高溫焚燒垃圾的方法及其設備的製作方法
2023-07-19 16:48:46 1
專利名稱：高溫焚燒垃圾的方法及其設備的製作方法
技術領域：
本發明屬高溫焚燒垃圾的方法及其設備領域。
背景技術：
由於多種條件限制，目前城鎮生活垃圾處理相當大部分仍採用填埋方式處理。大量的垃圾填埋是一個長期存在的汙染源，對地下水和土壤等已經造成了明顯的威脅和危害，並佔用大量的土地。
垃圾焚燒可以實現垃圾的減量化、無害化和資源化，被認為是垃圾處理較好的辦法之一。但常溫焚燒垃圾時，煙氣中會產生二惡英(DIOXIN)和呋喃(FURANE)等有害物質汙染環境，只有當焚燒溫度高於800℃時，有害物質才能在燃燒中裂解並被充分燃盡。
目前部分城市已從國外引進了垃圾焚燒設備焚燒垃圾，雖有一定效果，但投資大，運行成本高，而且因我國城市生活垃圾中不可燃成分比例差異大，垃圾熱值低、水分含量高，垃圾的成分因地域、季節、城市消費水平等因素不同而變化，垃圾在焚燒前往往需要進行很不衛生又極難機械化的分揀處理，且焚燒效果不穩定。
發明內容
本發明的目的在於提供一種能實施高溫焚燒垃圾、產生汙染少、且投資少、運行成本低、適應性廣的高溫焚燒垃圾的方法及其設備。
本發明以如下技術方案解決上述技術問題高溫焚燒垃圾的方法是在高溫下焚燒垃圾，利用焚燒垃圾產生的高溫缺氧煙氣將未被焚燒垃圾中的可燃物質炭化，將炭化過程產生的煙氣送入餘熱利用裝置降溫後，再用於將未被炭化的垃圾烘乾，烘乾區的煙氣淨化後排放。
本高溫焚燒垃圾方法所用的高溫焚燒爐可以採用如下結構在水平隧道爐體內，在烘乾區、炭化區和焚燒區上部分別有由在爐膛頂部內表面的凹坑和焚燒車頂面構成的抽氣腔和焚燒腔，爐膛兩壁各有凹槽風道，焚燒區的焚燒腔與炭化區的凹槽風道相通，炭化區的抽氣腔經爐外的餘熱利用裝置與烘乾區的凹槽風道連通，烘乾區的抽氣腔接爐外的煙氣淨化系統。爐膛內有焚燒車，焚燒車的兩車壁之間有多根通氣管連接，管口通車外。
焚燒車的通氣管壁有小孔及清灰槽口。
本發明的優點如下1、垃圾不需分選，不需破碎，即來即燒，垃圾適應性廣。
2、垃圾被炭化再焚燒，熱值高，爐溫高達850℃以上，使二惡英等有害物質充分裂解，煙氣汙染少。
3、不僅利用了餘熱，還利用了高溫炭化過程中氣化出來的可燃氣體，熱利用率高。
4、能實現連續化工作，焚燒處理垃圾速度快，處理量大。
5、設備結構簡單，建造和運行成本低。
圖1是本發明方法所用的高溫炭化垃圾焚燒爐的縱剖面結構示意圖。
圖2是圖3的A-A剖面圖。
圖3是本高溫炭化垃圾焚燒爐有凹槽風道和抽氣腔(或焚燒腔)部分的橫剖面結構示意圖。
圖4是焚燒車的三維視圖。
圖5是本發明的總體布置示意圖。
圖中各符號標誌為1爐體 2焚燒腔 3火焰噴入口 4自動隔風板 5引風管 6炭化區抽氣腔 7自動隔風板 8引風管 9烘乾區抽氣腔 10垃圾裝載口 11焚燒車 12驅動裝置 13垃圾 14餘熱利用煙氣管 15爐基 16導軌 17熄火區 18焚燒區 19炭化區 20烘乾區 21垃圾裝載區 22焚燒區凹槽風道 23炭化區凹槽風道 24烘乾區凹槽風道 25風道連接口26焚燒腔與炭化區凹槽風道連接口 27車壁 28通風管口 29積灰腔空氣入口 30車輪31耐火磚 32通風管 33小孔 34爐條 35清灰槽口 36積灰腔 37卸灰板 38出口調度車 39燃燒機 40煙囪 41煙氣淨化塔 42旋流器 43燃燒室 44煙氣除塵塔 45餘熱鍋爐 46抽風機 47輸送帶 48入口調度車 49焚燒車回程軌道 50回程電動拖車51卸灰槽 52煙氣抽風機 53調度車導軌 54鼓風機 55燃燒機具體實施方式
高溫焚燒垃圾全過程可分為五段裝料、烘乾、炭化、焚燒和熄火。在高溫下將垃圾焚燒，利用焚燒產生的高溫缺氧煙氣將未被焚燒的可燃燒垃圾炭化後，再將炭化過程產生的煙氣送入餘熱利用裝置利用餘熱，被利用餘熱後的煙氣降溫再被鼓入烘乾區將未進入炭化階段的垃圾烘乾，烘乾區的煙氣最後被抽至煙氣淨化系統淨化後從煙囪排放。用這種方法處理垃圾，不僅大大減少了垃圾所佔容積，而且充分利用了垃圾中的熱量，降低了垃圾處理的費用，社會和經濟效果都非常顯著。
本發明所用的焚燒設備是一條水平隧道爐，爐體1內壁襯耐火磚，爐膛頂部內表面有分隔的的凹腔，分別與烘乾區20、炭化區19和焚燒區18下方的焚燒車11車頂構成抽氣腔9、抽氣腔6和焚燒腔2；上述各區的爐膛兩壁分別有凹槽風道24、23、22，焚燒區的焚燒腔2與炭化區的凹槽風道23間有通風接口26連通，炭化區的抽氣腔6和餘熱利用裝置連通，餘熱利用裝置與烘乾區的凹槽風道24連通，烘乾區的抽氣腔9與煙氣淨化系統連通；熄火區17爐膛兩壁的凹槽風道與焚燒區凹槽風道相連，另一頭延伸至爐外。焚燒腔外有火焰點火口3。
爐膛內爐基15上有軌道16、焚燒車11和車輪30，焚燒車兩側壁27間有多根通風管32連接，通風管管壁上有許多通透的小孔33，底側有清灰槽口35，管口28通車外。車壁27內襯有耐火磚31，壁上還有積灰腔的空氣入口29；焚燒車下部有爐條34、積灰腔36及卸灰板37。焚燒車的高度和寬度稍小於無凹槽風道和抽氣腔(或焚燒腔)的爐膛高度和寬度。
烘乾區與炭化區、炭化區與焚燒區交接處上方分別有自動隔風板7和4，其作用是當焚燒車中的垃圾向下收縮後，能向下擺，起到隔風作用。
可在焚燒車車壁和爐壁之間設計機械密封裝置，以儘量減少漏風。
本發明的垃圾焚燒裝置，由凹槽風道、抽氣腔(或焚燒腔)與焚燒車配合形成烘乾、炭化、焚燒通風系統。運行工作時，焚燒車在爐入口被驅動裝置12逐一推入爐內，在垃圾裝載區21的垃圾裝載口10用輸送帶47裝滿垃圾13，再被推入烘乾區20烘乾，繼而進入炭化區19，垃圾內的可燃燒物質在此被高溫缺氧煙氣炭化，然後再進入焚燒區18焚燒，最後垃圾在熄火區17被燃盡；當焚燒車推出爐尾卸除不可燃燒物質和灰燼後，被調回爐口重複上述過程。由於垃圾炭化後再燃燒，放出大量熱量，為垃圾焚燒提供了部分熱量來源。
焚燒爐運行時，用燃燒機39將火焰經火焰噴入口3噴入焚燒區內，由於各抽氣機運轉的作用，爐內空間形成負壓，爐外空氣從爐尾沿凹槽風道22進入焚燒區18內，並經焚燒車的通風管32和積灰腔36從通風管的小孔33、清灰槽孔35和爐條34間隙進入垃圾內助燃，再進入焚燒腔2焚燒，焚燒產生的高溫缺氧煙氣經通風接口26通入炭化區19的凹槽風道23，再從焚燒車通風管的小孔、清灰槽孔和爐條間隙進入垃圾內將垃圾內的可燃燒物質炭化，煙氣進入炭化區抽氣腔6，溫度還有很高，同時由於垃圾在高溫炭化過程中，部份物質在高溫環境中被氣化成可燃氣體蒸發出來加入到煙氣中，煙氣從抽氣腔6經引煙管5導入設在爐外的餘熱利用裝置，以充分利用餘熱和可燃氣體；煙氣在餘熱利用裝置經換熱降溫後，再次被抽風機46將其經餘熱利用煙氣管14、風道連接口25導入烘乾區凹槽風道24，再從焚燒車通風管的小孔、槽孔和爐條間隙進入垃圾內將垃圾烘乾，煙氣進入烘乾區抽氣腔9，被抽風機52抽經淨化引氣管8進入煙氣淨化系統，經煙氣除塵塔44、煙氣淨化塔41後由煙囪40排空。除塵塔可採用空心塔脫硫除塵，煙氣淨化塔可採用流化填料吸收。
為更好利用餘熱，可採取如下方法提高餘熱煙氣溫度加入空氣高溫氧化燃燒升溫後再加以利用。餘熱利用裝置可以採用如圖5所示的結構和運行方式由炭化室抽出的煙氣在旋流器42與由鼓風機54鼓入的空氣混合後，再進入配有燃燒機55的燃燒室43內高溫氧化燃燒，然後再通入餘熱鍋爐45換熱，降溫後的煙氣再次被抽風機46抽經餘熱利用煙氣管14、風道連接口25導入烘乾區凹槽風道24對垃圾烘乾。餘熱鍋爐可生產高溫蒸汽發電或用於其它用途。餘熱利用裝置也可以是生產機制木炭的炭化爐等。
焚燒車的回程調度系統，與煅燒紅磚隧道爐的煅燒車回程調度系統基本相同，由焚燒車回程軌道49、調度車導軌53、出口調度車38、入口調度車48、回程電動拖車50、卸灰槽51等組成。
控制設計採用一臺可編程序控制器(PLC)編程控制系統，可全部實現自動化運行。
使用本發明方法所述的高溫焚燒爐時，點火階段前6車先裝碎木柴和木炭、煤炭混合粒，第一車還需拌有煤油，以利點火。第一輛焚燒車到達焚燒區後，開動兩臺燃燒機向焚燒腔噴火，並同時開動各抽風機、餘熱利用裝置及煙氣淨化排放系統，焚燒區達到850℃高溫後，燃燒機自動停止噴火，投入正常運行(當遇到垃圾熱值太低，爐溫不夠高時燃燒機會自動噴火增溫)。正常情況下，焚燒車在爐內被驅動裝置推動緩慢行進，運行到出口時，車內的可燃垃圾全部被燃盡，當焚燒車推出出口後，被焚燒車回程調度系統接入卸灰槽51，卸除不可燃垃圾及灰燼後調至爐入口再次裝垃圾、烘乾、炭化、焚燒，周而復始運行。
餘熱利用裝置可採用重油燃燒機點火，燃燒室達到預定溫度後，燃燒機自動停止噴火，進入正常運行，當遇到垃圾熱值太低、燃燒室溫度不夠高時，重油燃燒機自動噴火加溫，以保持燃燒室有足夠高的溫度，將可燃氣體燃盡，減少煙氣汙染和保證能產生足夠的蒸汽量或熱量。
一條長80至120米、爐膛寬2--3米、高2.5--3.5米的爐子，日垃圾處理量可達200噸。
權利要求
1.一種高溫焚燒垃圾的方法，其特徵是在高溫下焚燒垃圾，利用焚燒垃圾產生的高溫缺氧煙氣將未被焚燒垃圾中的可燃物質炭化，將炭化過程產生的煙氣送入餘熱利用裝置降溫後，再用於烘乾未被炭化的垃圾，烘乾區的煙氣淨化後排放。
2.一種高溫焚燒垃圾所用的高溫焚燒爐，其特徵是在水平隧道爐體內，在烘乾區、炭化區和焚燒區上部分別有由在爐膛頂部內表面的凹坑和焚燒車頂面構成的抽氣腔和焚燒腔，爐膛兩壁各有凹槽風道，焚燒區的焚燒腔與炭化區的凹槽風道相通，炭化區的抽氣腔經爐外的餘熱利用裝置與烘乾區的凹槽風道連通，烘乾區的抽氣腔接爐外的煙氣淨化系統。爐膛內有焚燒車，焚燒車的兩車壁之間有多根通氣管連接，管口通車外。
3.如權利要求2所述的高溫焚燒爐，其特徵是焚燒車的通氣管壁有小孔及清灰槽口。
全文摘要
一種高溫焚燒垃圾的方法及其設備，在高溫下焚燒垃圾，利用焚燒垃圾產生的高溫缺氧煙氣炭化垃圾中的可燃物質，炭化室的煙氣送入餘熱利用裝置降溫後，再用於垃圾烘乾。其所用的高溫焚燒爐有烘乾區、炭化區和焚燒區，由各區的凹槽風道、抽氣腔(或焚燒腔)與焚燒車配合形成烘乾、炭化、焚燒通風系統。爐膛內有焚燒車，焚燒車的兩車壁之間有多根通氣管連接，管口通車外。使用本發明的方法垃圾不需分選、破碎，爐溫高達850℃以上，使有害物質充分裂解，煙氣汙染少，熱利用率高，實現連續化工作，設備結構簡單，建造和運行成本低。
文檔編號F23G5/04GK1757967SQ20051001980
公開日2006年4月12日 申請日期2005年11月10日 優先權日2005年11月10日
發明者彭承襟 申請人:朱新發, 羅國慶, 彭承襟