CN104728846A - 旋转式双滚筒焚烧炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种垃圾焚烧炉，特别涉及一种旋转式双滚筒焚烧炉。本发明利用烟气余热作为垃圾烘干的加热源和采用自然空气作为垃圾焚烧的助燃剂，以及采用飞灰吸附二噁英、重金属，替代添加辅助燃料助燃和投入吸附剂净化烟气的消耗型方案，以主动的预防和分解消除有机污染物的方法，替代污染物产生后的被动防治措施，其可使垃圾燃烧处理既节约资源又克服二次污染，实现环保与经济共存，达到节能环保的双重目的。

Description

旋转式双滚筒焚烧炉

技术领域

本发明涉及一种垃圾焚烧炉，特别涉及一种旋转式双滚筒焚烧炉。

 

背景技术

垃圾处理一直是一个困扰人类社会的世界性难题。没有及时无害化处理的垃圾占地围城、污染环境、传播疾病、制约经济发展、威胁社会的和谐与稳定。

焚烧处理垃圾已是无害化、减量化和资源化的基本取向。目前市场上由发达国家设计商垄断的主流炉型是“炉排式”垃圾焚烧炉，适用于发达国家垃圾分类、热值高（7700-13900KJ/kg），含水分＜25%，含灰分＜5%，有利于焚烧的特性。而我国与广大发展中国家是混合垃圾，热值低（3350-5000 KJ/kg），含水分40%-60%、含灰分15%-25%，不利焚烧的特性，因此花大钱引进的主流炉型“炉排式”焚烧炉常患“水土不宜”，需要添加20%以上的辅助燃料助燃才能维持正常燃烧；在烟气净化过程必须投入足量的活性炭和石灰等原料吸附、中和才能达标排放。我国年产垃圾量2亿吨，如果一半（1亿吨）采用炉排式焚烧炉无害化处理，每年就需要消耗2000万吨标准煤，消耗1500吨活性炭、消耗30万吨石灰。引进的主流炉型“炉排式”焚烧炉技术，其核心技术与结构原理仍然跳不出发达国家设计商的框框，均采用消耗型方案焚烧处理垃圾，有悖于建设资源节约型、环境友好型和建设创新型国家的基本国策，因此不能简单的采用主流炉型和仿效国外。

 

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种旋转式双滚筒焚烧炉，其利用烟气余热作为垃圾烘干的加热源和采用自然空气作为垃圾焚烧的助燃剂，以及采用飞灰吸附二噁英、重金属，替代添加辅助燃料助燃和投入吸附剂净化烟气的消耗型方案，以主动的预防和分解消除有机污染物的方法，替代污染物产生后的被动防治措施，其可使垃圾燃烧处理既节约资源又克服二次污染，实现环保与经济共存，达到节能环保的双重目的。

本发明所采用的技术方案如下：

一种旋转式双滚筒焚烧炉，包括烘干滚筒（烘干炉）和焚烧滚筒（焚烧炉），烘干滚筒置于焚烧滚筒的正上方各自独立运行，所述的焚烧滚筒为余热锅炉提供加热源，也为烘干滚筒提供已充分燃烧的尾气余热作为烘干垃圾的加热源，所述烘干滚筒的过料口通过料斗连通焚烧滚筒，为焚烧滚筒提供热值高、干燥而松散的垃圾燃料。

烘干滚筒由前后两端盖封闭，烘干滚筒内焊镶有扬料板，烘干滚筒由四个托轮支撑于滚道上，焚烧滚筒也由四个托轮支撑于滚道上，焚烧滚筒由前后两端盖封闭，焚烧滚筒内镶耐火砖及拨火板，沿焚烧滚筒外圆轴向开设5-7道径向给氧装置，径向给氧装置外围设有空气预热圈。

烘干滚筒的出口处设置筛分段，用于对烘干的垃圾燃料进行筛分，烘干滚筒与筛分段联合为一体，筛分段的封闭盖与烘干滚筒的后端盖相互连接，筛分段封闭盖下方开设筛分物卸料口，与所述的过料口连接相通。

焚烧滚筒出口处与二次燃烧室连接，所述的二次燃烧室分两路，一路水平直连余热锅炉，一路垂直往上由管道连通烘干滚筒。

焚烧滚筒外圆的径向给氧装置的空气预热圈的下方空气入口处，与“U”字型送灰机的上端连接。

一种旋转式双滚筒焚烧炉的烟气循环系统，由焚烧滚筒与二次燃烧室、余热锅炉、烟气余热管道、烘干滚筒、过料斗构成，焚烧滚筒与二次燃烧室、余热锅炉、烟气余热管道、烘干滚筒、过料斗依次顺序连接，过料斗再连接焚烧滚筒形成循环。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是： 

1、工作运行时，热风机引余热锅炉出口的热烟气吹入烘干炉，垃圾由旋转的烘干炉膛内的扬料板，连续不断的提升、撒落、推进，垃圾受热、蒸发、干燥，烘干过程剥离附着于垃圾的泥沙、灰分经筛分段筛分后，垃圾成为干燥而松散的易燃物，热值≥6000KJ/kg，含水分≤15%，含灰分≤2%，任何季节不需要添加辅助燃料，能够持续稳定自燃。

2、在烘干的过程，部分可燃物受热分解为轻质的可燃气体和残留碳化物，以及未热分解的垃圾，由烘干炉出口端通过过料斗自动落入置于烘干炉正下方的焚烧炉膛，焚烧炉膛内壁衬耐火砖，蓄热量大、温度高。从垃圾储坑抽出的臭气经烘干炉出口处与热分解的可燃气体混合升温后，由总引风机吸入焚烧炉膛作为轴向风（一次风），垃圾与可燃气体进入焚烧炉膛着火燃烧进一步分解、挥发、气化，氧气与垃圾料层热解后的碳化物与水蒸气进行水煤气化反应，产生高热值的可燃气体氢，快速燃烧。由旋转式焚烧炉的给氧装置根据燃烧过程的热分解、着火、挥发、气化、燃烧及燃尽各段的功能不同和燃烧温度梯度提供适量的氧化剂（自然界空气中的氧），即径向多级给氧，由于滚筒旋转和拨火板的作用，垃圾残炭连续不断的提升、撒落与分解、气化的可燃气体混合，形成悬浮燃烧，同时与吸入式的轴向一次风及吸入式的径向多级给氧（二次风）在炉膛中充分混合交织，成为螺旋形的燃烧火龙，一般为5—7个螺旋形，非常有效的延长了烟气和有机污染物通过≥850℃高温区的氧化燃烧的时间，确保有足够氧化反应的时间（＞3S）。所有烟气、有机污染物等全部都必须通过圆筒炉膛高温火龙区燃烧，没有氧化燃烧的死角，不会造成短路、无可逃遁，实现充分氧化燃烧，克服二次污染，达标排放。

3、从垃圾储坑→烘干→焚烧→余热锅炉→烟气净化→总引风机全程采用吸入式负压运行，臭气不外溢。

本发明中，利用已充分燃烧的烟气余热作为烘干垃圾的加热源，使部分烟气循环于烘干炉→过料斗→焚烧炉→二次燃烧室→余热锅炉→热风机→烘干炉，既节约资源又减少了烟气排放量，为持续稳定达标排放提供可靠的工艺和有力的技术支持。双滚筒焚烧炉的烘干炉与焚烧炉分开设计、独立运行。利用烟气余热作为加热源，有着非常重要的实际意义：提高热值，达到6000KJ/kg，保证不需要添加辅助燃料能够持续稳定垃圾自燃，降低能耗;提高处理率70%以上，使单座旋转炉最大处理量由300T/D提升到＞500T/D的大型炉，大幅度降低运行成本；为焚烧炉的持续稳定高温燃烧和充分燃烧提供了可靠而稳定的燃料，避免温度波动；为持续稳定达标排放打下坚实的物质基础；减少烟气排放量，确保恒定达标排放。适应广大发展中国家混合垃圾不分类、含水份和含灰份高、热值低，不利于燃烧的垃圾特性。

采用本发明双滚筒焚烧炉，经国家CMA（China Metrology Accreditation中国计量认证/认可）机构现场排放物采样检测、二噁英、重金属完全达标，具体的检测结果（表1），二噁英和重金属的排放浓度居于世界领先水平。

表1 自主创新旋转式焚烧炉排放检测结果与国家标准和欧洲标准比较

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的旋转式双滚筒焚烧炉的构成及烟气净化系统的结构示意图；

图2为本发明的旋转式双滚筒焚烧炉的结构示意图；

图3为图2的A-A向结构剖视图；

图4为本发明的旋转式双滚筒焚烧炉的焚烧滚筒内部燃烧火焰方向示意图。

图中1、烘干滚筒；2、焚烧滚筒；3、二次燃烧室；4、余热锅炉；5、料斗；6、管道；7、筛分段；8、料斗；9、滚道；10、滚道；11、二次风预热装置；12、热风机；13、引风机；14、螺旋输送机；15、排灰口；16、自动开闭机构；17、径向给氧装置；18、滚轮；19、焚烧炉前端盖；20、耐火砖；21、二次风预热装置；22、推料器；23、径向给氧装置；24、喂料斗；25、过料斗；26、滚轮；27、烘干炉前端盖；28、筛分孔；29、提升扬料板；30、轴流一次风；31、蒸汽阀；32、锅炉烟气出口处；33、烟管；34、前扩散除尘装置；35、水冷却装置；36、后扩散除尘装置；37、旋风除尘器；38、布袋除尘机；39、总引风机；40、烟囱；41、推料器；42、二燃室；43、螺旋送渣机；44、管道；45、管道；46、烘干炉后端盖；47、焚烧炉后端盖。

 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如附图2所示，本发明的双滚筒焚烧炉，如图2所示，烘干滚筒（烘干炉）1由四个滚轮26支撑于滚道9位于焚烧滚筒2的正上方，焚烧滚筒2也由四个滚轮18支撑于滚道10。烘干滚筒1和焚烧滚筒2由各自独立的传动机构26、18驱动旋转运行做功。

烘干滚筒（烘干炉）1 由前端盖27和后端盖46封闭，滚筒内分为多等分焊有提升扬料板29 ，用于提升抛扬垃圾。垃圾由料斗5经推料器41送入滚筒内1 ，由热风机12 吸引余热锅炉4的烟气出口处32的热烟气经烟管33吹入烘干滚筒内1作为烘干垃圾的加热源，垃圾吸热蒸发和部分受热分解、挥发气化，垃圾边烘干边不断由推料器41向筛分段7推进，经筛分后的垃圾成为干燥而松散的易燃物，混合部分已热分解的碳化物及可燃气体和轴流一次风30经由管道6吸入垃圾储坑的臭气一起由总引风机39吸入，经过料斗8和喂料斗24进入焚烧炉2着火燃烧，进一步热分解、挥发、气化、燃烧，焚烧炉膛内衬有耐火砖20，蓄热量大，温度高，碳化物和水蒸气进行水煤气化反应，生成高热值的可燃气体氢（H）。这些气体与焚烧炉2的多级径向给氧装置17、23提供的氧气在≥850℃的炉膛内的空间充分氧化燃烧。

焚烧滚筒2（焚烧炉）由前后两端盖19、47封闭。滚筒按燃烧的5个功能段热分解、着火、挥发气化、燃烧、燃尽，分别配置径向给氧装置17和自动开闭机构16及二次风预热装置11，由轴流一次风30、烘干滚筒1提供预热的空气经料斗8吸入焚烧炉膛内2作为轴向一次风，一次风30与多级径向给氧装置17吹入的径向多级二次风混合交织一起形成活跃的湍流，因炉旋转成为螺旋型的火焰（如附图3所示），非常有效的延长烟气在高温区（850℃）的氧化燃烧时间（≥2S），使其在燃烧的全过程能够获得及时而适量的并预热升温的氧化剂，确保充分氧化燃烧，烟气再通过二次燃烧室3充分燃尽，灰渣由螺旋送渣机43、14排出。达到充分分解有毒有害的有机物，没有再次生成二噁英的物质条件。充分燃尽的烟气余热进入余热锅炉4，产生的蒸汽31热能，用于供暖、供热等工业用气或发电。

烟气净化系统，如图1所示，由扩散除尘装置34、36、水冷却装置35、旋风除尘器37和布袋除尘机38及管道44、45等组成。最后由总引风机39将净化后的废气排入烟囱40逸入大气。烟气净化系统不需要添加吸附剂且不需要配置吸附装置，因为烟气已在焚烧滚筒2内，采用燃烧法充分分解、氧化燃烧净化，所以不存在投入足额的吸附剂净化的必要，可节约大量的吸附剂。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种旋转式双滚筒焚烧炉，包括烘干滚筒和焚烧滚筒，其特征在于，烘干滚筒置于焚烧滚筒的正上方各自独立运行，所述的焚烧滚筒通过余热锅炉连通烘干滚筒，为烘干滚筒提供已充分燃烧的尾气余热作为烘干垃圾的加热源，所述烘干滚筒的过料口通过料斗连通焚烧滚筒，为焚烧滚筒提供热值高、干燥而松散的垃圾燃料。

2. 根据权利要求1所述的一种旋转式双滚筒焚烧炉，其特征在于，所述的烘干滚筒由前后两端盖封闭，烘干滚筒内焊镶有扬料板，烘干滚筒由四个托轮支撑于滚道上，焚烧滚筒也由四个托轮支撑于滚道上，焚烧滚筒由前后两端盖封闭，焚烧滚筒内镶耐火砖及拨火板，沿焚烧滚筒外圆轴向开设5-7道径向给氧装置，径向给氧装置外设有空气预热圈。

3. 根据权利要求1所述的一种旋转式双滚筒焚烧炉，其特征在于，所述的烘干滚筒的出口处设置筛分段，用于对烘干的垃圾燃料进行筛分，烘干滚筒与筛分段联合为一体，筛分段的封闭盖与烘干滚筒的后端盖相互连接，筛分段封闭盖下方开设筛分物卸料口，与所述的过料口连接相通。

4. 根据权利要求2所述的一种旋转式双滚筒焚烧炉，其特征在于，所述的焚烧滚筒外圆的径向给氧装置的空气预热圈的下方空气入口处，与“U”字型送灰机的上端连接。

5.一种旋转式双滚筒焚烧炉的烟气循环系统，由焚烧滚筒与二次燃烧室、余热锅炉、烟气余热管道、烘干滚筒、过料斗构成，焚烧滚筒与二次燃烧室、余热锅炉、烟气余热管道、烘干滚筒、过料斗依次顺序连接，过料斗再连接焚烧滚筒形成循环。