專利名稱：城市生活垃圾直接熔融氣化燃燒爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種城市生活垃圾直接處理的氣化燃燒爐。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會的進(jìn)步、城市人口的日益增大(據(jù)國家建設(shè)部城市建設(shè)發(fā)展司的預(yù)測，未來10年內(nèi)我國城市人口數(shù)量將達(dá)到6～7億，占我國總?cè)丝跀?shù)量的50％左右)以及人們生活水平的不斷提高，每天產(chǎn)生的生活垃圾量必將增大。據(jù)報道，目前我國的人均城市生活垃圾年產(chǎn)量達(dá)400kg/(人·年)，且年平均增長率為7～10％,1999我國的668個城市的生活垃圾年清運(yùn)量達(dá)1.14億噸，城市生活垃圾存量約為60多億噸，垃圾侵占土地面積已超過5億m3，全國已有200多個城市被垃圾所包圍。
目前我國垃圾處理技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)落后，大部分采用堆埋處理，部分用于燃燒發(fā)電等，堆埋處理不僅占用大量土地，而且對土壤、地下水、大氣等造成危害，嚴(yán)重污染環(huán)境，危及人類生存空間。城市生活垃圾焚燒處理技術(shù)可以達(dá)到減容化、無害化和資源化，因而倍受發(fā)達(dá)國家的親睞?，F(xiàn)國內(nèi)的垃圾焚燒處理方式大多為爐排燃燒式、少量采用流態(tài)化燃燒，整體技術(shù)水平較低，另一方面隨著垃圾中塑料等高分子化合物含量的增大，這種傳統(tǒng)的方式在處理過程中本身又會產(chǎn)生新的毒性污染物(如二噁英dioxins類等)，同時處理后的灰渣又未能充分利用、垃圾中的有價金屬也沒有很好回收，因此現(xiàn)有的處理技術(shù)已不能適應(yīng)人類可持續(xù)發(fā)展需要。
為了減輕人類生存對環(huán)境帶來破壞的壓力，發(fā)達(dá)國家已開始倡導(dǎo)并正在努力實(shí)現(xiàn)垃圾處理的零排放(zero emission)。根據(jù)發(fā)達(dá)國家現(xiàn)有的垃圾處理技術(shù)及我國城市生活垃圾的特點(diǎn)，我們提出了城市生活垃圾新型熔融氣化燃燒發(fā)電技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上成功研制了城市生活垃圾直接熔融氣化燃燒爐。該技術(shù)不僅可以控制二噁英類物質(zhì)的生成，而且還可以實(shí)現(xiàn)垃圾的綜合利用。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計一種新型的熔融氣化燃燒爐，城市生活垃圾經(jīng)該爐子處理后達(dá)到減容化、無害化和資源化，處理過程中不會產(chǎn)生新的毒性污染物，還可實(shí)現(xiàn)垃圾的綜合利用。
本實(shí)用新型是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。


圖1是本實(shí)用新型的主視圖，圖2為側(cè)視圖。其由高溫可燃?xì)怏w及煙氣出口1、汽化冷卻煙道2、垃圾給料裝置3、汽化冷卻爐體4、鋼架殼體5、輔助燃料燃燒器6、熔融渣出口7、爐底內(nèi)襯8、熔融合金出口9、添加劑給料裝置10、冷卻水進(jìn)水口11及冷卻爐體出水口12部分組成。垃圾給料裝置3位于距爐底3/4～4/5處；輔助燃料燃燒器對稱分布在爐子的兩側(cè)，其大小和數(shù)量需根據(jù)爐子的大小進(jìn)行設(shè)計，距爐底1/4～1/3處；熔融渣出口7位于距爐底1/5～1/4處；熔融合金出口9位于距爐底1/6～1/5處；添加劑給料裝置10與垃圾給料裝置處于同一水平位置上(以上所給距離均是以爐子高度為基礎(chǔ))。
整個爐子采用汽化冷卻，即爐墻四周與爐底均由汽化冷卻爐體構(gòu)成，汽化冷卻循環(huán)路徑的設(shè)計要根據(jù)爐子的大小進(jìn)行設(shè)計，爐墻的汽化冷卻循環(huán)采用由下部入水，經(jīng)循環(huán)后由上部出水，而爐底的汽化冷卻循環(huán)則采用由一端入水，經(jīng)循環(huán)后由另一端出水。輔助燃料燃燒器6與水平面間的夾角α為0～30度。該輔助燃料燃燒器可由噴嘴13、輔助燃料入口14、一次空氣入口15及閥門16構(gòu)成。輔助燃料入口14與一次空氣入口15平行安裝且與噴嘴13的夾角β為15～45度。
將收集運(yùn)送后的城市生活垃圾由入口3加入爐內(nèi)，并由裝置10處將石灰石、蘇打等添加劑加入爐內(nèi)，同時從裝置14處加入輔助燃料(如粉煤)并從裝置15處加入一次空氣或富氧，再由噴嘴13送入到爐內(nèi)。城市生活垃圾在爐內(nèi)燃燒后產(chǎn)生的高溫可燃?xì)怏w及煙氣由出口1進(jìn)入二次燃燒室及余熱鍋爐發(fā)電系統(tǒng)或集中供熱系統(tǒng)進(jìn)行熱利用，汽化冷卻煙道2的冷卻水由入口11進(jìn)入，經(jīng)爐體內(nèi)循環(huán)后從出口12處流出，汽化冷卻煙道2、汽化冷卻爐體4與爐底內(nèi)襯8不僅可以延長煙道與爐體的使用壽命，而且可以提高整個爐子的熱效率，燃燒后的熔融渣通過出熔融渣出口7排出后可用作建材等，金屬類廢棄物(主要指隨著生活垃圾一起仍掉的金屬品)則通過控制爐內(nèi)熔融燃燒室的氣氛使之變?yōu)楹辖饛娜廴诤辖鸪隹?排出加以回收利用，鋼架殼體5主要起支撐爐體作用，閥門16主要在輔助燃料燃燒系統(tǒng)的維護(hù)與檢修時使用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本設(shè)計具有的優(yōu)點(diǎn)1)．結(jié)構(gòu)簡單、基建費(fèi)用低；2)．對各種城鎮(zhèn)生活垃圾處理的適用性強(qiáng)；3)．爐床指數(shù)高；4)．有價金屬易于回收；5)．熔融渣可再生資源化；6)．垃圾燃燒產(chǎn)生的熱量易于回收利用；7)．大大減輕了對環(huán)境的污染；8)．實(shí)現(xiàn)了垃圾處理的減容化、無害化及資源化。
圖1是本實(shí)用新型的主視圖。圖中1為可燃?xì)怏w及煙氣出口，2為汽化冷卻煙道，3為垃圾給料裝置，4為汽化冷卻爐體，5為鋼架爐殼，6為輔助燃料燃燒器，7為熔融渣出口，8為爐底內(nèi)襯，9為熔融合金出口，10為添加劑給料裝置，α為輔助燃料燃燒器6與水平面之間的夾角，β為輔助燃料入口14和一次空氣入口15與噴嘴13之間的夾角。圖2為側(cè)視圖。圖中11為冷卻水進(jìn)水口，12為冷卻爐體出水口。圖3為輔助燃料燃燒器的放大圖。圖中13為噴嘴，14為輔助燃料入口，15為一次空氣入口，16為閥門。
實(shí)施例1．實(shí)施條件1)．爐子結(jié)構(gòu)參數(shù)爐床面積2m2，爐高3m；城市生活垃圾給料裝置3距爐底2.3m；添加劑給料裝置10距爐底2.3m；輔助燃料燃燒器6距爐底0.9m，其中α為15度，β為30度，燃燒器的數(shù)量為8個；熔融渣出口7距爐底0.7m；熔融合金出口9距爐底0.55m；爐墻的每一面與爐底各使用一個汽化冷卻循環(huán)。
生活垃圾的組成(應(yīng)用基)水分45％，灰分27％，固定碳16％，氫2.5％，氧8.5％，氮0.56％，硫0.04％，氯0.4％；一次空氣過剩系數(shù)0.65；粉煤加入量15％；
2．實(shí)施結(jié)果熔融燃燒溫度1301℃；可燃?xì)怏w成分N260.1％,CO27.9％,CO26.3％,H24.2％,CH41.5％；可燃?xì)怏w溫度1145℃；熔融渣的組成SiO240.4％,CaO26.3％,Al2O327.7％,MgO1.3％,Na2O3.6％,K2O0.5％,Fe2O30.2％
權(quán)利要求1．一種城市生活垃圾直接熔融氣化燃燒爐，其特征是其由高溫可燃?xì)怏w及煙氣出口(1)、冷卻煙道(2)、垃圾給料裝置(3)、汽化冷卻爐體(4)、鋼架殼體(5)、輔助燃料燃燒器(6)、熔融渣出口(7)、爐底內(nèi)襯(8)、熔融合金出口(9)、添加劑給料裝置(10)、冷卻水進(jìn)水口(11)、冷卻爐體出水口(12)組成，垃圾給料裝置位于距爐底3/4～4/5處；輔助燃料燃燒器對稱分布在爐子的兩側(cè)，距爐底1/4～1/3處；熔融渣出口位于距爐底1/5～1/4處；熔融合金出口位于距爐底1/6～1/5處；添加劑給料裝置與垃圾給料裝置處于同一水平位置上，爐墻四周與爐底均由汽化冷卻爐體構(gòu)成，爐墻的汽化冷卻循環(huán)采用由下部入水，經(jīng)循環(huán)后由上部出水，而爐底則采用由一端入水經(jīng)循環(huán)后由另一端出水，輔助燃料燃燒器與水平面間的夾角α為0～30度，輔助燃料入口(14)與一次空氣入口(15)平行安裝，且與噴嘴(13)的夾角β為15～45度。
專利摘要城市生活垃圾直接熔融氣化燃燒爐主要由煙道、給料裝置、汽化冷卻爐體、輔助燃料燃燒器、爐底內(nèi)襯、熔融渣及合金出口、添加劑給料裝置、冷卻水進(jìn)出水口等部分組成,爐外殼是一鋼架結(jié)構(gòu)。該爐子結(jié)構(gòu)簡單、爐床指數(shù)高、有價金屬易于回收、熔渣可再生資源化,實(shí)現(xiàn)了垃圾處理的減容化、無害化及資源化,適用于各種城市生活垃圾的處理。
文檔編號F23G5/027GK2456031SQ00259909
公開日2001年10月24日 申請日期2000年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月19日
發(fā)明者王 華, 馬文會, 姚剛, 何方, 包桂蓉 申請人:昆明理工大學(xué)