專利名稱：湍流式危險(xiǎn)廢物熱解焚燒爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于危險(xiǎn)廢物焚燒處理和熱能回用的湍流式危險(xiǎn)廢物熱解焚燒爐，屬于機(jī)械設(shè)備類。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生量也與日俱增。由于危險(xiǎn)廢物對(duì)人體和環(huán)境具有嚴(yán)重的危害性，如果不加有效處理，將會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類生活帶來(lái)嚴(yán)重的威脅，并嚴(yán)重制約經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，如何安全、穩(wěn)定、可靠的處理危險(xiǎn)廢物是當(dāng)前亟待解決的問題。針對(duì)具有一定熱值的危險(xiǎn)廢物，焚燒技術(shù)是最有效、最徹底、熱值回用效率最高的危險(xiǎn)固體廢棄物處理處置技術(shù)。然而，危險(xiǎn)廢物有別于一般廢物，其對(duì)焚燒處理的要求也高于一般廢物，傳統(tǒng)的廢·物焚燒處理技術(shù)存在以下問題I.燃燒溫度控制難以滿足危險(xiǎn)廢物焚燒要求。一般城市垃圾焚燒爐如爐排爐或流化床鍋爐的焚燒溫度為800 900°C，但對(duì)于危險(xiǎn)廢物，要求焚燒溫度在1100°C以上，且煙氣停留時(shí)間大于2秒，因此傳統(tǒng)的垃圾焚燒爐無(wú)法滿足危險(xiǎn)廢物的焚燒要求。工業(yè)窯爐雖然燃燒溫度可以達(dá)到1100°C以上，但部分燃燒區(qū)域由于溫度過高，存在結(jié)焦嚴(yán)重的問題。2.燃燒過程組織不合理，燃燒穩(wěn)定性較差。傳統(tǒng)的單燃燒室爐膛在處理危險(xiǎn)廢物時(shí)很難有效處理結(jié)焦、燃燒溫度控制和焚燒效率三者之間的矛盾，一些爐型還存在燃料混合不均，燃燒流場(chǎng)紊流強(qiáng)度低，燃燒不充分等問題。3.燃燒后產(chǎn)生的煙氣易產(chǎn)生二次污染。危險(xiǎn)廢物在焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生氮氧化物和二噁英等二次污染物，傳統(tǒng)的固體廢物焚燒設(shè)備在處理危險(xiǎn)廢物時(shí)對(duì)上述污染物很難進(jìn)行有效的產(chǎn)生過程控制和后續(xù)排放控制。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于為危險(xiǎn)廢物焚燒工藝，配套一種滿足危險(xiǎn)固體廢棄物焚燒要求，焚燒過程安全、穩(wěn)定、可靠，焚燒效率高的湍流式危險(xiǎn)廢物熱解焚燒爐，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案為湍流式危險(xiǎn)廢物熱解焚燒爐由一燃室、二燃室、鍋筒、高溫豎井煙道、急冷豎井煙道和尾部煙道組成，其中一燃室位于二燃室的下方，一燃室上方出口與二燃室下方進(jìn)口相連通，一燃室下部側(cè)壁設(shè)有排渣口，一燃室下方設(shè)置有布風(fēng)裝置，布風(fēng)裝置下方為排空口，一燃室中央正上方頂部還設(shè)置有固體燃料進(jìn)料口，二燃室側(cè)壁下方設(shè)置有燃燒器和輔助燃燒器，二燃室側(cè)壁上方設(shè)置有SNCR裝置，鍋筒設(shè)置在二燃室上方，二燃室出口與高溫豎井煙道連接，高溫豎井煙道內(nèi)部從上至下依次設(shè)置有高溫段蒸發(fā)器，低溫過熱器和高溫過熱器，高溫豎井煙道底部設(shè)有高溫豎井煙道積灰斗，高溫豎井煙道出口通過管道與急冷豎井煙道連接，急冷豎井煙道內(nèi)部從上至下依次設(shè)置有高溫空氣預(yù)熱器，急冷段蒸發(fā)器和省煤器組，急冷豎井煙道下部設(shè)有急冷噴霧裝置，急冷豎井煙道底部設(shè)置有急冷豎井煙道積灰斗，急冷豎井煙道出口通過管道與尾部煙道連接，尾部煙道內(nèi)部從下至上依次設(shè)置有一級(jí)低溫空氣預(yù)熱器和二級(jí)低溫空氣預(yù)熱器，尾部煙道底部設(shè)置有尾部煙道積灰斗，一燃室和二燃室內(nèi)壁設(shè)有膜式水冷壁，高溫豎井煙道和急冷豎井煙道內(nèi)壁分別設(shè)置有第一包墻水冷壁和第二包墻水冷壁，膜式水冷壁內(nèi)部管道兩端分別與一燃室下部的爐膛水冷壁進(jìn)口集箱和二燃室上部的爐膛水冷壁出口集箱連接，第一包墻水冷壁內(nèi)部管道兩端分別與高溫豎井煙道下部的第一包墻水冷壁進(jìn)口集箱和二燃室上部的爐膛水冷壁出口集箱連接，第二包墻水冷壁內(nèi)部管道兩端分別與急冷豎井煙道下部的第二包墻水冷壁進(jìn)口集箱和急冷豎井煙道上部的第二包墻水冷壁出口集箱連接，一燃室頂部和二燃室底部連通處設(shè)有爐拱，在二燃室中段還設(shè)有折焰角，急冷豎井煙道中的高溫空氣預(yù)熱器，急冷段蒸發(fā)器和省煤器組從上至下依次布置，且高溫空氣預(yù)熱器，急冷段蒸發(fā)器和省煤器組之間連續(xù)無(wú)間隔，一燃室爐膛內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)襯，一燃室爐膛截面積大于二燃室爐膛截面積，二燃室爐膛高度大于一燃室爐膛高度。由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明的湍流式危險(xiǎn)廢物熱解焚燒爐合理設(shè)計(jì)燃燒方式和組織燃燒過程，有效解決結(jié)焦、燃燒溫度控制和焚燒效率三者之間的矛盾。燃料首先在一燃室內(nèi)部與床料一起形成流化狀態(tài)，并通過爐膛水冷壁及內(nèi)襯的設(shè)計(jì)控制爐膛溫度和燃·料的穩(wěn)定燃燒，同時(shí)控制爐膛氣氛，使燃料在一燃室內(nèi)部低于1000°c的條件下發(fā)生分解，形成的可燃性物質(zhì)進(jìn)入二燃室，由于一燃室溫度低于1000°c，燃料基本不會(huì)發(fā)生結(jié)焦的現(xiàn)象。進(jìn)入二燃室的可燃物質(zhì)通過爐拱及折焰角的強(qiáng)化湍流設(shè)計(jì)，再在輔助燃料的輔助燃燒下，達(dá)到1100°C以上的燃燒溫度，同時(shí)煙氣停留時(shí)間大于2秒，滿足危險(xiǎn)廢物焚燒規(guī)范要求，且燃料通過一燃室的湍流式熱解和二燃室的高效燃燒，保證了較高的焚燒效率。通過二燃室頂部設(shè)置的SNCR裝置，可有效減少煙氣中氮氧化物的含量，通過設(shè)置急冷豎井煙道，且急冷豎井煙道中的高溫空氣預(yù)熱器、急冷段蒸發(fā)器和省煤器組等換熱器連續(xù)無(wú)間隔布置，另夕卜，在急冷豎井煙道末端還設(shè)有急冷噴霧裝置，可保證煙氣在其中急速冷卻速度，有效抑制了二噁英等污染物的形成。本發(fā)明的技術(shù)方案，根據(jù)危險(xiǎn)廢物焚燒的特點(diǎn)，合理設(shè)計(jì)焚燒爐的結(jié)構(gòu)和煙氣余熱利用方式，滿足危險(xiǎn)廢物焚燒規(guī)范要求，且燃燒過程安全、穩(wěn)定、可靠，燃燒效率高，二次污染小。


圖I為湍流式危險(xiǎn)廢物熱解焚燒爐結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方案下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述見圖I湍流式危險(xiǎn)廢物熱解焚燒爐具體結(jié)構(gòu)為湍流式危險(xiǎn)廢物熱解焚燒爐，由一燃室3、二燃室8、鍋筒11、高溫豎井煙道14、急冷豎井煙道22和尾部煙道30組成。一燃室3位于二燃室8的下方，一燃室3上方出口與二燃室8下方進(jìn)口相連通，一燃室3爐膛截面積大于二燃室8爐膛截面積，二燃室8爐膛高度大于一燃室3爐膛高度。一燃室3下部側(cè)壁設(shè)有排渣口 34，用于排出燃料燃燒所產(chǎn)生的灰渣。一燃室3下方設(shè)置有布風(fēng)裝置1，布風(fēng)裝置I下方為排空口 33，一燃室3中央正上方還設(shè)置有固體燃料進(jìn)料口 5，二燃室8側(cè)壁下方設(shè)置有燃燒器6，用于焚燒危險(xiǎn)液體或氣體廢物，二燃室8側(cè)壁下方還設(shè)有輔助燃燒器7，用于輔助二燃室8中可燃物質(zhì)的燃燒，保證二燃室8中的燃燒溫度。一燃室3頂部與二燃室8底部連通處設(shè)有爐拱35，在二燃室8中段還設(shè)有折焰角9，二燃室8側(cè)壁上方設(shè)置有SNCR裝置10，用于去除燃燒煙氣中的氮氧化物，鍋筒11設(shè)置在二燃室8上方，二燃室8出口與高溫豎井煙道14連接，高溫豎井煙道14內(nèi)部沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向從上至下依次設(shè)置有高溫段蒸發(fā)器15，低溫過熱器16和高溫過熱器17，高溫豎井煙道14底部設(shè)有高溫豎井煙道積灰斗19，高溫豎井煙道14出口通過管道與急冷豎井煙道22連接，急冷豎井煙道22內(nèi)部沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向從上至下依次布置有高溫空氣預(yù)熱器23，急冷段蒸發(fā)器24和省煤器組25，且高溫空氣預(yù)熱器23，急冷段蒸發(fā)器24和省煤器組25之間連續(xù)無(wú)間隔。急冷豎井煙道22下部設(shè)有急冷噴霧裝置27，急冷豎井煙道22底部設(shè)置有急冷豎井煙道積灰斗28，急冷豎井煙道22出口通過管道與尾部煙道30連接，尾部煙道30內(nèi)部沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向從下至上依次設(shè)置有一級(jí)低溫空氣預(yù)熱器31和二級(jí)低溫空氣預(yù)熱器29，尾部煙道30底部設(shè)置有尾部煙道積灰斗32。尾部煙道出口則遇后續(xù)煙氣處理系統(tǒng)連接。一燃室3和二燃室8內(nèi)壁設(shè)有膜式水冷壁4，可控制一燃室3內(nèi)部的爐膛溫度。高溫豎井煙道14和急冷豎井煙道22內(nèi)壁分別設(shè)置有第一包墻水冷壁13和第二包墻水冷·壁21，膜式水冷壁4內(nèi)部管道兩端分別與一燃室3下部的爐膛水冷壁進(jìn)口集箱2和二燃室8上部的爐膛水冷壁出口集箱12連接，第一包墻水冷壁13內(nèi)部管道兩端分別與高溫豎井煙道14下部的第一包墻水冷壁進(jìn)口集箱18和二燃室8上部的爐膛水冷壁出口集箱12連接，第二包墻水冷壁21內(nèi)部管道兩端分別與急冷豎井煙道22下部的第二包墻水冷壁進(jìn)口集箱26和急冷豎井煙道22上部的第二包墻水冷壁出口集箱20連接。湍流式危險(xiǎn)廢物熱解焚燒爐的工作原理如下一、危險(xiǎn)固體廢物從固體燃料進(jìn)料口 5落入一燃室3后，與一燃室3底部的床料充分混合并被從布風(fēng)裝置I來(lái)的流化風(fēng)吹起，形成流化狀態(tài)，并在一燃室3內(nèi)部形成內(nèi)循環(huán)。由于一燃室3爐膛空間較大，可有效保證燃料和床料在爐膛內(nèi)部的內(nèi)循環(huán)效果和熱解效果，一燃室3內(nèi)壁設(shè)置的膜式水冷壁4可保證一燃室3內(nèi)部爐膛溫度低于1000°C，從而避免一燃室3內(nèi)部的結(jié)焦。二、危險(xiǎn)固體廢物在一燃室3中充分分解后形成的可燃物質(zhì)從一燃室3頂部出口進(jìn)入二燃室8，底部進(jìn)口連接，二燃室8側(cè)壁下方設(shè)置有燃燒器6和輔助燃燒器7，燃燒器6用于焚燒危險(xiǎn)液體或氣體廢物，危險(xiǎn)固體廢物在一燃室3中分解產(chǎn)生的可燃物質(zhì)進(jìn)入二燃室8后，在輔助燃燒器7的輔助燃燒條件下，與危險(xiǎn)液體或氣體廢物一起進(jìn)行進(jìn)一步的高溫焚燒，同時(shí)，通過在一燃室3和二燃室8之間連接處形成了爐膛喉部與二燃室8中段的折焰角9，可強(qiáng)化可燃物質(zhì)在爐膛中的湍流，使焚燒溫度大于1100°C，同時(shí)，由于二燃室高度較高，結(jié)合煙氣在二燃室內(nèi)部的強(qiáng)化湍流效果，可保證煙氣停留時(shí)間小于2秒，滿足危險(xiǎn)廢物焚燒規(guī)范要求。在二燃室8頂部設(shè)置有SNCR裝置10，可有效去除高溫焚燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物。三、鍋爐給水一部分通過省煤器組25加熱，另一部分經(jīng)第二包墻水冷壁進(jìn)口集箱26分散到第二包墻水冷壁21中進(jìn)行加熱，然后匯集到第二包墻水冷壁出口集箱20中。鍋爐給水被加熱之后進(jìn)入鍋筒11，鍋筒11中的水一部分分配到高溫段蒸發(fā)器15和急冷段蒸發(fā)器24中進(jìn)行蒸發(fā)，另一部分經(jīng)爐膛水冷壁進(jìn)口集箱2分配到膜式水冷壁4中進(jìn)行蒸發(fā)，然后在爐膛水冷壁出口集箱12中匯集，還有一部分經(jīng)第一包墻水冷壁進(jìn)口集箱18分配到第一包墻水冷壁13中進(jìn)行蒸發(fā)，然后在爐膛水冷壁出口集箱12中匯集，上述三部分蒸發(fā)產(chǎn)生的汽水混合物被輸送到鍋筒11中進(jìn)行分離后得到的水重新進(jìn)行上述蒸發(fā)，得到的飽和水蒸汽則被引出先后經(jīng)過低溫過熱器16和高溫過熱器17過熱后形成過熱蒸汽對(duì)外輸出。四、從二燃室8出口出來(lái)的高溫?zé)煔庖来闻c高溫豎井煙道14中的高溫段蒸發(fā)器15、低溫過熱器16和高溫過熱器17進(jìn)行熱交換后進(jìn)入急冷豎井煙道22，并在急冷豎井煙道22依次與高溫空氣預(yù)熱器23、急冷段蒸發(fā)器24和省煤器組25進(jìn)行換熱并被急冷，高溫空氣預(yù)熱器23、急冷段蒸發(fā)器24和省煤器組25相互之間為連續(xù)無(wú)間隔布置，且在急冷豎井煙道22下部設(shè)有急冷噴霧裝置27，從而保證了急冷效果，有效抑制二噁英等生成。從急冷豎井煙道22出來(lái)的煙氣再進(jìn)入尾部煙道30，并在其中依次與一級(jí)空氣低溫預(yù)熱器31和二級(jí)低溫空氣預(yù)熱器29進(jìn)行熱交換后排出至后續(xù)的煙氣處理系統(tǒng)。五、爐膛燃燒所需的一、二次風(fēng)分別經(jīng)過一級(jí)低溫空氣預(yù)熱器31、二級(jí)低溫空氣預(yù)·熱器29和高溫空氣預(yù)熱器23加熱后分別進(jìn)入一燃室3和二燃室8。六、危險(xiǎn)固體廢物在一燃室3燃燒產(chǎn)生的灰渣由排渣口 34排出，而一燃室則通過排空口 33來(lái)進(jìn)行排空。高溫豎井煙道14、急冷豎井煙道22和尾部煙道30中沉積下來(lái)的飛灰由分別由高溫豎井煙道積灰斗19、急冷豎井煙道積灰斗28和尾部煙道積灰斗32收集后排出。
權(quán)利要求
1.湍流式危險(xiǎn)廢物熱解焚燒爐，其特征在于，所述的湍流式危險(xiǎn)廢物熱解焚燒爐由一燃室(3)、二燃室(8)、鍋筒(11)、高溫豎井煙道(14)、急冷豎井煙道(22)和尾部煙道(30)組成，一燃室(3)位于二燃室(8)的下方，一燃室(3)上方出口與二燃室(8)下方進(jìn)口相連通，一燃室(3)下部側(cè)壁設(shè)有排渣口(34)，一燃室(3)下方設(shè)置有布風(fēng)裝置(1)，布風(fēng)裝置(I)下方為排空口(33)，一燃室(3)中央正上方頂部還設(shè)置有固體燃料進(jìn)料口(5)，二燃室(8)側(cè)壁下方設(shè)置有燃燒器(6)和輔助燃燒器(7)，二燃室(8)側(cè)壁上方設(shè)置有SNCR裝置(10)，鍋筒(I)設(shè)置在二燃室(8)上方，二燃室(8)出口與高溫豎井煙道(14)連接，高溫豎井煙道(14)內(nèi)部從上至下依次設(shè)置有高溫段蒸發(fā)器(15)，低溫過熱器(16)和高溫過熱器(17)，高溫豎井煙道(14)底部設(shè)有高溫豎井煙道積灰斗(19)，高溫豎井煙道(14)出口通過管道與急冷豎井煙道(22)連接，急冷豎井煙道(22)內(nèi)部從上至下依次設(shè)置有高溫空氣預(yù)熱器(23)，急冷段蒸發(fā)器(24)和省煤器組(25)，急冷豎井煙道(22)下部設(shè)有急冷噴霧裝置(27)，急冷豎井煙道(22)底部設(shè)置有急冷段豎井煙道積灰斗(28)，急冷豎井煙道(22)出口通過管道與尾部煙道(30)連接，尾部煙道(30)內(nèi)部從下至上依次設(shè)置有一級(jí)低溫空氣預(yù)熱器(31)和二級(jí)低溫空氣預(yù)熱器(29)，尾部煙道(30)底部設(shè)置有尾部煙道積灰斗(32)，一燃室(3)和二燃室(8)內(nèi)壁設(shè)有膜式水冷壁(4)，高溫豎井煙道(14)和急冷豎井煙道(22)內(nèi)壁分別設(shè)置有第一包墻水冷壁(13)和第二包墻水冷壁(21)，膜式水冷壁(4)內(nèi)部管道兩端分別與一燃室(3)下部的爐膛水冷壁進(jìn)口集箱(2)和二燃室(8)上部的爐膛水冷壁出口集箱(12)連接，第一包墻水冷壁(13)內(nèi)部管道兩端分別與高溫豎井煙道(14)下部的第一包墻水冷壁進(jìn)口集箱(18)和二燃室(8)上部的爐膛水冷壁出口集箱(12)連接，第二包墻水冷壁(21)內(nèi)部管道兩端分別與急冷豎井煙道(22)下部的第二包墻水冷壁進(jìn)口集箱(26)和急冷豎井煙道(22)上部的第二包墻水冷壁出口集箱(20)連接。
2.如權(quán)利要求I所述的湍流式危險(xiǎn)廢物熱解焚燒爐，其特征在于一燃室(3)頂部和二燃室(8)底部連通處設(shè)有爐拱(36)，二燃室(8)中段還設(shè)有折焰角(9)。
3.如權(quán)利要求I所述的湍流式危險(xiǎn)廢物熱解焚燒爐，其特征在于急冷豎井煙道(22)中的高溫空氣預(yù)熱器(23)，急冷段蒸發(fā)器(24)和省煤器組(25)從上至下依次布置，且高溫空氣預(yù)熱器(23)，急冷段蒸發(fā)器(24)和省煤器組(25)之間連續(xù)無(wú)間隔。
4.如權(quán)利要求I所述的湍流式危險(xiǎn)廢物熱解焚燒爐，其特征在于一燃室(3)爐膛內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)襯(35)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于危險(xiǎn)廢物焚燒處理和熱能回用的湍流式危險(xiǎn)廢物熱解焚燒爐，湍流式危險(xiǎn)廢物熱解焚燒爐由一燃室、二燃室、高溫豎井煙道、急冷豎井煙道和尾部煙道組成，一燃室下方為布風(fēng)裝置，一燃室和二燃室連通處設(shè)置有爐拱，二燃室出口依次設(shè)置高溫豎井煙道、急冷豎井煙道和尾部煙道，一燃室和二燃室內(nèi)壁設(shè)有膜式水冷壁，高溫豎井煙道和急冷豎井煙道內(nèi)壁分別設(shè)有第一包墻水冷壁和第二包墻水冷壁。本發(fā)明的湍流式危險(xiǎn)廢物熱解焚燒爐，通過合理的燃燒過程組織和強(qiáng)化湍流，既可提高危險(xiǎn)廢物的焚燒溫度和焚燒效率，也可有效避免結(jié)焦現(xiàn)象的產(chǎn)生，燃燒過程安全、穩(wěn)定、可靠，燃燒效率高，二次污染小。
文檔編號(hào)F23G7/00GK102788355SQ20121030533
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者朱文淵, 李先旺 申請(qǐng)人:武漢都市環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司