本发明专利技术公开了一种垃圾低氮和低二噁英炉排焚烧方法及其装置，该装置包括第一通道和设置在第一通道底部的焚烧炉膛，沿第一通道的四周墙壁设置有使第一通道内的烟气形成两组切圆并螺旋上升的吹风组件；烟气在第一通道内通过吹风组件形成两组切圆并螺旋上升的烟气，通过调节吹风组件的吹风喷嘴的出风量，将第一通道内的温度控制在850℃～900℃之间、烟气停留时间在2秒以上，最后流向第一通道出口，炉排末端上的垃圾燃尽后产生的炉渣则从排渣口排出，从而完成垃圾低氮和低二噁英炉排焚烧过程。本发明专利技术燃烧效率高、环保效果好、初建和运行成本低，适合于大、中、小规模处理量的工业和城市生活垃圾焚烧。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及垃圾焚烧方法及焚烧设备，尤其涉及一种垃圾低氮和低二噁英炉排焚烧方法及其装置。
技术介绍
垃圾围城是各国城市普遍面临的问题。一方面是垃圾产量逐年增长，另一方面是城市化进程的加快，城市面积不断扩大，导致垃圾处理用地问题极为严峻。在北京、上海、广州等大型城市，几乎已经很难找到适宜的垃圾处理用地。同时，由于居民环境意识的不断提高，对填埋、焚烧等垃圾处理设施可能带来的二次污染问题也日益重视。垃圾焚烧过程产生的烟气中含有大量污染成分，如烟尘、氯化氢、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、重金属和二嗯英等。氮氧化物包括N0、N02、N20、N203、N204和N205等。垃圾焚烧过程中主要产生NO，这是一种无色有毒气体，占燃料所产生氮氧化物总量的90% 95%。N02是一种红棕色具有强烈刺激性的气体，约占燃烧中生成氮氧化物的59TlO%。N02的毒性是NO的5倍，会引起中枢神经麻痹，易引起肺癌，此外N02对人体的心、肝、肾和造血组织都有损害。同时光化学反应使N02分解为NO和03，大气中臭氧对人体健康十分有害。在垃圾焚烧过程中，NOx产生的方式有三种，分别是热力型、燃料型和快速型。实验表明，随着反应温度的升高，其NOX生成反应速率按指数规律增加。当温度超过1700K时，温度每增加100K,反应速率增大6 7倍。燃料型NOX的生成量和过量空气系数的关系很大，在过量空气系数小于I时，其转化率会显著降低，比如当过量空气系数等于0. 7时，其转化率接近于零。快速型NOX形成时间只需要60ms，所生成的NOX与炉膛压力0. 5次方成正比，但与温度关系不大。二噁英是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质，可以损害多种器官和系统，一旦进入人体，就会长久驻留，因为其本身具有化学稳定性并易于被脂肪组织吸收，并从此长期积蓄在体内，可能透过间接的生理途径而致癌。城市生活垃圾焚烧产生二噁英主要途径是在对氯乙烯等含氯塑料的焚烧过程中，焚烧温度低于800°C，含氯垃圾不完全燃烧，极易生成二噁英；燃烧后形成氯苯，后者成为二恶英合成的前体。在垃圾焚烧过程中，为了降低NOX和二噁英的生成，可以依靠分级燃烧来实现。目前，城市生活垃圾焚烧炉分级燃烧是沿燃烧室内烟气流动方向，主要分布二次风(SA)，在第一通道比较难控制烟气温度及其停留时间。因此，有必要开发适合于大、中、小型处理规模的，高效低污染的垃圾焚烧方法及其装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种工艺简单、烟气停留时间长、燃烧充分的垃圾低氮和低二噁英炉排焚烧方法及其装置。本专利技术通过下述技术方案实现一种垃圾低氮和低二噁英炉排焚烧方法，包括如下步骤包括如下步骤垃圾经垃圾入口进入炉排上方，一次风从炉排下方往上经过炉排将垃圾吹入焚烧炉膛，在焚烧炉膛内的垃圾经过一次风的作用下完成干燥、热解、固定碳燃烧和固定碳燃尽这四个燃烧过程，产生的烟气流向焚烧炉膛出口 ；二次风、三次风、四次风和五次风则分别通过二次风组件、三次风组件、四次风组件和五次风组件构成的吹风组件吹入第一通道内，与来自焚烧炉膛出口的烟气充分混合，混合后的烟气在第一通道内通过吹风组件形成两组切圆并螺旋上升的烟气流，通过调节吹风组件的吹风喷嘴的出风量，将第一通道内的温度控制在850°C 900°C之间、烟气停留时间在2秒以上，最后流向第一通道出口，炉排末端上的垃圾燃尽后产生的炉渣则从排渣口排出，从而完成垃圾低氮和低二噁英炉排焚烧过程。一种垃圾低氮和低二噁英炉排焚烧装置，包括第一通道和设置在第一通道底部的焚烧炉膛，沿第一通道的四周墙壁设置有使第一通道内的烟气形成两组切圆并螺旋上升的吹风组件。所述吹风组件分为四层，自下而上依次是二次风组件、三次风组件、四次风组件、五次风组件；这四层吹风组件的结构相同，分别包括后墙风管组件、左墙风管组件、前墙风管组件和右墙风管组件。所述后墙风管组件、左墙风管组件、前墙风管组件和右墙风管组件均设置有截止阀、伺服阀、联接风管和吹风喷嘴。所述焚烧炉膛由后拱、焚烧炉膛出口、前拱、垃圾入口、炉排、排渣口和左右侧墙包围而成。所述第一通道的墙壁上设置有多个温度传感器，分别布置在焚烧炉膛出口与二次风组件之间、二次风组件与三次风组件之间、三次风组件与四次风组件之间、四次风组件与五次风组件之间、五次风组件与第一通道出口之间。本专利技术与现有的技术相比具有以下优点(I)本垃圾低氮和低二噁英炉排焚烧装置以垃圾高效低污染燃烧和热量洁净利用为目的，通过二次风组件、三次风组件、四次风组件、五次风组件的不断阻碍，使烟气在第一通道内形成两组切圆并螺旋上升至第一通道出口，螺旋上升的烟气，增加了其在第一通道内的上升行程，延长了停留时间，为二噁英和呋喃等污染物在850°C以上停留2秒创造了条件，可绝大部分烧毁二噁英，减少污染物排放，提高了燃烧效率，降低了垃圾处理的运行成本；(2) 85(T900°C的烟气温度可以减少受热面的结渣和腐蚀，减少安全事故发生和降低运行维护费用；(3)多次分层燃烧控制了烟气的温度，在避免NOx大量生成的同时，为SNCR脱硝提供了最佳温度窗口，减小了 SNCR脱硝运行装置初投资规模和运行费用；综合以上，本专利技术技术手段简便易行、燃烧效率高、环保效果好的优点，可广泛地适用于工业和城市生活垃圾，应用前景较广。附图说明图I是本专利技术垃圾低氮和低二噁英炉排焚烧装置结构示意图。图2是图I所示四层吹风组件其中一层吹风组件的分布结构示意图。图3是图2所示第一通道13横截面烟气流33的流态示意图。图4是本专利技术垃圾低氮和低二噁英炉排焚烧装置的纵截面烟气流33流态示意图。图中显示烟气流33在各个吹风喷嘴11的射流作用下，烟气流33形成两组切圆，并在第一通道13内螺旋上升。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步具体详细描述。实施例如图I、图3、图4所示。本专利技术垃圾低氮和低二噁英炉排焚烧装置，包括第一通道13和设置在第一通道13底部的焚烧炉膛2，沿第一通道13的四周墙壁设置有使第一通道13内的烟气33形成两组切圆并螺旋上升的吹风组件。如图I、图2所示。所述吹风组件分为四层，自下而上依次是二次风组件3、三次风组件4、四次风组件5、五次风组件6 ;这四层吹风组件的结构相同，分别包括后墙风管组件A、左墙风管组件B、前墙风管组件C和右墙风管组件D。这四层吹风组件之间的间距为第一通道13高度的五分之一。二次风组件3距焚烧炉膛出口 14的距离在0. 5 I. 0米之间。如图2所示。所述后墙风管组件A、左墙风管组件B、前墙风管组件C和右墙风管组件D均设置有截止阀7、伺服阀8、联接风管和吹风喷嘴11。截止阀8用于停运时隔离第一通道13烟气与伺服阀7，伺服阀7用于调整联接风管风量大小，吹风喷嘴11将联接风管内的新鲜空气按照预定的角度和速度喷入第一通道13，使烟气在第一通道13内形成两组切圆并螺旋上升的烟气流，该螺旋上升的烟气流增加了其在第一通道13内的上升行程，保证了烟气的温度和停留时间，从而满足垃圾的焚烧要求。如图I所示。所述焚烧炉膛2由后拱I、焚烧炉膛出口 14、前拱15、垃圾入口 16、炉排17、排渣口 18和左右侧墙19包围而成。如图I所示。所述第一通道13的墙壁上设置有多个温度传感器12，分别布置在焚烧炉膛出口 14与二次风组件3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种垃圾低氮和低二噁英炉排焚烧方法，其特征在于包括如下步骤：垃圾经垃圾入口进入炉排上方，一次风从炉排下方往上经过炉排将垃圾吹入焚烧炉膛，在焚烧炉膛内的垃圾经过一次风的作用下完成干燥、热解、固定碳燃烧和固定碳燃尽这四个燃烧过程，产生的烟气流向焚烧炉膛出口；二次风、三次风、四次风和五次风则分别通过二次风组件、三次风组件、四次风组件和五次风组件构成的吹风组件吹入第一通道内，与来自焚烧炉膛出口的烟气充分混合，混合后的烟气在第一通道内通过吹风组件形成两组切圆并螺旋上升的烟气流，通过调节吹风组件的吹风喷嘴的出风量，将第一通道内的温度控制在850℃～900℃之间、烟气停留时间在2秒以上，最后流向第一通道出口，炉排末端上的垃圾燃尽后产生的炉渣则从排渣口排出，从而完成垃圾低氮和低二噁英炉排焚烧过程。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：余昭胜，马晓茜，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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