一種新型高效垃圾熱解焚燒爐的製作方法
2023-10-09 18:46:59 2
專利名稱：一種新型高效垃圾熱解焚燒爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及固體垃圾的燃燒處理，具體說是一種新型高效垃圾熱解焚燒爐。
2.背景技術環境保護是我國的一項長期基本國策，防治環境汙染和生態破壞，合理開發和利用自然資源，關係到國家的全局利益和長遠發展。但是，由於歷史的積澱和所處經濟發展階段的局限性，我國環境形勢十分嚴峻。目前，我國70％的城市都已形成了「垃圾圍城」現象，造成嚴重的環境問題。合理地處置城市垃圾，研究開發適合我國國情的垃圾處理和利用技術是一項緊迫的課題。目前，垃圾處理技術主要包括填埋、堆肥和焚燒。現在，我國土地資源日益緊張，加之原來的城市垃圾堆放已佔用了大量土地，所以繼續強調填埋是不現實的。堆肥技術利用微生物對垃圾中的有機物進行發酵、降解，使之成為穩定的有機質，並利用發酵過程的高溫殺死有害病菌、病毒，達到無害化指標。堆肥過程需精細管理，而且處理周期長、佔地大，加之我國的城市垃圾有機質含量較低，而且源頭上絕大多數垃圾不分撿，所以在絕大多數場合也並不適合採用堆肥技術。焚燒垃圾是垃圾高溫分解和深度氧化的綜合過程。它的優點主要是可迅速、大幅度實現垃圾減量化，減量幅度可達90％，徹底殺滅垃圾中的有害細菌和病毒，可實現垃圾的資源化利用。但是垃圾的焚燒過程包含複雜的化學反應，不可避免地產生二次汙染物。焚燒爐尾氣中不僅包含粉塵、滷化氫(主要為氯化氫)、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、痕量重金屬等危害人體健康的排放物，而且還會產生致癌劇毒物質二惡英等有機微量汙染物，從而大大限制了它的適用範圍。而且由於存在高溫腐蝕問題和垃圾品質波動大，垃圾焚燒發電效率也較低。垃圾熱解法是指在隔絕空氣和缺氧條件下，垃圾中的有機物質在適當的高溫下發生物理、化學分解，生成燃氣或燃油等化學製品。製取的燃氣主要成分是H2、CO、CH4、甲醛、甲醇、焦油等。燃料油的主要產物是汽油和焦油。該方法在控制二次汙染和回收能量方面優於垃圾焚燒法，但是由於有大量焦油生成，易堵塞後續管道，運行成本較高。
3.發明內容為了克服單獨熱解或燃燒垃圾方法的不足，本實用新型的技術方案在垃圾熱解、焚燒技術的基礎上，充分發揮熱解和燃燒的優點，通過對兩個工段的耦合、優化，設計出一種新型高效垃圾熱處理爐——垃圾熱解焚燒爐。
本垃圾熱解焚燒爐由熱解區、燃燒區和氣/固分離區三部分組成。為了增加鍋爐出力，燃燒區的相對兩側設置了兩個熱解區，使鍋爐運行工況更加穩定。運行時，首先是垃圾在熱解區熱解，充分利用垃圾熱解的還原氣氛，破壞劇毒物質二惡英前驅體的生成，同時生成H2S、NH3等還原性氣體和部分碳黑，然後這些氣體和熱解半焦由爐排進入燃燒區在氧化性氣氛下燃燒或和氧化劑發生複雜的氧化還原反應，同時在燃燒區加入石灰以脫除生成的酸性汙染性氣體，從而保證垃圾焚燒後的尾氣中只含有極少量的氯化氫、二氧化硫和氮氧化物等汙染性氣體，尤其是在燃燒區就有效脫除了氯化氫，避免了氯化氫的高溫腐蝕問題。熱解區生成的碳黑經過燃燒區炙熱的半焦層時，會被從尾氣中分離下來(此時炙熱的半焦層相當於一個慣性分離器)，從而顯著減少了不完全燃燒現象。燃燒熱量通過燃燒區的換熱器而被回收利用，燃燒區出來的尾氣通過一個旋風分離器分離淨化後，進入後續工段。分離下來的物料重新回到燃燒區焚燒，提高了鍋爐燃燒效率和脫氯、脫硫效率。熱解焚燒爐採用碳鋼製造。
通過垃圾熱解、焚燒工藝的優化集成，徹底解決了垃圾焚燒難以克服的二惡英和氯化氫高溫腐蝕問題。與現有的垃圾熱處理技術相比具有以下優點①可以先將垃圾中的有機物轉化為燃料氣、燃料油等易利用能源，從而有效提高爐子的熱效率，顯著減少了不完全燃燒現象，整個熱處理過程基本無煙產生。②由於汙染物的處理在垃圾經過熱解後進行，所以需處理的煙氣量小。③熱解區由於是缺氧分解，排氣量少，而且從根本上抑制了二惡英前驅體的生成，從而使燃燒區也不會生成二惡英。④熱解區廢物中的氯、硫、重金屬等有害成分首先被固定在炭黑中。接著燃燒區中由於實現了燃燒中脫氯、脫硫，從而大大減輕了對大氣環境的二次汙染。⑤同樣，熱解和燃燒的優化耦合也保證了NOx的排放明顯減少，從而大大減輕了尾氣淨化部分的壓力和技術解決難度，從而顯著降低了投資和運行費用。
4.
附圖是本實用新型的結構示意圖。1是加垃圾口，2是熱解室，3是爐排，4是風門，5是立管，6是旋風分離器，7是螺旋給料器，8是石灰倉，9是燃燒室，10是煙道，11是換熱器，12是灰室。
5.具體實施方式
結合附圖，對本實用新型的實施例加以說明。
日處理量200噸垃圾熱解焚燒爐運行過程如下步驟S1將待處理的生活垃圾首先由加垃圾口1加入垃圾熱解焚燒爐的熱解室2，此時石灰(CaO)先加入石灰倉8，然後由螺旋給料機7給入燃燒室9中；步驟S2熱解產生的氣體和熱解半焦進入燃燒室9，其中熱解半焦通過爐排3的運動到達燃燒室9；加入的石灰可以有效脫除燃燒室中生成的氯化物和硫化物。
步驟S3通過風門4鼓風強化燃燒室9的燃燒，通過換熱器11實現熱交換。被煙氣夾帶上去的固體物料經旋風分離器6分離，由立管5返回燃燒室9內進行再燃；步驟S4垃圾焚燒後的尾氣從旋風分離器6上部經煙道10進入後續工段。燃燒後的灰經灰室12排出。
權利要求1.一種新型高效垃圾熱解焚燒爐，其特徵在於本實用新型有熱解室(2)、燃燒室(9)和氣/固分離裝置，熱解室(2)頂部設有加垃圾口(1)，燃燒室(9)下部設有風門(4)和灰室(12)，燃燒室(9)設有石灰加入口。
2.按照權力要求1所述的高效垃圾熱解焚燒爐，其特徵在於石灰倉(8)中的石灰經螺旋給料器(7)輸送至石灰加入口；氣固分離裝置使用旋風分離器(6)，上部設有排氣口，下接立管(5)，把分離下來的物料返回燃燒室。
3.按照權力要求1或2所述的垃圾熱解焚燒爐，其特徵在於燃燒室(9)的相對兩側設置了兩個熱解室(2)。
4.按照權利要求1、2或3任一所述的高效垃圾熱解焚燒爐，其特徵在於爐體採用普通碳鋼。
專利摘要本實用新型涉及一種新型高效垃圾熱解焚燒爐，該爐由熱解區、燃燒區和氣/固分離區三部分組成。為了增加鍋爐出力，燃燒區的相對兩側設置了兩個熱解區，使鍋爐運行工況更加穩定。焚燒區出來的尾氣通過一個旋風分離器分離淨化後，進入後續工段。分離下來的物料重新回到焚燒區焚燒，提高了鍋爐燃燒效率和脫氯、脫硫效率。通過垃圾熱解、焚燒工藝的優化集成，徹底解決了垃圾焚燒難以克服的二惡英和氯化氫高溫腐蝕問題。
文檔編號F23G5/027GK2525381SQ0126771
公開日2002年12月11日 申請日期2001年10月16日 優先權日2001年10月16日
發明者朱廷鈺, 趙靜明, 何澤平 申請人:北京開元國泰環境工程有限公司