一种烟气循环焚烧炉及其焚烧方法技术

本发明专利技术还提供一种烟气循环焚烧炉，包括进料系统、烟气循环系统和炉膛。烟气循环系统包括第一热交换器，进料系统和第一热交换器位于炉膛的上部，进料系统穿过第一热交换器，在进料过程中预热物料。本发明专利技术还提供一种烟气循环焚烧方法，物料经预热、碳化后，在燃烧室中焚烧，焚烧产生的烟气经过换热后返回碳化室，碳化其中的物料，焚烧产生的炉渣经排渣室排出。本发明专利技术提供的烟气循环焚烧炉，设有多级换热器，充分利用热能，既减少能量损失，又提高炉温。物料在炉膛内，经碳化后燃烧，使物料燃烧更加充分。并通过控制燃烧速率、烟气的降温速率，控制排出烟气中二噁英的含量。残渣以固体形式排渣，避免残渣结焦、堵塞，保证烟气循环焚烧炉稳定运行。

Flue gas circulation incinerator and combustion method thereof

The invention also provides a flue gas circulating incinerator, which comprises a feeding system, a flue gas circulation system and a furnace chamber. The flue gas circulation system comprises a first heat exchanger, a feed system and a first heat exchanger located at the upper part of the furnace, and the feed system passes through the first heat exchanger to preheat the material during the feeding process. The invention also provides a method of incineration flue gas circulating material, preheating, carbonization, burning in the combustion chamber, the flue gas generated by burning after heat return after carbonizing chamber and the carbide slag material, burning through the deslagging chamber. The flue gas circulating incinerator provided by the invention is provided with a multistage heat exchanger, which fully utilizes heat energy to reduce energy loss and increase furnace temperature. The material is burned in the furnace and burnt by carbonization to make the material burn more fully. The content of dioxins in the flue gas is controlled by controlling the burning rate and the cooling rate of the smoke. The residue is discharged in solid form to avoid coking and clogging of residue, so as to ensure the stable operation of the flue gas circulating incinerator.

【技术实现步骤摘要】
一种烟气循环焚烧炉及其焚烧方法
本专利技术涉及一种污泥焚烧炉，尤其涉及一种污泥焚烧完全、无二次污染的烟气循环焚烧炉。
技术介绍
随着人们生活水平的提高和城市化进程的逐步推进，随之而来的是污泥量的大幅增加。污泥来源广泛，成分复杂，处理难度大，而污水、污泥的直接排放又会引发二次污染。目前污泥处理主要有掩埋、堆肥和焚烧三种方式。掩埋为传统的污泥处理方式，是将污泥简单处理，如除水、干化等，进行掩埋，但是由于污泥中一般会携带重金属、致病菌等，而简单处理并不能消除其中的重金属、致病菌，故掩埋会引发一系列后续问题，如污染地下水、发生恶臭等。堆肥处理需要对污泥分拣、分类，要求污泥本身的有机含量较高，而且堆肥处理不能实现污泥的减量化，不符合我国污泥处理的“三原则”。因此，污泥焚烧技术在污泥处理中的比重逐渐增大。污泥焚烧的实质是将含有有机物的污泥在高温及供氧充足的条件下氧化成惰性气态物和无机不可燃物，以形成稳定的气态物和固态残渣。其优点是能够迅速的减少污泥量和彻底的高温无害化，占地面积不大，对周围环境影响较小，且有热能回收。污泥焚烧可将其中的水分和有机质完全去除，并杀灭病原体，但是燃烧过程中极易产生二噁英，造成大气污染。二噁英，是一种无色无味的脂溶性物质，容易在生物体内积累，其毒性是砒霜的900倍，有“世纪之毒”之称，因此对人体危害严重。一般而言，二噁英的生成温度为250-500℃，而在500℃以上开始分解。申请号：201510307346.0，专利技术创造名称：污泥焚烧装置，的中国专利提供了一种包括送料装置、破碎装置和焚烧炉的污泥焚烧系统，物料在进入焚烧炉之前，经过破碎装置破碎成粉末，然后进入焚烧炉瞬间充分燃烧，以避免二噁英的产生。但是将物料破碎成粉末，大大降低了焚烧炉的处理量，且焚烧炉采用电加热将焚烧炉炉体维持在800-850℃，因此其能耗较高。虽然目前污泥焚烧装置的种类繁多，但均存在燃烧不充分、能耗高、基建投资成本大等各种问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种污泥充分焚烧、能耗低，不产生二次污染的烟气循环焚烧炉和烟气循环焚烧方法。本专利技术的第一个方面在于提供一种烟气循环焚烧方法，物料经预热、碳化后，在燃烧室中焚烧，焚烧产生的炉渣经排渣室排出；其中，利用焚烧产生的烟气与所述物料进行热交换，对所述物料进行预热；然后所述烟气的第一部分与冷却介质进行热交换进行降温后排出，所述烟气的第二部分对进入燃烧室的助燃气体进行加热后，返回碳化室，碳化其中的物料。在一个优选实施例中，一部分助燃气体由外部鼓风机鼓入系统，经预热后进入燃烧室中部助燃，另一部分助燃气体由外部鼓风机鼓入系统，经预热后自燃烧室侧壁进入燃烧室助燃，使燃烧室燃烧更均匀，更充分。在一个优选实施例中，所述烟气的第二部分依次与所述冷却介质进行热交换、加热助燃气体后，进入第一热交换器，一部分通过循环烟气管道进入碳化室，另一部分通过第五通孔进入进料装置，与所述进料装置中的所述物料进行热交换，对所述物料进行预热。本专利技术的第二个方面在于提供一种烟气循环焚烧炉，包括进料系统、烟气循环系统和炉膛。其中，所述烟气循环系统包括第一热交换器，所述第一热交换器和所述进料系统位于所述炉膛的上部，所述第一热交换器与炉膛之间设有第三腔室，所述第一热交换器的烟气管道一端连通所述第三腔室，所述进料系统穿过所述第一热交换器后进入所述第三腔室。在一个优选实施例中，所述炉膛自上而下依次包括相互连通的碳化室、燃烧室和排渣室，所述碳化室与所述第三腔室连通，所述排渣室设有与大气连通的排渣口。物料在所述燃烧室内燃烧，产生的烟气经所述第一热交换器一次降温，再次降温后成为循环烟气，循环烟气在所述第一热交换器升温后进入所述碳化室，碳化所述碳化室内的物料；经过碳化后的物料进入所述燃烧室燃烧，充分燃烧后由所述排渣室排渣。在一个优选实施例中，所述进料系统包括螺旋杆、相互连通的进料斗和下料管，所述下料管位于所述进料斗的下部，并延伸至所述第三腔室，所述螺旋杆自驱动端沿所述下料管的下料通道延伸至所述燃烧室内。所述螺旋杆将所述进料斗中的物料经所述下料管输送至所述炉膛，设置螺旋杆既能避免物料因在下料过程中破碎而降低燃烧效率，又能通过控制螺旋杆的转速调节下料速度，以保证物料在排出炉膛之前燃烧完全。在一个优选实施例中，所述螺旋杆的驱动端设有助燃气体进口，所述螺旋杆位于所述燃烧室内的一端设有助燃气体出口，所述助燃气体进口与所述助燃气体出口之间通过螺旋杆内的助燃气体通道连通。在一个优选实施例中，所述第一热交换器包括设有出口的第一腔室、设有入口的第二腔室及位于所述第二腔室中的多个烟气管道；所述烟气管道的两端分别与所述第一腔室和第三腔室连通，所述第一腔室的出口与所述第二腔室的入口连通。物料燃烧产生的烟气依次穿过所述第三腔室、所述循环烟气管道和所述第一腔室，烟气经过再次降温后由第二腔室，通过循环烟气管道进入所述碳化室。在一个优选实施例中，所述第三腔室内还设有多个循环烟气管道，所述循环烟气管道一端与所述第二腔室连通，另一端与所述碳化室连通。在一个优选实施例中，所述烟气循环系统还包括第三热交换器，循环烟气进入所述第三热交换器，加热所述第三热交换器中的空气，经过所述第三换热器的循环烟气进入所述第二腔室，经过所述第三换热器的空气进入燃烧室。在一个优选实施例中，所述碳化室的侧壁上设有多个第三通孔，自所述循环烟气管道流出的第一冷流体经所述第三通孔进入所述碳化室，物料在所述碳化室内碳化后进入所述燃烧室燃烧，燃烧完全后进入排渣室，优选地，燃烧室的温度为1000℃以上。在一个优选实施例中，所述燃烧室的侧壁上设有多个第四通孔，所述第四通孔与第二鼓风机连通，第二鼓风机将空气经所述第四通孔鼓入所述燃烧室内，辅助燃烧室内的物料燃烧。在一个优选实施例中，所述排渣室内设有多个水平排布、依次相互啮合的破碎辊，多个所述破碎辊串联或并联连接，所述破碎辊包括辊轴筒、位于所述辊轴筒外侧壁上的多个破碎齿，以破碎燃烧后的炉渣。在一个优选实施例中，所述辊轴筒内部还设有中空的辊轴，所述辊轴的分别两端分别设有冷却剂进口和冷却剂出口，所述辊轴与所述辊轴筒可转动连接。在一个优选实施例中，所述下料管的侧壁上还设有多个第五通孔，所述第五通孔与所述第一腔室和/或第二腔室连通。在一个优选实施例中，所述排渣室的下部还设有输送装置，用于运输经破碎后的物料燃烧残渣，所述输送装置优选为履带运输。在一个优选实施例中，所述烟气循环焚烧炉还设有第二热交换器和第三热交换器，自所述第一热流体管道出来的第一热流体经过所述第二热交换器降温后，一部分进入除尘装置，另一部分经所述第三换热器进行换热，进一步降温成为循环烟气，循环烟气进入所述第一热交换器，循环烟气经过加热后，进入所述碳化室。经所述第二鼓风机鼓入的换热气体进入所述第三热交换器，预热后，自所述第四通孔进入所述燃烧室助燃。进一步地，所述第二换热器的冷却介质不做限定，可以根据实际需要选择不同的冷却介质，如可以为空气，也可以为水，经加热的空气可以用于湿污泥的干化，经加热的水蒸汽也可以进入其他工段，如作为锅炉的热源等。本专利技术提供的烟气循环焚烧炉，设有多级换热器，充分利用热能，既减少了能量损失，又提高了炉膛内的温度。物料在进入炉膛的过程中预热，在炉膛中，首先经过碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气循环焚烧方法，其特征在于，物料经预热、碳化后，在燃烧室中焚烧，焚烧产生的炉渣经排渣室排出；其中，利用焚烧产生的烟气与所述物料进行热交换，对所述物料进行预热；然后所述烟气的第一部分与冷却介质进行热交换进行降温后排出，所述烟气的第二部分对进入燃烧室的助燃气体进行加热后，返回碳化室，碳化其中的物料。

【技术特征摘要】
1.一种烟气循环焚烧方法，其特征在于，物料经预热、碳化后，在燃烧室中焚烧，焚烧产生的炉渣经排渣室排出；其中，利用焚烧产生的烟气与所述物料进行热交换，对所述物料进行预热；然后所述烟气的第一部分与冷却介质进行热交换进行降温后排出，所述烟气的第二部分对进入燃烧室的助燃气体进行加热后，返回碳化室，碳化其中的物料。2.根据权利要求1所述的焚烧方法，其特征在于，所述烟气的第二部分依次与所述冷却介质进行热交换、加热助燃气体后，进入第一热交换器，一部分通过循环烟气管道进入碳化室，另一部分通过第五通孔进入进料装置，预热所述物料。3.一种烟气循环焚烧炉，其特征在于，包括进料系统、烟气循环系统和炉膛；其中，所述烟气循环系统包括第一热交换器，所述第一热交换器和所述进料系统位于所述炉膛的上部，所述第一热交换器与炉膛之间设有第三腔室，所述第一热交换器的烟气管道一端连通所述第三腔室，所述进料系统穿过所述第一热交换器后进入所述第三腔室；所述炉膛自上而下依次包括相互连通的碳化室、燃烧室和排渣室，所述碳化室与所述第三腔室连通，所述排渣室设有与大气连通的排渣口。4.根据权利要求3所述的烟气循环焚烧炉，其特征在于，所述进料系统包括螺旋杆、相互连通的进料斗和下料管，所述下料管位于所述进料斗的下部，并延伸至所述第三腔室，所述螺旋杆自驱动端沿所述下料管...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建新，张嘉良，
申请(专利权)人：广东焕杰环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44