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CN108261852A - 小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统 - Google Patents

小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统，包括垃圾焚烧炉、余热回收装置、布袋除尘器、第一活性炭吸附装置、第二活性炭吸附装置、脱硫塔、引风机和烟囱，本装置采用二次风预热，加强炉内的空气与不完全燃烧物质充分反应，降低垃圾燃料的化学不完全燃烧热损失，解决了传统小型焚烧炉中的“黑烟”问题，二次风的投入可延长烟气停留时间，在一定程度上起到减少二恶英排放的作用；活性炭吸附装置采用微波发射装置再生活性炭，活性炭可再生循环使用，解决了传统小型垃圾焚烧炉尾部烟气处理采用活性炭颗粒吸附二恶英的过程中，大量活性炭一次性使用，严重浪费的问题。烟气经烟气净化系统有效去除二恶英等有害物，安全排放。

Description

小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统
技术领域
本发明属于垃圾焚烧烟气处理技术领域，具体涉及小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统。
背景技术
农村生活垃圾的产生量迅速提高，其中的有害废物和工业废物组分在逐渐增多，已不能再作为农用肥料，大部分农村垃圾没有得到有效的集中处理，未经处理或处理不善的垃圾会造成严重污染。焚烧垃圾是我国目前较常用的垃圾处理方法，它能实现垃圾的无害化、减量化、资源化处理。但直接焚烧会产生大量含有二恶英的有害烟气，造成二次污染，传统的堆积简单焚烧处理不能满足严格的环保标准，需要选择合适的处理技术来处理农村生活垃圾。
现有的垃圾焚烧烟气处理设备处理工艺复杂，这类型的设备通常包括多级的脱硫设备、除尘设备、除锈设备等，设备体积庞大，需要占用较大的面积进行安装。在农村地区，由于地理位置的限制，设置大型的系统烟气处理设备较困难，制约了生活垃圾焚烧烟气的治理。传统小型垃圾焚烧炉炉膛出口温度较低，难以保证烟气中CH4、CO等可燃气体燃尽，造成大量“黑烟”。同时，传统小型垃圾焚烧炉温度通常在850℃以下，产生含有大量二恶英的有害烟气，如果提高炉膛温度，需要使用大量辅助燃料，造成垃圾处理成本高。在传统小型焚烧炉尾部烟气中二恶英处理方式中，部分焚烧炉采用活性炭颗粒吸附，大量活性炭一次性使用，导致严重浪费。因此，小型垃圾焚烧炉需要开发一种防止二恶英再次合成及去除烟气中的二恶英等有毒有害气体的方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：
小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统，包括垃圾焚烧炉、余热回收装置、布袋除尘器、第一活性炭吸附装置、第二活性炭吸附装置、脱硫塔、引风机和烟囱，
其中垃圾焚烧炉的燃烧室连通一次风风道和二次风风道，垃圾焚烧炉的上方设置余热回收装置，经过余热回收装置处理后的烟气通过烟气通道连接布袋除尘器的烟气入口，布袋除尘器的烟气出口连接第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置，所述第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置为并联连接，在第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置内盛装有活性炭，在第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置上分别设置微波发射装置，在第一活性炭吸附装置的烟气入口处和烟气出口处分别设置第一入口控制阀和第一出口控制阀，在第二活性炭吸附装置的烟气入口处和烟气出口处分别设置第二入口控制阀和第二出口控制阀，第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置的烟气下游设置脱硫塔，脱硫塔通过引风机连接烟囱。
在上述技术方案中，所述垃圾焚烧炉燃烧室的内壁采用耐火材料浇铸。
在上述技术方案中，所述一次风风道设置于垃圾焚烧炉燃烧室的底部，二次风风道设置于一次风风道的垂直上方。
在上述技术方案中，所述垃圾焚烧炉燃烧室的预热二次风温度为250-350℃。
在上述技术方案中，所述焚烧炉烟气出口烟气温度为850℃以上。
在上述技术方案中，所述余热回收装置包括补水箱、热管换热器、循环水泵、换热水箱及循环水路；补水箱采用浮球阀控制水位，热管换热器将烟气温度降至150～180℃，循环水泵设置在热管换热器的出水口。
在上述技术方案中，所述微波发射装置分别设置于第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置反应炉的炉体两侧。
在上述技术方案中，所述第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置反应炉的炉体上设置活性炭更换口。
在上述技术方案中，所述布袋除尘器包括挡板、6个独立的仓室、压缩空气控制脉冲系统和设置于仓室底部的灰尘料斗；挡板将布袋除尘器分为6个独立的仓室，压缩空气脉冲直接冲扫6个布袋，仓室底部的灰尘料斗收集布袋除尘器布袋上落下的灰尘。
在上述技术方案中，所述脱硫塔内设置旋转喷雾器。
小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统的运行过程，如下所述：
垃圾燃料在农村小型垃圾焚烧炉中焚烧后产生850℃以上的烟气，首先经过热管换热器换热降至150～180℃，换热后的烟气经布袋除尘器，将烟气中的飞灰分离，再经过活性炭吸附切换装置(第一活性炭吸附装置、第二活性炭吸附装置)去除烟气中的二恶英，最后经过脱硫塔进行脱硫、脱酸，烟气安全排放；其中第一活性炭吸附装置、第二活性炭吸附装置上设置微波发射装置，通过设置于烟气入口和出口的阀门控制，可进行烟气处理和活性炭微波回收两种工作状态的切换。
本发明具有的优点和积极效果是：
1、本发明整体装置结构紧凑，占地面积小，可解决农村地区由于地理位置的限制，设置大型的系统烟气处理设备较困难的问题。
2、采用二次风预热，加强炉内的空气与不完全燃烧物质充分反应，降低垃圾燃料的化学不完全燃烧热损失，解决了传统小型焚烧炉中的“黑烟”问题，二次风的投入可延长烟气停留时间,，在一定程度上起到减少二恶英排放的作用。
3、活性炭吸附装置采用微波发射装置再生活性炭，活性炭可再生循环使用，解决了传统小型垃圾焚烧炉尾部烟气处理采用活性炭颗粒吸附二恶英的过程中，大量活性炭一次性使用，严重浪费的问题。烟气经烟气净化系统有效去除二恶英等有害物，安全排放。
附图说明
图1是本发明整体连接结构示意图。
图2是垃圾焚烧炉结构示意图。
图3是布袋除尘器结构示意图。
图4为活性炭吸附装置结构示意图。
其中：
1为垃圾焚烧炉，1-1为燃烧室，1-2为一次风风道，1-3为二次风风道，1-4为余热回收装置，2为布袋除尘器，2-1为烟气出口，2-2为烟气入口，2-3为布袋，2-4为灰尘料斗，3为第一活性炭吸附装置，3-1为第一入口控制阀，3-2为第一出口控制阀，3-3为反应炉，3-4微波发射装置，3-5为活性炭更换口，4为第二活性炭吸附装置，4-1为第二入口控制阀，4-2为第二出口控制阀，5为脱硫塔，6为引风机，7为烟囱。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
小型农村垃圾焚烧炉，垃圾焚烧炉的燃烧室连通一次风风道和二次风风道，垃圾焚烧炉的上方连通余热回收装置，垃圾焚烧炉燃烧室的内壁采用耐火材料浇铸。所述一次风风道设置于垃圾焚烧炉燃烧室的底部，二次风风道设置于一次风风道的垂直上方。所述垃圾焚烧炉燃烧室的预热二次风温度为300℃。所述焚烧炉烟气出口烟气温度为850℃以上。所述余热回收装置包括补水箱、热管换热器、循环水泵、换热水箱及循环水路；补水箱采用浮球阀控制水位，热管换热器将烟气温度降至150～180℃，循环水泵设置在热管换热器的出水口。
实施例2
小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统，包括垃圾焚烧炉、余热回收装置、布袋除尘器、第一活性炭吸附装置、第二活性炭吸附装置、脱硫塔、引风机和烟囱，
其中垃圾焚烧炉的燃烧室连通一次风风道和二次风风道，垃圾焚烧炉的上方设置余热回收装置，经过余热回收装置处理后的烟气通过烟气通道连接布袋除尘器的烟气入口，布袋除尘器的烟气出口连接第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置，所述第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置为并联连接，在第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置内盛装有活性炭，在第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置上分别设置微波发射装置，在第一活性炭吸附装置的烟气入口处和烟气出口处分别设置第一入口控制阀和第一出口控制阀，在第二活性炭吸附装置的烟气入口处和烟气出口处分别设置第二入口控制阀和第二出口控制阀，第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置的烟气下游设置脱硫塔，脱硫塔通过引风机连接烟囱。
所述垃圾焚烧炉燃烧室的内壁采用耐火材料浇铸。
所述一次风风道设置于垃圾焚烧炉燃烧室的底部，二次风风道设置于一次风风道的垂直上方。
所述垃圾焚烧炉燃烧室的预热二次风温度为250-350℃。
所述焚烧炉烟气出口烟气温度为850℃以上。
所述余热回收装置包括补水箱、热管换热器、循环水泵、换热水箱及循环水路；补水箱采用浮球阀控制水位，热管换热器将烟气温度降至150～180℃，循环水泵设置在热管换热器的出水口。
所述微波发射装置分别设置于第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置反应炉的炉体两侧。
所述第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置反应炉的炉体上设置活性炭更换口。
所述布袋除尘器包括挡板、6个独立的仓室、压缩空气控制脉冲系统和设置于仓室底部的灰尘料斗；挡板将布袋除尘器分为6个独立的仓室，压缩空气脉冲直接冲扫6个布袋，仓室底部的灰尘料斗收集布袋除尘器布袋上落下的灰尘。
所述脱硫塔内设置旋转喷雾器。
选用的垃圾焚烧炉为链条炉排炉，垃圾首先进入炉膛预热挥发分析出段，对垃圾进行预热，干燥，然后进入低温碳燃段，垃圾进行燃烧，最后进入燃尽段，使垃圾充分燃尽。烟气进入二燃室高温再燃，后从二燃室出口排出进入旋风除尘器，在旋风除尘器内，由于离心力作用，将烟气中大颗粒及部分小颗粒粉尘从烟气中分离。烟气从旋风除尘器出口进入脱硫塔，进行半干法法脱酸，出去烟气中的酸性物质，然后吸收塔烟气出口进入布袋除尘器，除去烟气中的灰尘，再经布袋除尘器出口进入二恶英吸附转筒，在筒内，烟气层层穿过颗粒活性炭，活性炭完全吸附烟气中的二噁英，使得从烟气出口排出的烟气为净化烟气，可以直接由烟囱排出。充分吸收了二噁英的活性炭进入活性炭收集槽内，在经传送带传送到微波烧结炉内，在微波烧结炉内处理7min～15min，微波烧结功率为2100W,使得吸附于活性炭上的二恶英完全分解，微波烧结不破坏活性炭的微观结构及其吸附性能，故经微波烧结后的活性炭依然保持其良好的吸附性能，可以作为吸附剂返回系统，循环利用。
实施例3
小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统的运行使用：垃圾燃料在农村小型垃圾焚烧炉中焚烧后产生850℃以上的烟气，首先经过热管换热器换热降至150～180℃，换热后的烟气经布袋除尘器，将烟气中的飞灰分离，再经过活性炭吸附切换装置(第一活性炭吸附装置、第二活性炭吸附装置)去除烟气中的二恶英，最后经过脱硫塔进行脱硫、脱酸，烟气安全排放；其中第一活性炭吸附装置、第二活性炭吸附装置上设置微波发射装置，利用微波对活性炭进行微波再生，在进行活性炭再生的过程中，二噁英等有害气体得到分解，达到烟气净化的目的，通过设置于烟气入口和出口的阀门控制，可进行烟气处理和活性炭微波回收两种工作状态的切换。在烟气处理工作状态下，可以打开各个阀门同时使用两个活性炭吸附装置(也可根据实际的垃圾焚烧产生的烟气情况，关闭其中一个活性炭吸附装置，只用一个活性炭吸附装置进行烟气处理)，当活性炭处理一定时间(1-3小时)后，关闭其中一个活性炭吸附装置上下端的阀门，打开其上的微波发射装置对反应炉内的活性炭进行微波回收，在此过程中另一个活性炭吸附装置继续处理，当微波回收完毕后，可对阀门进行调整，切换二者的工作状态，一个进行吸附处理另一个进行活性炭微波回收。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统，其特征在于：包括垃圾焚烧炉、余热回收装置、布袋除尘器、第一活性炭吸附装置、第二活性炭吸附装置、脱硫塔、引风机和烟囱；
其中垃圾焚烧炉的燃烧室连通一次风风道和二次风风道，垃圾焚烧炉的上方设置余热回收装置，经过余热回收装置处理后的烟气通过烟气通道连接布袋除尘器的烟气入口，布袋除尘器的烟气出口连接第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置，所述第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置为并联连接，在第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置内盛装有活性炭，在第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置上分别设置微波发射装置，在第一活性炭吸附装置的烟气入口处和烟气出口处分别设置第一入口控制阀和第一出口控制阀，在第二活性炭吸附装置的烟气入口处和烟气出口处分别设置第二入口控制阀和第二出口控制阀，第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置的烟气下游设置脱硫塔，脱硫塔通过引风机连接烟囱。
2.根据权利要求1所述的小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统，其特征在于：所述垃圾焚烧炉燃烧室的内壁采用耐火材料浇铸。
3.根据权利要求1所述的小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统，其特征在于：所述一次风风道设置于垃圾焚烧炉燃烧室的底部，二次风风道设置于一次风风道的垂直上方。
4.根据权利要求1所述的小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统，其特征在于：所述垃圾焚烧炉燃烧室的预热二次风温度为250-350℃。
5.根据权利要求1所述的小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统，其特征在于：所述焚烧炉烟气出口烟气温度为850℃以上。
6.根据权利要求1所述的小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统，其特征在于：所述余热回收装置包括补水箱、热管换热器、循环水泵、换热水箱及循环水路；补水箱采用浮球阀控制水位，热管换热器将烟气温度降至150～180℃，循环水泵设置在热管换热器的出水口。
7.根据权利要求1所述的小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统，其特征在于：所述微波发射装置分别设置于第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置反应炉的炉体两侧。
8.根据权利要求1所述的小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统，其特征在于：所述第一活性炭吸附装置和第二活性炭吸附装置反应炉的炉体上设置活性炭更换口。
9.根据权利要求1所述的小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统，其特征在于：所述布袋除尘器包括挡板、6个独立的仓室、压缩空气控制脉冲系统和设置于仓室底部的灰尘料斗；挡板将布袋除尘器分为6个独立的仓室，压缩空气脉冲直接冲扫6个布袋，仓室底部的灰尘料斗收集布袋除尘器布袋上落下的灰尘。
10.小型农村垃圾焚烧炉及其烟气净化系统的运行方法，其特征在于：垃圾燃料在农村小型垃圾焚烧炉中焚烧后产生850℃以上的烟气，首先经过热管换热器换热降至150～180℃，换热后的烟气经布袋除尘器，将烟气中的飞灰分离，再经过第一活性炭吸附装置、第二活性炭吸附装置去除烟气中的二恶英，最后经过脱硫塔进行脱硫、脱酸，烟气安全排放；其中第一活性炭吸附装置、第二活性炭吸附装置上设置微波发射装置，通过设置于烟气入口和出口的阀门控制，可进行烟气处理和活性炭微波回收两种工作状态的切换。
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