[發(fā)明專(zhuān)利]一種垃圾低氮和低二噁英爐排焚燒方法及其裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210510370.0
• 申請(qǐng)日: 2012-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102980194A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余昭勝;馬曉茜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F23G5/04
• 分類(lèi)號(hào): F23G5/04;F23G5/027;F23G5/44;F23L9/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及垃圾焚燒方法及焚燒設(shè)備,尤其涉及一種垃圾低氮和低二噁英爐排焚燒方法及其裝置。

背景技術(shù)

垃圾圍城是各國(guó)城市普遍面臨的問(wèn)題。一方面是垃圾產(chǎn)量逐年增長(zhǎng)，另一方面是城市化進(jìn)程的加快，城市面積不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致垃圾處理用地問(wèn)題極為嚴(yán)峻。在北京、上海、廣州等大型城市，幾乎已經(jīng)很難找到適宜的垃圾處理用地。同時(shí)，由于居民環(huán)境意識(shí)的不斷提高，對(duì)填埋、焚燒等垃圾處理設(shè)施可能帶來(lái)的二次污染問(wèn)題也日益重視。

垃圾焚燒過(guò)程產(chǎn)生的煙氣中含有大量污染成分，如煙塵、氯化氫、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、重金屬和二嗯英等。氮氧化物包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4和N2O5等。垃圾焚燒過(guò)程中主要產(chǎn)生NO，這是一種無(wú)色有毒氣體，占燃料所產(chǎn)生氮氧化物總量的90%~95%。NO2是一種紅棕色具有強(qiáng)烈刺激性的氣體，約占燃燒中生成氮氧化物的5%~10%。NO2的毒性是NO的5倍，會(huì)引起中樞神經(jīng)麻痹，易引起肺癌，此外NO2對(duì)人體的心、肝、腎和造血組織都有損害。同時(shí)光化學(xué)反應(yīng)使NO2分解為NO和O3，大氣中臭氧對(duì)人體健康十分有害。在垃圾焚燒過(guò)程中，NOx產(chǎn)生的方式有三種，分別是熱力型、燃料型和快速型。實(shí)驗(yàn)表明，隨著反應(yīng)溫度的升高，其N(xiāo)OX生成反應(yīng)速率按指數(shù)規(guī)律增加。當(dāng)溫度超過(guò)1700K時(shí)，溫度每增加100K，反應(yīng)速率增大6~7倍。燃料型NOX的生成量和過(guò)量空氣系數(shù)的關(guān)系很大，在過(guò)量空氣系數(shù)小于1時(shí)，其轉(zhuǎn)化率會(huì)顯著降低，比如當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)等于0.7時(shí)，其轉(zhuǎn)化率接近于零。快速型NOX形成時(shí)間只需要60ms，所生成的NOX與爐膛壓力0.5次方成正比，但與溫度關(guān)系不大。

二噁英是一種無(wú)色無(wú)味、毒性嚴(yán)重的脂溶性物質(zhì)，可以損害多種器官和系統(tǒng)，一旦進(jìn)入人體，就會(huì)長(zhǎng)久駐留，因?yàn)槠浔旧砭哂谢瘜W(xué)穩(wěn)定性并易于被脂肪組織吸收，并從此長(zhǎng)期積蓄在體內(nèi)，可能透過(guò)間接的生理途徑而致癌。城市生活垃圾焚燒產(chǎn)生二噁英主要途徑是在對(duì)氯乙烯等含氯塑料的焚燒過(guò)程中，焚燒溫度低于800℃，含氯垃圾不完全燃燒，極易生成二噁英；燃燒后形成氯苯，后者成為二惡英合成的前體。

在垃圾焚燒過(guò)程中，為了降低NOX和二噁英的生成，可以依靠分級(jí)燃燒來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前，城市生活垃圾焚燒爐分級(jí)燃燒是沿燃燒室內(nèi)煙氣流動(dòng)方向，主要分布二次風(fēng)(SA)，在第一通道比較難控制煙氣溫度及其停留時(shí)間。因此，有必要開(kāi)發(fā)適合于大、中、小型處理規(guī)模的，高效低污染的垃圾焚燒方法及其裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單、煙氣停留時(shí)間長(zhǎng)、燃燒充分的垃圾低氮和低二噁英爐排焚燒方法及其裝置。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種垃圾低氮和低二噁英爐排焚燒方法，包括如下步驟：包括如下步驟：垃圾經(jīng)垃圾入口進(jìn)入爐排上方，一次風(fēng)從爐排下方往上經(jīng)過(guò)爐排將垃圾吹入焚燒爐膛，在焚燒爐膛內(nèi)的垃圾經(jīng)過(guò)一次風(fēng)的作用下完成干燥、熱解、固定碳燃燒和固定碳燃盡這四個(gè)燃燒過(guò)程，產(chǎn)生的煙氣流向焚燒爐膛出口；二次風(fēng)、三次風(fēng)、四次風(fēng)和五次風(fēng)則分別通過(guò)二次風(fēng)組件、三次風(fēng)組件、四次風(fēng)組件和五次風(fēng)組件構(gòu)成的吹風(fēng)組件吹入第一通道內(nèi)，與來(lái)自焚燒爐膛出口的煙氣充分混合，混合后的煙氣在第一通道內(nèi)通過(guò)吹風(fēng)組件形成兩組切圓并螺旋上升的煙氣流，通過(guò)調(diào)節(jié)吹風(fēng)組件的吹風(fēng)噴嘴的出風(fēng)量，將第一通道內(nèi)的溫度控制在850℃～900℃之間、煙氣停留時(shí)間在2秒以上，最后流向第一通道出口，爐排末端上的垃圾燃盡后產(chǎn)生的爐渣則從排渣口排出，從而完成垃圾低氮和低二噁英爐排焚燒過(guò)程。

一種垃圾低氮和低二噁英爐排焚燒裝置，包括第一通道和設(shè)置在第一通道底部的焚燒爐膛，沿第一通道的四周墻壁設(shè)置有使第一通道內(nèi)的煙氣形成兩組切圓并螺旋上升的吹風(fēng)組件。

所述吹風(fēng)組件分為四層，自下而上依次是二次風(fēng)組件、三次風(fēng)組件、四次風(fēng)組件、五次風(fēng)組件；這四層吹風(fēng)組件的結(jié)構(gòu)相同，分別包括后墻風(fēng)管組件、左墻風(fēng)管組件、前墻風(fēng)管組件和右墻風(fēng)管組件。

所述后墻風(fēng)管組件、左墻風(fēng)管組件、前墻風(fēng)管組件和右墻風(fēng)管組件均設(shè)置有截止閥、伺服閥、聯(lián)接風(fēng)管和吹風(fēng)噴嘴。

所述焚燒爐膛由后拱、焚燒爐膛出口、前拱、垃圾入口、爐排、排渣口和左右側(cè)墻包圍而成。

所述第一通道的墻壁上設(shè)置有多個(gè)溫度傳感器，分別布置在焚燒爐膛出口與二次風(fēng)組件之間、二次風(fēng)組件與三次風(fēng)組件之間、三次風(fēng)組件與四次風(fēng)組件之間、四次風(fēng)組件與五次風(fēng)組件之間、五次風(fēng)組件與第一通道出口之間。

本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：