[實用新型]蓄熱式小型生活垃圾焚燒爐系統

有效

• 申請號: 201420651567.0
• 申請日: 2014-11-04
• 公開（公告）號: CN204187632U
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 彭承襟
• 申請（專利權）人: 彭承襟;彭锫先;彭鋼先
• 主分類號: F23G5/16
• 分類號: F23G5/16;F23G5/44
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 翁建華

技術領域

本實用新型屬高溫焚燒垃圾的蓄熱式小型生活垃圾焚燒爐系統領域。

技術背景

由于多種條件限制,目前村鎮生活垃圾處理相當大部分仍采用填埋方式處理。大量的垃圾填埋是一個長期存在的污染源，對地下水和土壤等已經造成了明顯的威脅和危害，并占用大量的土地。

垃圾焚燒可以實現垃圾的減量化、無害化和資源化，被認為是垃圾處理較好的辦法之一。但焚燒垃圾時，容易生成二惡英等有毒害的氣體，二惡英等有毒害的氣體在705℃開始裂解，需850℃以上溫度并保持2秒以上才能充分裂解。

即使二惡英等有毒害物在高溫下可被充分裂解，但在煙氣冷卻排放過程中，在氫氯酸(HCL)和氯化銅(C_uCL₂)的催化作用下也會重生成二惡英。研究表明，煙氣在4秒鐘內由850℃以上急速冷卻至220℃以下，二惡英重生成就非常低微。

由于大部分村鎮距離城市的大型垃圾焚燒廠較遠，需自建垃圾焚燒廠，由于垃圾焚燒爐設計比較簡單，焚燒溫度低，煙氣冷卻慢，其煙氣排放無法達到國家排放標準。

由于村鎮生活垃圾成份復雜，熱值低，垃圾焚燒往往需要添加補助燃料，才能達到850℃以上，這樣又增加了運行成本。

目前國內煙氣排放符合標準的焚燒爐一般為大型焚燒爐，不但不適合日處理30噸以下的生活垃圾，而且建造和運行成本高，村鎮用不起，因此急需一種建造和運行成本低，適合日處理10～30噸生活垃圾的小型生活垃圾焚燒爐系統。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種使煙氣的溫度波動較少、焚燒溫度高、煙氣焚燒徹底、煙氣中的二惡英等有毒害物質被徹底裂解、二惡英重生成非常低微、煙氣排放優于國家排放標準的蓄熱式小型生活垃圾焚燒爐系統。

本實用新型以如下技術方案解決上述技術問題：

蓄熱式小型生活垃圾焚燒爐系統包括爐體、階梯式固定爐條、往復擺動式焚燒車、二次燃燒室、倒焰型蓄熱式的完全燃燒室、氣體熱交換器、灰燼車、風機。階梯固定爐條的上部有垃圾入口，下側有往復擺動的焚燒車；焚燒車設置有若干根可擺動的爐條，焚燒車下方有灰燼車，上方有空間較大的二次燃燒室；二次燃燒室上部與倒焰型蓄熱式的完全燃燒室上部相通，完全燃燒室中部有由若干根填料支承柱支承的蓄熱填料，完全燃燒室下部的排煙口與熱交換器的煙氣入口相通；熱交換器的熱風出口與固定爐條下方的上助燃熱風入口及焚燒車下面的下助燃熱風入口相通；用于加熱助燃空氣的熱交換器的排煙口與余熱鍋爐相通。

往復擺動式焚燒車的擺動裝置是行輪往復擺動裝置或懸掛式往復擺動裝置。

本實用新型的蓄熱式小型生活垃圾焚燒爐系統，生產正常且爐溫達到850℃以上后不需添加任何補助燃料就能持續生產；而且煙氣溫度波動小，焚燒溫度高，煙氣中的二惡英等有毒害物質被徹底裂解，排放達標，運行和建造成本較低，特別適合于日處理10～30噸焚燒熱值低、水分含量高的生活垃圾的村鎮使用。

附圖說明

圖1是本實用新型蓄熱式小型生活垃圾焚燒爐系統結構示意圖。

圖2是本實用新型的余熱利用及煙氣凈化系統示意圖。

圖3是本實用新型的空心蓄熱填料磚外形圖。

圖4是本實用新型的蓄熱式小型生活垃圾焚燒爐的空心蓄熱填料磚縱橫放置俯視圖。

圖5是本實用新型的可擺動爐條縱向剖切示意圖。

圖6是圖5的A-A剖切示意圖。

圖中：

1垃圾入口??2階梯式固定爐條??3上助燃熱風入口??4隔熱爐壁??5擺動驅動裝置??6耐高溫基礎??7擺動連桿??8焚燒車??9可擺動爐條??10下助燃熱風入口??11灰燼車??12焚燒車車壁??13灰燼車行輪??14焚燒車行輪??15填料支承柱??16隔熱底層??17完全燃燒室煙氣出口??18隔熱底層??19熱交換器??20下隔板??21熱交換器煙氣出口??22熱交換器空氣入口??23軸流鼓風機??24上隔板??25熱交換器熱風出口??26耐高溫隔熱外壁??27高溫區爐壁??28蓄熱填料??29完全燃燒室??30二次燃燒室??31生活垃圾??32余熱鍋爐煙氣入口33余熱鍋爐??34布袋除塵器??35脫硫反應塔??36引風機??37煙囪??38井型空心蓄熱填料磚??39填料磚橫向排列??40填料磚縱向排列??41擺動軸??42擺動軸支承座

具體實施方式

本實用新型的垃圾焚燒爐建設在耐高溫基礎6上，爐體有能承受700℃以上的耐高溫的隔熱爐壁4和能承受1200℃以上的高溫區爐壁27；生活垃圾31從垃圾入口1送入爐內，沿階梯式固定爐條2流入往復擺動的焚燒車8；經過熱交換器19加熱達300℃以上的熱風從上助燃熱風入口3進入，將在爐內階梯式固定爐條2上的垃圾烘干、炭化。焚燒車上的焚燒車行輪14可使焚燒車往復擺動；焚燒車設置有擺動驅動裝置5及與之連接的擺動連桿7，運行時焚燒車不停地往復擺動；焚燒車上有焚燒車車壁12，還有若干根T形可擺動爐條9，可擺動爐條的兩頭有擺動軸41，擺動軸41置于焚燒車上的擺動軸支承座42內使可擺動爐條被吊在焚燒車上并可隨焚燒車擺動而擺動，由于爐條擺動，爐條間的縫隙不容易被爐渣阻塞。采用U形的擺動軸支承座，可方便爐條維修更換和清理大塊爐渣。所有爐條優選采用反應燒結碳化硅(SiSiC)材料，高溫環境下具有足夠剛度和強度。經過熱交換器加熱的熱風，從下助燃熱風入口10進入，并透過焚燒車爐條和爐條上的垃圾進入爐內，和爐內的垃圾進行熱反應燃燒。垃圾燒成灰燼后，由于焚燒車往復擺動，灰燼被篩落至灰燼車11上，灰燼車上有兩個帶灰燼車行輪13的灰燼車廂，可左右推動，推向右時右灰燼車廂卸去灰燼，左灰燼車廂接住焚燒車掉下的灰燼；推向左時左灰燼車廂卸去灰燼，右灰燼車廂接住焚燒車掉下的灰燼。垃圾焚燒的煙氣向上進入二次燃燒室30，與烘干炭化垃圾的氣體混合，在高溫環境下再次燃燒，并從二次燃燒室30上部進入完全燃燒室29，從完全燃燒室煙氣出口17排入氣體熱交換器，煙氣經過兩次90度的大轉彎，產生較大渦流，將煙氣攪得更均勻，燃燒更徹底。由于垃圾成分復雜，煙氣溫度經常有波動，當煙氣溫度較高時，煙氣穿過蓄熱填料28時，蓄熱填料吸熱；當煙氣溫度較低時，煙氣穿過蓄熱填料時，蓄熱填料放熱，因此系統煙氣溫度波動小。煙氣與填料磨擦產生渦流，使煙氣進一步攪得更均勻、燃燒更徹底。由于完全燃燒室為倒焰型，熱分布特別均勻；又由于完全燃燒室體積較大，煙氣流過的時間超過2秒以上，使二惡英等有毒害在高溫下被充分裂解。蓄熱填料優選井型空心蓄熱填料磚38，材料優選使用導熱系數高、蓄熱量大的碳化硅耐火材料，用耐火砂漿砌筑在填料支承柱15上，分層排列成如圖4的縱橫排列結構，填料磚橫向排列為39，填料磚縱向排列為40，易于煙氣流通過。由于完全燃燒室溫度高，在完全燃燒室設置有隔熱底層16，以減少熱量損失。熱交換器優選釆用陶瓷《反應燒結碳化硅(SiSiC)》熱交換器，因此耐高溫抗腐蝕，導熱系數高，高溫環境下剛度高。煙氣從完全燃燒室煙氣出口進入熱交換器19，從數根垂直排列的熱交換管的縫隙穿過，將熱交換管內的冷空氣加熱，再從熱交換器煙氣出口21經余熱鍋爐煙氣入口32進入余熱鍋爐33，降溫后再進布袋除塵器34，除塵后的煙氣再進入脫硫反應塔35，脫硫后由引風機36吹入煙囪37排出，以使焚燒爐保持負壓燃燒。熱交換器設置有上隔板24和下隔板20，將熱交換器的上下腔室隔成四個腔室。冷空氣由軸流鼓風機23鼓入熱交換器空氣入口22，經過連通的熱交換管進入熱交換器的一腔室，再轉180度經過連通的熱交換管進入熱交換器的二腔室，再轉180度經過連通的熱交換管進入熱交換器的三腔室，再轉180度經過連通的熱交換管進入熱交換器的四腔室，如此冷空氣經四次大轉彎攪拌均勻、四次進入熱交換管加熱，被加熱至300℃以上，經熱交換器熱風出口25通入焚燒爐上助燃熱風入口3和下助燃熱風入口10進入焚燒爐內，因此爐溫達到850℃以上而不需添加任何補助燃料。為了減少熱量損失，熱交換器還設置有耐高溫隔熱外壁26、隔熱底層18。由于煙氣經熱交換器和余熱鍋爐少于4秒，由850℃以上急速冷卻至220℃以下，二惡英重生成就非常低微，優于國家排放標準。