CN214619559U - 一种蓄热燃烧垃圾热解气化装置 - Google Patents
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Abstract
一种蓄热燃烧垃圾热解气化装置，包括顺次相连的热解气化炉、二次燃烧室以及烟气净化装置，二次燃烧室中还设有蓄热体，蓄热体由多块耐火砖经间隔码放堆叠形成，多块耐火砖之间的间隙形成多条曲折形的燃烧孔道，以使合成气经燃烧孔道充分燃烧后再通过烟气管道进入烟气净化装置。本实用新型可减少二次燃烧室中助燃用补充燃料的使用，主要解决目前市场上的热解气化炉二燃室温度不稳定、造成燃烧不充分、二噁英解毒不彻底等，从而降低垃圾处理成本，减少污染物的排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及生活垃圾焚烧处理设备领域，具体的说是一种蓄热燃烧垃圾热解气化装置。
背景技术
生活垃圾处理是当前城市化进程中绕不开的问题，各种垃圾处理方式层出不穷，目前主流处理方式是填埋和焚烧发电。填埋方式，由于占用国家大量土地，而且后期维护周期长、成本高，甚至存在二次污染，已被列入限制方式。焚烧发电，具有处理量大，余热利用发电等优势已成为大中型城市处理生活垃圾的主流方式。但对小型县城、乡镇、偏远山区，因为居住分散，运输距离远，运输成本高，焚烧发电的优势不能彰显。
垃圾热解气化处置方式是垃圾焚烧发电处置方式的一种补充，具有占地少、投资省、设备操作简单且污染物生成少等优点，受到关注和青睐。在CN201820326425.5公开的一种生活垃圾热解气化富氧二次燃烧低污染排放系统、CN201720755173.3公开的一种垃圾热解气化燃烧炉、CN202010382469.1公开的一种用于工业垃圾和污泥的热解气化系统等其他相关专利中，普遍采用热解气化炉和二次燃烧炉配合。垃圾经热解气化炉分解为甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳及挥发性有机物等组成的合成气，合成气通入二次燃烧室中进一步燃烧分解，尾气统一经烟气净化装置处理达标后排放。由于农村地区建设的规模均较小，一般为2-30吨/天，且垃圾热值低，水分含量高，因此热解气化过程产生的合成气中的可燃气体难以维持二次燃烧室的正常燃烧，或合成气的产量持续变化，使二次燃烧室中的温度降低至850℃以下从而产生大量二噁英。针对此问题一般需要大量补充燃料助燃，否则将产生大量的二噁英排放，这将明显增加垃圾处理成本，且起不到防治污染的目的。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种蓄热燃烧垃圾热解气化装置，减少二次燃烧室中助燃用补充燃料的使用，维持二次燃烧室中的高温状态充分分解二噁英，从而降低垃圾处理成本，减少污染物的排放。
为了解决以上技术问题，本实用新型采用的具体方案为：一种蓄热燃烧垃圾热解气化装置，包括顺次相连的热解气化炉、二次燃烧室以及烟气净化装置，热解气化炉用于燃烧垃圾以产生合成气，二次燃烧室用于将合成气燃烧分解，烟气净化装置用于净化处理二次燃烧室中合成气的燃烧尾气，
二次燃烧室的底部设有与烟气净化装置相连的烟气管道，二次燃烧室的顶部设有主燃烧器和辅助燃烧器，主燃烧器为具有内锥旋流器和外锥旋流器的旋流燃烧器，内锥旋流器由上吸式导气管与热解气化炉的顶部相连，外锥旋流器与二次助燃风管道相连，辅助燃烧器为枪式燃烧器并插设在主燃烧器的中部，辅助燃烧器分别与燃烧油管道和二次助燃风管道相连；
二次燃烧室中还设有蓄热体，蓄热体由多块耐火砖经间隔码放堆叠形成，多块耐火砖之间的间隙形成多条曲折形的燃烧孔道，以使合成气经燃烧孔道充分燃烧后再通过烟气管道进入烟气净化装置。
优选的，所述耐火砖为实心结构，同层耐火砖均朝向相同方向码放，相邻两层耐火砖的摆放方向垂直分布。
优选的，所述耐火砖为空心结构，所有耐火砖的空心型腔均沿竖直方向分布，相邻两层耐火砖的空心型腔交错分布，并在相邻两层耐火砖之间设有耐火垫块。
优选的，所述耐火砖为碳化硅材质。
优选的，热解气化炉具有向热解气化炉中供入一次助燃风的一次供风引风机，一次供风引风机的吸风口位于垃圾储坑中，一次供风引风机的排风管道贯穿位于热解气化炉底部的旋转炉排分布。
优选的，热解气化炉的顶部设有电动推杆式的进料机构，在热解气化炉中设有由电机驱动的转轴，转轴沿竖直方向分布，在转轴上对应进料机构的位置设有用于将进料机构输送的垃圾均匀抛洒至热解气化炉中的抛洒桨叶，在转轴上位于抛洒桨叶的下方设有用于将热解气化炉中的堆积垃圾拨平的拨平桨叶。
由于采用了以上技术方案，本实用新型的有益效果为：
本实用新型中的二次燃烧室中具有蓄热体，蓄热体由多块耐火砖经间隔码放堆叠形成，多块耐火砖之间的间隙形成多条曲折形的燃烧孔道。蓄热体在通过辅助燃烧器加热升温后，热解气化炉中的合成气经主燃烧器混合二次助燃风喷射至入二燃室并迅速燃烧，蓄热体则持续吸热升温。因蓄热体自身具有较高的热传导和热辐射能力，故在热解气化炉中合成气产量波动，二次燃烧室内仅有少量合成气燃烧时，仍能通过蓄热体的持续放热以维持二次燃烧室内850℃以上的高温状态，进而避免因合成气产量少或成分变化导致的二次燃烧室内快速降温而使二噁英解毒不彻底的技术问题。与此同时，本实用新型在合成气产量波动状态下通过蓄热体自身而非辅助燃烧器维持二次燃烧室的高温状态，使得本实用新型对于辅助燃油的使用量与现有技术相比大大降低，减轻了垃圾焚烧的处理成本。
本实用新型中蓄热体的多燃烧孔道布置使合成气在通过烟气管道排出二次燃烧室前，强制合成气在二次燃烧室内沿燃烧孔道以曲折蜿蜒路径流动。与现有技术中空腔式的二次燃烧室相比，更能够充分利用二次燃烧室内的空间，延长合成气在二次燃烧室中的停留时间，从而延长其燃烧时间，使燃烧充分，更有利于二噁英彻底分解。
本实用新型中蓄热体的多燃烧孔道布置还使合成气在流经曲折蜿蜒的燃烧孔道过程中因碰撞耐火砖而产生剧烈的气体扰动，强化了合成气和二次助燃风的混合，进一步使燃烧充分。
本实用新型中蓄热体的多燃烧孔道还使合成气携带的粉尘在流动中碰撞耐火砖而产生沉降作用，使蓄热体具备一定的除尘能力，从而降低下游设备磨损及除尘负荷。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型实施例1中的蓄热体部分的结构示意图；
图3为本实用新型实施例2中的蓄热体部分的结构示意图；
图中标记：1、进料机构，2、拨平桨叶，3、转轴，4、抛洒桨叶，5、热解气化炉，6、上吸式导气管，7、辅助燃烧器，8、主燃烧器，9、二次燃烧室，10、烟气净化装置，11、烟气管道，12、燃烧孔道，13、耐火砖，14、蓄热体，15、排风管道，16、旋转炉排，17、一次供风引风机，18、空心型腔，19、耐火垫块。
具体实施方式
以下通过两个实施例对本实用新型进行进一步的说明：
实施例1
如图1所示，本实用新型的一种蓄热燃烧垃圾热解气化装置，包括由左至右顺次相连的热解气化炉5、二次燃烧室9以及烟气净化装置10。热解气化炉5用于燃烧垃圾以产生合成气，二次燃烧室9用于将合成气燃烧分解，烟气净化装置10用于净化处理二次燃烧室9中合成气的燃烧尾气。
热解气化炉5的顶部设有电动推杆式的进料机构1，垃圾经粉碎处理后由进料机构1投入热解气化炉5中，依次经干燥、热解、气化、燃烧、燃尽，最终的灰渣经冷却后由设置在热解气化炉5底部位置的旋转炉排16排出，产生的合成气通过上吸式导气管6通入二次燃烧室9内进行进一步燃烧分解。在热解气化炉5的顶部设有布料装置，通过布料装置使垃圾料层分布均匀。布料装置包括沿竖向分布的转轴3和用于驱动转轴3转动的电机(图中未示出)，在转轴3上对应进料机构1的位置设有用于将进料机构1输送的垃圾均匀抛洒至热解气化炉5中的抛洒桨叶4，在转轴3上位于抛洒桨叶4的下方设有用于将热解气化炉5中的堆积垃圾拨平的拨平桨叶2。热解气化炉5具有向热解气化炉5中供入一次助燃风的依次供风引风机17，依次供风引风机17的吸风口位于垃圾储坑中，依次供风引风机17的排风管道15贯穿旋转炉排16分布。含臭气体经依次供风引风机17送入热解气化炉5中，具有除臭、供风作用，同时对渣层冷却并提高供风温度，有利于热解气化炉5中的助燃的作用。热解气化炉5中的未述部分均为现有常规技术，烟气处理装置同样为固态垃圾焚烧处理设备中的常规技术，主要包括除尘及脱酸设备，均不在本说明书中赘述。
本实施例中的二次燃烧室9的底部通过烟气管道11与烟气净化装置10相连，顶部设有控制二次燃烧室9内燃烧的主燃烧器8和辅助燃烧器7。主燃烧器8为具有内锥旋流器和外锥旋流器的常规形式的旋流燃烧器。旋流燃烧器的内锥旋流器由上吸式导气管6与热解气化炉5的顶部相连，外锥旋流器与二次助燃风管道相连。外锥旋流器中的二次助燃风经切向均布的导向叶片，呈旋转气流，具有较强的卷吸作用，能使二次助燃风与合成气强烈混合，有助于燃烧充分。辅助燃烧器7为枪式燃烧器并插设在主燃烧器8的中部，辅助燃烧器7分别与燃烧油管道和二次助燃风管道相连，起点火和稳燃作用。
二次燃烧室9中位于主燃烧器8和辅助燃烧器7的下方还设有蓄热体14。蓄热体14由多块耐火砖13经间隔码放堆叠形成，耐火砖13为碳化硅材质，多块耐火砖13之间的间隙形成多条曲折形的燃烧孔道12，以使合成气经燃烧孔道12充分燃烧后再通过烟气管道11进入烟气净化装置10。本实施例中的耐火砖13为实心结构，如图2所示的，耐火砖13的码放堆叠方式为：同层耐火砖13均朝向相同方向码放，相邻两层耐火砖13的摆放方向垂直分布。燃烧孔道12由相邻耐火砖13之间的码放间隙组成。
本实施例在垃圾焚烧处理过程中，由辅助燃烧器7实现初次启动点火并加热蓄热体14至设定温度后，方可通入合成气，实现连续、稳定燃烧。合成气进入二次燃烧室9后，卷吸蓄热体14的辐射热和对流热被迅速被点燃，然后与二次风混合，旋转下行，通过多孔蓄热体14，实现多回程、多空间燃烧。当二次燃烧室9温度超过设定值，通过变频装置降低一次供风引风机的风量，减少合成气产生量；同时增加二次助燃风的风量，降低二次燃烧室9的高温状态；当二燃室9温度降低时，调整方法相反。在合成气产量极限波动，通过蓄热体14放热无法维持二次燃烧室9内温度时，再次启动辅助燃烧器7，保持二次燃烧室9温度，保证合成气稳定、充分燃烧，确保二噁英解毒彻底。
实施例2
本实施例的主体结构与实施例1相同，区别在于本实施例中的耐火砖13为空心结构，如图3所示的，所有耐火砖13的空心型腔18均沿竖直方向分布，相邻两层耐火砖13的空心型腔18交错分布，并在相邻两层耐火砖13之间设有耐火垫块19，耐火垫块19采用与耐火砖13相同的材质。燃烧孔道12由耐火砖13自身的空心型腔18、同层耐火砖13之间的码放间隔以及相邻两侧耐火砖13之间由耐火垫块19隔绝出的间隙共同构成。通过空心耐火砖13的此种摆放堆叠形式，进一步提高了单位体积内的燃烧孔道12数量和曲折度，进一步延长了合成气的燃烧时间，达到更优的分解二噁英和降尘效果。
Claims (6)
1.一种蓄热燃烧垃圾热解气化装置，包括顺次相连的热解气化炉(5)、二次燃烧室(9)以及烟气净化装置(10)，热解气化炉(5)用于燃烧垃圾以产生合成气，二次燃烧室(9)用于将合成气燃烧分解，烟气净化装置(10)用于净化处理二次燃烧室(9)中合成气的燃烧尾气，其特征在于：
二次燃烧室(9)的底部设有与烟气净化装置(10)相连的烟气管道(11)，二次燃烧室(9)的顶部设有主燃烧器(8)和辅助燃烧器(7)，主燃烧器(8)为具有内锥旋流器和外锥旋流器的旋流燃烧器，内锥旋流器由上吸式导气管(6)与热解气化炉(5)的顶部相连，外锥旋流器与二次助燃风管道相连，辅助燃烧器(7)为枪式燃烧器并插设在主燃烧器(8)的中部，辅助燃烧器(7)分别与燃烧油管道和二次助燃风管道相连；
二次燃烧室(9)中还设有蓄热体(14)，蓄热体(14)由多块耐火砖(13)经间隔码放堆叠形成，多块耐火砖(13)之间的间隙形成多条曲折形的燃烧孔道(12)，以使合成气经燃烧孔道(12)充分燃烧后再通过烟气管道(11)进入烟气净化装置(10)。
2.根据权利要求1所述的一种蓄热燃烧垃圾热解气化装置，其特征在于：所述耐火砖(13)为实心结构，同层耐火砖(13)均朝向相同方向码放，相邻两层耐火砖(13)的摆放方向垂直分布。
3.根据权利要求1所述的一种蓄热燃烧垃圾热解气化装置，其特征在于：所述耐火砖(13)为空心结构，所有耐火砖(13)的空心型腔(18)均沿竖直方向分布，相邻两层耐火砖(13)的空心型腔(18)交错分布，并在相邻两层耐火砖(13)之间设有耐火垫块(19)。
4.根据权利要求2或3所述的任一种蓄热燃烧垃圾热解气化装置，其特征在于：所述耐火砖(13)为碳化硅材质。
5.根据权利要求1所述的一种蓄热燃烧垃圾热解气化装置，其特征在于：热解气化炉(5)具有向热解气化炉(5)中供入一次助燃风的一次供风引风机(17)，一次供风引风机(17)的吸风口位于垃圾储坑中，一次供风引风机(17)的排风管道(15)贯穿位于热解气化炉(5)底部的旋转炉排(16)分布。
6.根据权利要求1所述的一种蓄热燃烧垃圾热解气化装置，其特征在于：热解气化炉(5)的顶部设有电动推杆式的进料机构(1)，在热解气化炉(5)中设有由电机驱动的转轴(3)，转轴(3)沿竖直方向分布，在转轴(3)上对应进料机构(1)的位置设有用于将进料机构(1)输送的垃圾均匀抛洒至热解气化炉(5)中的抛洒桨叶(4)，在转轴(3)上位于抛洒桨叶(4)的下方设有用于将热解气化炉(5)中的堆积垃圾拨平的拨平桨叶(2)。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115930436A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-04-07 | 湘潭大学 | 一种油气两用双层式热风炉及运行方法 |
| CN118669805A (zh) * | 2024-07-08 | 2024-09-20 | 邵阳学院 | 一种用于中小型生活垃圾热处理系统的二次燃烧室 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 471800 No.6 shuangxiang Road, Luoxin industrial cluster, Xin'an County, Luoyang City, Henan Province Patentee after: Luoyang Zhongke Environmental Protection Engineering Technology Co.,Ltd. Address before: 471800 No.6 shuangxiang Road, Luoxin industrial cluster, Xin'an County, Luoyang City, Henan Province Patentee before: Luoyang Yalian Environmental Technology Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |