蓄热式废物焚烧系统技术方案

一种使用蓄热材料用于焚烧废物的蓄热式废物焚烧系统。该蓄热式废物焚烧系统包括：第一和第二陶瓷层，用于在反向操作中从高温气体积聚热量并在正向操作中将积聚热量传至低温气体；一第三陶瓷层和一第四陶瓷层，用于在正向操作中从高温气体积聚热量并在反向操作中将积聚热量传至低温气体；一第一废物入口阀，位于第一陶瓷层与第二陶瓷层之间，用以在正向操作中导入废物；一第二废物入口阀，位于第三陶瓷层与第四陶瓷层之间，用以在反向操作中导入废物；一燃烧器，位于第二陶瓷层与第三陶瓷层之间，用于为焚烧提供热量；一第一空气阀，用于在正向操作中通过第一陶瓷层将空气引入系统中；以及一第二空气阀，用于在反向操作中通过第四陶瓷层将空气引入系统中。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能以较低成本焚烧具有高水分含量的废物而不产生二次污染物的蓄热式废物焚烧系统，特别涉及一种使用蓄热材料来焚烧工业废污泥、城市废弃物、食物垃圾以及源自化工厂最终副产品或污水处理厂的废污泥的蓄热式废物焚烧系统。自1962年以来，在通常的废物焚烧系统中，流化床焚烧炉一直被用于焚烧来自城市污水处理厂的废物，如湿废物或污泥。流化床焚烧炉由一圆柱形耐火墙构成，其下部装有作为流动介质的沙子。使用空气使待焚烧的废物料在流动介质中漂浮流动。此处，通过一个支撑该沙床的板的出口将空气引入沙床，使沙床具有流动性，该空气的压力为大约20至34kPa。在焚烧炉工作期间，沙床保持800℃或更高的温度。流态化的沙量增加到大约30至60％。废物从焚烧炉的下部导入。如果空气流率高，在焚烧炉上部的一些未燃烧废物就可能与燃烧气一起被排入大气中。因此，必须仔细控制空气的流率。流态化作用使空气与废物间接触最大化，导致完全的燃烧。由于用作流体介质的大量的沙子可作为储热介质，流化床焚烧炉适用于具有高水分含量废物的燃烧。然而，在有些情况下，由于沙粒在废物燃烧状态下会结成块，使得不易从废物上回收热，导致额外增加了运行成本并使处理成本昂贵。在焚烧固体废物或污泥时，还使用一种回转窑焚烧系统，其大多广泛用于废物处理。回转窑焚烧炉有一带有耐火衬里的内壁，并且绕水平轴倾斜约2至3％旋转。在窑旋转时，窑内废物不断与气流中的热和氧气接触而完成燃烧。窑的旋转速度在0.25至1.5rpm范围内，而焚烧炉外壁的运动速度在0.3至1.5m/min范围内。在窑旋转时直接引入窑内的废物被焚烧并变为灰烬。灰烬由设于窑的一端的容器收集。此处，热是由位于窑的出口的一个炉子提供的。回转窑焚烧系统具有多项优点废物的焚烧速度易于控制、不必对焚烧进行强制预处理、各种废物可被同时焚烧、以及废物在系统内保留时间易于控制等。然而，在回转窑焚烧系统中，需要有一单独的后燃装置用于燃烧挥发性材料，并难以保持均匀条件下的燃烧。而且，很难形成良好的密封。进一步，由于要向燃烧室内提供大量的热，使运行成本相当高。为克服流化床焚烧炉或回转窑焚烧炉存在的运行成本高的缺陷，出现了一种多床式炉或焚烧炉，并广泛用于焚烧来自污水处理厂的污泥。污泥通过炉子的一个上部入口引入炉内。多床式炉具有整体为圆柱形的内壁面，多个由耐火砖制的炉床一个叠于另一个上布置。需由炉子处理的污泥被引入最上一层的炉床，并连续向下移动到最下面的炉床。多床式炉包括一个喷射轴使污泥被搅动以促进燃烧，以及一个使喷射轴旋转的驱动装置。从顶部到底部设置的奇数的炉层底在中心轴与每个层底之间具有小孔，偶数的炉层底在炉壁与各层底上具有小孔，使污泥通过喷射作用穿过这些孔而移动。而且，由于燃烧污泥而产生的气体穿过这些孔通过紧邻的上一层炉床而排出。喷射轴的搅拌及向下运动使得污泥的新一面暴露于燃烧气体中。从而，在焚烧炉的上层炉床上，相当量的含于污泥中的水分通过高温燃烧气体被蒸发，且排入大气中的含有从污泥中蒸发水分的燃烧气体会产生难闻的气味。具有附图说明图1所示构造的蓄热式废物焚烧系统的操作过程如下。燃烧空气由鼓风机100通过阀101提供到蓄热陶瓷层105，并预热到800至1200℃的高温。此时，阀101和104是打开的而阀102和103是关闭的。具有高水分含量的潮湿废物通过第一废物入口阀109被提供到陶瓷层105与陶瓷层107之间的空间内。此时，用于导入废物的阀110处于关闭状态。该潮湿废物被通过陶瓷层105的热空气分离为蒸汽和干燥的废物。虽然燃烧空气的温度由于提供蒸发热量而急剧下降，然而当通过蓄热、高温陶瓷层107时，燃烧空气、蒸汽和废物的温度再次上升。干燥的废物被燃烧，并且与通过陶瓷层107时相比，燃烧热使得排放气的温度进一步升高。当通过陶瓷层108和106时，排放气向前一次操作中冷却了的陶瓷层108和106释放出绝大部分的热量。排放气的温度随废物中所含水分的比例而变化。这样，蓄热炉113提供了热量，使陶瓷层108和106具有足够的热量进行后续操作。在按照上述方式运行一预定时间后，第一废物入口阀109关闭，位于陶瓷层105和陶瓷层107之间空间内的未处理废物利用通过陶瓷层105的热空气完全燃烧，并且排出燃烧后留下的灰烬。此操作称为正向操作。在正向操作后，阀101和104关闭而阀102和103打开以转换气流。然后，第二废物入口阀110打开以便将废物导入陶瓷层106与陶瓷层108之间的空间内。此时，第一废物入口阀109关闭并以与正向操作相同的方式进行反向操作。重复正向操作和反向操作。在正向操作时，由焚烧产生的灰烬经由陶瓷层107、108和106穿过阀104在旋风机111过滤。在反向操作时，灰烬经由陶瓷层108、107和105穿过阀103在旋风机111过滤。在旋风机中未过滤掉的剩下的灰烬由袋式过滤器112收集。排放气经过净化后扩散入大气中。通过利用高温排放气直接加热陶瓷填料、使室温空气与高温空气相接触而蓄热、然后用高温空气干燥并焚烧具有高水分含量的废物，本专利技术的蓄热式废物焚烧系统具有很高的热回收效率。因此，需要用来焚烧具有高水分含量废物的额外的燃料费用可以显著地减少。而且，由于焚烧后排放气不直接与废物原料相接触，因此不会从排放气中散发出令人不舒服的气味以及由于未完全燃烧而产生二次污染物。根据本专利技术的蓄热式废物焚烧系统和常规的流化床焚烧炉所需燃料量的计算实例说明如下。实例1导入根据本专利技术的蓄热式废物焚烧系统的湿料泥包括87％的水分、3％的灰和10％的由C8H8O2CI0.1N1S0.1表示的有机物。焚烧标准条件包括1 ton/hr的进料率、850℃的燃烧温度以及5％的辐射损耗。从湿料泥散发的总热量为5,880kcal/kg。导入该蓄热式废物焚烧系统中的空气量为5,000Nm3/hr，该蓄热式废物焚烧系统的入口与出口之间的温度差(ΔT)为80℃，而排放气总量为6,149Nm3/hr。在此情况下，需要的总热容量为754,000kcal/hr，从中减去泥料的自辐射，即588,000kcal/hr，可得出实际所需的热容量，即166,000kcal/hr。在常规的流化床焚烧炉中额外热容量的计算方法如下。在空气进入率为1.3的情况下，导入常规流化床焚烧炉的空气量为1,600Nm3/hr，而排放气总量为2,793Nm3/hr。在导入常规流化床焚烧炉的燃烧空气用排放气预热到350℃时，所需的总热容量为1,125,000kcal/hr，从中减去泥料的自辐射，即588,000kcal/hr，可得出实际所需的热容量，即537,000kcal/hr。工业应用性使用根据本专利技术的蓄热式废物焚烧系统，与使用常规的流化床焚烧炉的情况相比，增加了节能效果。权利要求1.一种蓄热式废物焚烧系统，包括第一和第二陶瓷层，用于在反向操作中从高温气体积聚热量并在正向操作中将积聚热量传至低温气体；一第三陶瓷层和一第四陶瓷层，用于在正向操作中从高温气体积聚热量并在反向操作中将积聚热量传至低温气体；一第一废物入口阀，位于所述第一陶瓷层与所述第二陶瓷层之间，用以在正向操作中导入废物；一第二废物入口阀，位于所述第三陶瓷层与所述第四陶瓷层之间，用以在反向操作中导入废物；一燃烧器，位于所述第二陶瓷层与所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄热式废物焚烧系统，包括：第一和第二陶瓷层，用于在反向操作中从高温气体积聚热量并在正向操作中将积聚热量传至低温气体；一第三陶瓷层和一第四陶瓷层，用于在正向操作中从高温气体积聚热量并在反向操作中将积聚热量传至低温气体；一第一废 物入口阀，位于所述第一陶瓷层与所述第二陶瓷层之间，用以在正向操作中导入废物；一第二废物入口阀，位于所述第三陶瓷层与所述第四陶瓷层之间，用以在反向操作中导入废物；一燃烧器，位于所述第二陶瓷层与所述第三陶瓷层之间，用于提供焚烧所需的热量 ；一第一空气阀，用于在正向操作中通过所述第一陶瓷层向所述系统中引入空气；以及一第二空气阀，用于在反向操作中通过所述第四陶瓷层向所述系统中引入空气。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴硕仁，
申请(专利权)人：关键工程株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]