專利名稱：等壓組合式循環流化床垃圾焚燒爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種以垃圾為燃料的等壓組合式循環流化床鍋爐，即涉及一種以低熱值、高水份、高揮發份甚至成分復雜且不均勻，又隨時間變化的生活垃圾為燃料的循環床鍋爐，同時也涉及一種以各種低熱值、高水分、高揮發份的廢棄物為燃料的循環床鍋爐。
在現有技術中垃圾的焚燒方法主要有爐排層燃焚燒法、CAO法、RDF法和循環流化床焚燒法等。爐排層燃這種焚燒方法應用的最早，技術成熟，是目前采用較多的方法之一。除燃燒穩定可靠外，其最大優點是對廢棄物的預處理要求低，且排渣容易。其缺點是爐溫不均勻，燃燒不完全，易發生高溫腐蝕，熱利用率不高，尤其是其排放物中含有二惡英等有害物質。CAO法是將垃圾先在中溫(600℃)控制給氧促使垃圾熱分解出可燃氣體，然后在高溫(1000℃)下燃燒可燃氣體，再通過余熱鍋爐回收熱能發電。其優點是垃圾不需分選，可從中溫熱解后的灰渣中方便回收玻璃和金屬等，垃圾中的N、S成分不會氧化成NOx、SOx進入煙氣系統，可燃氣體在高溫下燃燒完全，控制了對環境的污染。但是垃圾的熱解是在爐排上進行，由于難以使爐排上均勻達到600℃中溫，影響了使用效果。RDF法是將垃圾經過加工處理把可燃物質制成顆粒燃料，然后再運送到鍋爐中去燃燒。這種方法的優點是可在制造顆粒時就將有害物質除掉且燃燒完全，但是RDF的顆粒制造工藝復雜成本昂貴，難以推廣應用。
循環流化床焚燒法由于床內有大量流化態的顆粒物料使其不僅燃燒強度大床溫均勻，而且燃燒穩定，氣體在爐膛內停留時間長燃燒完全，可采用加添加劑的方法實現爐內脫硫脫氯等，防止發生高溫腐蝕并提高了熱利用率。此法實施的難點是，要么垃圾入爐前得經過嚴格的處理，要么焚燒爐必須具有方便進料和有效排渣的能力。
為了解決上述問題中國科學院物理研究所發展了一種循環流化床垃圾焚燒爐(專利申請號9622966.0)，其特點是垃圾入爐前使用機械破袋、風選、篩分、磁選、破碎等多道工序處理，除啟動用煤外不用添加任何輔助燃料，灰渣的篩下物作為補充床料。該焚燒爐由于對垃圾予處理要求高，燃燒不穩定等原因，尚無推廣使用。
另有清華大學發展了一種燃用固體廢棄物的快裝流化床焚燒爐(專利申請號97218051.6)，其特點是可以把未經分揀、破碎的原始廢棄物直接投入燃燒室不需予處理，可有效地排出尺寸不一的不可燃物，其進料系統采用爐排，爐排并接著流化床從而使燃燒室截面沿其高度有很大變化。該焚燒爐對廢棄物未經破碎等處理就入爐而又把尺寸不一的不可燃物一起排出，因此難以保證爐內物料充足和燃燒穩定，另外燃燒室采用了下大上小的變截面，大大減少了循環物料量，不能充分發揮循環流化床爐內脫硫脫氯的優勢。
本實用新型的目的就是提供一種以焚燒垃圾和廢棄物為主要燃料，燃燒強度大、床溫均勻，而且燃燒穩定，氣體在爐膛內停留時間長、燃燒完全，具有方便進料和有效排渣的能力并且可采用加添加劑的方法實現爐內絕大部分脫硫脫氯的等壓組合循環流化床垃圾焚燒鍋爐本實用新型是通過如下技術方案實現的該垃圾焚燒鍋爐主要包括由垃圾料斗和垃圾給料機組成的垃圾給料系統，由煤斗和給煤機組成的給煤系統，由爐膛、帶外加速段的高溫水冷旋風分離器和回料閥組成的燃燒和物料循環系統，由排渣管和灰渣分選器組成的灰渣排放系統，還包括由爐膛水冷壁、分離器水冷壁、頂棚水冷壁、過熱器、省煤器和空氣預熱器組成的受熱面系統。
該焚燒鍋爐的爐膛10的下部是由主床21和左、右副床22組合而成，且主床21床底和副床22床底是等高的，在主、副床之間隔墻的底端有通道15相互溝通，副床由膜式水冷壁包覆形成副床室，在左副床室與主床的隔墻的上端靠前墻側開一煙氣出口13，與此相呼應在右副床室與主床的隔墻的上端靠后墻側開一煙氣出口13，于是從左、右副床室交錯對吹的氣流就會使主床形成回旋流。在左、右副床室的前墻各設了一個突出部28，在突出部的上表面開有垃圾入口29。
為達到上述目的，本實用新型的另一技術方案是該垃圾焚燒鍋爐的主要部件與上述技術方案相同，區別是該垃圾焚燒鍋爐的爐膛10的副床22床底高于主床21床底，在副床的底部有通道與主床的底部相通形成等壓床，爐膛的其他部分仍與上述技術方案相同。
為達到上述目的，本實用新型還有一技術方案是該垃圾焚燒鍋爐的主要部件與上述兩個技術方案相同，區別是該垃圾焚燒鍋爐的爐膛10的副床22床內布置埋管受熱面29，其目的是調節副床床溫。下面結合副圖作進一步的說明
圖1等壓組合式循環流化床垃圾焚燒鍋爐主視示意圖圖2等壓組合式循環流化床垃圾焚燒鍋爐側視示意圖圖3等壓組合式循環流化床垃圾焚燒鍋爐俯視示意圖圖4等壓組合式循環流化床垃圾焚燒鍋爐副床底高于主床底的示意圖圖5等壓組合式循環流化床垃圾焚燒鍋爐副床床內布置埋管受熱面圖中所示部件如下1．垃圾料斗2．垃圾給料機3．煤斗4．給煤機5．添加劑加料系統6．落煤管7．排渣管8．灰渣分選器9．鍋筒10．爐膛11．旋風分離器12．落灰管13左、右副床煙氣出口14．J型閥15．通道16．高溫過熱器17低溫過熱器18．省煤器19．一級空氣預熱器 20二級空氣預熱器21．主床22．左、右副床(室)23．左右副床風室24．主床風室25．突出部26．轉煙室27．尾部煙道28．垃圾入口29．埋管受熱面實施例一；等壓組合式循環流化床垃圾焚燒鍋爐技術方案結合附
圖1，詳細描述本實用新型的具體結構本實用新型所述的等壓組合式循環流化床垃圾焚燒鍋爐整體采用了前吊后支的結構。垃圾通過垃圾料斗經垃圾給料機從左、副床室的突出部落入左、右副床，輔助燃料煤通過煤斗經給煤機分別送入主床和左、右副床。添加劑通過料斗經給料器進入落煤管送入主床。由鼓風機提供的空氣經空氣預熱器加熱后分別送入主床風室和副床風室，再經布風板進入爐膛。
爐膛由膜式水冷壁組成，爐膛的下部由主床和左、右副床組合而成，主、副床的床底是等高的，主、副床的隔墻的底端有通道相通形成等壓床，當副床壓力高時物料就會由副床通過通道流向主床。副床由膜式水冷壁包覆形成副床室，在左副床室與主床的隔墻的上端靠前墻側開一煙氣出口，與此相呼應在右副床室與主床的隔墻的上端靠后墻側開一煙氣出口，于是從左、右副床室交錯對吹的氣流就會使主床形成回旋流。在左、右副床室的前墻各設了一個突出部，突出部上表面有垃圾入口，方便垃圾垂直投入。攜帶著大量物料的煙氣經爐膛出口進入高溫旋風分離器。
該焚燒爐的分離器是一種帶外加速段的水冷高溫旋風分離器，是由膜式水冷壁包覆而成，屬專利技術。分離下來的物料經落料管，再經J型閥進入左、右副床。煙氣經分離器中心管進入了轉煙室，轉煙室是由頂棚管等膜式水冷壁包覆而成。爐膛、分離器和轉煙室連接成一個整體吊裝在鋼架上，尾部煙道支托在鋼架上，即整體采用了前吊后支的結構。
在轉煙室的豎直部位布置高溫過熱器和低溫過熱器。在尾部煙道中布置省煤器和兩組空氣預熱器。煙氣經尾部煙道出口排出爐外。在主、副床的底部分別布置排渣管，排渣管的下面接灰渣分選器，灰渣經分選后排除爐外。
本實用新型的另一技術方案的具體結構與技術方案1基本相同，不同之處是該垃圾焚燒鍋爐的爐膛副床床底高于主床床底，見圖2技術方案2的爐膛剖視圖。
本實用新型的技術方案3的具體結構與技術方案1和技術方案2基本相同，不同之處是該垃圾焚燒鍋爐的爐膛的副床內布置埋管受熱面，見圖3技術方案3的爐膛剖視圖。
本實用新型所述的等壓組合式循環流化床垃圾焚燒爐的燃燒過程和運行操作如下啟動時先用煤作為燃料，運行穩定后將分類收集來的垃圾從垃圾儲槽用起重機的抓鉤抓入垃圾料斗經垃圾給料機給入左、右副床。通過調節風量和適當給煤將副床床溫控制在700℃，垃圾在副床內干燥和中溫熱解，熱解的剩余物在床內燃燒后所生成的渣大部分經排渣管排出，另一部分則隨循環物料通過床底通道輸入主床，熱解產生的可燃氣體在副床室上部燃燒后，從煙氣出口進入主床。通過適當給煤將主床床溫控制在900℃，左、右副床交錯對吹的氣流與主床氣流匯合形成強回旋流，使可燃氣體充分燃燼，抑制了二惡英的生成。煙氣在爐膛的停留時間約4秒鐘，不僅保證燃料燃燒完全，而且有利于添加劑充分脫除SOx和Hcl等。攜帶著大量物料的煙氣通過爐膛出口進入旋風分離器，旋風分離器中溫度約850℃，未燃燼的物料和氣體可進一步燃燼，被分離下來的物料經落料管再經J型閥回送到左、右副床，完成了物料循環，煙氣通過旋風分離器中心管進入轉煙室，被尾部煙道各個受熱面冷卻后從煙道出口排出爐外。
權利要求1.一種以垃圾或以廢棄物為燃料的等壓組合式循環流化床垃圾焚燒鍋爐，它主要包括鍋筒，由爐膛、旋風分離器、落料管和J型閥組成的燃燒和物料循環系統，由轉煙室和尾部煙道組成的受熱面系統，由垃圾料斗和給料機組成的垃圾進料系統，給煤系統，添加劑進料系統和排渣系統，其特征是該焚燒鍋爐的爐膛10的下部是由主床21和左、右副床22組合而成，且主床21床底和副床22床底是等高的，在主、副床之間隔墻的底端有通道15相互溝通，副床由膜式水冷壁包覆形成副床室，在左副床室與主床的隔墻的上端靠前墻側開一煙氣出口13，與此相呼應在右副床室與主床的隔墻的上端靠后墻側開一煙氣出口13，于是從左、右副床室交錯對吹的氣流就會使主床形成回旋流。在左、右副床室的前墻各設了一個突出部25，突出部的上表面有垃圾入口28，方便垃圾垂直投入。
2.根據權利要求1所述的一種等壓組合式循環流化床垃圾焚燒鍋爐，其特征是該焚燒鍋爐的爐膛10的下部是由主床和左、右副床21組合而成，副床床底可以高于主床床底。
3.根據權利要求1所述的一種等壓組合式循環流化床垃圾焚燒鍋爐，爐膛10的副床內布置埋管受熱面。
專利摘要以廢棄物為燃料的等壓組合式循環流化床垃圾焚燒鍋爐,該焚燒鍋爐的爐膛的下部是由主床和左、右副床組合而成,且主床床底和副床床底是等高的,在主、副床之間隔墻的底端有通道相互溝通,副床由膜式水冷壁包覆形成副床室,在左副床室與主床的隔墻的上端靠前墻側開一煙氣出口,與此相呼應在右副床室與主床的隔墻的上端靠后墻側開一煙氣出口,于是從左、右副床室交錯對吹的氣流就會使主床形成回旋流。在左、右副床室的前墻各設了一個突出部,突出部的上表面有垃圾入口,方便垃圾垂直投入。
文檔編號F23G5/30GK2432452SQ00234420
公開日2001年5月30日 申請日期2000年5月10日 優先權日2000年5月10日
發明者程蔭桐 申請人:清華大學煤燃燒工程研究中心