專利名稱：垃圾氣化爐爐渣冷卻與床料分選回送裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種對垃圾氣化爐產(chǎn)生的爐渣進行冷卻與床料分選、回送的方法， 尤其是一種水冷螺旋爐渣冷卻、振動篩分選與噴射器回送等聯(lián)合使用方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟發(fā)展和生活水平提高，生活垃圾的數(shù)量與日俱增，未經(jīng)處理或處理 不當?shù)某鞘猩罾鴷终纪恋?、污染水質(zhì)和土壤、傳播疾病、破壞自然景觀， 正在對人類生態(tài)環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞。因此，如何有效處理生活垃圾已成為 關(guān)系城市社會和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展不可忽視的問題。垃圾焚燒法由于具有顯著減容 的同時可獲得能源的優(yōu)勢，被許多工業(yè)發(fā)達國家廣泛應(yīng)用。然而，垃圾焚燒帶來 的二惡英、重金屬等二次污染和酸性氣體對設(shè)備腐蝕等問題，促使人們不得不重 新認識這項技術(shù)。垃圾氣化熔融技術(shù)，是在焚燒基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型垃圾處理 技術(shù)，原理是垃圾在450'C 650'C的還原性氣氛下氣化，產(chǎn)生可燃氣體和易 于鐵、鋁等金屬回收的殘留物?？扇細怏w隨同未完全氣化的殘焦細顆粒和飛灰， 進入熔融爐，在1350'C 140(TC條件下燃燒，可燃氣和殘焦細顆粒完全燃燼， 無機物則熔融成玻璃質(zhì)爐渣。這一技術(shù)不僅能使二惡英趨零排放，而且顯著降低 重金屬等二次污染物排放值；同時垃圾氣化可深度脫氯，有效減少受熱面高溫腐 蝕，提高蒸汽參數(shù)和發(fā)電效率，并利于金屬的回收利用。因此，該技術(shù)實現(xiàn)了徹 底的無害化、顯著的減容、廣泛的物料適應(yīng)和高效的能源與物資回收，是新一代 環(huán)境友善的廢物處理技術(shù)。流化床由于工藝簡單、傳熱傳質(zhì)高、燃燒效率高、燃 料適應(yīng)性廣等特點，目前已廣泛應(yīng)用于垃圾氣化過程。垃圾氣化爐排渣時除了要盡可能回收利用熱爐渣顯熱外，還要防止煤氣散逸 或外部空氣漏入。流化床垃圾氣化爐普遍采用燃煤底渣、石英沙、高嶺土等物料 作為蓄熱床料，如何從氣化爐底渣中分離出床料，成為床料回收利用必須解決的 問題。對于垃圾焚燒爐排出的熱爐渣的冷卻，國內(nèi)外已有數(shù)種成熟的冷渣器，主要是將熱爐渣冷卻并盡可能回收熱爐渣的顯熱。但對流化床垃圾氣化爐爐渣冷 卻，特別是流化床床料分選與回送，國內(nèi)外未見相關(guān)報道。發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本發(fā)明提出一種垃圾氣化爐爐渣冷卻與床料分選回送裝置及方 法，該方法具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、適用性強、熱回收效率高、安全、連續(xù)、穩(wěn)定等特點。技術(shù)方案本發(fā)明的垃圾氣化爐爐渣冷卻與床料分選回送裝置，其特征在于 氣化爐爐膛下部的熱爐渣出口與水冷螺旋冷渣器的入料筒相連接。水冷螺旋冷渣 器的冷爐渣出口通過柔性連接管與密閉式振動篩連接，在水冷螺旋冷渣器的冷爐 渣出口處下方設(shè)有冷卻水的進口 ，在水冷螺旋冷渣器的熱爐渣進口處上方設(shè)有熱 水的出口。密閉式振動篩下部的一個出口通過柔性連接管與噴射器的進口連接， 將小顆粒爐渣送入噴射器；密閉式振動篩下部的另一個出口與密封水槽連接，將 大顆粒爐渣送入密封水槽。噴射器的出口接氣化爐爐膛將小顆粒爐渣送入氣化爐 爐膛，在噴射器上設(shè)有空氣的進口。在密封水槽中設(shè)有撈渣器，撈渣器的輸出端 位于密封水槽外，將大顆粒爐渣排出。水冷螺旋冷渣器采用調(diào)速電機驅(qū)動。垃圾氣化爐爐渣冷卻與床料分選回送裝置的回送方法為將從氣化爐爐膛底部排出的熱爐渣送入水冷螺旋冷渣器中冷卻，冷卻后的爐 渣由水冷螺旋冷渣器送入密閉式振動篩內(nèi)分為小顆粒爐渣和大顆粒爐渣，小顆粒 爐渣由噴射器回送至氣化爐爐膛，大顆粒爐渣進入密封水槽后由撈渣器撈出。水冷螺旋冷渣器中熱爐渣溫度由卯0。C左右降到20(TC以下，冷卻水溫度由 20'C升高到8(TC左右，螺旋旋轉(zhuǎn)速度2 4r/min。密閉式振動篩的振動器的軸平 面與振動方向線垂直，篩箱與振動方向線之間的夾角為20 45°。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是除了有效回收利用熱爐渣的顯 熱外，還具有床料分選與回收的功能，整個系統(tǒng)在運行過程中密封性好、無煙塵排放、可燃氣不會外漏、安全可靠。


圖1是本發(fā)明的垃圾氣化爐爐渣冷卻與床料分選回送方法示意圖，其中有 氣化爐爐膛l、入料筒2、調(diào)速電機3、水冷螺旋冷渣器4、密閉式振動篩5、噴射器6、密封水槽7、撈渣器8、柔性連接管9，其中還包括熱爐渣a、冷卻水b、 熱水c、小顆粒爐渣d、大顆粒爐渣e、空氣f。具體實施方案本發(fā)明的垃圾氣化爐爐渣冷卻與床料分選回送裝置中，氣化爐爐膛1下部的熱爐渣a出口與水冷螺旋冷渣器4的入料筒2相連接。水冷螺旋冷渣器4的冷爐 渣出口通過柔性連接管9與密閉式振動篩5連接，在水冷螺旋冷渣器4的冷爐渣 出口處下方設(shè)有冷卻水b的進口，在水冷螺旋冷渣器4的熱爐渣進口處上方設(shè)有 熱水c的出口 。密閉式振動篩5下部的一個出口通過柔性連接管9與噴射器6的 進口連接，將小顆粒爐渣d送入噴射器6;密閉式振動篩5下部的另一個出口與 密封水槽7連接，將大顆粒爐渣e送入密封水槽7。噴射器6的出口接氣化爐爐 膛l將小顆粒爐渣d送入氣化爐爐膛l，在噴射器6上設(shè)有空氣f的進口。在密 封水槽7中設(shè)有撈渣器8，撈渣器8的輸出端位于密封水槽7外，將大顆粒爐渣 e排出。水冷螺旋冷渣器4采用調(diào)速電機3驅(qū)動。(1) 因為垃圾氣化爐排出的爐渣中含有可燃氣體與可燃顆粒，用于熱回收 的冷渣器不能用空氣冷卻方式，本發(fā)明采用水冷螺旋冷渣器， 一方面盡可能回收 利用熱爐渣中顯熱，將冷渣器的余熱利用與氣化爐的燃燒系統(tǒng)和熱力系統(tǒng)有機結(jié) 合，冷渣器產(chǎn)生的熱水直接進入除氧器作為系統(tǒng)補給水，從而提高了氣化爐經(jīng)濟 性能；另一方面利用水冷螺旋冷渣器和水冷螺旋冷渣器上方的入料筒的料封特 性，減少垃圾氣化爐內(nèi)可燃氣從冷渣器中散逸或外部空氣漏入氣化爐。為防止水冷螺旋冷渣器堵塞和片死以及轉(zhuǎn)子和殼體磨損嚴重等問題，本發(fā)明 采用如下解決措施①灰渣從進口到出口適當下傾約7。 10° ，調(diào)速電機驅(qū)動 螺旋緩慢旋轉(zhuǎn)(2 4r/min)，使灰渣不斷地前進并與四周的冷卻水均勻地強化換 熱；②爐渣在管子內(nèi)只能以螺旋狀軌跡向前滾動，不能滑動，摩擦系數(shù)低，并且 不斷與中空的螺旋葉片、軸以及空心外殼進行接觸，放出熱量，其熱量由空心葉 片、軸和空心外殼內(nèi)流動的水帶走，完成間接熱交換過程，爐渣溫度由90(TC左 右降到200'C以下，較低的冷爐渣有利于后續(xù)爐渣床料分選與回送。(2) 為了避免爐渣與空氣直接接觸，本發(fā)明中爐渣分選不采用空氣分選裝 置，而采用機械密閉式振動篩。振動篩將爐渣分為細顆粒和粗顆粒。振動篩由篩箱、彈性振動篩、振動器、減振彈簧和隔振架組成，振動器安裝于篩箱上，便于操作、維護和檢修，同時振動器遠離了爐渣，減輕了爐渣溫度對 振動器的影響。篩箱底部經(jīng)減振彈簧安裝在隔振架，在篩箱壁上設(shè)置有觀察孔和 蓋，可方便掌握篩分情況。振動器的軸平面與振動方向線垂直，篩箱與振動方向 線之間的夾角為20 45。。彈性振動篩由多個小的矩形篩組成，通過整機振動的 同時，引起各個小矩形篩進行床料篩選。由于整個篩面處于共振狀態(tài)、其振動強 度大、不堵孔、篩分效率高。(3)振動篩分選出來的細顆粒作為流化床氣化爐的床料由噴射器回送到氣 化爐內(nèi)，實現(xiàn)床料的回收利用；振動篩分選出來的粗顆粒進入密封水槽后，由撈 渣機撈出堆放，以備后期處理。密封水槽主要防止可燃氣向環(huán)境中泄漏或外界空 氣向氣化爐內(nèi)泄漏。從而整個系統(tǒng)安全可靠、無可燃氣排放。
權(quán)利要求
1. 一種垃圾氣化爐爐渣冷卻與床料分選回送裝置，其特征在于氣化爐爐膛(1)下部的熱爐渣(a)出口與水冷螺旋冷渣器(4)的入料筒(2)相連接。水冷螺旋冷渣器(4)的冷爐渣出口通過柔性連接管(9)與密閉式振動篩(5)連接，在水冷螺旋冷渣器(4)的冷爐渣出口處下方設(shè)有冷卻水(b)的進口，在水冷螺旋冷渣器(4)的熱爐渣進口處上方設(shè)有熱水(c)的出口。密閉式振動篩(5)下部的一個出口通過柔性連接管(9)與噴射器(6)的進口連接，將小顆粒爐渣(d)送入噴射器(6)；密閉式振動篩(5)下部的另一個出口與密封水槽(7)連接，將大顆粒爐渣(e)送入密封水槽(7)。噴射器(6)的出口接氣化爐爐膛(1)將小顆粒爐渣(d)送入氣化爐爐膛(1)，在噴射器(6)上設(shè)有空氣(f)的進口。在密封水槽(7)中設(shè)有撈渣器(8)，撈渣器(8)的輸出端位于密封水槽(7)外，將大顆粒爐渣(e)排出。水冷螺旋冷渣器(4)采用調(diào)速電機(3)驅(qū)動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾氣化爐爐渣冷卻與床料分選回送裝置，其特 征在于水冷螺旋冷渣器(4)采用調(diào)速電機(3)驅(qū)動。
3. —種如權(quán)利要求1所述的垃圾氣化爐爐渣冷卻與床料分選回送裝置的方 法，其特征在于該方法為將從氣化爐爐膛(1)底部排出的熱爐渣(a)送入水冷螺旋冷渣器(4)中 冷卻，冷卻后的爐渣由水冷螺旋冷渣器(4)送入密閉式振動篩(5)內(nèi)分為小顆 粒爐渣(d)和大顆粒爐渣(e)，小顆粒爐渣(d)由噴射器(6)回送至氣化爐 爐膛(1)，大顆粒爐渣(e)進入密封水槽(7)后由撈渣器(8)撈出。
4. 一種如權(quán)利要求1所述的垃圾氣化爐爐渣冷卻與床料分選回送裝置的方 法，其特征在于水冷螺旋冷渣器(4)中熱爐渣(a)溫度由900'C左右降到200 'C以下，冷卻水(b)溫度由2(TC升高到8(TC左右，螺旋旋轉(zhuǎn)速度2 4 r/min。
5. —種如權(quán)利要求1所述的垃圾氣化爐爐渣冷卻與床料分選回送裝置的方 法，其特征在于密閉式振動篩(5)的振動器的軸平面與振動方向線垂直，篩箱 與振動方向線之間的夾角為20 45°。
全文摘要
垃圾氣化爐爐渣冷卻與床料分選回送裝置與方法，采用水冷螺旋冷渣器(4)冷卻從氣化爐爐膛(1)底部排出的熱爐渣(a)；采用密閉式振動篩(5)從爐渣內(nèi)篩分出小顆粒爐渣(d)和大顆粒爐渣(e)；采用噴射器(6)將小顆粒爐渣(d)回送到氣化爐爐膛(1)中；密封水槽(7)可防止可燃氣泄漏或外界空氣漏入。整個具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、適用性強、熱回收效率高、安全、連續(xù)、穩(wěn)定等特點。
文檔編號F23J1/00GK101275745SQ20081002407
公開日2008年10月1日 申請日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者仲兆平, 鋼 吳, 鋒 段, 剛 肖, 蔡永磊, 金保升, 黃亞繼 申請人:東南大學;無錫太湖鍋爐有限公司