[發明專利]循環流化床垃圾焚燒鍋爐及其污染控制系統

有效

• 申請號: 201210068639.4
• 申請日: 2012-03-15
• 公開（公告）號: CN102537975A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 別如山;宋興飛;紀曉瑜;黃兵;朱少飛;劉茜茜;陳佩
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F23G5/30
• 分類號: F23G5/30;F23G5/44;F23J15/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高媛

技術領域

本發明涉及一種垃圾焚燒鍋爐及其污染物控制系統。

背景技術

據統計資料顯示，2011年我國城市生活垃圾總產量已超過2.9億噸，并以每年8％～10％速度遞增。數量巨大的城市垃圾已成為困擾我國經濟發展的難題。焚燒法具有節約用地，可消滅各種病原體、處理量大、速度快等優點，并且配有熱能回收發電系統和垃圾焚燒尾氣處理系統，社會效益和環保效益巨大，因此垃圾焚燒處理比例逐漸增多。

垃圾焚燒鍋爐爐型主要有機械爐排焚燒爐、回轉窯式焚燒爐和流化床或循環流化床焚燒爐。由于我國生活垃圾沒有分類，品質差、成分復雜、水分高、熱值低(800～1200Kcal/kg)等弊端，采用爐排爐焚燒垃圾，通常爐膛出口達不到環保要求的850℃，但垃圾焚燒廠為了降低運行成本，不愿意投油助燃，因而焚燒效果較差，污染物排放濃度不易達到生活垃圾焚燒污染控制標準。回轉窯對含水量高、熱值低的垃圾的焚燒存在著火困難、燃燒不充分等問題，并且回轉窯的處理量不大，設備昂貴，其經濟性較差。由于流化床或循環流化床具有燃燒充分、處理量大等優點，特別適合處理水分含量高，熱值低的垃圾，并且國家政策允許摻燒20％的煤，因此在我國垃圾焚燒領域受到了廣泛的重視。據不完全統計國內垃圾焚燒采用流化床或循環流化床已占到40％左右。

國內采用循環流化床焚燒垃圾的專利主要有以下幾項：

華西能源工業股份有限公司的實用新型專利“用于垃圾焚燒的循環流化床鍋爐”(專利號：ZL?201020147387.0)，雖然能防止積灰、腐蝕和磨損現象，但還存在以下缺點：1、布風板呈前高后低傾斜布置，但是沒有采取分室布風，床料并不能形成內漩渦流動，導致大渣排出困難，平均運行一個半月就需停爐排渣一次；2、過熱器后布置二級下排氣分離器，分離效率低、阻力大，電耗高。

東南大學和無錫太湖鍋爐有限公司共同獲得了發明專利“城市生活垃圾流化床氣化燃燒處理方法”(專利號：ZL?200810024077.7)，此方法雖然能實現垃圾的分級燃燒，抑制二次污染物的生成，但還存在以下缺點：1、布風板雖然傾斜5～20°，但沒有采取分室布風，床料并沒有形成內漩渦流動，導致大渣排出困難；2、分離器后直接布置過熱器，容易導致過熱器發生嚴重積灰、腐蝕問題；3、垃圾焚燒前布置了垃圾破碎系統，但實踐證明，垃圾破碎刀具磨損非常嚴重，且耗電量大，效果差，垃圾焚燒廠都棄用該破碎系統。

北京中科通用能源環保有限責任公司獲得了兩個實用新型專利“輻射燃燼的循環流化床垃圾焚燒鍋爐”和“抑制二惡英類物質生成的垃圾焚燒系統”(專利號分別為ZL200920292693.0和ZL?200920350906.0)，這兩個實用新型專利的布風板均采用水平布置，運行結果表明，排渣困難，平均運行一個月至一個半月就需停爐排渣一次，年平均運行時間只有六千多小時，與要求的八千小時相差較遠，焚燒爐可用率低，嚴重影響垃圾焚燒廠的運行經濟性。

山西藍天環保設備有限公司獲得的發明專利“循環流化床生活垃圾焚燒發電鍋爐”(專利號：ZL?201010199911.3)，采用水平布風板，存在嚴重排渣問題；分離器后沒有設置煙氣冷卻室，過熱器容易發生積灰、腐蝕。

南通萬達鍋爐有限公司申請的發明專利“純燒垃圾流化床鍋爐”(專利號：ZL201110135594.3)提供了無需摻煤的純燒垃圾流化床鍋爐，但采用水平布風板，存在大渣排出困難，平均運行一個月至一個半月就需停爐排渣一次，年平均運行時間只有六千多小時；并且前置的空氣預熱器節距只有90mm，而空氣溫度達到400～450℃，這時管壁溫度已達到500～550℃，灰呈現軟化狀態，必然存在嚴重積灰和腐蝕問題。此外，尾部低溫空氣預熱器存在露點腐蝕問題。再有，在夏天垃圾水分高達40～60％時，垃圾熱值只有700-800Kcal/kg，就會出現燃燒不穩定，要實現純燒垃圾困難很大。

杭州能達華威設備有限公司獲得的發明專利“沸騰復合循環流化床垃圾焚燒鍋爐”(專利號：ZL?200910097419.2)通過增加湍流室，使垃圾在進入沸騰室前就充分的干燥和熱解，解決了垃圾因熱值低導致燃燒不穩定問題，但其排渣口水平布置，存在嚴重的排渣困難。

綜上所述，目前循環流化床垃圾焚燒爐主要存在問題就是排渣困難，一般一個半月停一次爐，清理布風板上沉積的大渣，使得垃圾焚燒廠年平均運行時間只有六千多小時，與要求的八千小時相差較遠，嚴重影響垃圾焚燒廠的經濟性，需要亟待解決。

發明內容