[發明專利]干化污泥鏈條爐排焚燒裝置

有效

• 申請號: 200910116708.2
• 申請日: 2009-05-04
• 公開（公告）號: CN101539297A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 宋振林;宋渝;曹磊
• 申請（專利權）人: 宋振林
• 主分類號: F23G7/00
• 分類號: F23G7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種有害廢棄物的焚燒裝置，特別是一種在火床爐內焚燒污泥的裝置。

背景技術

有害固體廢棄物，如各種垃圾和污泥，經過高溫焚燒處理后，可以徹底殺滅細菌和病毒，消除惡臭類、二噁英類、包含苯并芘在內的多環芳烴類等有害物質，同時可以使得重金屬組分充分固化(高溫燒結可以大幅度降低重金屬在水中的可溶出量)，因此高溫焚燒是一種將有害固體廢棄物徹底無害化的有效手段。

在已有的燃煤裝置內直接摻燒，是成本最低的濕污泥焚燒方式。對于高水分含量的濕污泥，水分蒸發大量吸熱，理論燃燒溫度極低，因此通常需要使用高熱值輔助燃料(柴油或天然氣)，才能獲取穩定的爐膛高溫，以致焚燒處理費用特別昂貴，即使在有公共財政補貼的條件下，達到真正的高溫焚燒時運營經濟性也非常差。減少高熱值輔助燃料的消耗，會使得爐膛溫度降低，不能達到有害廢棄物真正的無害化。受經濟性的驅動，僅僅依靠被動監督無法完全解決運營中無害化不徹底的問題。因此，未經干化處理的污泥，無其他特殊技術措施時，直接焚燒不具備可行性，直接在燃煤鍋爐的爐膛內摻燒也不具備徹底無害化的條件。只有經過預先干化的污泥或垃圾，才可能通過焚燒處理真正實現無害化。

對于預干化后的污泥的焚燒，目前主要有循環流化床、鼓泡流化床等燃燒方式，預干化一般使用焚燒產生的高溫煙氣作為干化的原始熱源，干化后的污泥在燃煤鍋爐中直接焚燒或與煤摻燒。中國專利200810224995.4和200510102966.7利用循環流化床作為焚燒裝置，尾部煙道中設置熱交換器吸熱進一步作為濕污泥的干化熱源，干化乏氣作為二次風，爐膛溫度850～900℃；中國專利200720039539.3提出添加生物質燃料后對污泥進行干化的焚燒裝置，煙道中設置熱交換器吸熱進一步作為濕污泥的干化熱源，干化乏氣循環使用并作為二次風；中國專利200510111467.4利用鼓泡流化床作為焚燒裝置，燃燒產生的高溫煙氣用于加熱導熱油進一步作為濕污泥的干化熱源；中國專利200710176475.6利用水泥回轉窯作為干化裝置并使得干污泥直接焚燒；中國專利200510084351.6提出使用部分干化污泥與濕污泥混燒等。為了避免使用高熱值輔助燃料并提高燃燒溫度，中國專利200610130413.7提出使用富氧燃燒的方法。

通過高溫焚燒實現有害固體廢棄物徹底無害化，有兩個基本條件必須同時得到滿足：足夠高的焚燒溫度以及在高溫環境中足夠長的停留時間。比如：二噁英類在700℃以上開始分解，在850℃的條件下完全分解需要21秒以上的停留時間，在1200℃的條件下完全分解需要2秒左右的停留時間；惡臭類物質和多環芳烴類物質在高溫焚燒時的分解特性與二噁英類物質類似；重金屬組分高溫燒結的固化的條件則更加苛刻，需要1200℃以上的高溫和千秒量級的停留時間。

對于不使用高熱值輔助燃料(柴油或天然氣)或富氧助燃的干化污泥焚燒裝置(包括純污泥焚燒裝置和干污泥摻燒固體燃料的裝置)而言，現有的各種燃燒技術不足以同時滿足焚燒溫度和停留時間兩個條件：對于氣相產物(焚燒產生的煙氣)，各種焚燒裝置的爐內總停留時間大約在2～3秒左右，其中在高溫區的停留時間約占總停留時間的一半，所以只有在爐膛出口溫度達到1200℃以上時才能保證氣相中的主要毒性污染物徹底無害化；對于固相產物(焚燒摻燒的灰渣和飛灰)，其中含有重金屬組分并吸附有大量氣相有毒污染物，要保證重金屬和吸附的有害氣體完全無害化，則必須保證燃燒室內有足夠的高溫同時固相物質在爐內有千秒以上的停留時間。

不同的燃燒方式的固相爐內停留差異極大，火室燃燒(主要是煤粉爐中摻燒污泥)主要產生飛灰，停留時間最短(約2～3秒)，循環流化床次之(約4～6秒)，鼓泡流化床和火床爐中，灰渣的爐內停留時間在千秒以上、飛灰的停留時間大約為2～3秒。

要保證焚燒過程能達到徹底無害化的效果，以下兩個條件必須要滿足：其一，爐膛出口煙溫(注意不是爐內最高溫度)大于1200℃；其二，固相在爐內的停留時間在千秒以上。現有的各種焚燒技術很難完全滿足這兩個苛刻要求，相對而言：火室燃燒方式(煤粉爐)可以達到高的爐膛出口煙溫，但飛灰粉額在90％以上，飛灰不能達到無害化；循環流化床燃燒方式爐膛出口煙溫低于煤粉爐，飛灰粉額在70％以上，煙氣和飛灰都難以達到無害化；鼓泡流化床的爐膛出口煙溫低、飛灰粉額大于50％，雖然灰渣停留時間長，灰渣可以徹底無害化，但煙氣和飛灰都難以達到無害化；火床燃燒方式，特別是鏈條爐排，在所有的燃燒設備中具有最小的飛灰份額和很長的灰渣停留時間，因此最適合作為污泥的焚燒設備。

發明內容