申请日2009.04.23
公开(公告)日2010.01.13
IPC分类号F22B21/04; F23G7/00
摘要
本实用新型涉及一种用于污泥焚烧和热能回用的双工质双循环污泥焚烧炉，焚烧炉的燃烧室下部为密相区绝热炉膛，上部为稀相区受热面炉膛，稀相区受热面炉膛内壁设有均匀排列的水冷管件，密相区绝热炉膛下方设置有布风装置，高温分离器分别通过管道及回料装置与稀相区受热面炉膛和密相区绝热炉膛连接，顶部则连接尾部烟道，尾部烟道中设有蒸汽换热系统、有机热载体换热器。本实用新型的污泥焚烧炉，既可减少燃料对炉膛的磨损，也可提高密相区的温度，强化燃料的干燥、着火，改善燃烧效果。本实用新型系统热效率高，设备磨损小，对入口污泥状态适应性好，污泥热能回用方式灵活，且能大规模处理。
权利要求书
1双工质双循环污泥焚烧炉，主要包括燃烧室、高温分离器(24)、尾部烟 道、给料装置(4)、布风装置(7)、一次风机(9)、二次风机(11)及汽包(29)， 其特征在于：燃烧室由密相区绝热炉膛(5)和稀相区受热面炉膛(30)组成， 其中密相区绝热炉膛(5)设置在稀相区受热面炉膛(30)下方，在密相区绝 热炉膛(5)下方设置有布风装置(7)，稀相区受热面炉膛(30)上方通过烟 道与高温分离器(24)连接，高温分离器(24)通过管道经回料装置(10)与 密相区绝热炉膛(5)连接，高温分离器(24)顶部连接尾部烟道，尾部烟道 中沿烟气流动方向依次设置高温蒸汽过热器(27)、低温蒸汽过热器(25)、一 次风高温预热器(23)、有机热载体换热器(21)、高温省煤器(18)、二次风 预热器(17)、低温省煤器(16)和一次风低温预热器(14)，一次风机(9) 通过管道连接一次风低温预热器(14)，一次风低温预热器(14)又通过管道 连接到一次风高温预热器(23)，一次风高温预热器(23)再通过管道连接到 布风装置(7)，二次风机(11)通过管道连接到二次风预热器(17)，二次风 预热器(17)再通过管道连接到密相区绝热炉膛(5)，低温省煤器(16)通过 管道与高温省煤器(18)连接，汽包(29)通过管道与低温蒸汽过热器(25) 连接，低温蒸汽过热器(25)通过管道与高温蒸汽过热器(28)连接，高温蒸 汽过热器(27)、低温蒸汽过热器(25)、高温省煤器(18)和低温省煤器(16) 构成蒸汽工质换热系统，给料装置(4)与密相区绝热炉膛(5)相连接。
2如权利要求1所述的双工质双循环污泥 焚烧炉，其特征在于：所述由密 相区绝热炉膛(5)和稀相区受热面炉膛(30)构成的燃烧室为内循环系统; 燃烧室和高温分离器(24)、回料装置(10)组成外循环系统。
3如权利要求1所述的双工质双循环污泥焚烧炉，其特征在于：在稀相区 受热面炉膛(30)内壁设有均匀排列的水冷管件(31)，水冷管件(31)一端 并联连接在水冷集箱(32)上，另一端均接入汽包(29)。
4如权利要求1所述的双工质双循环污泥焚烧炉，其特征在于：在密相区 绝热炉膛(5)内壁上部可加装水冷管件(33)，水冷管件(33)一端并联连接 在水冷集箱(34)上，另一端均接入汽包(29)。
说明书
双工质双循环污泥焚烧炉
技术领域
本实用新型涉及一种用于污泥焚烧和热能回用的双工质双循环污泥焚烧 炉，属于机械设备类。
背景技术
城市污水处理行业正在迅速发展，污泥作为污水处理最主要的副产物，弃 置或填埋，会产生严重的二次污染，是污水处理行业发展急需解决的难题。污 泥干化焚烧技术可以有效、彻底地实现污泥安全处置，并回收利用污泥热值， 达到污泥处理处置“减量化、无害化、稳定化、资源化”。
目前的污泥焚烧工艺中，主要有直接焚烧全干化污泥的流化床锅炉和燃煤 掺烧湿污泥的循环流化床锅炉和燃烧(半)干化污泥的鼓泡流化床锅炉三种。 这三种锅炉分别存在以下问题：
1.直接焚烧全干化污泥的流化床锅炉：对污泥的预处理要求较高，只有将 污泥全干化之后再送入焚烧才能达到较好的焚烧效果。对于半干化污泥，其适 应性较差。而污泥全干化需耗大量热能，污泥干化焚烧系统整体热效率较低， 污泥热值回用效率也较低，技术经济可行性较差。
2.燃煤掺烧湿污泥的循环流化床锅炉：这类锅炉主要是由原有电厂燃煤锅 炉经过改造后掺烧污泥的。由于湿污泥含水率较大，锅炉受热面污染高，湿污 泥的焚烧对原有系统的燃烧有较大影响，大大降低了原有锅炉的热效率，且存 在设备磨损严重，处理能力有限等问题。
3.燃烧(半)干化污泥的鼓泡流化床锅炉：这类锅炉使用的是鼓泡床，带 离燃烧室的细颗粒份额较大，炭未完全燃烧损失相对较高，且由于鼓泡床横向 粒子混合特性较差，炉前给料点较多，分布复杂，不利于流化床焚烧设备的大 型化。此外这种锅炉燃烧强度较小，炉膛截面积较大。
另外，这三种锅炉都是单工质锅炉，污泥热能回用方式的灵活性较差。
发明内容
针对上述存在的问题，本实用新型的目的在于为污泥干化焚烧工艺，配套 一种具有较高燃烧效率和系统热效率，灵活的原料与产品适应性和较低的设备 磨损等特点的双工质双循环污泥焚烧炉，其技术解决方案为：
双工质双循环污泥焚烧炉，主要包括燃烧室、高温分离器(24)、尾部烟 道、给料装置(4)、布风装置(7)、一次风机(9)、二次风机(11)及汽包(29)， 燃烧室由密相区绝热炉膛(5)和稀相区受热面炉膛(30)组成，其中密相区 绝热炉膛(5)设置在稀相区受热面炉膛(30)下方，在稀相区受热面炉膛(30) 内壁设有均匀排列的水冷管件(31)，水冷管件(31)一端并联连接在水冷集 箱(32)上，另一端均接入汽包(29)。在密相区绝热炉膛(5)下方设置有布 风装置(7)，稀相区受热面炉膛(30)上方通过烟道与高温分离器(24)连接， 高温分离器(24)通过管道经回料装置(10)与密相区绝热炉膛(5)连接。 由密相区绝热炉膛(5)和稀相区受热面炉膛(30)构成的燃烧室为内循环系 统;燃烧室和高温分离器(24)、回料装置(10)组成外循环系统。高温分离 器(24)顶部连接尾部烟道，尾部烟道中沿烟气流动方向依次设置高温蒸汽过 热器(27)、低温蒸汽过热器(25)、一次风高温预热器(23)、有机热载体换 热器(21)、高温省煤器(18)、二次风预热器(17)、低温省煤器(16)和一 次风低温预热器(14)，一次风机(9)通过管道连接一次风低温预热器(14)， 一次风低温预热器(14)又通过管道连接到一次风高温预热器(23)，一次风 高温预热器(23)再通过管道连接到布风装置(7)，二次风机(11)通过管道 连接到二次风预热器(17)，二次风预热器(17)再通过管道连接到密相区绝 热炉膛(5)，低温省煤器(16)通过管道与高温省煤器(18)连接，汽包(29) 通过管道与低温蒸汽过热器(25)连接，低温蒸汽过热器(25)通过管道与高 温蒸汽过热器(28)连接，高温蒸汽过热器(27)、低温蒸汽过热器(25)、高 温省煤器(18)和低温省煤器(16)构成蒸汽工质换热系统，给料装置(4) 与密相区绝热炉膛(5)相连接。给料装置(4)上设有给料口(1)、(2)、(3)。
由于采用了以上技术方案，本实用新型的双工质双循环污泥焚烧炉可以解 决污泥燃料对设备磨损，燃烧不稳定、燃烧效率低及热能回用方式不灵活等问 题。燃料先在炉膛密相区蠕动、干燥后与床料一起被流化，其中粗大颗粒由于 重量较大，在密相区上升后沿四周沉降，形成内循环系统，因此处燃料颗粒较 大，炉膛内壁不设置水冷管件，既可减少燃料对炉膛的磨损，也可提高密相区 的温度，强化燃料的干燥、着火，改善燃烧效果。燃料在密相区燃烧产生的细 小颗粒吹入炉膛上部稀相区继续燃烧，稀相区设置受热水冷壁，吸收燃料焚烧 释放的热量。燃烧室外设置的高温分离器收集燃烧室出来的飞灰，再回送至炉 膛再燃烧。而燃烧产生的高温烟气经过高温蒸汽过热器和低温蒸汽过热器后， 首先对初级预热空气进行高温加热，使一次风达到系统内循环所需的温度。然 后再通过有机载体换热器对用于污泥干化的有机载体进行加热。尾部烟道后段 则依次布置高温省煤器、二次风预热器和一次风低温预热器。本实用新型的技 术方案，根据污泥焚烧的特点，合理设计焚烧炉的结构和烟气余热利用方式， 系统热效率高，设备磨损小，对入口污泥状态适应性好，污泥热能回用方式灵 活，且能大规模处理。