CN106196087A - 一种垃圾焚烧炉及其应用的垃圾成套处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾焚烧炉及其应用的垃圾成套处理系统，垃圾焚烧炉内通过隔板分为垃圾燃烧区和烟气分解区，垃圾燃烧区与进料口连通，内设有炉拱和炉排，烟气分解区与垃圾燃烧区之间设有烟气流通的通道，垃圾焚烧炉的烟气出口与烟气分解区直接连通。垃圾焚烧炉的烟气出口依次与脱酸塔、除雾塔以及恶臭处理装置串联，恶臭处理装置的出口通过风机与砂滤池连接，处理后的烟气通过砂滤池排放。本发明提高了炉内垃圾的燃烧充分性，提高了烟气内二噁英等有害物质的分解效率，减少了二噁英等的排放，有效去除烟气中的粉尘、硫化物及氮氧化物，采用砂滤池实现烟气过滤排放，实现了水的循环利用，节省了设备的投资、生产加工、设备安装等方面的成本。

Description

一种垃圾焚烧炉及其应用的垃圾成套处理系统

技术领域

本发明属于生活垃圾无害化焚烧处理技术，具体涉及一种垃圾焚烧炉及其引用的垃圾成套处理系统。

背景技术

目前，生活垃圾问题已经成为最急需解决的环境问题，尤其是在偏远的农村，生活垃圾日益增多导致的环境问题解决越来越难。很多农村的生活垃圾都是直接露天焚烧的，造成了严重的大气污染。

垃圾直接燃烧会产生大量的有毒有害的气体，尤其是二噁英会严重影响周边的环境质量，这样不仅严重影响了生活环境安全，而且直接危害到人民的身心健康。

垃圾焚烧产生的二噁英在800℃以上温度条件下，停留时间2s以上，可使其彻底分解。目前的垃圾焚烧技术中对于分解二噁英多采用的是二燃室的方式，通过添加一个燃烧室或燃烧炉，对垃圾焚烧产生的烟气进行保温加热，使其中的二噁英完全分解后再进行处理排放，但是这种方法需要使用大量燃料保证二燃室的燃烧，这不仅造成资源的浪费，也会增加尾气处理的运行成本，严重影响垃圾处理的经济性。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对垃圾燃烧后使用二燃室使有害气体分解，以及传统垃圾尾气净化处理效率不高的问题，提供一种新型的垃圾焚烧炉及其应用的垃圾成套处理系统，不需任何外加燃料的条件下有效分解垃圾焚烧烟气中的有害成分，并大幅提高焚烧烟气的净化处理效率。

本发明采用如下技术方案实现：

一种垃圾焚烧炉，所述垃圾焚烧炉1内设有隔板13，将炉腔分为垃圾燃烧区15和烟气分解区16，所述垃圾燃烧区15与进料口连通，内设有炉拱和炉排，用于焚烧垃圾，所述烟气分解区16与垃圾燃烧区15之间设有烟气流通的通道，所述垃圾焚烧炉的烟气出口与烟气分解区16直接连通。

进一步的，所述垃圾燃烧区15内还设有垃圾导流板12，将进料口的垃圾导向落到炉拱上，经炉拱打散后落到炉排上燃烧。

进一步的，所述隔板13采用耐火材料浇筑成型，所述隔板13靠近烟气分解区16的一侧面上设有扰乱气流的倒钩14。

进一步的，所述垃圾燃烧区15和烟气分解区16并排布置，通过隔板13顶部的缺口相互连通。

本发明还公开了一种垃圾成套处理系统，包括上述的垃圾焚烧炉，所述垃圾焚烧炉1的烟气出口依次与脱酸塔2、除雾塔3以及恶臭处理装置4串联，所述恶臭处理装置4的出口通过风机6与砂滤池10连接，处理后的烟气通过砂滤池排放。

具体的，所述脱酸塔2中设有若干组喷头，所述喷头通过喷淋泵7与碱液池11连通；所述除雾塔3内设有若干级除雾器；所述恶臭处理装置4内布置有微波紫外灯除臭灯管。

进一步的，所述砂滤池10内设有砂层，以砂层为界，浸透在砂层上表面的水形成水膜层20，位于砂层以下的水面形成积水层21；位于砂层下方的砂滤池连接进气管22，所述进气管22与风机6连接。

进一步的，所述砂层上方的砂滤池10与污水池8之间通过沉淀池9串联，所述污水池8与脱酸塔2底部连通，所述砂层下方的砂滤池10与碱液池11连通。

进一步的，所述污水池8和沉淀池9之间通过虹吸导流管17连通，所述沉淀池9与砂滤池顶部溢流连通。

在本发明中，所述砂层通过隔板设置在砂滤池内，包括上下叠设的细砂层18和粗砂层19。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明的垃圾导流板12与炉拱5的配合，能起到将炉内垃圾烘干、打散的目的，有效提高炉内垃圾的燃烧充分性，大大减少垃圾焚烧过程中烟气所产生的有害物质。

2、本发明中的烟气分解区16能有效利用炉内垃圾燃烧所产生的高温区。因垃圾的高温区主要集中在中心部位，隔板13不仅靠近高温区，更主要的是能够将热量传递给烟气分解区。加上隔板上设置的倒钩14，可以使垃圾焚烧的烟气在烟气分解区16内产生强烈扰流，这都有效提高了烟气内二噁英的分解效率，减少了二噁英的排放，应用本发明的成套处理系统不需要在另外设置二燃室，降低额外的燃烧尾气的排放。

3、本发明的垃圾焚烧炉实现了无需外加燃料可有效分解烟气的目的，其应用的成套处理系统，能有效去除烟气中的粉尘、硫化物及氮氧化物。采用砂滤池实现烟气过滤排放，同时实现了水的循环利用，通过定期清理砂滤池，可有效保护环境的整洁，节约水源。

4、本发明的成套处理系统通过砂滤池排放尾气，避免使用烟囱排放，节省设备的投资、生产加工、设备安装等方面的成本。尤其在经济较不发达地区，如农村很难找到大吨位吊车，无需烟囱的安装显得格外重要。

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的垃圾焚烧炉内部示意图。

图2为实施例中的垃圾成套处理系统的连接示意图。

图3为实施例中的砂滤池及污水池、沉淀池、碱液池的连接示意图。

图中标号：1-垃圾焚烧炉，2-脱酸塔，3-除雾塔，4-恶臭处理装置，5-炉拱，6-风机，7-喷淋泵，8-污水池，9-沉淀池，10-砂滤池，11-碱液池，12-垃圾导流板，13-隔板，14-倒钩，15-垃圾燃烧区，16-烟气分解区，17-虹吸导流管，18-细砂层，19-粗砂层，20-水膜层，21-积水层，22-进气管。

具体实施方式

实施例

参见图1，图示中的垃圾焚烧炉为本发明的优选实施方式，在垃圾焚烧炉内的隔板13将炉体分为垃圾燃烧区15和烟气分解区16两个区域，其中，垃圾燃烧区15主要用于垃圾的投入并打散燃烧，在该区域内设有垃圾焚烧炉的进料口，在进料口下方设有垃圾导流板12，投入炉门的垃圾经垃圾导流板12进入垃圾焚烧炉内，起到引导垃圾掉落至炉拱正中的目的，垃圾导流板12采用耐火钢材制作而成，厚度为20mm。垃圾导流板12的下方设有炉拱5，炉拱将由垃圾导流板12导入下来的垃圾打散，避免垃圾成团而难以彻底燃烧，炉拱5采用耐火高强钢制作而成，使用四根耐火高强钢搭成一个棱锥形斜体，通过顶部焊接为一个整体，底部随炉砌筑，垃圾先落在炉拱上，炉拱可以起到将垃圾烘干、打散的作用。在垃圾燃烧区15的最底端为垃圾焚烧炉的固定炉排以及清灰门，用于垃圾的燃烧以及清灰处理。

烟气分解区16通过隔板13与垃圾燃烧区15相邻，该区域与垃圾焚烧炉的烟气出口直接连通，在隔板13的顶部与炉顶部留有缺口，垃圾燃烧区15产生的高温烟气会通过该通道进入到垃圾燃烧区中，在隔板位于该烟气分解区的一侧面上设有凸起的倒钩14，倒钩将进入烟气分解区内的气流进行扰动，使得高温烟气在该区域内形成旋流，提高高温烟气在该烟气分解区内的停留时间。同时，烟气分解区与垃圾燃烧区通过隔板相邻，垃圾燃烧区的高温会通过隔板传递至烟气分解区，保证烟气分解区内的温度不会降低，提高烟气在该区域内停留时间的同时，保证烟气中的有害物质高温降解的温度。通常，垃圾在垃圾燃烧区15的燃烧过程中，火焰温度可以达到900—1400℃左右，烟气温度为400℃左右。烟气进入烟气分解区16，因料隔板13的导热效果，将火焰的高温传递至烟气分解区16，该区域的烟气温度可以达到900-1100℃。

隔板12采用耐高温材料浇筑成型，保证不会被烧坏，同时具备一定的热传导性能。

结合参见图2和图3，本实施例中的焚烧炉应用的垃圾成套处理系统包括垃圾焚烧炉1、脱酸塔2、除雾塔3、恶臭处理装置4、风机6、喷淋泵7、污水池8、沉淀池9、砂滤池10和碱液池11等，用于将垃圾焚烧炉1排放的烟气进行脱酸、除尘、除雾、除臭等处理后进行排放。

垃圾焚烧炉1的烟气出口与脱酸塔2底部的进气口连接，脱酸塔2顶部的出气口与除雾塔3底部的进气口连接，除雾塔3顶部的出气口与恶臭处理装置4底部的进气口连接，恶臭处理装置4的顶部出气口与风机6的入口连接，风机6的出口与砂滤池10连接，最终垃圾燃烧的尾气处理后通过砂滤池排放。

在脱酸塔2中设有若干组喷头，迎着烟气的流通方向进行冷却喷淋，喷头通过喷淋泵7与碱液池11连通，烟气由垃圾焚烧炉进入脱酸塔2，并与脱酸塔2内的烟气逆流接触，烟气中的酸性物质和粉尘能够被有效去除，从脱酸塔2中排放出来的烟气温度在100-200℃，实现了烟气的急冷，有效的避开了二噁英等有害物质二次形成的温度区间。。

在除雾塔3内设有若干除雾器，含有大量水分的烟气进入除雾塔3，经过除雾塔3中的三级板式除雾器，去除烟气中90％在脱酸塔中所带出的水分。

在恶臭处理装置4同样采用塔式结构，其内布置有微波紫外灯除臭灯管，被去除水分、粉尘的干净烟气进入恶臭处理装置4，通过微波紫外线的裂解作用可以进一步分解烟气中的恶臭成分，并通过臭氧的强氧化性使恶臭气体氧化分解。

具体参见图3，净化后的烟气在风机6的作用下，经砂滤池10的进气口22进入砂滤池10，最终烟气经水膜层20进一步过滤后排向大气，经进一步过滤的烟气可有效去除烟气中的异味及粉尘颗粒物，使排放的烟气更洁净。

在砂滤池10内设有砂层，以砂层为界，浸透在砂层上表面的水形成水膜层20，位于砂层以下的水面形成积水层21；砂层上方的砂滤池10与污水池8之间通过沉淀池9串联，污水池8和沉淀池9之间通过U形的虹吸导流管17连通，沉淀池9与砂滤池顶部溢流连通，污水池8与脱酸塔2或除雾塔3底部连通，将脱酸塔及除雾塔内的污水进行收集，通过沉淀池9中的絮凝剂将污水中固态物沉淀分离后，将上层清液输送至砂滤池中实现水资源回收利用，砂层下方的砂滤池10与碱液池11连通，进一步过滤后的水可通过砂层过滤后输送至碱液池，实现水资源的循环利用。

进气管22连接设置于砂层下方的砂滤池上，进气管22与风机6连接，从恶臭处理装置输送过来的尾气最后经过砂层及水膜层的过滤后排放。

砂层通过隔板设置在砂滤池内，包括上下叠设的细砂层18和粗砂层19，粗砂层可作为细砂层的支撑骨架，细砂层填充于粗砂层上，提高水的浸透效果，有利于提高水以及尾气的过滤性能。

以下详细说明本实施例的具体工作过程：

通过垃圾焚烧炉的炉门将垃圾倒入进入垃圾焚烧炉的垃圾燃烧区进行燃烧，燃烧产生的高温烟气进入烟气分解区，持续保持高温，然后进入脱酸塔进行急冷，高温烟气并与脱酸塔内的喷淋液逆流接触，烟气中的酸性物质和粉尘能够被有效去除，排放出来的烟气温度在100-200℃；含有大量水分的烟气进入除雾塔，经过除雾塔中的除雾器，去除烟气中90％的水分；被去除水分、粉尘的干净烟气进入恶臭处理装置，通过微波紫外线的裂解作用可以进一步分解烟气中的恶臭气体，并通过臭氧的强氧化性使恶臭气体氧化分解；净化后的烟气在风机的作用下，经砂滤池的进气管进入砂滤池，最终烟气经砂层及水膜层进一步过滤后排向大气，进一步过滤的烟气可有效去除烟气中的异味及粉尘颗粒物，使排放的烟气更洁净。与脱酸塔或除雾塔所产生的污水直接排放至污水池中，在污水池中初步沉淀，在虹吸作用下，污水池内的水经虹吸导流管流入沉淀池，在沉淀池中投入絮凝剂，使污水中硫化物发生沉淀；絮凝沉淀后的水流入砂滤池，经过砂层过滤后，渗入到积水层中，得到清水。砂滤池的积水层与碱液池连通，积水层的清水可作为碱液池的水量来源，在碱液池中投放Ca(OH)₂，形成供脱酸塔中使用的碱性喷淋液。

以下以两个应用本实施例的具体应用实例对本发明的技术效果进行说明。

应用实例1：

日处理量5t，垃圾简单分拣后通过人工送入垃圾焚烧炉内，间歇进料，每天进垃圾3-4次，时间间隔2-3小时。夜间不需要填垃圾，第二天重新点火。整套设备占地面积125平米，垃圾烟气分解区温度800℃，垃圾燃烧温度1100℃。SO₂浓度320mg/m³，NO_x浓度300mg/m³，颗粒物浓度240mg/m³。厂界1m处监测二噁英浓度未检出，SO₂、NO_x颗粒物未检出。

应用实例2：

日处理量10t，垃圾简单分拣后通过运输机送入垃圾焚烧炉内，每天进垃圾4次，时间间隔6小时。整套设备占地面积185平米，垃圾烟气分解区温度950℃，垃圾燃烧温度1300℃。SO₂浓度330mg/m³，NO_x浓度380mg/m³，颗粒物浓度260mg/m³。厂界1m处监测二噁英浓度未检出，SO₂、NO_x颗粒物未检出。

以上实施例是对本发明的说明，并非对本发明的限定，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的具体工作原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧炉，其特征在于：所述垃圾焚烧炉(1)内设有隔板(13)，将炉腔分为垃圾燃烧区(15)和烟气分解区(16)，所述垃圾燃烧区(15)与进料口连通，内设有炉拱和炉排，用于焚烧垃圾，所述烟气分解区(16)与垃圾燃烧区(15)之间设有烟气流通的通道，所述垃圾焚烧炉的烟气出口与烟气分解区(16)直接连通。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉，所述垃圾燃烧区(15)内还设有垃圾导流板(12)。

3.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧炉，所述隔板(13)采用耐火材料浇筑成型，所述隔板(13)靠近烟气分解区(16)的一侧面上设有扰乱气流的倒钩(14)。

4.根据权利要求3所述的一种垃圾焚烧炉，所述垃圾燃烧区(15)和烟气分解区(16)并排布置，通过隔板(13)顶部的缺口相互连通。

5.一种垃圾成套处理系统，其特征在于：包括权利要求1-4中所述的垃圾焚烧炉，所述垃圾焚烧炉(1)的烟气出口依次与脱酸塔(2)、除雾塔(3)以及恶臭处理装置(4)串联，所述恶臭处理装置(4)的出口通过风机(6)与砂滤池(10)连接，处理后的烟气通过砂滤池排放。

6.根据权利要求5所述一种垃圾成套处理系统，所述脱酸塔(2)中设有若干组喷头，所述喷头通过喷淋泵(7)与碱液池(11)连通；所述除雾塔(3)内设有若干级除雾器；所述恶臭处理装置(4)内布置有微波紫外灯除臭灯管。

7.根据权利要求6所述一种垃圾成套处理系统，所述砂滤池(10)内设有砂层，以砂层为界，浸透在砂层上表面的水形成水膜层(20)，位于砂层以下的水面形成积水层(21)；位于砂层下方的砂滤池连接进气管(22)，所述进气管(22)与风机(6)连接。

8.根据权利要求7所述一种垃圾成套处理系统，所述砂层上方的砂滤池(10)与污水池(8)之间通过沉淀池(9)串联，所述污水池(8)与脱酸塔(2)底部连通，所述砂层下方的砂滤池(10)与碱液池(11)连通。

9.根据权利要求5所述一种垃圾成套处理系统，所述污水池(8)和沉淀池(9)之间通过虹吸导流管(17)连通，所述沉淀池(9)与砂滤池顶部溢流连通。

10.根据权利要求7或8或9所述一种垃圾成套处理系统，所述砂层通过隔板设置在砂滤池内，包括上下叠设的细砂层(18)和粗砂层(19)。