧设备包括焚烧炉和与焚烧炉连接的烟气净化装置，其中，生活垃圾焚烧设备包括再循环烟气管路，再循环烟气管路的一端(入口)与烟气净化装置的沿烟气流动方向的远离焚烧炉的一端(出口)连接，再循环烟气管路的另一端(出口)延伸至靠近焚烧炉，再循环烟气作为二次风通入焚烧炉中，再循环烟气管路包括主管路和与主管路连接的至少两个分支管路，至少两个分支管路的靠近焚烧炉的一端(出口)在焚烧炉的高度方向上错位布置，生活垃圾焚烧设备还包括燃尽风管路，燃尽风管路位于再循环烟气管路的上方，空气通过燃尽风管路进入焚烧炉。
本实用新型提供一种混合式烟气再循环工艺，用于混流型垃圾焚烧炉，可以解决现有烟气再循环工艺炉内扰动不足、炉内氧气含量波动大而导致CO排放超标，再循环烟气量过大而导致焚烧炉内温度下降幅度大，无法满足烟气850℃/2秒的要求，掺混冷空气而导致烟气结露，腐蚀风机与管道，掺混热空气需要额外的加热设备而导致投资与运行费用都偏高的问题。
附图说明
本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。
附图中：
图1为本实用新型的一个实施例中的生活垃圾焚烧设备的结构示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的方法步骤和/或结构。显然，本实用新型的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。
应当理解的是，本实用新型能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本实用新型的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。
目前国内用于垃圾焚烧炉的烟气再循环技术多采用单一循环方式。主要是将二次风置换为再循环烟气后，使炉内O2含量下降，为保证CO的燃尽，必须加大再循环烟气量，以增加炉内的扰动，将可燃气体燃尽。但是，大量的再循环烟气会造成炉内温度下降过多，无法保证烟气850℃/2秒的要求，这就限制了烟气再循环作用的发挥。同时，再循环烟气属于低氧烟气，氧气含量的体积分数一般在10％左右，无法满足焚烧炉快速补充氧气的要求。再循环烟气掺混新鲜空气的方法可以实现焚烧炉快速补充氧气的要求。但是，掺混冷空气会导致烟气温度低于酸露点而导致烟气结露，腐蚀风机与管道，影响系统的安全性。掺混热空气既可以满足焚烧炉快速补充氧气的要求，又可以避免烟气温度低于酸露点，但需要额外的加热设备来加热空气至不低于烟气温度，投资与运行费用都偏高。
本实用新型提供一种新型的生活垃圾焚烧设备，生活垃圾焚烧设备包括焚烧炉和与焚烧炉连接的烟气净化装置，其中，生活垃圾焚烧设备包括再循环烟气管路，再循环烟气管路的一端(再循环烟气管的入口)与烟气净化装置的沿烟气流动方向的远离焚烧炉的一端(烟气净化装置的出口)连接，再循环烟气管路的另一端(再循环烟气管路的出口)延伸至靠近焚烧炉，再循环烟气作为二次风通入焚烧炉中，再循环烟气管路包括主管路和与主管路连接的至少两个分支管路，至少两个分支管路的靠近焚烧炉的一端(分支管路的出口)在焚烧炉的高度方向上错位布置，生活垃圾焚烧设备还包括燃尽风管路，燃尽风管路位于再循环烟气管路的上方，空气通过燃尽风管路进入焚烧炉。
本实用新型提供一种混合式烟气再循环工艺，用于混流型垃圾焚烧炉，可以解决现有烟气再循环工艺炉内扰动不足、炉内氧气含量波动大而导致CO排放超标，再循环烟气量过大而导致焚烧炉内温度下降幅度大，无法满足烟气850℃/2秒的要求，掺混冷空气而导致烟气结露，腐蚀风机与管道，掺混热空气需要额外的加热设备而导致投资与运行费用都偏高的问题。
如图1所示，本实用新型的该实施例中提供了一种生活垃圾焚烧设备100，生活垃圾焚烧设备100包括焚烧炉110和与焚烧炉110连接的烟气净化装置120。生活垃圾焚烧设备100还包括再循环烟气管路130，再循环烟气管路130的一端(再循环烟气管路的入口)与烟气净化装置120的沿烟气流动方向的远离焚烧炉110的一端(烟气净化装置的出口)连接，再循环烟气管路130的另一端(烟气净化装置的出口)延伸至靠近焚烧炉110。再循环烟气作为二次风通入焚烧炉110中。将二次风全部置换为再循环烟气降低了焚烧炉内O2含量，抑制了燃料型NOx的生成，降低了脱硝成本。由常温的空气置换为高温的再循环烟气，二次风喷口的射流速度增加，气态可燃物与O2相遇的机会增加，进一步提高气相燃尽率在强烈的再循环烟气吹扫下，焚烧炉喉口位置的O2分布更加均匀，减少了由于O2浓度分布不均所造成的局部区域剧烈燃烧，既减少了热力型NOx的生成，还减小了焚烧炉高温结焦的风险。
再循环烟气管路130包括主管路131和与主管路131连接的至少两个分支管路132，两个分支管路132的一端(分支管路132的出口)延伸至靠近焚烧炉110的喉口。在一个示例中，至少两个分支管路132的靠近焚烧炉110的一端(分支管路132的出口)在焚烧炉110的高度方向(即，如图1所示的烟气在焚烧炉中的上升方向)错位布置。采用上下两层错位布置的二次风系统既可以增强可燃气体燃烧区域的扰动，延长可燃气在炉内行程，增加停留时间，提高燃尽率，又可以实现更加灵活的配风方式。在一个示例中，至少两个分支管路132的靠近焚烧炉110的一端(分支管路132的出口)在焚烧炉110的高度方向(即，如图1所示的烟气在焚烧炉中的上升方向)等高布置。
生活垃圾焚烧设备100还包括燃尽风管路140，燃尽风管路140位于再循环烟气管路130的上方(燃尽风管路140与焚烧炉110的连接点位于再循环烟气管路130与焚烧炉110的连接点的上方)，空气通过燃尽风管路140进入焚烧炉110。燃尽风保持为空气可以实现焚烧炉内快速补充氧气的要求，避免焚烧炉内缺氧所造成的CO排放超标问题，以及再循环烟气量过大而导致焚烧炉温度下降幅度大，使得烟气850℃/2S无法保证的问题。在一个示例中，燃尽风管路140包括两个管路，所述两个管路的喷口相对设置。采用对冲布置的燃尽风系统可以保证从喷口喷出的燃尽风完全覆盖焚烧炉出口断面，增强燃尽风的吹扫效果，保证气体可燃物在离开焚烧炉前燃尽。在一个示例中，燃尽风管路140还可以将除空气以外的其它通入焚烧炉中。
综上，上下两层错位布置的再循环烟气、一层对冲布置的燃尽风系统，可以避免由于缺乏补充氧气的措施而导致的再循环烟气掺混冷空气或热空气的运行方式，保证烟气再循环工艺的安全、稳定、经济运行。
在一个示例中，还包括再循环风机150，再循环风机150设置在再循环烟气管路130的两个端部之间。
在一个示例中，再循环风机150设置主管路131的两个端部之间。
在一个示例中，烟气净化装置120包括相互连接的反应塔121和布袋除尘器122。
在一个示例中，焚烧炉110和反应塔121之间设置有余热锅炉a，即，焚烧炉110与余热锅炉a连接，余热锅炉a与反应塔121连接。
在一个示例中，布袋除尘器122与引风机b通过管路连接。
在一个示例中，引风机b与烟囱c通过管路连接。
在一个示例中，主管路131与引风机b和烟囱c之间的管路连接。
图1为新型混合式烟气再循环工艺示意图，生活垃圾在炉膛燃烧后形成高温烟气，高温烟气在余热锅炉a与锅炉给水换热降温后，进入烟气净化装置120，在烟气净化装置120中大部分有害物质被去除，最后经过引风机b经烟囱排入大气。一次风分五个单元从焚烧炉下部通入，二次风设计为上下两层错位布置，燃尽风在二次风上部为一层对冲布置。从引风机b出口后、烟囱进口前的水平烟道抽取部分烟气，由再循环风机150(原二次风机)送入上下两层的二次风喷口，以再循环的烟气置换原来二次风的空气喷入炉膛。燃尽风由单独设置的燃尽风机抽取新型空气从燃尽风喷嘴喷入炉膛。
采用上下两层错位布置的二次风系统可以增加可燃气体燃烧区域的扰动，延长可燃气在炉内行程，增加停留时间，提高燃尽率。采用对冲布置的燃尽风可以使燃尽风完全覆盖焚烧炉出口断面，保证燃尽风的吹扫效果，使气体可燃物在离开焚烧炉前燃尽。
将二次风全部置换为再循环烟气实现了助燃空气由O2含量21％(体积分数)的新鲜空气替换为O2含量10％(体积分数)的再循环烟气，降低了焚烧炉内O2含量，抑制了NOx的生成。同时，由常温的空气置换为高温的再循环烟气，二次风喷口的射流速度增加，焚烧炉喉口位置烟气的扰动增强，使可燃物与O2相遇的机会增加，进一步提高燃尽率。在强烈的再循环烟气吹扫下，焚烧炉喉口位置的O2分布更加均匀，减少了由于O2浓度分布不均所造成的局部区域剧烈燃烧，既减少了热力型NOx的生成，还减小了焚烧炉高温结焦的风险。
燃尽风保持为空气可以实现焚烧炉内快速补充氧气的要求，避免焚烧炉内缺氧所造成的CO排放超标问题，以及再循环烟气量过大而导致焚烧炉温度下降幅度大，使得烟气850℃/2S(烟气温度超过850度，烟气停留时间超过2s)无法保证的问题。此外，可以避免由于缺乏补充氧气的措施而导致的再循环烟气掺混冷空气或热空气的运行方式，保证烟气再循环工艺的安全、稳定、经济运行，
本实用新型提供的混合式烟气再循环工艺，降低了焚烧炉内O2含量，抑制了燃料型NOx的生成，使焚烧炉喉口位置的O2分布更加均匀，减小了剧烈燃烧的区域从而减少了热力型NOx的生成，同时减小了焚烧炉高温结焦的风险。上次两层错位布置二次风、一层对冲布置燃尽风系统增强了可燃气体燃烧区域的扰动，延长可燃气在炉内行程，增加停留时间，提高燃尽率。实现了焚烧炉内快速补充氧气的要求，避免CO排放超标的问题，保证烟气850℃/2S的要求。避免再循环烟气掺混冷空气或热空气的运行方式，保证烟气再循环工艺的安全、稳定、经济运行。
本实用新型的主要发明点如下：
1、垃圾焚烧炉上下两层错位布置的烟气再循环工艺。
2、垃圾焚烧炉独立设计于二次风系统之上的燃尽风系统。
3、应用于垃圾焚烧炉的二次风置换为再循环烟气、燃尽风保持为空气的混合式烟气再循环系统。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、本实用新型采用上下两层错位布置的二次风系统既可以增强可燃气体燃烧区域的扰动，延长可燃气在炉内行程，增加停留时间，提高燃尽率，又可以实现更加灵活的配风方式。
2、采用对冲布置的燃尽风系统可以保证从喷口喷出的燃尽风完全覆盖焚烧炉出口断面，增强燃尽风的吹扫效果，保证气体可燃物在离开焚烧炉前燃尽。
3、将二次风全部置换为再循环烟气降低了焚烧炉内O2含量，抑制了燃料型NOx的生成，降低了脱硝成本。
4、由常温的空气置换为高温的再循环烟气，二次风喷口的射流速度增加，气态可燃物与O2相遇的机会增加，进一步提高气相燃尽率。
5、在强烈的再循环烟气吹扫下，焚烧炉喉口位置的O2分布更加均匀，减少了由于O2浓度分布不均所造成的局部区域剧烈燃烧，既减少了热力型NOx的生成，还减小了焚烧炉高温结焦的风险。
6、燃尽风保持为空气可以实现焚烧炉内快速补充氧气的要求，避免焚烧炉内缺氧所造成的CO排放超标问题，以及再循环烟气量过大而导致焚烧炉温度下降幅度大，使得烟气850℃/2S无法保证的问题。
7、上下两层错位布置的再循环烟气、一层对冲布置的燃尽风系统，可以避免由于缺乏补充氧气的措施而导致的再循环烟气掺混冷空气或热空气的运行方式，保证烟气再循环工艺的安全、稳定、经济运行。
本实用新型提供一种新型的生活垃圾焚烧设备，生活垃圾焚烧设备包括焚烧炉和与焚烧炉连接的烟气净化装置，其中，生活垃圾焚烧设备包括再循环烟气管路，再循环烟气管路的一端(再循环烟气管的入口)与烟气净化装置的沿烟气流动方向的远离焚烧炉的一端(烟气净化装置的出口)连接，再循环烟气管路的另一端(再循环烟气管路的出口)延伸至靠近焚烧炉，再循环烟气作为二次风通入焚烧炉中，再循环烟气管路包括主管路和与主管路连接的至少两个分支管路，至少两个分支管路的靠近焚烧炉的一端(分支管路的出口)在焚烧炉的高度方向上错位布置，生活垃圾焚烧设备还包括燃尽风管路，燃尽风管路位于再循环烟气管路的上方，空气通过燃尽风管路进入焚烧炉。
本实用新型提供一种混合式烟气再循环工艺，用于混流型垃圾焚烧炉，可以解决现有烟气再循环工艺炉内扰动不足、炉内氧气含量波动大而导致CO排放超标，再循环烟气量过大而导致焚烧炉内温度下降幅度大，无法满足烟气850℃/2秒的要求，掺混冷空气而导致烟气结露，腐蚀风机与管道，掺混热空气需要额外的加热设备而导致投资与运行费用都偏高的问题。
本实用新型的生活垃圾焚烧设备中的个别部件或构件的相似替换或变形均落入本实用新型的保护范围之内。
本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
Claims (10)
1.一种生活垃圾焚烧设备，其特征在于，所述生活垃圾焚烧设备包括焚烧炉和与所述焚烧炉连接的烟气净化装置，
其中，所述生活垃圾焚烧设备包括再循环烟气管路，所述再循环烟气管路的入口与所述烟气净化装置出口连接，所述再循环烟气管路的出口延伸至所述焚烧炉的喉口，所述再循环烟气作为二次风通入所述焚烧炉中，
所述生活垃圾焚烧设备还包括燃尽风管路，所述燃尽风管路与焚烧炉的连接点位于所述再循环烟气管路与焚烧炉的连接点的上方，所述燃尽风管路用于将空气输送至所述焚烧炉中。
2.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧设备，其特征在于，所述燃尽风管路包括两个管路，所述两个管路的喷口相对设置。
3.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧设备，其特征在于，所述再循环烟气管路的出口在所述焚烧炉的高度方向上错位或等高布置。
4.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧设备，其特征在于，所述再循环烟气管路包括主管路和与所述主管路连接的至少两个分支管路，所述主管路与所述烟气净化装置连接，所述至少两个分支管路的出口延伸至所述焚烧炉的喉口，并在所述焚烧炉的高度方向上错位布置。
5.根据权利要求4所述的生活垃圾焚烧设备，其特征在于，还包括设置在所述主管路上的再循环风机。
6.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧设备，其特征在于，所述烟气净化装置包括相互连接的反应塔和布袋除尘器。
7.根据权利要求6所述的生活垃圾焚烧设备，其特征在于，所述焚烧炉与余热锅炉连接，所述反应塔与所述余热锅炉连接。
8.根据权利要求6所述的生活垃圾焚烧设备，其特征在于，所述布袋除尘器与引风机通过管路连接，所述引风机与烟囱通过管路连接。
9.根据权利要求8所述的生活垃圾焚烧设备，其特征在于，主管路与所述引风机和烟囱之间的管路连接。
10.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧设备，其特征在于，所述焚烧炉包括混流型生活垃圾焚烧炉。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN113280351A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-08-20 | 中国天楹股份有限公司 | 一种生活垃圾焚烧发电厂的烟气再循环系统 |
| CN113464950A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-10-01 | 光大环境科技（中国）有限公司 | 一种基于烟气再循环多层布风的生活垃圾焚烧系统 |
-
2019
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