CN105351940A - 一种顺流式低氮燃烧垃圾焚烧炉及其燃烧方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种顺流式低氮燃烧垃圾焚烧炉及其燃烧方法。其中所述焚烧炉的炉拱覆盖于所述焚烧炉的前端，烟道设置于所述焚烧炉的尾部，其特征在于，所述垃圾焚烧炉还包括第一抽气口和风道主管；其中，所述第一抽气口设置于所述焚烧炉前端的炉拱上方，所述风道主管的两端分别连通所述第一抽气口和所述烟道，所述风道主管上还设置有风机，以将在所述第一抽气口抽取所述焚烧炉前端的含有还原气体的烟气喷入到所述烟道中。本发明的优点在于：1)通过抽取炉内还原气体还原焚烧炉出口烟气中NOX，与SCR与SNCR相比不需要额外消耗还原剂；2)适合垃圾热值高的工况，抽取的炉内气体处于焚烧炉的干燥段，此区域烟气温度较低，以防止抽气温度过高导致系统停运。

Description

一种顺流式低氮燃烧垃圾焚烧炉及其燃烧方法

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧领域，具体地，本发明涉及一种顺流式低氮燃烧垃圾焚烧炉及其燃烧方法。

背景技术

在生活垃圾焚烧炉排的使用过程中，给料炉排作用非常关键，其可靠性直接影响了整个焚烧炉甚至是整个焚烧电厂的可靠性，从而影响了整个垃圾焚烧电厂的生活垃圾处理能力和经济效益。

现有的垃圾焚烧多采用机械式垃圾焚烧炉，图1所示的垃圾焚烧炉就为其中的一种。如图1所示，所述垃圾焚烧炉包括进料口101、给料炉排102、位于炉膛内的用于垃圾焚烧的炉排103、位于焚烧炉排下部的一次风供风系统104、位于炉喉部的二次风供风系统105以及排渣机106。此外，垃圾焚烧炉还包括位于所述炉排103上方、进料口101前端的烟道，用于排放烟气。垃圾从进料口倒入所述垃圾焚烧炉，通过给料炉排的往复推动作用所述垃圾进入所述焚烧炉内的炉床上进行焚烧，在所述干燥段所述垃圾被烘干、脱水，所述垃圾主要在所述燃烧段进行燃烧，经过燃尽段的垃圾已经燃烧殆尽，之后剩余的炉渣进入排渣机，由排渣机排出炉外。其中所述一次风从所述焚烧炉排底部的风室送入，所述二次风从所述垃圾焚烧炉的炉喉部送入。

在垃圾焚烧过程中会产生大量的氮氧化物(NO_x)，氮氧化物(NO_x)是有害气体，其对人体与环境的危害较大。现有的降低NO_x排放的主要技术主有SNCR与SCR，其原理通过还原剂将烟气中的NO_x还原为氮气，但是其并不能在焚烧炉内从源头抑制燃烧的过程中NO_x产生，并且需要时时补充还原剂或催化剂，运行成本较高。

此外，低氮燃烧技术是一种炉内脱硝技术，其通过控制燃烧工艺的方法抑制NO_x的在焚烧炉内的生成。炉内脱氮与SNCR与SCR相比，具有应用广泛、结构简单、经济有效等优点，但低氮燃烧技术主要应用于燃煤锅炉的脱硝。在垃圾焚烧领域，现有的低氮燃烧技术主要为烟气再循环技术，即从余热锅炉出后或者烟气净化系统出后抽取一定量的烟气，通过炉膛内的喷嘴将抽取的烟气再次脱硝入炉膛，以降低炉膛内的含氧量，从而抑制燃烧过程中产生的NOx，但是这种技术设备成本高，运行维护费用高。

现有技术中低氮燃烧的垃圾焚烧炉可以通过抽取炉膛尾部的气体，并将其喷入焚烧炉出口处的第一烟道，以控制NO_x的产生，但是炉尾部的烟气中的还原氮氧化物气体如CHi、HCN、NHi等较少。

发明内容

本发明提供一种垃圾焚烧炉，有效解决推料小车卡死的问题，同时使得生活垃圾在炉排上的分布更为均匀，改善了燃烧效果。

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种顺流式低氮燃烧垃圾焚烧炉，其中所述焚烧炉的炉拱覆盖于所述焚烧炉的前端，烟道设置于所述焚烧炉的尾部，其特征在于，所述垃圾焚烧炉还包括第一抽气口和风道主管；

其中，所述第一抽气口设置于所述焚烧炉前端的所述炉拱上方，所述风道主管的两端分别连通所述第一抽气口和所述烟道，所述风道主管上还设置有风机，以将在所述第一抽气口抽取所述焚烧炉前端的含有还原气体的烟气喷入到所述烟道中。

可选地，靠近所述烟道一端的所述风道主管分成两个风道支管，所述两个风道支管分别与所述烟道的两侧连通。

可选地，所述风道支管通过第三电动风门与设置在所述烟道两侧的喷嘴集箱相连接，其中，所述喷嘴集箱上还设置有喷嘴，所述喷嘴插入所述烟道中。

可选地，两个所述风道支管中的所述喷嘴等间距的设置在各自的所述喷嘴集箱上且相对的插入所述烟道中。

可选地，所述垃圾焚烧炉还包括位于炉喉部的二次风喷嘴，其中所述风道支管中的喷嘴位于所述二次风喷嘴的上方。

可选地，所述风道支管中的喷嘴处的烟道截面积小于所述二次风喷嘴处的烟道截面积。

本发明还提供了一种基于上述的垃圾焚烧炉的燃烧方法，包括以下步骤：

步骤S1：在垃圾焚烧过程中打开所述风机，以使从所述垃圾焚烧炉前端的所述第一抽气口抽取的包含还原气体的烟气进入风道主管；

步骤S2：将所述烟气经所述风道主管喷入所述烟道中，与所述烟道中的烟气混合，将包含NO_x的烟气还原，降低烟气中NO_x的含量。

可选地，在所述步骤S1中从所述第一抽气口抽取的所述烟气的量为一次风风量的25％～35％。

可选地，所述方法还包括测量所述风道主管中所述烟气的温度和/或压力的步骤。

可选地，所述方法还进一步包括以下步骤：当所述垃圾焚烧炉发生故障时，关闭所述风道主管上的第一电动风门，同时打开空气主管上的第二电动风门，以使锅炉房中的空气从第二抽气口进入主风道，并经喷嘴喷入所述烟道。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种顺流式低氮燃烧垃圾焚烧炉及其燃烧方法，一种利用焚烧炉内挥发物质还原烟气中的氮氧化物，从而降低焚烧炉氮氧化物排放的方法及装置，所述装置从顺流式炉膛前部抽取一定量的烟气，通过喷嘴喷入焚烧炉出口的第一烟道，以降低焚烧炉出口处NOx含量。

本发明所述装置及方法的优点在于：

1)通过抽取炉内还原气体还原焚烧炉出口烟气中NOX，与SCR与SNCR相比不需要额外消耗还原剂；

2)适合垃圾热值高的工况，抽取的炉内气体处于焚烧炉的干燥段，此区域烟气温度较低，以防止抽气温度过高导致系统停运。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，

图1现有技术中垃圾焚烧炉的结构图；

图2为本发明低氮燃烧的垃圾焚烧炉的结构示意图。

附图标识

101、进料口102、给料炉排

103、炉排104、一次风供风系统

105、二次风供风系统106、排渣机

1、焚烧炉2、第一抽气口

3、第一电动风门4、第二电动风门

5、第二抽气口6、文丘里流量计

7、风道主管8、风机

9、温度传感器10、压力传感器

11、第三电动风门12、喷嘴集箱

13、喷嘴14、二次风喷嘴

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本发明提出的污水厂污泥改性干化处理方法和污水厂污泥处理系统。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

实施例1

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种低氮燃烧的垃圾焚烧炉，所述焚烧炉包括焚烧炉1、第一抽气口2、第一电动风门3、第二电动风门4、第二抽气口5、文丘里流量计6、风道主管7、风机8、温度传感器9、压力传感器10、第三电动风门11、喷嘴集箱12、喷嘴13和二次风喷嘴14。

下面结合附图对本发明所述垃圾焚烧炉作进一步的说明，首先在本发明中所述垃圾焚烧炉至少包括进料口、给料炉排、位于炉膛内的用于垃圾焚烧的炉排、位于焚烧炉排下部的一次风供风系统、位于炉喉部的二次风供风系统以及排渣机。此外，垃圾焚烧炉还包括位于所述焚烧炉尾部的烟道，用于排放烟气；垃圾焚烧炉还包括覆盖于所述垃圾焚烧炉前端的炉拱。所述垃圾焚烧炉还可以包含其他常规的部件，在此不再赘述。

进一步，在本发明中为了实现高效低氮燃烧，所述垃圾焚烧炉还包括第一抽气口2和风道主管7；其中，所述第一抽气口2设置于所述垃圾焚烧炉前端的炉拱的上方，所述烟道位于所述焚烧炉的尾部，所述风道主管7的两端分别连通所述第一抽气口2和所述烟道，所述风道主管7上还设置有风机8，以将在所述第一抽气口2抽取的烟气喷入到所述烟道中。

在本发明中所述焚烧炉选用顺流式垃圾焚烧炉，其中顺流式垃圾焚烧炉的炉拱覆盖于焚烧炉的前端，烟道设置于焚烧的尾部，此种结构可以避免着火点过于靠前，适合高热值垃圾的焚烧。所以由于燃烧区靠后，焚烧炉膛的前部会聚集挥发出的或热解出的如CHi、HCN、NHi等可还原氮氧化物的气体，利用此部分气体可以还原烟气中的氮氧化物。

可选地，在本申请中所述在风道主管上在所述风机8或者所述第一电动风门3的前端是指沿在所述风道主管中沿烟气流动方向上所述风机8或者所述第一电动风门3的前端。

可选地，靠近所述烟道一端的所述风道主管7分成两个风道支管，所述两个风道支管分别与所述烟道的两侧连通。所述风道支管通过第三电动风门11与设置在所述烟道两侧的喷嘴集箱12相连接，其中，所述喷嘴集箱12上还设置有喷嘴13，所述喷嘴插入所述烟道。

进一步，所述两个风道支管中的所述喷嘴13等间距的设置在各自的所述喷嘴集箱12上且相对的插入所述烟道中。

可选地，所述垃圾焚烧炉还包括位于炉喉部的二次风喷嘴14，其中所述风道支管中的喷嘴位于所述二次风喷嘴的上方。进一步，所述风道支管中的喷嘴处的烟道截面积小于所述二次风喷嘴处的烟道截面积。

可选地，所述垃圾焚烧炉还包括与所述风道主管连通的空气主管，其中，所述空气主管通过第二电动风门4连接于设置在锅炉房内的第二抽气口5上。进一步，所述空气主管与第一电动风门3出口处的所述风道主管连通。

可选地，所述风道主管上还设置有文丘里流量计。

可选地，所述风道主管上还设置有温度传感器9和/或压力传感器10。进一步，所述温度传感器9设置于所述风机入口前端的所述风道主管上，所述压力传感器10设置于所述风机出口的所述风道主管上。

在本发明的一具体地实施方式中，如图2所示，第一抽气口2通过风道主管7连接一个第一电动风门3，第一电动风门3出口分两路，一路通过一个第二电动风门4连接于设置在锅炉房内的第二抽气口5，另一路通过风道主管7连接于文丘里流量计6入口，文丘里流量计6出口通过风道主管7连接风机8入口，在风机8的入口前端管路上设置有温度传感器9，在风机8出口的管路上设置有压力传感器10，从风机8出口连接的风道主管7分为两路，分别通过一个第三电动风门11连接于设置在第一烟道两侧的喷嘴集箱12，喷嘴13等间距安装在喷嘴集箱12上，两侧的喷嘴13相对布置且插入第一烟道，且喷嘴13位置设置在二次风喷嘴14以上。

在垃圾焚烧炉运行时，将第一电动风门3打开，第二电动风门4关闭，风机10打开运行，焚烧炉1前端的气体进入文丘里流量计6测流量，温度传感器9检测气体的温度，压力传感器10测出风机出口的压力，气体通过风机8、第三电动风门11进入集箱12，喷嘴13将焚烧炉1前端抽取的气体喷入，喷入的气体与第一烟道的烟气混合，喷出的气体中含有如如CHi、HCN、NHi等还原气体，可以将此区域烟气中部分NO_x还原为N₂，从而降低了NO_x的排放量。

实施例2

本发明还提供了一种低氮燃烧的垃圾焚烧炉的燃烧控制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：在垃圾焚烧过程中打开所述风机，以使从所述垃圾焚烧炉前端的所述第一抽气口抽取的包含还原气体的烟气进入风道主管；

步骤S2：将所述烟气经所述风道主管喷入所述烟道中，与所述烟道中的烟气混合，将包含NO_x的烟气还原，降低烟气中NO_x的含量。

在所述方法中焚烧炉的过量空气系数应该控制在1.4～1.65的范围内，且一次风与二次风的比为8:2，从第一抽气口2抽取的烟气量为一次风风量的25％～35％(以Nm³/h单位为准)。

此时，文丘里流量计6测量抽取的烟气流量，温度传感器9检测抽取烟气的温度，压力传感器10测出风机出口的压力，烟气通过风机8、第三电动风门11进入集箱12，喷嘴13将焚烧炉1尾部抽取的烟气喷入，相对布置的喷嘴13错开排布，且在喷嘴13处的烟道截面积需要小于二次风喷嘴14处的烟道截面积，以增加喷嘴13层的烟气湍流，从而使烟气充分燃尽。喷入的烟气与第一烟道的烟气混合，喷出的烟气中含有大量的还原气体，可以将此区域部分的NO_x还原为N₂，从而降低了NO_x的排放量。

当此系统发生故障时，比如抽取烟气的温度过高，或抽取烟气中一氧化碳的含量过高时，应关闭低氮燃烧系统，同时为了保护喷嘴13，此时第一电动风门3关闭，第二电动风门4打开，风机8低负荷运行，锅炉房中空气从第二抽气口5进入风道主管7，喷嘴13将锅炉房抽取的少量空气喷入第一烟道。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种顺流式低氮燃烧垃圾焚烧炉及其燃烧方法，一种利用焚烧炉内挥发物质还原烟气中的氮氧化物，从而降低焚烧炉氮氧化物排放的方法及装置，所述装置从顺流式炉膛前部抽取一定量的烟气，通过喷嘴喷入焚烧炉出口的第一烟道，以降低焚烧炉出口处NOx含量。

本发明所述装置及方法的优点在于：

1)通过抽取炉内还原气体还原焚烧炉出口烟气中NOX，与SCR与SNCR相比不需要额外消耗还原剂；

2)适合垃圾热值高的工况，抽取的炉内气体处于焚烧炉的干燥段，此区域烟气温度较低，以防止抽气温度过高导致系统停运。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种顺流式低氮燃烧垃圾焚烧炉，其中所述焚烧炉的炉拱覆盖于所述焚烧炉的前端，烟道设置于所述焚烧炉的尾部，其特征在于，所述垃圾焚烧炉还包括第一抽气口和风道主管；

其中，所述第一抽气口设置于所述焚烧炉前端的所述炉拱上方，所述风道主管的两端分别连通所述第一抽气口和所述烟道，所述风道主管上还设置有风机，以将在所述第一抽气口抽取所述焚烧炉前端的含有还原气体的烟气喷入到所述烟道中。

2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉，其特征在于，靠近所述烟道一端的所述风道主管分成两个风道支管，所述两个风道支管分别与所述烟道的两侧连通。

3.根据权利要求2所述的垃圾焚烧炉，其特征在于，所述风道支管通过第三电动风门与设置在所述烟道两侧的喷嘴集箱相连接，其中，所述喷嘴集箱上还设置有喷嘴，所述喷嘴插入所述烟道中。

4.根据权利要求3所述的垃圾焚烧炉，其特征在于，两个所述风道支管中的所述喷嘴等间距的设置在各自的所述喷嘴集箱上且相对的插入所述烟道中。

5.根据权利要求3所述的垃圾焚烧炉，其特征在于，所述垃圾焚烧炉还包括位于炉喉部的二次风喷嘴，其中所述风道支管中的喷嘴位于所述二次风喷嘴的上方。

6.根据权利要求5所述的垃圾焚烧炉，其特征在于，所述风道支管中的喷嘴处的烟道截面积小于所述二次风喷嘴处的烟道截面积。

7.一种基于权利要求1至6所述的垃圾焚烧炉的燃烧方法，包括以下步骤：

步骤S1：在垃圾焚烧过程中打开所述风机，以使从所述垃圾焚烧炉前端的所述第一抽气口抽取的包含还原气体的烟气进入风道主管；

步骤S2：将所述烟气经所述风道主管喷入所述烟道中，与所述烟道中的烟气混合，将包含NO_x的烟气还原，降低烟气中NO_x的含量。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1中从所述第一抽气口抽取的所述烟气的量为一次风风量的25％～35％。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括测量所述风道主管中所述烟气的温度和/或压力的步骤。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还进一步包括以下步骤：当所述垃圾焚烧炉发生故障时，关闭所述风道主管上的第一电动风门，同时打开空气主管上的第二电动风门，以使锅炉房中的空气从第二抽气口进入主风道，并经喷嘴喷入所述烟道。