本發(fā)明涉及環(huán)保工程領(lǐng)域,特別涉及一種焚燒系統(tǒng)。
背景技術(shù):
隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,我國危險廢物的產(chǎn)生量越來越大、種類繁多、性質(zhì)復(fù)雜,且產(chǎn)生源數(shù)量分布廣泛,對生態(tài)環(huán)境和人類健康均構(gòu)成嚴(yán)重危害。焚燒是處理危險廢物最有效和最徹底的處理方式,且國家對于危險廢物的焚燒專門制定了《危險廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB18484-2001)》,表明為了保證危險廢物的有效焚燒,規(guī)定焚燒爐溫度≥1100℃,煙氣的停留時間應(yīng)≥2S,而保證相應(yīng)技術(shù)參數(shù),是安全有效的實現(xiàn)危險廢物的無害焚燒處理的基礎(chǔ)。因此,作為焚燒工藝的載體,焚燒爐的結(jié)構(gòu)對于焚燒工藝過程實現(xiàn)具有至關(guān)重要的作用。
目前,比較完善的焚燒爐系統(tǒng)多采用旋窯進(jìn)料+大燃燒室(即主燃燒室)+吸收除塵+達(dá)標(biāo)排放的結(jié)構(gòu)方式,以大燃燒室方式進(jìn)行最終的焚燒,即焚燒反應(yīng)主要在大燃燒室內(nèi)完成。焚燒物料以大顆粒物料形式進(jìn)入旋窯,并隨著系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)對焚燒物料實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)的過程中,會不斷的產(chǎn)生包含大量顆粒物的煙氣,由于進(jìn)入的焚燒物料的顆粒大小極不均勻,并且,在帶有傾角的旋窯旋轉(zhuǎn)過程中物料的不斷反應(yīng),隨著反應(yīng)的逐級推進(jìn),顆粒也隨之發(fā)生變化,從而造成反應(yīng)進(jìn)程的不均一,導(dǎo)致經(jīng)大燃燒室燃燒后反應(yīng)不夠徹底,排出的尾氣中可能含有未反應(yīng)完全的焚燒物及反應(yīng)副產(chǎn)物等,影響焚燒效果,導(dǎo)致尾氣處理的負(fù)擔(dān)較重。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明實施例提供一種焚燒系統(tǒng),用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的焚燒系統(tǒng)的焚燒率較低的技術(shù)問題。
本發(fā)明實施例提供一種焚燒系統(tǒng),包括:
第一燃燒室,用于對送入的待焚燒物料進(jìn)行初步燃燒,排出燃燒所述待焚燒物料所產(chǎn)生的一次煙氣;其中,所述一次煙氣中包含顆粒物,所述顆粒物的相關(guān)參數(shù)處于預(yù)設(shè)參數(shù)范圍內(nèi),所述至少一種顆粒物包括可燃燒和/或不可燃燒顆粒物;
第二燃燒室,設(shè)置有平推流結(jié)構(gòu),所述第二燃燒室與所述第一燃燒室連接,用于將接收的所述第一燃燒室的所述一次煙氣與燃燒器提供的輔助燃料進(jìn)行混和燃燒形成持續(xù)反應(yīng)的反應(yīng)煙氣,所述反應(yīng)煙氣流經(jīng)所述平推流結(jié)構(gòu)并在所述平推流結(jié)構(gòu)中順序推進(jìn)反應(yīng),形成二次煙氣,所述二次煙氣中包含至少一種不可燃燒顆粒物;
除塵裝置,用于對所述第二燃燒室排出的二次煙氣進(jìn)行除塵處理。
可選的,所述系統(tǒng)還包括:
送料裝置,與所述第一燃燒室連接,用于將所述待焚燒物料送入所述第一燃燒室。
可選的,所述第一燃燒室還包括:
壓縮空氣吹嘴,用于吹掃、攪動所述進(jìn)入第一燃燒室中的焚燒物料,使所述第一燃燒室中的焚燒物料翻動。
可選的,所述第二燃燒室中混和燃燒形成的反應(yīng)煙氣的溫度大于等于預(yù)設(shè)焚燒溫度,所述預(yù)設(shè)焚燒溫度為基于焚燒標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定。
可選的,所述平推流結(jié)構(gòu)具有預(yù)設(shè)長徑比,所述預(yù)設(shè)長徑比的取值范圍為[8,15]。
可選的,所述反應(yīng)煙氣流經(jīng)所述平推流結(jié)構(gòu)的時長大于等于預(yù)設(shè)時長,所述預(yù)設(shè)時間為基于焚燒標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定。
可選的,所述第二燃燒室的平推流結(jié)構(gòu)中設(shè)置或有至少一個擾流裝置,用于擾動所述反應(yīng)煙氣。
可選的,所述焚燒系統(tǒng)還包括:
噴淋急冷裝置,位于所述除塵設(shè)裝置與所述第二燃燒室之間,用于對所述二次煙氣進(jìn)行冷卻處理,相應(yīng)的降溫幅度及所用時間基于焚燒標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定。
可選的,所述噴淋急冷裝置包括換熱接口和急冷塔;
其中,所述換熱接口用于將所述急冷塔與所述第二燃燒室連接,所述換熱接口中容置有用于保護(hù)接管的換熱流體;
所述急冷塔,包括噴淋吸收液,可用于吸收所述二次煙氣所含部分有害氣體,并對所述二次煙氣進(jìn)行冷卻。
可選的,所述焚燒系統(tǒng)還包括排煙裝置,與所述除塵設(shè)備連接;
所述排煙裝置包括引風(fēng)機和煙囪,其中,所述引風(fēng)機用于將所述除塵設(shè)備處理后的氣體引向所述煙囪進(jìn)行排放并基于焚燒標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定系統(tǒng)運行負(fù)壓。
本發(fā)明實施例提供的焚燒系統(tǒng)包括第一燃燒室、第二燃燒室和除塵裝置,通過第一燃燒室對待焚燒物料進(jìn)行初次燃燒,并排出排出燃燒待焚燒物料所產(chǎn)生的包含可燃燒和/或不可燃燒顆粒物的一次煙氣,且一次煙氣中顆粒物的相關(guān)參數(shù)處于預(yù)設(shè)參數(shù)范圍內(nèi),例如顆粒物大小、重量等參數(shù),故通過第一燃燒室對待焚燒物料進(jìn)行焚燒,能夠?qū)崿F(xiàn)對顆粒度進(jìn)行篩選,使得進(jìn)入第二燃燒室的一次煙氣中的顆粒度較小較均勻,在第二燃燒室設(shè)置有平推流結(jié)構(gòu),故一次煙氣與反應(yīng)燃料進(jìn)行混和燃燒形成的反應(yīng)煙氣流經(jīng)平推流結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分燃燒反應(yīng),產(chǎn)生的二次煙氣,且第二燃燒室中的平推流結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)反應(yīng)物料的先進(jìn)先出,故能夠保證物料的停留時間,以對一次煙氣中未反應(yīng)完全的焚燒物及反應(yīng)副產(chǎn)物進(jìn)行充分焚燒反應(yīng),從而減少煙塵量及其他有害物質(zhì)的生成,提高了焚燒系統(tǒng)的燃盡率,改善了焚燒的效果,進(jìn)而降低了在通過除塵裝置對第二煙氣處理的壓力。
附圖說明
圖1A-圖1B為本發(fā)明實施例中焚燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明實施例中第二燃燒室的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3A-圖3D為本發(fā)明實施例中第二燃燒室的平推流段結(jié)構(gòu)的示意圖;
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明實施例中,焚燒系統(tǒng)可以用于對待焚燒物料進(jìn)行焚燒以及對焚燒后的殘渣以及煙氣等進(jìn)行處理,以實現(xiàn)清潔排出,降低對環(huán)境的污染。
現(xiàn)有技術(shù)中,焚燒系統(tǒng)中通常包括一個或多個焚燒爐,旋窯進(jìn)料+大燃燒室(即主燃燒室)+吸收除塵+達(dá)標(biāo)排放的結(jié)構(gòu)方式。
焚燒是一個復(fù)雜的化學(xué)過程,涉及化學(xué)、傳熱、傳質(zhì)、流體力學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)等許多過程。焚燒爐從處理物料方面可分為三大類,即固廢焚燒爐、廢氣焚燒爐、廢液焚燒爐,而從爐型上可分為循環(huán)流化床式焚燒爐、機械式爐排爐焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐、熱解氣化焚燒爐、直燃爐等類型。
可選的,待焚燒物料可以是垃圾廢物或危險廢物等需要進(jìn)行焚燒銷毀的,本發(fā)明實施例對此不作具體限制。此外,待焚燒物料的形態(tài)可以是固態(tài)、液態(tài)或者粉末,甚至還可以包括其它形態(tài)如氣態(tài)等等,在實際操作過程中可以視實際情況而定,本發(fā)明實施例對此不作具體限制。
另外,本文中術(shù)語“和/或”,僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系,表示可以存在三種關(guān)系,例如,A和/或B,可以表示:單獨存在A,同時存在A和B,單獨存在B這三種情況。另外,本文中字符“/”,一般表示前后關(guān)聯(lián)對象是一種“或”的關(guān)系。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選的實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
如圖1A所示,本發(fā)明實施例提供一種焚燒系統(tǒng),該焚燒系統(tǒng)用于對待焚燒物料進(jìn)行焚燒及對焚燒后的殘渣進(jìn)行處理,其主要可以包括第一燃燒室、第二燃燒室及除塵裝置。
可選的,如圖1A所示,焚燒系統(tǒng)中在第二燃燒室和除塵裝置之間還可以設(shè)置有噴淋急冷裝置,用于在除塵裝置之前對第二燃燒室輸出的煙氣進(jìn)行預(yù)處理,本文后續(xù)將進(jìn)行詳細(xì)介紹。
本發(fā)明實施例中,焚燒系統(tǒng)的第一燃燒室可以用于對送入的待焚燒物料進(jìn)行初次燃燒的焚燒爐,并排出燃燒待焚燒物料所產(chǎn)生的一次煙氣,一次煙氣包含可燃燒和/或不可燃燒顆粒物,顆粒物的相關(guān)參數(shù)處于預(yù)設(shè)參數(shù)范圍內(nèi),例如顆粒物的大小和重量等參數(shù),設(shè)置的預(yù)設(shè)參數(shù)范圍可以是能夠保證顆粒物的小、重量在一定范圍內(nèi),才能隨一次煙氣一起排出第一燃燒室進(jìn)入第二燃燒室。
進(jìn)而,第二燃燒室可以用于將接收的來自第一燃燒室的一次煙氣與設(shè)置的燃燒器所提供的輔助燃料進(jìn)行混和燃燒,混和燃燒形成的持續(xù)焚燒的反應(yīng)煙氣,反應(yīng)煙氣流經(jīng)平推流結(jié)構(gòu)并順序推進(jìn)反應(yīng),形成二次煙氣,二次煙氣中包含至少一種不可燃燒顆粒物。
因此,本發(fā)明實施例中,一次煙氣中所含顆粒物在進(jìn)入第二燃燒室前已經(jīng)受到控制(包括顆粒大小、比重等),當(dāng)顆粒物為可燃顆粒物時,將在第二燃燒室內(nèi)持續(xù)反應(yīng),在可控的有效反應(yīng)條件下,即第二燃燒室中反應(yīng)溫度≥1100℃,反應(yīng)停留時間≥2s,能夠順序推進(jìn)反應(yīng)消耗直至消失;而對于不可燃的顆粒物及仍未完全反應(yīng)的可燃顆粒物將以煙塵的形態(tài)留存于流經(jīng)所述平推流結(jié)構(gòu)后的二次煙氣中。
并且,由于順序推進(jìn)的反應(yīng)方式,有效的保證了焚燒物料的反應(yīng)均衡、可靠及反應(yīng)時間的有效性,從而有效的保證了焚燒的效果,降低了二惡英類有害物質(zhì)的產(chǎn)生的機率。
進(jìn)而,通過除塵裝置對第二燃燒室排出的二次煙氣進(jìn)行除塵處理,故將大燃燒室(即第一燃燒室)結(jié)構(gòu)放在包含特殊的平推流結(jié)構(gòu)的第二燃燒室之前,用于對待焚燒物料起到對進(jìn)行初步焚燒及顆粒度篩選,進(jìn)而在第二燃燒室中采用平推流結(jié)構(gòu)促使反應(yīng)物料先進(jìn)先出,使得反應(yīng)物料能夠充分反應(yīng),焚燒率較高,降低了后期吸收除塵、凈化保障處理的負(fù)擔(dān),實現(xiàn)對尾氣的達(dá)標(biāo)排放。
可選的,在如圖1A所示的焚燒系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,該焚燒系統(tǒng)還可以包括送料裝置、除塵裝置、洗滌吸收除沫除霧裝置和排煙裝置等,如圖1B所示,其中,送料裝置在焚燒系統(tǒng)中位于第一燃燒室之前,用于將待焚燒物料送入第一燃燒室(圖中僅示出送料裝置送入的待焚燒物料),洗滌吸收除沫除霧裝置可以位于除塵裝置和排煙裝置之間,用于對二次煙氣進(jìn)行處理,排煙裝置可以是與洗滌吸收除沫除霧裝置連接,用于進(jìn)行尾氣進(jìn)行排放,該排煙裝置可以基于焚燒標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定系統(tǒng)的運行負(fù)壓。
下面,本發(fā)明實施例將對焚燒系統(tǒng)的各部分進(jìn)行詳細(xì)介紹。
本發(fā)明實施例中,送料裝置可以基于焚燒系統(tǒng)的自動化控制,將待焚燒物料送入第一燃燒室進(jìn)行初步燃燒,該待焚燒物料可以是危險廢物等待焚燒的物料。
第一燃燒室可以是作為焚燒系統(tǒng)中的大燃燒室對待焚燒物料進(jìn)行焚燒處理。在實際應(yīng)用中,第一燃燒室可以是沸騰爐,因此通過第一燃燒室可以對待焚燒物料進(jìn)行初步燃燒、氣化等處理過程,并對初次燃燒產(chǎn)生的煙氣中的顆粒物進(jìn)行顆粒的篩選。由于通過在第一燃燒室中對待焚燒物料的燃燒及對顆粒物的篩選,系統(tǒng)僅允許粒徑較小(例如小于等于預(yù)設(shè)粒徑),和/或重量小于等于預(yù)設(shè)比重的顆粒物才能隨一次煙氣排出,故排出的一次煙氣中的顆粒物的大小或重量能夠小到一定程度,其中預(yù)設(shè)粒徑可以是用于根據(jù)待焚燒物料的性質(zhì)對系統(tǒng)所設(shè)置的能夠避免大顆粒物質(zhì)隨煙氣排出的閾值。
一般來說,大氣飄塵的粒度小于10μm,降塵的粒度大于10μm,不同粒度顆粒物的物理性質(zhì)(如光學(xué)的、電磁學(xué)的等)和化學(xué)成分有很大的不同,因此,顆粒物的特點隨其粒度的不同而不同。其中,粒度用于指示顆粒物的大小,球形顆粒的粒度用他的直徑表示稱為“粒徑”,非球形顆粒沒有直徑可言,就采用“等效粒徑”的概念描述它的粒度,即粒徑是比粒度更為具體更為準(zhǔn)確的物理概念。
由于城市中排入大氣的污染物,大部分集中在小粒度顆粒物中,一些有毒有害物質(zhì),如鎘、鉛、鎳和苯并芘等致癌物集中在粒度為0.1~2μm的小顆粒中,那么,為了對此類顆粒物進(jìn)行進(jìn)一步的處理,故相應(yīng)的預(yù)設(shè)粒徑可以是2um、4um等等,本發(fā)明實施例對此不作具體限制。
在實際應(yīng)用中,第一燃燒室在對一次煙氣中的顆粒物進(jìn)行篩選時,若第一燃燒室為沸騰爐,那么,系統(tǒng)可以通過對沸騰爐中的布風(fēng)系統(tǒng)及沸騰床的控制,使得沸騰爐正常運行時的風(fēng)速要比臨界沸騰風(fēng)速大,此時料層膨脹到一定高度,沸騰爐中容積的燃料呈沸騰狀態(tài),粒徑小于等于設(shè)粒徑的小顆粒和/或重量小于預(yù)設(shè)重量的顆粒物即可隨氣流帶出爐外,形成一次煙氣中的煙塵。
因此,本發(fā)明實施例提供的焚燒系統(tǒng)的第一燃燒室,能夠在對待焚燒物進(jìn)行初次燃燒所產(chǎn)生的顆粒物進(jìn)行相應(yīng)的篩選,即在第一燃燒室中危險廢物低進(jìn)、高出,并在一定引風(fēng)量條件下,只有小到相對應(yīng)顆粒度大小的低重量的顆粒物,才能從大燃燒室結(jié)構(gòu)進(jìn)入到具有平推流結(jié)構(gòu)的第二燃燒室進(jìn)行焚燒反應(yīng),從而準(zhǔn)確保第一燃燒室燃燒待焚燒物料產(chǎn)生的危害的小顆粒物能夠進(jìn)入第二燃燒室進(jìn)行充分的焚燒反應(yīng)。
可選的,第一燃燒室還可以設(shè)置有壓縮空氣吹嘴,可以用于吹掃、攪動所述進(jìn)入第一燃燒室中的焚燒物料,使所述第一燃燒室中的焚燒物料翻動、燃燒,并使所述焚燒物料的全部或部分處于沸騰狀態(tài)。
當(dāng)然,在實際應(yīng)用中,焚燒系統(tǒng)還可以采用大容量引風(fēng)機配套變頻器以滿足系統(tǒng)負(fù)壓及不同物料焚燒對空氣量的要求,提供必要的焚燒環(huán)境,提高焚燒效果。
接下來,與第一燃燒室連接的第二燃燒室可以接收第一燃燒室一次煙氣,并對一次煙氣中的顆粒物再次進(jìn)行焚燒反應(yīng),即將第二燃燒室作為焚燒系統(tǒng)中的主燃燒室,以對危險物進(jìn)行充分焚燒。
如圖2所示,其為本發(fā)明實施例中第二燃燒室的結(jié)構(gòu)示意圖,按照對反應(yīng)物料的燃燒反應(yīng)的推進(jìn)過程,可將其劃分為混和燃燒段、平推流段、上升段和接口段。
當(dāng)?shù)谝粺煔鈩傔M(jìn)入第二燃燒室中時,即可認(rèn)為其處于第二燃燒室的混和段,第二燃燒室中可以有用于提供輔助燃料的燃燒器,在第二燃燒室的混和段可將進(jìn)入的一次煙氣與燃燒器提供的輔助燃料進(jìn)行混和并燃燒,形成持續(xù)焚燒的二次煙氣,同時,燃燒過程釋放的熱量能夠促使第二燃燒室的溫度升高,形成利于焚燒反應(yīng)進(jìn)行的高溫環(huán)境,使得第二燃燒室的溫度大于等于預(yù)設(shè)焚燒溫度,該預(yù)設(shè)焚燒溫度可以是基于焚燒標(biāo)準(zhǔn)設(shè),例如可以是《危險廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的焚燒溫度,即1100℃,以保證物料的有效燃燒及反應(yīng)。
繼而,持續(xù)焚燒的反應(yīng)煙氣可以隨著氣流在第二燃燒室的平推流段中流動并順序推進(jìn)反應(yīng)。本發(fā)明實施例中,第二燃燒室具有的平推流結(jié)構(gòu)可以是指從結(jié)構(gòu)上來說第二燃燒室具有預(yù)設(shè)的長徑比,即第二燃燒室長度與內(nèi)徑的比值為預(yù)設(shè)比值,內(nèi)徑與第二燃燒室的截面面積相關(guān)。
如圖3A所示,其為第二燃燒室中平推流段的截面示意圖,本文中燃燒室的平推流段也叫長流程平推流段。由圖可知,第二燃燒室的結(jié)構(gòu)中由外至內(nèi)依次為的外殼、保溫層、工作面耐火層,此處以第二燃燒室的形狀可以不是規(guī)則的圓形為例,在實際應(yīng)用中可以根據(jù)實際需求進(jìn)行設(shè)置。
在實際應(yīng)用中,耐火層的材料可以是采用耐高溫、耐火的材料,耐火層形成燃燒室的工作面,為焚燒反應(yīng)提供可靠的焚燒環(huán)境。保護(hù)層可以位于殼體和耐火層之間,用于在焚燒反應(yīng)過程中維持燃燒室的高溫環(huán)境。
本發(fā)明實施例中,燃燒室的形狀為規(guī)則圓形或不規(guī)則形狀,在設(shè)計第二燃燒室的長徑比時,可以根據(jù)燃燒室的橫截面面積來計算燃燒室的內(nèi)徑,若燃燒室的形狀為規(guī)則圓形,則可認(rèn)為燃燒室的內(nèi)徑即為截面圓形的直徑,或者,若燃燒室的形狀為不規(guī)則形狀,則可以將截面圓形的等效直徑作為燃燒室的內(nèi)徑。
例如,若第二燃燒室中的橫截面形狀為如圖3A中所示的圓拱形,該圓拱形的相應(yīng)的參數(shù)如圖3B所示,其中字母a代表燃燒室的側(cè)面高度,字母b代表燃燒室的寬度,R為圓拱形(扇形)的半徑,n為圓拱形對應(yīng)的角度。那么,計算長徑比的過程可以如下:
1)計算平推流段的截面面積為:
A=a*b+πR2n/180-R2sin(n)/2 公式1
2)計算等效直徑(D):
3)計算長徑比(H):
H=L:D 公式3
其中,公式3中的L代表第二燃燒室的長度。
通常來說,當(dāng)燃燒室的長徑比達(dá)到一定的比例,可以改變焚燒物料在燃燒室內(nèi)反應(yīng)所對應(yīng)的器模型,在長徑比超過一定的數(shù)值,其對應(yīng)的反應(yīng)器計算模型更近似于平推流模型。而平推流模型通常是指反應(yīng)物料在流動方向上完全沒有返混,而在垂直于流動方向的平面上達(dá)到最大程度的混和的模型。
本發(fā)明實施例中,第二燃燒室的預(yù)設(shè)長徑比的取值范圍可以是[8,15],例如公式3中H的值可以是9、11、14、15或其它比值。此時,第二燃燒室的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于平推流反應(yīng)器模型,即在恒容狀態(tài)下,反應(yīng)物料的平均停留時間和反應(yīng)時間都是相同的,沒有差異。
由于平推流段的反應(yīng)進(jìn)程中,隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行直至反應(yīng)完成以及爐體本身的散熱,平推流段必然存在相應(yīng)的溫度梯度,長徑比并非越大越好,同時,也不利于制造成本的控制及運行的經(jīng)濟(jì)性。因此,在考慮成本及反應(yīng)物料的燃盡率等的情況下,優(yōu)選的長徑比的取值范圍可以是[12,15]。
此外,在第二燃燒室中反應(yīng)煙氣處于大于等于1100℃的高溫下,隨氣流的推動,燃燒室中爐膛煙氣的流速可以達(dá)到2m/s以上,甚至可以達(dá)到7m/s。本發(fā)明實施例中,若具有預(yù)設(shè)長徑比中的第二燃燒室中,反應(yīng)煙氣在平推流段的流速范圍可以是[3m/s,5m/s],整體流速較為平穩(wěn),能夠保證反應(yīng)物料在第二燃燒室中平推流段的停留時長,即焚燒爐內(nèi)的有效容積與爐內(nèi)焚燒煙氣體積流速之比,該停留時間可以大于等于2秒鐘,即符合國家規(guī)定對危險物的焚燒標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明實施例中,第二燃燒室隨著焚燒反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)煙氣的溫度(表征燃燒室內(nèi)的溫度)可以大于等于預(yù)設(shè)溫度,且反應(yīng)煙氣流經(jīng)平推流段的時間大于等于預(yù)設(shè)時長,其中,該預(yù)設(shè)溫度和預(yù)設(shè)時長可以是基于焚燒標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的。
例如,若燃燒室焚燒的焚燒物料為危險廢物,則根據(jù)目前針對危險廢物的焚燒制定的《危險廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的為了保證危險廢物的有效焚燒,規(guī)定焚燒爐溫度≥1100℃,煙氣的停留時間應(yīng)≥2S,因此,本發(fā)明實施例中的預(yù)設(shè)溫度可以是1100℃,預(yù)設(shè)時長間可以是2s,或者也可以是在滿足焚燒標(biāo)準(zhǔn)前提下的其它數(shù)值,例如,預(yù)設(shè)溫度1200℃、預(yù)設(shè)時長為3s,等等,本發(fā)明實施例對此不作具體限制,其值能夠滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)即可。
現(xiàn)有技術(shù)中,焚燒系統(tǒng)一般是在以熱能利用為主的工業(yè)爐窯基礎(chǔ)上發(fā)展而來,并且依然較多的側(cè)重于能源的充分利用,在結(jié)構(gòu)上大多采用多燃燒室的大燃燒室結(jié)構(gòu),即焚燒的主要過程在大燃燒室內(nèi)完成,焚燒爐煙氣的停留時間實際上是在理想全混狀態(tài)下的平均停留時間。
而本發(fā)明實施例中,通過對第二燃燒室的長徑比的調(diào)整,使得具有預(yù)設(shè)長徑比的第二燃燒室類似于平推流反應(yīng)器模型。因此,相對于現(xiàn)有技術(shù)中將大燃燒室作為主燃燒室的全混流模式來說,其平均停留時間不能代表所有物料的真實停留時間,進(jìn)入系統(tǒng)的物料,有些質(zhì)點迅速流出,有些質(zhì)點則可能滯留較長時間;其次,現(xiàn)有技術(shù)中的全混流方式設(shè)計的反應(yīng)器其停留時間的多以小時為單位來計量,而焚燒的停留時間則是以是秒為單位來計量,說明以這種方式計算的停留時間必然存在很大的誤差。而平推流模式下,反應(yīng)時間與物料的停留時間保持了一致性,其停留時間是有效的,也更為可靠,從而解決現(xiàn)有技術(shù)中采用大燃燒室以理想的全混流狀態(tài)所確定反應(yīng)物料的停留時間的誤差較大的技術(shù)問題。
可選的,本發(fā)明實施例中,第二燃燒室的平推流結(jié)構(gòu)中還可以設(shè)置有至少一個擾流裝置,用于增加對反應(yīng)煙氣的擾動,提高反應(yīng)煙氣的湍流程度,改善焚燒反應(yīng)的有效碰撞,從而提升焚燒反應(yīng)的效果。
如圖3C所示,其為設(shè)有擾流裝置的第二燃燒室俯視圖,此處以平推流段設(shè)置擾流裝置包括多個擾流板為例,且多個擾流板以組的形式分布在平推流段。例如圖中虛線框可以表示為擾流裝置中的一個,其可以由3個擾流板組成,3個擾流板可以呈三角分布,且兩兩平行,當(dāng)顆粒物隨氣流流經(jīng)平推段時,顆粒物在擾流板間可以發(fā)生多次碰撞,有助于促進(jìn)反應(yīng)煙氣中顆粒物間的碰撞機率,提升反應(yīng)速度、改善反應(yīng)進(jìn)程。
當(dāng)然,各個擾流裝置之間可以具有相應(yīng)的間距,該間距可以是根據(jù)反應(yīng)過程中不同反應(yīng)階段而設(shè)置,本發(fā)明實施例對此不作具體限制。如圖3D所示,其為設(shè)有擾流裝置的第二燃燒室中的側(cè)視圖。
可選的,焚燒系統(tǒng)中的噴淋急冷裝置可以用于對第二燃燒室輸出的二次煙氣進(jìn)行冷卻處理,相應(yīng)的降溫幅度及所用時間可以基于焚燒標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定。例如,根據(jù)《危險廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》對于煙氣急冷控制條件,現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為:從550℃降到200℃的時間小于1s,則焚燒系統(tǒng)可以根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)對噴淋急冷裝置的相關(guān)工作部件進(jìn)行設(shè)置及控制。
在實際應(yīng)用中,噴淋急冷裝置具體可以包括換熱接口和急冷塔;
其中,換熱接口用于將急冷塔與第二燃燒室連接,換熱接口中容置有換熱流體,該換熱流體可以用于在換熱接口傳輸?shù)诙紵遗懦龅母邷囟螣煔獾倪^程中保護(hù)接管,該換熱流體可以是熱水或其它液體。
急冷塔與換熱接口連接,其包括的噴淋吸收液可以吸收二次煙氣所帶的熱量,并對二次煙氣進(jìn)行冷卻。在實際應(yīng)用中,噴淋急冷裝置中的急冷塔還可以吸收二次煙氣中含有的部分有害氣體。
在實際應(yīng)用中,在對尾氣進(jìn)行處理時,還可以采用文丘里濕式除塵、半干法等除塵方式,選擇更好、更低成本同時能滿足對尾氣吸收與除塵的要求并達(dá)標(biāo)排放,減少對空氣及環(huán)境的污染。
可選的,焚燒系統(tǒng)中的排煙裝置可以包括引風(fēng)機和煙囪,其中,引風(fēng)機用于將除塵設(shè)備處理后的氣體引向煙囪進(jìn)行排放,在實際應(yīng)用中,在對尾氣進(jìn)行處理時,還可以采用文丘里濕式除塵、霧化噴淋吸收等方式,更好、更低成本的滿足了對尾氣吸收與除塵的要求并達(dá)標(biāo)排放,減少對空氣及環(huán)境的污染。在實際應(yīng)用中,排煙裝置可以基于焚燒標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定系統(tǒng)運行負(fù)壓。
本發(fā)明實施例中,通過改善焚燒爐的結(jié)構(gòu),首先在大燃燒室內(nèi)對危險廢物進(jìn)行初步焚燒、顆粒度篩選,然后進(jìn)入平推流長流程段徹底實現(xiàn)無害化焚燒,確保了危險廢物焚燒的有效停留時間、改善反映條件,大大的提升了焚燒效率,減少了煙塵的產(chǎn)生,在某些情況下(如對于流體、半流體有機類危險廢物的焚燒)可以擺脫對布袋除塵的依賴,從而大幅度的降低設(shè)備的制造成本及運行成本。
顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣,倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。