機(jī)械爐排式垃圾單爐氣化焚燒系統(tǒng)及其處理方法
【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，尤其涉及機(jī)械爐排式垃圾單爐氣化焚燒系統(tǒng)及其處理方法。
【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(qiáng)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(jìn)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(jì)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(jī)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。
[0005]綜上所述，典型的氣化焚燒爐，各有其自身優(yōu)點，但在我國實際應(yīng)用中需要解決的冋題和不足:
[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。
[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(jì)效益，垃圾熱處理過程中，熱量的回收效率需要提高?，F(xiàn)有的垃圾熱處理技術(shù)通常采用鍋爐產(chǎn)生蒸汽推到汽輪機(jī)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尚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，提供一種機(jī)械爐排式垃圾單爐氣化焚燒系統(tǒng)及其處理方法，使用機(jī)械爐排式垃圾單爐氣化焚燒系統(tǒng)處理垃圾，垃圾輸送能力更強(qiáng)，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]—種機(jī)械爐排式垃圾單爐氣化焚燒系統(tǒng)，包括氣化焚燒爐、旋風(fēng)燃燒室、供風(fēng)系統(tǒng)，
[0014]所述氣化焚燒爐包括爐架，以及在爐架上沿進(jìn)料方向依次設(shè)置的給料倉、爐體、落渣口，所述爐體包括爐殼、移動爐床，所述移動爐床采用機(jī)械爐排，所述爐殼、移動爐床圍成氣化焚燒爐的爐膛，所述移動爐床沿進(jìn)料方向依次設(shè)為干燥段、氣化段、燃燼段，移動爐床的下方設(shè)有至少兩個獨立設(shè)置的一次風(fēng)室，移動爐床的下方的一次風(fēng)室分為兩組，其中一組一次風(fēng)室對應(yīng)移動爐床的干燥段、氣化段，另一組一次風(fēng)室對應(yīng)移動爐床的燃燼段，所述給料倉、爐體之間設(shè)有堆料密封段，所述爐架上設(shè)有推料器，所述推料器位于給料倉的下方，用于將給料倉內(nèi)的垃圾推入爐膛內(nèi)，所述爐殼呈拱起狀，爐殼的拱頂設(shè)置第一煙氣出口，爐殼的前拱、后拱上分別設(shè)置二次供風(fēng)口，所述二次供風(fēng)口位于移動爐床干燥段、氣化段的正上方；
[0015]所述旋風(fēng)燃燒室用于二次燃燒，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)置出渣口，所述旋風(fēng)燃燒室圓周壁的上部設(shè)置煙氣入口，該煙氣入口通過管道連接爐殼拱頂?shù)牡谝粺煔獬隹?，所述旋風(fēng)燃燒室圓周壁的下部設(shè)置第二煙氣出口，所述旋風(fēng)燃燒室的圓周壁上均勻設(shè)有若干助燃風(fēng)供風(fēng)口，各助燃風(fēng)供風(fēng)口均位于煙氣入口、第二煙氣出口之間；
[0016]所述供風(fēng)系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機(jī)、第一歧管、第二歧管，所述鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口與大氣連通，所述鼓風(fēng)機(jī)的出氣口分別連接第一歧管、第二歧管的總管，所述第一歧管的支管分別與移動爐床干燥段、氣化段下方的各一次風(fēng)室以及爐殼前拱、后拱上的二次供風(fēng)口連通，第一歧管的各支管上分別設(shè)置第一調(diào)節(jié)閥，所述第二歧管的支管分別與移動爐床燃燼段下方的各一次風(fēng)室以及旋風(fēng)燃燒室的各助燃風(fēng)供風(fēng)口連通，第二歧管的各支管上分別設(shè)置第二調(diào)節(jié)閥。
[0017]為了有利于管道的安裝，優(yōu)選地，所述煙氣入口、第二煙氣出口位于旋風(fēng)燃燒室圓周壁的相反側(cè)。
[0018]為了使燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔馊菀着懦觯瑑?yōu)選地，所述第二煙氣出口沿旋風(fēng)燃燒室圓周壁徑向或切向設(shè)置。
[0019]為了提高移動爐床干燥段的供風(fēng)溫度，使移動爐床干燥段的干燥效果更好，優(yōu)選地，所述第一歧管的總管上設(shè)有空氣預(yù)熱器。
[0020]為了對第一歧管內(nèi)的空氣進(jìn)行加熱，所述空氣預(yù)熱器采用電加熱器。
[0021]為了更好的適應(yīng)工廠內(nèi)的安裝空間，所述爐殼的前拱為平直結(jié)構(gòu)。
[0022]為了更好的適應(yīng)工廠內(nèi)的安裝空間，所述爐殼的前拱為后端向上傾斜結(jié)構(gòu)。
[0023]為了在對旋風(fēng)燃燒室保溫的前提下排出煙氣沉降產(chǎn)生的廢渣，所述旋風(fēng)燃燒室下端的出渣口呈從上到下半徑變小的錐狀。
[0024]一種機(jī)械爐排式垃圾單爐氣化焚燒系統(tǒng)的垃圾處理方法，該方法按以下步驟進(jìn)行:
[0025]步驟A、關(guān)閉氣化焚燒爐與大氣通風(fēng)的閘門，啟動氣化焚燒爐，將垃圾原料投入給料倉，推料器往復(fù)多次推料，將從給料倉落下的垃圾原料推入給料倉、氣化焚燒爐之間的堆料密封段，使堆料密封段形成堆料密封狀態(tài)，多余的垃圾落入氣化焚燒爐的移動爐床，氣化焚燒爐的移動爐床工作，直到垃圾在氣化焚燒爐的移動爐床堆積至所需的厚度，停止向給料倉投料，氣化焚燒爐的移動爐床停止工作，然后，用點火燃燒器通過氣焚燒爐的點火助燃孔伸入爐膛，在點火燃燒器的作用下，對氣化焚燒爐進(jìn)行起爐、烘爐，待這一過程穩(wěn)定完成，使氣化焚燒爐爐膛達(dá)到預(yù)定溫度600-700°C;
[0026]步驟B、啟動、調(diào)節(jié)供風(fēng)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)氣化焚燒爐以及供風(fēng)系統(tǒng)的工藝參數(shù)，向給料倉投料，爐內(nèi)的移動爐床工作輸送垃圾，垃圾在爐膛內(nèi)開始進(jìn)行燃燒，使?fàn)t膛內(nèi)燃燒狀態(tài)溫度穩(wěn)定到850°C以上；
[0027]步驟C、調(diào)節(jié)氣化焚燒爐、旋風(fēng)燃燒室以及供風(fēng)系統(tǒng)的各工藝參數(shù)，使?fàn)t床上的垃圾熱處理方式從干燥—燃燒—燃燼的過程過渡到干燥—熱解氣化—燃燼的過程，底渣輸送入落渣口，第一煙氣出口穩(wěn)定產(chǎn)生10%-20%的合成氣，使旋風(fēng)燃燒室第二煙氣出口溫度穩(wěn)定到850°C以上，實現(xiàn)垃圾連續(xù)氣化焚燒處理；
[0028]步驟D、需檢修或停爐時，停止投料，調(diào)節(jié)氣化焚燒爐、旋風(fēng)燃燒室以及供風(fēng)系統(tǒng)的工藝參數(shù)，使氣化焚燒爐逐漸恢復(fù)到燃燒狀態(tài)，待垃圾和垃圾殘渣燃燼后，關(guān)閉機(jī)械爐排式垃圾單爐氣化焚燒爐以及供風(fēng)系統(tǒng)。
[0029]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0030]本發(fā)明采用旋風(fēng)燃燒室對焚燒爐產(chǎn)生的合成器進(jìn)行二次燃燒，在助燃供風(fēng)的作用下，燃燒更為充分，熱量的回收效率較高，且能夠減少污染物的排放量。對移動爐床干燥段、氣化段分別進(jìn)行供風(fēng)，可以單獨提高移動爐床干燥段供風(fēng)的風(fēng)溫，使移動爐床干燥段的干燥效果更好，有利于后續(xù)的氣化、二次燃燒步驟。本發(fā)明構(gòu)思新穎，垃圾處理量大，適應(yīng)我國生活垃圾含水量高、成分復(fù)雜等特性，提高了垃圾處理過程中的能量轉(zhuǎn)化效率和降低煙氣中污染物排放量，有效防止二次污染，且能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的垃圾連續(xù)氣化焚燒處理，保證垃圾氣化焚燒效果和灰渣熱灼減率，相對減少熱損耗和提高熱交換效率，提高了熱效率。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2為圖1中旋風(fēng)燃燒室的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]附圖標(biāo)記
[0034]I為氣化焚燒爐，101為爐架，102為給料倉，103為爐殼，104為爐膛，105為爐床，106為推料器，107為一次風(fēng)室，108為堆料密封段，112為第一煙氣出口，114為點火助燃孔，115為二次供風(fēng)口，116為落渣口；
[0035]2為供風(fēng)系統(tǒng)，203為鼓風(fēng)機(jī)，204為第一歧管，205為第二歧管，207為第一調(diào)節(jié)閥，208為第二調(diào)節(jié)閥，209為空氣預(yù)熱器；
[0036]3為旋風(fēng)燃燒室，301為燃燒室點火助燃孔，302為出渣口，303為煙氣入口，304為第二煙氣出口，305為助燃風(fēng)供風(fēng)口。
【具體實施方式】
[0037]參見圖1，為機(jī)械爐排式垃圾單爐氣化焚燒系統(tǒng)的一種較佳的實施例，包括氣化焚燒爐1、旋風(fēng)燃燒室3、供風(fēng)系統(tǒng)2，
[0038]所述氣化焚燒爐I包括爐架101，以及在爐架101上沿進(jìn)料方向依次設(shè)置的給料倉102、爐體、落渣口 116，所述爐體包括爐殼103、移動爐床105，所述移動爐床105采用分段獨立驅(qū)動的機(jī)械爐排式移動爐床105，機(jī)械爐排式移動爐床105的爐排是由活動爐排板與固定爐排板前后重疊，相間排列匯集而成，相鄰的多組活動爐排板通過拉桿連接，采用一套驅(qū)動裝置驅(qū)動。機(jī)械爐排式移動爐床105作為輸送垃圾的載體，其實施方式可以是各類型移動爐床105，如鏈板式、滾筒式、多段式爐排系統(tǒng)等。所述爐殼103、移動爐床105圍成氣化焚燒爐I的爐膛104，所述移動爐床105沿進(jìn)料方向依次設(shè)為干燥段、氣化段、燃燼段，移動爐床105的下方設(shè)有至少兩個獨立設(shè)置的一次風(fēng)室107，移動爐床105的下方的一次風(fēng)室107分為兩組，其中一組一次風(fēng)室107對應(yīng)移動爐床105的干燥段、氣化段，另一組一次風(fēng)室對應(yīng)移動爐床105的燃燼段，所述給料倉102、爐體之間設(shè)有堆料密封段108，所述爐架101上設(shè)有推料器106，所述推料器106位于給料