專利名稱：一種固體廢棄物焚燒爐爐體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及固體廢棄物焚燒爐技術領域，特別涉及一種固體廢棄物焚燒爐爐體。
背景技術：
固體廢棄物包括城鎮(zhèn)路面清掃垃圾、居民生活垃圾、餐飲垃圾、醫(yī)療垃圾、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物、糞便、廢舊塑料、輪胎、有機污泥以及危險廢棄物如制革污泥、電鍍污泥、印染污泥等?，F(xiàn)有垃圾焚燒發(fā)電廠的焚燒爐一般在800 900°C范圍內(nèi)對垃圾進行燃燒處理，垃圾焚燒發(fā)電廠的焚燒爐是不可能焚燒處理醫(yī)療垃圾或污泥等廢棄物，更不能焚燒處理危險廢棄物。醫(yī)療垃圾焚燒爐一般要求爐溫達到1200°C，現(xiàn)有醫(yī)療垃圾焚燒爐需要添加大量燃料輔助燃燒，運行成本高，故也不可能用于生活垃圾焚燒處理。對于含水量高的污泥等廢氣物，現(xiàn)還沒有專用爐具焚燒處理，一般都是采用干化后填埋處理。現(xiàn)有焚燒爐中對生活垃圾、醫(yī)療垃圾、有機污泥以及危險廢棄物不能用同一爐體焚燒處理，必須用專用焚燒爐去分 別處理。而這些專用焚燒爐僅僅是利用了燃燒過程的少部分熱能，在焚燒過程中肯定有大量煙氣排放并造成二次污染。目前，用于固體廢棄物處理的焚燒爐主要有機械爐排爐、流化床焚燒爐、回轉(zhuǎn)式焚燒爐、靜態(tài)熱解焚燒爐、小型油氣爐等。最為常用的機械爐排爐其爐膛內(nèi)一般分為三段，即干燥段、燃燒段和燃燼段。流化床主要由用于保持煤體流動的空氣分散裝置、不燃物排出裝置、不燃物篩選及煤體循環(huán)裝置等組成?；剞D(zhuǎn)窯是在鋼制的圓筒內(nèi)部，加裝耐火襯里及有孔鋼板焊接成筒狀，以固體廢棄物傳送方向為軸心，呈小角度傾斜旋轉(zhuǎn)的設備，其外圍有兩組環(huán)狀鋼制輪圈及幾個滾輪滑動支承，使圓筒緩慢的轉(zhuǎn)動，而將固體廢棄物攪拌及向前輸送。這些焚燒爐都存在如下不足之處(I)、爐膛內(nèi)燃燒區(qū)的燃燒溫度在800— 900°C范圍內(nèi)，燃燒溫度低，燃燒效果差，會產(chǎn)生大量二惡英等有害氣體；(2)、在燃燒過程中會排放大量煙氣(如氮氧化物、二氧化碳、二氧化硫及因不完全燃燒而產(chǎn)生的有害氣體二惡英等)造成二次污染；(3)、燃燒過程添加輔助燃料(如煤、柴油等)造成燃燒成本增高，并消耗大量能源，造成資源浪費；(4)、由于垃圾在燃燒過程中使用的助燃劑是空氣，而空氣中的氮氣是不參加燃燒反應的，而它又要吸收大量的熱量，從而造成熱能損耗大、熱效率低?？傊?，這些爐爐體結(jié)構(gòu)復雜、爐膛容積大、通入空氣量大、煙氣排放量大、粉塵多、熱能損耗大，既不節(jié)能也不環(huán)?！，F(xiàn)有固體廢棄物焚燒爐中由于有大量的煙氣不斷排放，固體廢棄物焚燒的熱量會隨著煙氣排放而被帶走一部分使爐溫下降；而且由于固體廢棄物含水分多而熱值低，故難以燃燒，需要預先干燥垃圾，這就需要大量的熱空氣，爐膛內(nèi)的熱量又被消耗了一部分，使爐溫下降；同時，由于焚燒爐的爐膛容積大，爐膛內(nèi)表面散熱面積大、散熱速度快和散熱量大，爐膛內(nèi)的熱能又被消耗一部分，使爐溫下降，造成整個焚燒爐的熱效率低。現(xiàn)有固體廢棄物焚燒爐中參加燃燒氧化反應的助燃劑都是采用空氣中的氧氣，由于固體廢棄物的組成較為復雜，其熱值差異大，導致爐溫不穩(wěn)定，當焚燒物的熱值低時，一般會添加柴油或煤等高熱值燃料以維持爐溫穩(wěn)定，這樣又要消耗部分能源，在有氧化劑條件下固體廢棄物中的塑料燃燒不充分時，會產(chǎn)生大量的二惡英等有毒有害氣體，造成嚴重的環(huán)境污染。固體廢棄物的完全焚燒通常需要加大進入爐膛內(nèi)的空氣量以增加端流度，讓空氣與固體廢棄物之間在爐膛內(nèi)形成沸騰狀態(tài)，但這樣一來會導致煙氣中飛灰量增加，使煙氣凈化處理難度增大并造成處理成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種固體廢棄物焚燒爐爐體，在單位時間處理固體廢棄物數(shù)量相同的情況下與現(xiàn)有垃圾焚燒爐相比，其爐膛容積小，燃燒速度快、燃燒效果好、燃燒過程產(chǎn)生的飛灰大幅度減少，而且對固體廢棄物處理量大，能同時焚燒處理種類繁多的固體廢棄物，節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明所提出的技術解決方案是這樣的
一種固體廢棄物焚燒爐爐體，該焚燒爐的爐體和爐膛為豎向結(jié)構(gòu)，所述爐膛從上至下依次設有干燥區(qū)、熱解區(qū)和燃燒區(qū)，燃燒區(qū)底部設有出灰口，焚燒爐爐膛內(nèi)側(cè)設有一組火 坑，焚燒爐爐膛的燃燒區(qū)的外側(cè)和左、右側(cè)分別設有一組噴槍，焚燒爐爐膛上部外側(cè)設有塊狀壓縮固體廢棄物進入口，焚燒爐爐膛頂部設有鍋爐爐膛，該鍋爐爐膛的左、右側(cè)設有一組噴槍，鍋爐爐膛頂部設有引風機，將煙氣排出爐外，由剩余煙氣與純氧混合而成的富氧氣體輸至所述焚燒爐爐膛的燃燒區(qū)的三組噴槍和鍋爐爐膛的一組噴槍。焚燒爐爐膛的干燥區(qū)和熱解區(qū)的中軸線與水平面夾角為α=40° -50°角度，燃燒區(qū)的中軸線與水平面垂直。所述焚燒爐爐膛的干燥區(qū)、熱解區(qū)、燃燒區(qū)的內(nèi)側(cè)所設有的相互平行且豎向排布的一組火坑，其火坑面與水平面的夾角β=40° -50°角度，所述火坑底與水平面的夾角Τ=55° -65°角度。所述塊狀壓縮固體廢棄物是由生活垃圾、醫(yī)療垃圾等經(jīng)破碎與污泥類垃圾和硫酸鈣、碳酸鈣、爐灰按一定比例拌和、混合、壓縮成型制成，并輸送入焚燒爐爐膛內(nèi)。在鍋爐爐膛底部與焚燒爐爐膛頂部之間設有多層耐高溫陶瓷濾芯。在燃燒區(qū)底部出灰口設有隔柵。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下顯著效果
(I)、由于本發(fā)明的焚燒爐采用了將固體廢棄物破碎及壓縮成型后焚燒和富氧高溫燃燒的方法，使焚燒爐爐膛容積可以減小3倍，焚燒過程煙氣的產(chǎn)生量可以減少4倍，從而有效減少了爐膛內(nèi)表面的熱損耗和被煙氣排放帶走的熱損耗，焚燒過程煙氣余熱的損耗較少，煙氣余熱能被多次利用，使焚燒爐的熱效率大幅度提高，從47%提高到70%以上，其節(jié)能效果顯著?，F(xiàn)有焚燒爐的固體廢棄物的容積重量比一般為O. 3 O. 6噸/ m3，助燃氣體是空氣，使用風量一般為IOm3 /萬大卡，而本發(fā)明的焚燒爐的固體廢棄物的容積重量比達到
O.9 1.8噸/ m3，助燃氣體是富氧氣體，使用風量一般為2 m3 /萬大卡。同時，爐膛內(nèi)爐溫提高至1200°C左右(比現(xiàn)有爐溫提升400—500°C)。由于使用富氧氣體助燃，減少空氣中80%的氮氣參與燃燒，從而在二次燃燒后產(chǎn)生的煙氣中的二氧化碳含量提高3-4倍，至煙氣的90%，并且將煙氣中的二氧化碳回收變成干冰。(2 )、由于本發(fā)明的焚燒爐采用了大約45 °角度斜坡火坑落料方法，爐膛內(nèi)塊狀壓縮固體廢棄物是利用其自重和火坑面的斜坡下滑落到爐膛底部。同時，由于在制作塊狀壓縮固體廢棄物時采用了添加硫酸鈣、碳酸鈣、爐灰粉等拌燒料方法，當其燃燼后灰渣變成松散蜂窩結(jié)構(gòu)，由上面塊狀壓縮固體廢棄物的自重將灰渣壓碎經(jīng)隔柵落到出灰口下面的灰坑里，從而，大大地減少了現(xiàn)有立窯經(jīng)常發(fā)生的燒結(jié)坍塌的危險。該焚燒爐還可以同時焚燒眾多不同類型的固體廢棄物如污泥、生活垃圾、醫(yī)療垃圾及危險廢棄物等，焚燒爐的適用性非常廣泛。(3)、由于本發(fā)明的焚燒爐采用了缺氧熱解后再燃燒方法，燃燒溫度高達1200°C，固體廢棄物在爐內(nèi)經(jīng)過干燥、熱解后再高溫燃燒，固體廢棄物熱解過程是在缺氧氣氛下進行，從而破壞了二惡英的生成條件，避免了二惡英的產(chǎn)生，解決了固體廢棄物焚燒過程中產(chǎn)生二惡英危害的難題，使焚燒爐防治污染效果顯著。(4)、由于本發(fā)明的焚燒爐采用了壓縮成塊狀固體廢棄物且爐膛內(nèi)側(cè)壁設有一排通風火坑，爐膛又呈豎向結(jié)構(gòu)，使壓縮固體廢棄物在爐膛內(nèi)能集中火力點燃燒，這樣的結(jié)構(gòu)使爐膛容積小、燃燒速度快、固體廢棄物處理量大、燃燒效果好、燃燒過程產(chǎn)生的飛灰大幅度減少。
(5)由于本發(fā)明的焚燒爐是在爐膛燃燒室將固體廢棄物的固定碳燃燒后經(jīng)鍋爐爐膛燃燒熱解煙氣的有機碳。在爐膛燃燒室隔柵上確保將固體廢棄物的固定碳充分完全燃燒，在鍋爐爐膛內(nèi)必須通入一定量的富氧氣體參與燃燒熱解煙氣中的有機碳，確保將進入鍋爐爐膛內(nèi)的煙氣再次充分完全燃燒，使固定碳和有機碳都充分完全燃燒，從而使整個焚燒爐的燃燒效果好，節(jié)能減排效果顯著。


圖I是本發(fā)明一個實施例的一種固體廢棄物焚燒爐爐體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I的A-A剖面示意圖。圖3是圖I的B-B剖面示意圖。圖中所示1、焚燒爐爐體；2、隔柵；3、出灰口； 4、噴槍；5、燃燒區(qū)；6、熱解區(qū)；
7、火坑；7-1、火坑面；7-2、火坑底；8、干燥區(qū)；9、焚燒爐爐膛；10、耐高溫陶瓷濾芯；
11、鍋爐爐膛；12、引風機；13、塊狀壓縮固體廢棄物；14、輸送帶；15、塊狀壓縮固體廢棄物進入口。
具體實施例方式通過下面實施例對本發(fā)明作進一步詳細闡述。參見圖I一圖3所示，一種固體廢棄物焚燒爐爐體由豎向結(jié)構(gòu)的焚燒爐爐體I、豎向結(jié)構(gòu)的焚燒爐爐膛9、耐高溫帶式輸送器14、鍋爐爐膛11、引風機12組成。焚燒爐爐膛9從上至下依次設有干燥區(qū)8、熱解區(qū)6和燃燒區(qū)5，燃燒區(qū)5底部設有出灰口 3，該出灰口 3設有隔柵2。本焚燒爐爐膛9的橫截面呈方形，在焚燒爐爐膛9的干燥區(qū)8、熱解區(qū)6、燃燒區(qū)5的內(nèi)側(cè)設有一組相互平行且豎向排布的火炕7，火炕面7-1與水平面的夾角β =40° -50°角度，火炕底7-2與水平面的夾角T =55° -65°角度。在焚燒爐爐膛9的燃燒區(qū)5的外側(cè)、左側(cè)和右側(cè)分別設有一組噴槍4。焚燒爐爐膛9上部的外側(cè)部設有塊狀壓縮固體廢棄物進入口 15，生活垃圾、餐飲垃圾、醫(yī)療垃圾等經(jīng)破碎機與污泥類垃圾和拌燒料硫酸鈣、碳酸鈣、爐灰按一定比例拌和混合后壓縮成型制成塊狀壓縮固體廢棄物13，通過耐高溫帶式輸送器14輸入焚燒爐爐膛9內(nèi)。焚燒爐爐膛9頂部設有鍋爐爐膛12，該鍋爐爐膛12與焚燒爐爐膛9之間設有耐高溫陶瓷濾芯10。焚燒爐爐膛9的干燥區(qū)8和熱解區(qū)6的中軸線與水平面的夾角為α =40° -50°角度，燃燒區(qū)5的中軸線與水平面垂直。在鍋爐爐膛11頂部設有引風機12，引風機12輸出端與爐外煙氣處理系統(tǒng)相連接，塊狀壓縮固體廢棄物13在燃燒區(qū)5燃燒產(chǎn)生的煙氣在引風機16作用下向上流經(jīng)熱解區(qū)6、干燥區(qū)8、鍋爐爐膛11并輸出至爐體外的煙氣處理系統(tǒng)。從煙氣處理系統(tǒng)輸出的剩余煙氣與純氧混合成富氧氣體，輸至所述焚燒爐爐膛的燃燒區(qū)5的三組噴槍4和鍋爐爐膛11 一組噴槍4燃燒。本固體廢棄物焚燒爐爐體I外設有若干儲存?zhèn)}分別儲存生活垃圾、醫(yī)療垃圾、污泥類垃圾、硫酸鈣、碳酸鈣、爐灰，按一定比例分別破碎、拌和混合，壓縮成型制成塊狀壓縮固體廢棄物13，經(jīng)耐高溫帶式輸送器14輸入焚燒爐爐膛9內(nèi)，從干燥區(qū)8、熱解區(qū)6流向燃燒區(qū)5，通過設在燃燒區(qū)5外側(cè)、左側(cè)、右側(cè)的三組噴槍4對塊狀壓縮固體廢棄物13進行1200°C的高溫充分焚燒，產(chǎn)生的煙氣主要通過火坑7向焚燒爐爐膛9上部流動，每條火坑7的寬度小于塊狀壓縮固體廢棄物13的寬度，使其不能進入火坑7內(nèi)，以保證煙氣通道暢通。上升的煙氣與焚燒爐爐膛9中向下流動的塊狀壓縮固體廢棄物13成逆向流動并不斷進行充分的熱交換，在干燥區(qū)8內(nèi)的塊狀壓縮固體廢棄物13受煙氣加熱使其干燥，干燥區(qū)8的 溫度約為200°C左右，干燥后的塊狀壓縮固體廢棄物13進入熱解區(qū)6，在熱解區(qū)6受到更高溫度的煙氣加熱，使其熱解，熱解區(qū)6的溫度約為800°C，干燥區(qū)8和熱解區(qū)6是缺氧區(qū)域，塊狀壓縮固體廢棄物13在干燥區(qū)8干燥和在熱解區(qū)6熱解是在缺氧狀態(tài)下進行，不存在二惡英的產(chǎn)生條件，從而，有效防止了二惡英的生成。由于塊狀壓縮固體廢棄物13內(nèi)均勻混有硫酸鈣、碳酸鈣、爐灰等拌燒料且經(jīng)過干燥、熱解后達到800°C左右溫度后才進入燃燒區(qū)5，所以在爐溫達1200°C的燃燒區(qū)5內(nèi)能充分燃燒并燒結(jié)成蜂窩結(jié)構(gòu)塊狀物，被繼續(xù)進入燃燒區(qū)5的塊狀壓縮固體廢棄物13壓散成爐灰，并經(jīng)隔柵2從出灰口 3排出，同時所產(chǎn)生的飛灰比較少。在鍋爐爐膛11底部與焚燒爐爐膛9頂部之間裝有多層耐高溫陶瓷濾芯10，基本濾去飛灰。本焚燒爐生成物得到充分利用，二氧化碳制成干冰，氮氧化物制成助燃或消毒氣體，爐灰一部分制成建材，另一部分作拌燒料循環(huán)再用，鍋爐蒸汽發(fā)電，達到節(jié)能環(huán)保的顯著效果。
權(quán)利要求
1.一種固體廢棄物焚燒爐爐體，其特征在于該焚燒爐的爐體和爐膛為豎向結(jié)構(gòu)，所述爐膛從上至下依次設有干燥區(qū)、熱解區(qū)和燃燒區(qū)，燃燒區(qū)底部設有出灰口，焚燒爐爐膛內(nèi)側(cè)設有一組火坑，焚燒爐爐膛的燃燒區(qū)的外側(cè)和左、右側(cè)分別設有一組噴槍，焚燒爐爐膛上部外側(cè)設有塊狀壓縮固體廢棄物進入口，焚燒爐爐膛頂部設有鍋爐爐膛，該鍋爐爐膛的左、右側(cè)設有一組噴槍，鍋爐爐膛頂部設有引風機，將煙氣排出爐外，由剩余煙氣與純氧混合而成的富氧氣體輸至所述焚燒爐爐膛的燃燒區(qū)的三組噴槍和鍋爐爐膛的一組噴槍。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體廢棄物焚燒爐爐體，其特征在于焚燒爐爐膛的干燥區(qū)和熱解區(qū)的中軸線與水平面的夾角為a =40° -50°角度，燃燒區(qū)的中軸線與水平面垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體廢棄物焚燒爐爐體，其特征在于所述焚燒爐爐膛的干燥區(qū)、熱解區(qū)、燃燒區(qū)的內(nèi)側(cè)所設有的相互平行且豎向排布的一組火坑，其火坑面與水平面的夾角￠=40° -50°角度，所述火坑底與水平面的夾角T =55° -65°角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體廢棄物焚燒爐爐體，其特征在于所述塊狀壓縮固體廢棄物是由生活垃圾、醫(yī)療垃圾經(jīng)破碎與污泥類垃圾和硫酸鈣、碳酸鈣、爐灰按一定比例拌和、混合、壓縮成型制成,并輸送入焚燒爐爐膛內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體廢棄物焚燒爐爐體，其特征在于所述鍋爐爐膛底部與焚燒爐爐膛頂部之間設有多層耐高溫陶瓷濾芯。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體廢棄物焚燒爐爐體，其特征在于所述燃燒區(qū)底部出灰口設有隔柵。
全文摘要
一種固體廢棄物焚燒爐爐體，該焚燒爐的爐體和爐膛為豎向結(jié)構(gòu)，所述爐膛從上至下依次設有干燥區(qū)、熱解區(qū)和燃燒區(qū)，爐膛內(nèi)側(cè)設有一組火坑，燃燒區(qū)外側(cè)和左、右側(cè)分別設有一組噴槍，爐膛上部外側(cè)設有塊狀壓縮固體廢棄物進入口，爐膛頂部設有鍋爐爐膛和引風機，鍋爐爐膛側(cè)壁有一組噴槍，引風機將煙氣排出爐外，由剩余煙氣與純氧混合而成的富氧氣體輸至燃燒區(qū)的三組噴槍和鍋爐爐膛的一組噴槍。本焚燒爐爐膛容積小但固體廢棄物處理量大，燃燒速度快、效果好，能同時處理多種類的固體廢棄物，節(jié)能環(huán)保、效果顯著。
文檔編號F23G5/44GK102705831SQ20121014529
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者袁永揚 申請人:袁永揚