雙層機械爐排式垃圾氣化焚燒爐及其鍋爐系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固體廢棄物焚燒處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及雙層機械爐排式垃圾氣化焚燒爐及其鍋爐系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的垃圾處理技術(shù)主要有焚燒、衛(wèi)生填埋、堆肥、廢品回收等。在垃圾處理常規(guī)技術(shù)中，焚燒處理具有減量效果明顯，無害化徹底，占地量小，余熱能得到利用，二次污染少等優(yōu)點，符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。但隨著國內(nèi)外對環(huán)保要求的不斷提高，如何增強對二次污染的控制尤為重要。因此，垃圾熱解氣化焚燒技術(shù)被逐漸推到工業(yè)化應(yīng)用的道路上，特別是針對國內(nèi)垃圾現(xiàn)在主要采用的是各類焚燒技術(shù)，氣化焚燒技術(shù)廣泛的工業(yè)化將帶來國內(nèi)垃圾處理行業(yè)的技術(shù)革新?lián)Q代。
[0003]多年來，我國對生物質(zhì)、垃圾等氣化焚燒技術(shù)的科學(xué)研究，進展頗多，實驗室的基礎(chǔ)研究很多，也有應(yīng)用研究，如:回轉(zhuǎn)窯式、立式和流化床式的干餾氣化或氣化高溫熔融技術(shù)等。但技術(shù)推廣應(yīng)用上還是存在一定限制，原料種類、垃圾處理量、二次污染控制和經(jīng)濟效益等是主要因素。
[0004]在現(xiàn)有的焚燒工藝和設(shè)備中，爐排型焚燒爐形式多樣，其應(yīng)用占全世界垃圾焚燒市場總量的80%以上，其中有在爐體內(nèi)采用機械式逆推爐排、順推爐排或組合爐排，也有采用鏈板式和滾筒式等爐排。在鍋爐設(shè)備中，鍋爐回收熱量方式方法頗多，技術(shù)成熟;熱源種類也多，如:太陽能、冶煉爐余熱、燃煤爐、流化床、固定床、回轉(zhuǎn)窯等熱源，利用鍋爐回收熱量，用于發(fā)電、供熱、供暖等。
[0005]綜上所述，典型的氣化焚燒和鍋爐設(shè)備技術(shù)成熟，各有其自身優(yōu)點，但在我國實際應(yīng)用中需要解決的問題和不足:
[0006]1.對于我國生活垃圾含水量高、成分復(fù)雜等特性，移動爐床的技術(shù)使用，對垃圾的輸送能力需要重點考慮。同時焚燒后的煙氣中飛灰含量較高，鍋爐積灰較重，清灰檢修維護周期短。
[0007]2.隨著垃圾產(chǎn)生量的不斷增多，垃圾堆積如山，垃圾處理量必須得到有效的提高，才能適應(yīng)市場需求。
[0008]3.面對嚴(yán)格的污染物排放要求，二次污染控制是技術(shù)上需要解決的核心問題。
[0009]4.為了有效的提高經(jīng)濟效益，垃圾熱處理過程中，熱量的回收效率需要提高。現(xiàn)有的垃圾熱處理技術(shù)通常采用鍋爐回收垃圾焚燒后的高溫?zé)煔鉄崃?，產(chǎn)生蒸汽推到汽輪機發(fā)電，整個轉(zhuǎn)換熱效率損耗較大，處理相同的垃圾量，相對減少熱損耗和提高熱交換效率就可以提尚熱效率。
[0010]現(xiàn)有的氣化焚燒爐如以下兩個發(fā)明專利:多列分段驅(qū)動復(fù)合式生活垃圾焚燒爐(ZL200710092508.9)和兩段式垃圾焚燒爐(ZL201010268376.2)中未解決的問題:垃圾熱處理模式比較落后，只是干燥-燃燒-燃燼，固體燃燒釋放熱量的過程;爐內(nèi)熱化學(xué)反應(yīng)以氧化反應(yīng)為主，還原反應(yīng)輔助，易產(chǎn)生二次污染物;垃圾在爐內(nèi)燃燒時，過氧系數(shù)大，一次風(fēng)、二次風(fēng)供入量大，煙氣中粉塵含量較高，對熱能回收系統(tǒng)和煙氣處理系統(tǒng)影響較大，容易積灰，煙氣量較大，降低了熱轉(zhuǎn)換效率;沒有單獨設(shè)置的氣化爐和燃燼爐，只能分次處理垃圾，無法實現(xiàn)大規(guī)模的垃圾連續(xù)氣化焚燒處理，垃圾處理量較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙層機械爐排式垃圾氣化焚燒爐及其鍋爐系統(tǒng)，它的垃圾輸送能力更強，垃圾處理量更大，能夠減少熱損耗和提高熱交換效率，熱量的回收效率較高，且能夠有效地減少污染物排放量。
[0012]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0013]—種雙層機械爐排式垃圾氣化焚燒爐及其鍋爐系統(tǒng)，包括雙層垃圾氣化焚燒爐、鍋爐系統(tǒng)、循環(huán)供風(fēng)系統(tǒng)，
[0014]所述雙層垃圾氣化焚燒爐包括爐架，所述爐架上沿進料方向依次設(shè)置有給料倉、氣化爐，所述爐架上還設(shè)有燃燼爐，所述燃燼爐位于氣化爐的正下方，燃燼爐的進料方向與氣化爐的進料方向相反，所述給料倉出料口與氣化爐進料口之間的爐架部分上設(shè)有堆料密封段，所述氣化爐出料口與燃燼爐的進料口之間的爐架部分上設(shè)有過渡落渣段，過渡落渣段可形成堆料密封狀態(tài)，所述爐架上設(shè)有垃圾推料器、殘渣推料器，所述垃圾推料器位于給料倉的下方，垃圾推料器的推頭伸入堆料密封段內(nèi)，用于將給料倉內(nèi)的垃圾推入氣化爐內(nèi)，所述殘渣推料器位于氣化爐與燃燼爐之間，殘渣推料器的推頭伸入過渡落渣段內(nèi)，用于將氣化爐內(nèi)落下的垃圾殘渣推入燃燼爐內(nèi)，所述氣化爐、燃燼爐分別包括爐殼、移動爐床，所述氣化爐的前、后方分別通過堆料密封段、過渡落渣段密封，所述過渡落渣段隔離氣化爐、燃燼爐，使氣化爐、燃燼爐相互獨立，所述氣化爐移動爐床的下方以及所述燃燼爐移動爐床的下方分別設(shè)有至少一個獨立設(shè)置的一次風(fēng)室，所述氣化爐、燃燼爐分別呈拱起狀，所述氣化爐的前拱、后拱上分別設(shè)置二次供風(fēng)口，所述氣化爐的拱頂設(shè)置第一煙氣出口，所述燃燼爐的拱頂設(shè)置第二煙氣出口與氣化爐移動爐床的下方的一次風(fēng)室對應(yīng)，第二煙氣出口與對應(yīng)的一次風(fēng)室通過煙氣管道連接，所述氣化爐、燃燼爐上分別設(shè)有點火助燃孔；
[0015]所述鍋爐系統(tǒng)包括鍋爐本體，所述鍋爐本體具有旋風(fēng)燃燒室、爐室a、爐室b，所述旋風(fēng)燃燒室的下端設(shè)置煙氣入口，旋風(fēng)燃燒室的煙氣入口與第一煙氣出口連通，旋風(fēng)燃燒室上端為第三煙氣出口，所述旋風(fēng)燃燒室上設(shè)有若干助燃風(fēng)供風(fēng)口，所述若干助燃風(fēng)供風(fēng)口位于煙氣入口、第三煙氣出口之間，旋風(fēng)燃燒室上端的第三煙氣出口與爐室a的上端連通，所述爐室a、爐室b的下端連通，所述爐室b的上端設(shè)置廢氣出口，所述旋風(fēng)燃燒室內(nèi)沿周向設(shè)有呈環(huán)形的水冷壁，所述爐室a內(nèi)設(shè)置有過熱器，爐室b內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)器，鍋爐本體的頂端設(shè)置汽包，所述旋風(fēng)燃燒室、爐室a、爐室b均位于汽包下方，所述汽包上設(shè)有汽水進口，汽包內(nèi)設(shè)有汽水分離裝置，用于分離汽水混合物，汽包通過第一下降管連接水冷壁的進水口，用于輸出汽水分離裝置分離出的水，汽包通過第二下降管連接蒸發(fā)器的進水口，用于輸出汽水分離裝置分離出的水，所述水冷壁、蒸發(fā)器的出汽口分別通過汽管連接汽包的進汽口，用于回流高溫蒸汽，所述汽包的飽和蒸汽出口通過管道連接過熱器的進汽口，用于將回流的高溫蒸汽輸入過熱器內(nèi)，所述過熱器的出汽口輸出過熱蒸汽；
[0016]所述循環(huán)供風(fēng)系統(tǒng)包括除塵裝置、第一風(fēng)機、第二風(fēng)機、第一歧管、第二歧管、第三歧管、第四歧管，所述除塵裝置的進氣端連接第四歧管的總管，所述第四歧管的支管與氣化爐移動爐床的下方的一次風(fēng)室連接，所述第四歧管的支管上設(shè)置第四調(diào)節(jié)閥，所述除塵裝置的出氣端通過管道與第一風(fēng)機的進氣端連接，所述第一風(fēng)機的出氣端連接第一歧管的總管，所述第一歧管的支管分別與旋風(fēng)燃燒室煙氣入口、氣化爐前拱、后拱上的二次供風(fēng)口連通，所述第一歧管的各支管上分別設(shè)置第一調(diào)節(jié)閥，所述第二風(fēng)機的進氣口與大氣連通，所述第二風(fēng)機的出氣口連接第二歧管、第三歧管的總管，所述第二歧管的支管分別與煙氣管道以及燃燼爐移動爐床下方的一次風(fēng)室連通，所述第二歧管的各支管上分別設(shè)置第二調(diào)節(jié)閥，所述第三歧管的各支管分別與旋風(fēng)燃燒室的各助燃風(fēng)供風(fēng)口連通，第三歧管的各支管上分別設(shè)置第三調(diào)節(jié)閥。
[0017]進一步地，還包括蒸汽輸出裝置、給水輸入系統(tǒng)，所述過熱器的出汽口通過管道向蒸汽輸出裝置輸出過熱蒸汽，所述給水輸入系統(tǒng)包括通過管道依次串聯(lián)的冷凝器、水栗、除氧器、增壓水栗，所述水栗、除氧器之間通過補水管道連接水源，所述冷凝器的進水口通過管道連接蒸汽輸出裝置的排水口，所述增壓水栗的出水口通過管道連接汽包的汽水進口。
[0018]冷凝器可以將蒸汽輸出裝置未利用完的蒸汽全部轉(zhuǎn)換為水，并吸收蒸汽釋放的熱量，除氧器的主要作用就是用它來除去鍋爐給水中的氧氣及其他氣體，保證給水的品質(zhì)，增壓水栗可以提高水壓，保證給水輸入系統(tǒng)的供水能力，給水輸入系統(tǒng)可以對蒸汽輸出裝置排出的水進行進一步的余熱回收利用，提高熱回收效率。
[0019]為了利用過熱蒸汽發(fā)電，優(yōu)選地，所述蒸汽輸出裝置為汽輪機。
[0020]為了對爐室b排出的煙氣進行進一步的余熱回收利用，提高熱回收效率，進一步地，所述鍋爐本體具有爐室C，所述爐室c的上端與爐室b上端的廢氣出口連通，爐室c的下端設(shè)置廢氣排放口。
[0021 ]進一步地，所述爐室c內(nèi)設(shè)有節(jié)熱器，所述節(jié)熱器的進水口與增壓水栗的出水口連通，所述節(jié)熱器的出水口與汽包的汽水進口連通。
[0022]進一步地，所述爐室c內(nèi)設(shè)有空氣預(yù)熱器，所述第二風(fēng)機的出氣端連接空氣預(yù)熱器的進氣口，空氣預(yù)熱器的出氣口連接第二歧管、第三歧管的總管。
[0023]為了對爐室c排出的煙氣進行無害化處理，進一步地，所述爐室c的廢氣排放口連接煙氣凈化系統(tǒng)，所述煙氣凈化系統(tǒng)包括沿排氣方向依次串聯(lián)的洗氣塔、除塵器、引風(fēng)機、煙囪。
[0024]為了排出爐室a、爐室b、旋風(fēng)燃燒室內(nèi)煙氣沉積產(chǎn)生的廢渣，且防止廢渣逸出產(chǎn)生污染，優(yōu)選地，所述爐室a、爐室b下方設(shè)有共同的出渣口，所述旋風(fēng)燃燒室的上端設(shè)有燃燒室點火助燃孔，旋風(fēng)燃燒室的下端設(shè)有從上到下半徑變小的錐狀出渣口，該共同的出渣口、錐狀出渣口分別與氣化爐的爐膛連通。
[0025]為了使燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔馊菀着懦?，以及利于管道的安裝，優(yōu)選地，所述煙氣入口、第三煙氣出口位于旋風(fēng)燃燒室圓周壁的相反側(cè);所述第三煙氣出口沿旋風(fēng)燃燒室圓周壁徑向或切向設(shè)置。
[0026]為了防止氣化爐、燃燼爐之間竄風(fēng)，優(yōu)選地，所述過渡落渣段上設(shè)置有可開閉的隔離門，所述隔離門用于將氣化爐、燃燼爐隔斷。