專(zhuān)利名稱(chēng)：流化床焚燒爐、循環(huán)流化床焚燒爐以及焚燒系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生活垃圾的燃燒處理，具體涉及一種流化床焚燒爐、循 環(huán)流化床焚燒爐以及焚燒系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)城市生活垃圾年產(chǎn)生量在迅速增長(zhǎng)，大量 的垃圾堆積，給環(huán)境帶來(lái)了極大的危害。垃圾焚燒是通過(guò)高溫燃燒減 少可燃廢物，將垃圾變成惰性殘余物。能夠?qū)崿F(xiàn)垃圾的迅速減容減量 效果，并實(shí)現(xiàn)垃圾的無(wú)害化處理。目前，世界上大多數(shù)國(guó)家大型生活 垃圾焚燒爐的主流設(shè)備為機(jī)械爐排式焚燒爐和流化床式焚燒爐。 一般 說(shuō)來(lái)，前者適合于焚燒熱值比較高的生活垃圾，燃燒效率比較低、產(chǎn)
汽量低、造價(jià)昂貴、維修費(fèi)用高；后者對(duì)低熱值的垃圾適應(yīng)性好，燃 燒效率較高。
公告號(hào)為CN200993367的中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利(專(zhuān)利文獻(xiàn)l)給出 了 一種循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，燃燒室采用前傾布風(fēng)板和后風(fēng)型水冷 風(fēng)室，該設(shè)計(jì)有利于大塊爐料的順利排出和一次風(fēng)管道的布置。設(shè)置 在換熱型返料器內(nèi)的過(guò)熱器與酸性氣體隔絕，避免了酸性氣體對(duì)過(guò)熱 器管子的高溫腐蝕。
公告號(hào)為CN201028533的中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)給出 了一種淺床流態(tài)化焚燒爐，包括爐體、上部風(fēng)口、加料孔和底部的熱 風(fēng)口。爐內(nèi)流化層的高度H與爐體的內(nèi)壁直徑D之比H:D>1:2，在爐 體頂部上的加料孔為3-9個(gè)，并沿爐體頂部的斷面均勻分布。
公開(kāi)號(hào)為CN1865775的中國(guó)專(zhuān)利(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)給出了一種用于 城市生活垃圾高效潔凈燃燒的復(fù)合循環(huán)流化床系統(tǒng)，其中，采用以邊 緣密集、中心稀疏的方式布置風(fēng)帽的錐形布風(fēng)板，爐墻水冷壁中部為 底角為27-33°的等腰三角形結(jié)構(gòu)縮腰水冷壁，縮腰水冷壁上方設(shè)置下 凹型物料顆粒循環(huán)強(qiáng)化板，在下凹型物料顆粒循環(huán)強(qiáng)化板上方采用四 角切圓燃燒的方式布置二次風(fēng)，在流化床爐膛最上端出口處設(shè)置高溫 氣固分離器。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1的循環(huán)流化床采用的是矩形爐膛結(jié)構(gòu)，專(zhuān)利文獻(xiàn)2的 鼓泡流化床采用的是圓形爐膛結(jié)構(gòu)，爐膛直徑在上下方向整個(gè)范圍內(nèi) 不變，由于垃圾熱值普遍較低，所以這兩種爐膛結(jié)構(gòu)不利于密相區(qū)床 層的蓄熱和大顆粒垃圾的燃盡。
針對(duì)這一點(diǎn)，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3的系統(tǒng)中，利用縮腰水冷壁、錐形布 風(fēng)板、以及物料顆粒循環(huán)強(qiáng)化板的作用，形成顆粒的內(nèi)循環(huán)，而且， 利用四角切圓方式布置的二次風(fēng)，增強(qiáng)爐內(nèi)的湍流，延長(zhǎng)顆粒和氧氣 的接觸時(shí)間。但是，該技術(shù)存在的問(wèn)題是，等腰三角形結(jié)構(gòu)的縮腰水 冷壁導(dǎo)致容易對(duì)爐壁產(chǎn)生磨損。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)最佳效果的顆粒內(nèi)循環(huán)， 需要縮腰水冷壁與錐形布風(fēng)板配合，而錐形布風(fēng)板采用的是邊緣密集、 中心稀疏的特殊風(fēng)帽布置，這增加了布風(fēng)板制造的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，在采用束腰結(jié)構(gòu) 爐膛的垃圾焚燒爐以及焚燒系統(tǒng)中，促進(jìn)垃圾的燃盡，提高爐內(nèi)燃燒 效率，減少污染物的生成和排放。
進(jìn)而，本發(fā)明的目的還在于，在采用束腰結(jié)構(gòu)的爐膛的垃圾焚燒 爐以及焚燒系統(tǒng)中，降低對(duì)爐膛邊壁的磨損。
上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的第一方面是一種流化床焚燒爐，在爐膛的底部設(shè)置有布 風(fēng)板，在該布風(fēng)板的下側(cè)設(shè)置有一次風(fēng)入口和排渣口，爐膛的中部為 束腰結(jié)構(gòu)部，在爐膛的頂部設(shè)有出口，其特征在于，與所述底部相連 的爐膛下部為漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)部。
根據(jù)該技術(shù)方案，借助爐膛底部的布風(fēng)板、密相區(qū)的爐膛漸擴(kuò)結(jié)構(gòu) 部、以及過(guò)渡區(qū)的爐膛束腰結(jié)構(gòu)部三者的綜合作用，在密相區(qū)形成兩個(gè) 內(nèi)循環(huán)。 一方面，物料顆粒在布風(fēng)板空氣的帶動(dòng)下，沿爐膛截面上升， 靠近漸擴(kuò)爐膛邊壁的顆粒受截面形狀的影響沿邊壁下落，形成一個(gè)顆粒 內(nèi)循環(huán)過(guò)程。上升顆粒子到達(dá)束腰結(jié)構(gòu)后，受截面形狀影響，大量顆粒 在此匯集，并發(fā)生碰撞， 一部分較大的顆粒由于速度較小，經(jīng)碰撞后沿 邊壁下落，也參與到循環(huán)中，這樣在密相區(qū)形成了一個(gè)更大的顆粒內(nèi)循 環(huán)。兩個(gè)顆粒內(nèi)循環(huán)的存在，有利于增強(qiáng)爐膛密相區(qū)的蓄熱，從而有利 于大顆粒和難燃顆粒的燃盡，減少污染物的生成和排放。
優(yōu)選地，所述漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)部的漸擴(kuò)角度在70至80度的范圍內(nèi)。 通過(guò)選取這一范圍內(nèi)的角度，能夠使得利用漸擴(kuò)內(nèi)壁使顆粒下落
的效果達(dá)到最佳。
優(yōu)選地，所述布風(fēng)板由風(fēng)帽均勻布置的布風(fēng)板構(gòu)成。
這樣，不必采用專(zhuān)利文獻(xiàn)3所述那樣的特殊布風(fēng)板，可以降低布
風(fēng)板的制造難度，進(jìn)而降低焚燒爐整體的制造成本。 優(yōu)選地，所述束腰結(jié)構(gòu)部為圓弧形。
通過(guò)采用圓弧形的束腰結(jié)構(gòu)部，與專(zhuān)利文獻(xiàn)3那樣的等腰三角形 結(jié)構(gòu)的縮腰水冷壁相比，能夠減少該束腰結(jié)構(gòu)部的磨損。
優(yōu)選地，所述束腰結(jié)構(gòu)部與相鄰的爐膛壁面之間采用平滑過(guò)渡。 這樣，能夠減少束腰結(jié)構(gòu)部與相鄰爐膛壁面之間交界處的邊壁磨損。
優(yōu)選地，在所述束腰結(jié)構(gòu)部的上方設(shè)置有二次風(fēng)口。
二次風(fēng)帶入了充足的氧氣，有利于上升顆粒的完全燃燒。
優(yōu)選地，，沒(méi)置有多個(gè)所述二次風(fēng)口 ，多個(gè)二次風(fēng)口對(duì)稱(chēng)地設(shè)置在 爐膛的前后墻上，并朝爐膛內(nèi)部以相同角度向下傾斜地開(kāi)口。
這樣，二次風(fēng)口的這種布置能夠加強(qiáng)爐內(nèi)的紊流，有利于提高垃圾 在爐內(nèi)的停留時(shí)間，促進(jìn)難燃物的燃盡。進(jìn)而，由于二次風(fēng)口朝斜下方 開(kāi)口，故而能防止沿爐膛邊壁下落的顆粒灌入風(fēng)口。
本發(fā)明的第二方面是一種循環(huán)流化床焚燒爐，包括上述流化床 焚燒爐、與該流化床焚燒爐的爐膛出口相連的氣固分離器、以及連結(jié) 該氣固分離器的底部與爐膛的返料機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的第三方面是一種流化床焚燒系統(tǒng)，包括上述流化床焚 燒爐、以及與流化床焚燒爐的出口相連的煙氣管道，在該煙氣管道中 從上游起依次設(shè)置有尾部換熱面、煙氣凈化部分、和煙氣除塵部分。
本發(fā)明的第四方面是一種循環(huán)流化床焚燒系統(tǒng)，包括上述循環(huán) 流化床焚燒爐、以及與所述氣固分離器的頂部相連的煙氣管道、在煙 氣管道中從上游起依次設(shè)置有尾部換熱面、煙氣凈化部分、和煙氣除 塵部分。
這些循環(huán)流化床焚燒爐、流化床焚燒系統(tǒng)和循環(huán)流化床焚燒系統(tǒng) 也能獲得與上述流化床焚燒爐同樣的技術(shù)效果。


圖l是本發(fā)明的循環(huán)流化床焚燒系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1整體示出了循環(huán)流化床焚燒系統(tǒng)。系統(tǒng)的左側(cè)部分為流化床 焚燒爐。
該流化床焚燒爐在爐膛的底部設(shè)置有風(fēng)帽均勻布置的布風(fēng)板3，在 該布風(fēng)板3的下側(cè)設(shè)置有一次風(fēng)入口 1和排渣口 2，在爐膛的頂部設(shè)有 出口 。
并且，與該底部相連的爐膛下部部分設(shè)為漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)部4，漸擴(kuò)角度 在70至80度的范圍內(nèi)。爐膛的中部作成束腰結(jié)構(gòu)部5,該束腰結(jié)構(gòu)部 5呈圓弧形，圓弧角度可以根據(jù)爐膛情況確定。而且，該束腰結(jié)構(gòu)部5 與相鄰的爐膛壁面之間采用平滑過(guò)渡，例如以圓弧過(guò)渡。
進(jìn)而，在束腰結(jié)構(gòu)部5的上方設(shè)置有二次風(fēng)口 6。本實(shí)施方式中設(shè) 有多個(gè)二次風(fēng)口 6，而且各二次風(fēng)口 6對(duì)稱(chēng)地布置在爐膛的前后墻上， 故又可稱(chēng)作對(duì)沖二次風(fēng)口。在本實(shí)施方式中，各二次風(fēng)口 6朝爐膛內(nèi) 稍微向下傾斜地開(kāi)口 ，由此防止沿爐膛邊壁下落的顆粒灌入風(fēng)口中。 各二次風(fēng)口 6的傾斜角度可以設(shè)成基本相同。
在進(jìn)行焚燒時(shí)，從布風(fēng)板3下側(cè)的一次風(fēng)入口 1吹入空氣，空氣 被布風(fēng)板3的風(fēng)帽均勻引導(dǎo)。穿過(guò)布風(fēng)板3的向上氣流帶動(dòng)顆粒上升， 在上升過(guò)程中， 一部分物料顆粒會(huì)在重力和邊壁效應(yīng)的作用下沿壁面 下落再次燃燒。此外，由于爐膛下部設(shè)計(jì)成漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)部4,故能促進(jìn)粗 大的顆粒沿爐膛邊壁的下落。其余顆粒進(jìn)一步上升到束腰結(jié)構(gòu)部5，由 于束腰結(jié)構(gòu)部5的截面形狀作用，中等粒徑的顆粒在此積聚并發(fā)生碰 撞后沿內(nèi)壁落下。細(xì)小的顆粒則穿過(guò)束腰結(jié)構(gòu)部5進(jìn)一步上升。在該 束腰結(jié)構(gòu)部5的上方設(shè)置有二次風(fēng)口 6，從該二次風(fēng)口 6吹入的氣流帶 動(dòng)顆粒上升，同時(shí)帶來(lái)充足的氧氣，增強(qiáng)了爐膛中上部的氧氣濃度， 并加強(qiáng)了爐內(nèi)的湍流混合，從而促進(jìn)顆粒燃盡。
通過(guò)設(shè)置與上述流化床焚燒爐匹配的氣固分離器7以及返料機(jī)構(gòu) 8，便可以構(gòu)成循環(huán)流化床焚燒爐。其中，氣固分離器7與該流化床焚 燒爐的爐膛出口相連，例如可以采用高溫或水冷/汽冷結(jié)構(gòu)旋風(fēng)分離器。
返料機(jī)構(gòu)8將氣固分離器7的底部連通到爐膛。
在爐膛內(nèi)充分燃燒后的顆粒從爐膛頂部的出口進(jìn)入氣固分離器7。 在該氣固分離器7中，氣流中攜帶的顆粒絕大部分被分離和收集到底 部，并經(jīng)返料機(jī)構(gòu)8返回到爐膛爐中再次進(jìn)行焚燒。而分離出絕大部 分顆粒后的高溫?zé)煔鈩t被排入到連接在氣固分離器7頂部的煙氣管道9 中。
在煙氣管道9中設(shè)置有尾部換熱面10,該尾部換熱面10由余熱鍋 爐或者高溫過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器等組成。高溫 煙氣從該尾部換熱面IO經(jīng)過(guò)而得到冷卻。冷卻后的煙氣流經(jīng)設(shè)置在尾 部換熱面10下游的煙氣凈化部分11,在該煙氣凈化部分11接受脫硫、 脫硝等凈化處理。凈化后的煙氣進(jìn)一步通過(guò)下游的煙氣除塵部分12, 經(jīng)過(guò)除塵后被排入大氣。
另一方面，在爐膛內(nèi)經(jīng)過(guò)充分燃燒后殘余的不可燃物通過(guò)排渣口 2 排出。
上面對(duì)循環(huán)流化床焚燒系統(tǒng)的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以從上述 系統(tǒng)中省去氣固分離器7和返料機(jī)構(gòu)8而構(gòu)成流化床焚燒系統(tǒng)。即， 在流化床焚燒爐的頂部出口直接連接煙氣管道9，并在該煙氣管道9中 設(shè)置尾部受熱面IO、煙氣凈化部分ll、煙氣除塵部分12。
權(quán)利要求
1. 一種流化床焚燒爐，在爐膛的底部設(shè)置有布風(fēng)板(3)，在該布風(fēng)板(3)的下側(cè)設(shè)置有一次風(fēng)入口(1)和排渣口(2)，爐膛的中部為束腰結(jié)構(gòu)部(5)，在爐膛的頂部設(shè)有出口，其特征在于，與所述底部相連的爐膛下部為漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)部(4)。
2. 如權(quán)利要求1所述的流化床焚燒爐，其特征在于，所述漸擴(kuò)結(jié) 構(gòu)部(4)的漸擴(kuò)角度在70至80度的范圍內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求1所述的流化床焚燒爐，其特征在于，所述布風(fēng)板 (3)由風(fēng)帽均勻布置的布風(fēng)板構(gòu)成。
4. 如權(quán)利要求1所述的流化床焚燒爐，其特征在于，所述束腰結(jié) 構(gòu)部(5)為圓弧形。
5. 如權(quán)利要求1所述的流化床焚燒爐，其特征在于，所述束腰結(jié) 構(gòu)部(5)與相鄰的爐膛壁面之間采用平滑過(guò)渡。
6. 如權(quán)利要求1所述的流化床焚燒爐，其特征在于，在所述束腰 結(jié)構(gòu)部(5)的上方設(shè)置有二次風(fēng)口 (6)。
7. 如權(quán)利要求6所述的流化床焚燒爐，其特征在于，設(shè)置有多個(gè) 所述二次風(fēng)口 (6),多個(gè)二次風(fēng)口 (6)對(duì)稱(chēng)地設(shè)置在爐膛的前后墻 上，并朝爐膛內(nèi)部以相同角度向下傾斜地開(kāi)口。
8. —種循環(huán)流化床焚燒爐，包括權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述 的流化床焚燒爐、與該流化床焚燒爐的爐膛出口相連的氣固分離器(7)、以及連結(jié)該氣固分離器(7)的底部與爐膛的返料機(jī)構(gòu)(8)。
9. 一種流化床焚燒系統(tǒng)，包括權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的 流化床焚燒爐、以及與流化床焚燒爐的爐膛出口相連的煙氣管道(9)， 在該煙氣管道(9)中從上游起依次設(shè)置有尾部換熱面(10)、煙氣凈 化部分(11)、和煙氣除塵部分(12)。
10. —種循環(huán)流化床焚燒系統(tǒng)，包括權(quán)利要求8所述的循環(huán)流化 床焚燒爐、以及與所述氣固分離器(7)的頂部相連的煙氣管道(9)、 在煙氣管道(9)中從上游起依次設(shè)置有尾部換熱面(10)、煙氣凈化 部分(11)、和煙氣除塵部分(12)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能有效促進(jìn)垃圾的燃盡、提高爐內(nèi)燃燒效率的流化床焚燒爐、循環(huán)流化床焚燒爐及相應(yīng)的焚燒系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明的流化床焚燒爐在爐膛的底部設(shè)置有布風(fēng)板(3)，在布風(fēng)板的下側(cè)設(shè)置一次風(fēng)入口(1)和排渣口(2)，爐膛的中部為束腰結(jié)構(gòu)部(5)，束腰結(jié)構(gòu)部上方布置有對(duì)稱(chēng)布置的二次風(fēng)口(6)，在爐膛的頂部設(shè)有出口，其中，與所述底部相連的爐膛下部為漸擴(kuò)結(jié)構(gòu)部(4)。循環(huán)流化床焚燒爐還包括與該流化床焚燒爐相連的氣固分離器(7)和返料機(jī)構(gòu)(8)。本發(fā)明的焚燒系統(tǒng)是在與上述流化床焚燒爐或循環(huán)流化床焚燒爐相連的煙氣管道(9)中依次設(shè)置尾部受熱面(10)、煙氣凈化部分(11)和煙氣除塵部分(12)。
文檔編號(hào)F23G5/30GK101387403SQ20081022500
公開(kāi)日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
發(fā)明者吳樹(shù)志, 白云峰, 馬志剛 申請(qǐng)人:北京博奇電力科技有限公司