[發(fā)明專利]一種集成沼氣燃燒的污泥無害化低氮燃燒系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112728558A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 王云剛;劉羽飛;孫豆;趙欽新;梁志遠;邵懷爽
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F23G7/00
• 分類號: F23G7/00;F23G5/12;F23G5/50;F23D17/00
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

一種集成沼氣燃燒的污泥無害化低氮燃燒系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括天然氣管道、沼氣發(fā)生池、流量濃度檢測裝置，沼氣天然氣混合室、沼氣集箱、點火探針、一次風道、污泥熱風通道以及中心風道，中心風道內(nèi)部布置中心燃氣噴槍和輔助燃氣噴槍，在燃氣噴槍的入口設置有中心燃氣集箱，出口處設置為V型噴嘴，沼氣集箱連接沼氣環(huán)形通道，環(huán)形通道末端布置環(huán)形水冷孔板，燃燒室外層周向布置一圈空氣噴嘴。本發(fā)明利用燃料、空氣分級燃燒，煙氣回流、均衡燃燒以及水冷燃燒技術，旨在實現(xiàn)沼氣的充分利用，以及沼氣、天然氣的低氮燃燒以及污泥的無害化處理。

技術領域

本發(fā)明屬于超低氮、無害化物清潔燃燒技術領域，涉及一種集成沼氣燃燒的污泥無害化低氮燃燒系統(tǒng)及方法。

背景技術

隨著城市化進程的加快和污水處理率的提高，污泥的產(chǎn)量與日俱增。污泥具有產(chǎn)生量大、不穩(wěn)定、易腐敗、有惡臭、含寄生蟲卵、病原微生物及重金屬等有毒有害物質的特點，如不進行妥善、科學地處理處置，將對環(huán)境造成嚴重的二次污染。近年來，焚燒法處理污泥得到了較大的發(fā)展。與其他方法相比，焚燒法有以下幾個突出的優(yōu)點：(1)能使有機物全部碳化，最大限度的減少污泥體積和重量；(2)處理速度快；(3)就地焚燒，不需長距離運輸；(4)可以回收能量用于發(fā)電和供熱；(5)占地面積小，自動化水平高等。因此如何有效無害化燃燒污泥成為關注熱點。

同時伴隨經(jīng)濟的高速發(fā)展，能源的消耗迅速增長，人們開始尋找并利用可再生能源替代傳統(tǒng)能源，我國鼓勵和重視非常規(guī)天然氣生物質氣的發(fā)展。沼氣作為一種典型的生物質氣，是利用植物桔梗、糞便等發(fā)酵而成，其主要成分是甲烷和二氧化碳，目前沼氣主要用于民用炊事照明、工業(yè)動力直接發(fā)電等用途，與天然氣相比具有來源廣泛、發(fā)展?jié)摿Υ蟆⒖裳h(huán)利用、規(guī)?？纱罂尚〉忍攸c。

現(xiàn)有的低氮燃燒技術包括分級燃燒、預混燃燒、煙氣再循環(huán)、水冷燃燒等，其中全預混燃燒、無焰燃燒不適用于大功率燃燒器，而分級燃燒、部分預混燃燒、水冷燃燒等技術則成為大功率燃燒器實現(xiàn)低氮燃燒的方式。

由于熱力型氮氧化物在燃燒高溫區(qū)域產(chǎn)生，因此最直接的控制氮氧化物產(chǎn)生的方式就是降低燃燒室溫度，水冷燃燒的原理就是通過流動水帶走燃燒室熱量，實現(xiàn)低氮燃燒；分級燃燒技術是實現(xiàn)貧燃或者富燃燃燒，通過調配燃料、空氣分配爐內(nèi)溫度場分布，從而避免局部高溫的產(chǎn)生，達到降低NOx生成的效果。

發(fā)明內(nèi)容

為了實現(xiàn)污泥的無害化處理、充分利用沼氣熱量、實現(xiàn)低氮無害化清潔燃燒，本發(fā)明的目的在于提供一種集成沼氣燃燒的污泥無害化低氮燃燒系統(tǒng)及方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種集成沼氣燃燒的污泥無害化低氮燃燒系統(tǒng)，包括沼氣發(fā)生池2，與沼氣發(fā)生池2連接的流量濃度檢測裝置1，流量濃度檢測裝置1出口分兩路，一路直接連通沼氣天然氣混合室4入口，另一路與天然氣管道0出口一路通過第一流量閥3-1連通沼氣天然氣混合室4入口，天然氣管道0出口另一路通過第二流量閥3-1連通三通接頭19一入口，沼氣天然氣混合室4出口分兩路，一路通過第三流量閥3-3連通三通接頭19另一入口，另一路連通沼氣集箱5，三通接頭19出口連通燃燒器24；所述燃燒器24從中心向外依次布置有中心燃氣集箱10、中心風道12、污泥熱風通道9、沼氣環(huán)形通道11和一次風道8，燃燒器24后端連通燃燒室18；所述中心燃氣集箱10前端連接三通接頭19出口，后端中心連接中心燃氣噴槍16、兩側連接輔助燃氣噴槍14；所述沼氣環(huán)形通道11前端布置沼氣集箱5，沼氣集箱用以收集從沼氣天然氣混合室4輸送的成分穩(wěn)定的沼氣，沼氣環(huán)形通道11后端布置有環(huán)形水冷孔板13，環(huán)形水冷孔板13和冷卻水集箱23連接；所述一次風道8和燃燒室18外圍布置有水冷壁套7，水冷壁套7和冷卻水集箱23連接；點火探針6布置在中心燃氣噴槍14和一次風道8的中心，并能夠前后伸縮，在點火時提供點火源。