專利名稱：渦旋循環(huán)流化床垃圾焚燒爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種垃圾焚燒爐，特別是指一種渦旋循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，該焚燒爐用于處理生活垃圾和工業(yè)垃圾。
垃圾焚燒處理是實現(xiàn)城市垃圾減量化、無害化和資源化處理的一種有效方式。隨著城市人口的增長和城市面積的不斷擴大，可用于垃圾填埋的土地越來越少，焚燒方法將是城市垃圾處理的一個重要發(fā)展方向。由于受飲食習(xí)慣和垃圾收集方式的影響，我國城市生活垃圾熱值低，含有較多不可燃物。本實用新型涉及一種渦旋循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，可用于焚燒未經(jīng)分選破碎和含有較大尺寸不可燃物的原生垃圾。
流化床爐用于垃圾焚燒具有優(yōu)異的環(huán)保性能，但普通的燃煤流化床爐燃用生活垃圾時，對垃圾的尺寸有較高的要求，需對垃圾進行分選和破碎等預(yù)處理。由于生活垃圾成分復(fù)雜，形態(tài)和重度差異大，既有廚余和塑料袋等柔軟物又有金屬和建筑垃圾等硬物，使得垃圾機械分選和破碎工藝系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備投資較高。因此，對中小型焚燒爐來說，最好能夠直接燃用原生垃圾。采用流化床爐直接燃燒未經(jīng)預(yù)處理的原生垃圾必須解決以下問題1、原生垃圾水分高、熱值低、給料難以穩(wěn)定、組分和熱值變動大，必須要有足夠大的床料蓄熱量以減小給料和熱值變化引起的燃燒波動。
2、進入流化床內(nèi)的不可燃物能夠連續(xù)排出，不發(fā)生堆積現(xiàn)象。
3、垃圾中含有聚氯乙烯等含氯物質(zhì)，燃燒過程易生成二惡英(PCDD)，呋喃(PCDF)等有害物質(zhì)。這些有害物質(zhì)只有在足夠高的燃燒溫度和足夠長的停留時間下才能徹底消除。流化床工作溫度一般在850-950℃，為了獲得較高的有害物質(zhì)的破壞和去除率，必須提高流化床焚燒爐懸浮段燃燒湍流強度。
為了解決上述問題，本實用新型所說的渦旋循環(huán)流化床垃圾焚燒爐采用了獨特的結(jié)構(gòu)型式和燃燒控制方法。
本實用新型的目的在于，提供一種渦旋循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，其具有相對結(jié)構(gòu)簡單，垃圾燃燒充分。
本實用新型的另一目的在于，提供一種渦旋循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，其具有污染小、燃燒穩(wěn)定和維修費用低等優(yōu)點。
本實用新型一種渦旋循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，其特征在于，包括一個非均勻布風(fēng)的差速流化床，其上部為渦旋燃燒室；渦旋燃燒室出口連接高溫旋風(fēng)分離器，高溫旋風(fēng)分離器下部和返料器進口相連，返料器出口通過返料管和差速流化床相連接；高溫旋風(fēng)分離器的出口和余熱鍋爐相連；在尾部煙道設(shè)有空氣預(yù)熱器；在差速流化床的下端一側(cè)接有一排渣管，該排渣管的下端接有出渣機，出渣機接床料篩選裝置，床料篩選裝置接多斗提升機，多斗提升機經(jīng)床料回送管接到渦旋燃燒室的下部。
其中差速流化床采用傾斜布風(fēng)板，傾斜布風(fēng)板從給料管一側(cè)向排渣管方向傾斜，傾斜角為10-15°；傾斜布風(fēng)板上有高度逐排降低的風(fēng)帽，傾斜布風(fēng)板下面設(shè)有兩個獨立的風(fēng)室；在傾斜布風(fēng)板較低一側(cè)設(shè)有排渣管，排渣管進口為矩形。
其中渦旋燃燒室的四面爐墻上設(shè)有分層布置的二次風(fēng)噴嘴，每層平面上有四個二次風(fēng)噴嘴，四個二次風(fēng)噴嘴相切布置，每個二次風(fēng)噴嘴角度可調(diào)。
為進一步說明本實用新型的結(jié)構(gòu)和特征，
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作一詳細(xì)的描述，其中


圖1為本實用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為
圖1中的差速流化床的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖圖3為
圖1中的渦旋燃燒室的斷面圖，顯示層布置的二次風(fēng)噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖。
請參閱
圖1、圖和圖3所示，本實用新型所說的渦旋循環(huán)流化床垃圾焚燒爐主要由差速流化床1、渦旋燃燒室2、高溫旋風(fēng)分離器3、返料器4、余熱鍋爐5和空氣預(yù)熱器6等組成。其中包括非均勻布風(fēng)的差速流化床1，其上部為渦旋燃燒室2；渦旋燃燒室2出口連接高溫旋風(fēng)分離器3，高溫旋風(fēng)分離器3下部和返料器4進口相連，返料器4出口通過返料斜管17和差速流化床1相連接；高溫旋風(fēng)分離器3的出口和余熱鍋爐5相連；在尾部煙道設(shè)有空氣預(yù)熱器6。在差速流化床1的下端一側(cè)接有一排渣管9，該排渣管9的下端接有出渣機13，出渣機13接床料篩選裝置18，床料篩選裝置18接多斗提升機19，多斗提升機19經(jīng)床料回送管20接到渦旋燃燒室2的下部。
其中差速流化床1采用傾斜布風(fēng)板7，傾斜布風(fēng)板7從給料管8一側(cè)向排渣管9方向傾斜，傾斜角為10-15°；傾斜布風(fēng)板7上有高度逐排降低的風(fēng)帽10(風(fēng)帽可用普通結(jié)構(gòu)的風(fēng)帽，也可用定向風(fēng)帽)，傾斜布風(fēng)板7下面設(shè)有兩個獨立的風(fēng)室11和12；在傾斜布風(fēng)板7較低一側(cè)設(shè)有排渣管9，排渣管9進口為矩形。
其中，排渣管9下部和出渣機13相連接。差速流化床前墻有一個向燃燒室內(nèi)折轉(zhuǎn)的前拱14，在前拱14上有垃圾進料管8。差速流化床后墻上有一段折轉(zhuǎn)墻15，用以加強床料的橫向混合。渦旋燃燒室的四面爐墻上設(shè)有分層布置的二次風(fēng)噴嘴16，每層平面上有四個二次風(fēng)噴嘴16，四個二次風(fēng)噴嘴16相切布置，每個二次風(fēng)噴嘴16角度可調(diào)。
本實用新型所說的渦旋循環(huán)流化床垃圾焚燒爐工作和燃燒控制過程如下垃圾由給料管8送入差速流化床1進行焚燒。垃圾送入差速流化床1，重質(zhì)垃圾進入差速流化床1中燃燒，輕質(zhì)垃圾和熱解氣化形成的可燃?xì)怏w進入上部渦旋燃燒室2燃燒。隨著垃圾給入量的變化，差速流化床兩個區(qū)域的流化風(fēng)速可以通過改變進入分風(fēng)室的風(fēng)量調(diào)節(jié)，以控制垃圾燃燒速率，使燃燒更加穩(wěn)定。差速流化床1內(nèi)燃燒溫度控制在650-800℃，渦旋燃燒室2溫度為850-950℃。這種溫度分布既能夠防止流化床內(nèi)出現(xiàn)結(jié)渣現(xiàn)象，又能夠使輕質(zhì)垃圾和熱解氣化形成的可燃?xì)怏w在懸浮段的高溫和湍流作用下充分燃燼。離開渦旋燃燒室2的高溫?zé)煔膺M入旋風(fēng)分離器3，其中攜帶的細(xì)顆粒被分離器分離收集下來，通過返料器4送回爐內(nèi)。離開旋風(fēng)分離器3的高溫?zé)煔饨?jīng)過余熱鍋爐5和空氣預(yù)熱器6后被冷卻到200℃左右。余熱鍋爐5根據(jù)實際需要可設(shè)計成蒸汽鍋爐或熱水鍋爐?？諝忸A(yù)熱器6可將一、二次風(fēng)預(yù)熱到250-300℃，用以提高垃圾燃燒的穩(wěn)定性。離開空氣預(yù)熱器6的煙氣進入有害氣體凈化反應(yīng)器和除塵器(凈化反應(yīng)器和除塵器為已有技術(shù)，圖中未示)，除去有害氣體和固體顆粒，凈化后的煙氣經(jīng)引風(fēng)機和煙囪排入大氣。垃圾中的不可燃物和床料一起通過出渣機13送到床料篩分裝置18上，分離出的床料由多斗提升機19送回焚燒爐內(nèi)，不可燃物則通過灰渣輸送系統(tǒng)送入渣坑。
本實用新型所說的渦旋循環(huán)流化床垃圾焚燒爐采用較低的流化風(fēng)速，床料量多蓄熱量大，因此，給料和熱值變化引起的燃燒波動較小。懸浮空間采用物料循環(huán)和渦旋燃燒結(jié)合方式，湍流強度高，燃燒溫度均勻，可獲得很高的有害物質(zhì)的破壞和去除率。渦旋循環(huán)流化床布風(fēng)板從給料口一側(cè)向排渣口方向傾斜。靠近給料口一側(cè)流化風(fēng)速低，靠近排渣口側(cè)流化風(fēng)速高，這種布風(fēng)板結(jié)構(gòu)和布風(fēng)方式可在流化床內(nèi)形成從給料口側(cè)向排渣口方向的顆粒橫向運動，從而提高入爐垃圾在流化床內(nèi)的橫向摻混速率和推動大塊不可燃物向排渣口方向運動。渦旋循環(huán)流化床垃圾焚燒爐的排渣口布置在布風(fēng)板低端外側(cè)，這樣可使排渣口開得很大而不會影響流化質(zhì)量，實際上渦旋循環(huán)流化床的排渣口比給料口大，從而保證進入焚燒爐的不可燃物都能從排渣口排出。為了防止不可燃物在流化床內(nèi)堆積造成流化狀況惡化，渦旋循環(huán)流化床采用連續(xù)排渣工作方式。渦旋循環(huán)流化床垃圾焚燒爐的這種結(jié)構(gòu)和工作方式，使其能夠直接燃用未經(jīng)分選和破碎的原生垃圾。渦旋循環(huán)流化床不可燃物排放過程中，床料隨同排出，為了維持床料平衡，在出渣機出口設(shè)有床料分選裝置，分選出的床料通過回送系統(tǒng)送回焚燒爐內(nèi)，不可燃物進入灰渣輸送系統(tǒng)。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，渦旋循環(huán)流化床垃圾焚燒爐具有下列優(yōu)點1、垃圾燃燼充分，減量化程度高。
2、不需要復(fù)雜的預(yù)處理系統(tǒng)，節(jié)約大量設(shè)備投資和基建投資。
3、采用差速流化床，燃燒更加穩(wěn)定。
4、污染物排放量少。流化床焚燒爐采用850-950℃的低溫燃燒和分級燃燒，有害氣體生成量少。利用爐內(nèi)燃燒溫度低和氣固混合強烈的特點，加入少量石灰石等添加劑可有效地除去大部分的有害氣體，減少尾氣凈化負(fù)擔(dān)。
5、高溫區(qū)沒有運動部件，故障少、維修費用低。
權(quán)利要求1.一種渦旋循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，其特征在于，包括一個非均勻布風(fēng)的差速流化床(1)，其上部為渦旋燃燒室(2)；渦旋燃燒室(2)出口連接高溫旋風(fēng)分離器(3)，高溫旋風(fēng)分離器(3)下部和返料器(4)進口相連，返料器(4)出口通過返料斜管(17)和差速流化床(1)相連接；高溫旋風(fēng)分離器(3)的出口和余熱鍋爐(5)相接，在尾部煙道設(shè)有空氣預(yù)熱器(6)；在差速流化床(1)的下端一側(cè)接有一排渣管(9)，該排渣管(9)的下端接有出渣機(13)，出渣機(13)接床料篩選裝置(18)，床料篩選裝置(18)接多斗提升機(19)，多斗提升機(19)經(jīng)床料回送管(20)接到渦旋燃燒室(2)的下部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，其特征在于，其中差速流化床(1)采用傾斜布風(fēng)板(7)，傾斜布風(fēng)板(7)從給料管(8)一側(cè)向排渣管(9)方向傾斜；傾斜布風(fēng)板(7)上有高度逐排降低的風(fēng)帽(10)；傾斜布風(fēng)板(7)下面設(shè)有兩個獨立的風(fēng)室(11)和(12)；在傾斜布風(fēng)板(7)較低一側(cè)設(shè)有排渣管(9)，排渣管(9)進口為矩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦旋循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，其特征在于，其中傾斜布風(fēng)板(7)從給料管(8)一側(cè)向排渣管(9)方向傾斜，其傾斜角為10-15°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，其特征在于，其中渦旋燃燒室(2)的四面爐墻上設(shè)有分層布置的二次風(fēng)噴嘴(16)，每層平面上有四個二次風(fēng)噴嘴(16)，四個二次風(fēng)噴嘴(16)相切布置，每個二次風(fēng)噴嘴角度可調(diào)。
專利摘要本實用新型涉及一種渦旋循環(huán)流化床垃圾焚燒爐,其特征在于,包括一個非均勻布風(fēng)的差速流化床,其上部為渦旋燃燒室;渦旋燃燒室出口連接高溫旋風(fēng)分離器,高溫旋風(fēng)分離器下部和返料器進口相連,返料器出口通過返料管和差速流化床相連接;高溫旋風(fēng)分離器的出口和余熱鍋爐相連;在尾部煙道設(shè)有空氣預(yù)熱器;本渦旋循環(huán)流化床垃圾焚燒爐焚燒垃圾產(chǎn)生的熱量可用于生產(chǎn)熱水、蒸汽和發(fā)電。
文檔編號F23G5/30GK2377450SQ9921682
公開日2000年5月10日 申請日期1999年7月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月12日
發(fā)明者方建華, 楊振良, 金堅, 曹俊斌, 姜鴻安, 徐紀(jì)清, 翟華, 陳超, 王雪青, 李堅 申請人:中國科學(xué)院工程熱物理研究所, 中聯(lián)環(huán)保技術(shù)工程有限公司