[发明专利]一种用于固废热解处理的固体热载体炉

说明书

本发明属于固体废弃物热解技术领域，具体涉及一种使用多燃料燃烧循环量可控的固体热载体加热炉。固体热载体炉炉膛底部外接底部风室，底部风室端部连接底部燃烧器；炉膛四壁布置水冷壁，炉膛沿竖直高度，下部为炉膛密相区，密相区上部为稀相区，炉膛密相区、稀相区和炉膛密、稀相区过渡段的侧壁多点、分层设置侧壁燃烧器；固体热载体炉炉膛内气固混合物由炉膛出口进入旋风分离器，进行气固分离后，高温固体热载体由旋风分离器下部料腿经下料控制器进入热解设备完成热解，并随热解残物经返料机构重新返回固体热载体炉炉膛再次加热，形成循环。本发明采用单回路型式，在系统中引入下料控制器和返料机构，共同实现固体热载体循环量的可调性。

技术领域

本发明属于固体废弃物热解技术领域，具体涉及一种使用多燃料燃烧循环量可控的固体热载体加热炉。

背景技术

近年来，利用热解技术对固体废弃物进行处理，以“无二噁英”产生的环保优势，成为固废处理行业新的发展方向。热解过程是吸热过程，热源供给方式有固体热载体和气体热载体两种方式。其中，固体热载体加热方式以传热速率快、加热效率高等优势被广泛采用。

采用固体热载体方法对固体物料进行热解的技术，国内多以气流床、流化床等与热解设备耦合的方法进行。其中，利用循环流化床锅炉对固体热载体加热，利用加热后的循环热灰和固体热载体作为热解热源的工艺，以实现固体物料热解的同时，又可实现热电气多联产的优势被推崇。

循环流化床锅炉是利用固体燃料颗粒，在炉床内经气体流化后再进行燃烧的技术，它具有燃烧效率高、燃烧污染排放量低、负荷调节范围大等优点；但传统锅炉也存在燃烧燃料固定，主要以固体燃料为主，其它燃料掺烧比例有限，目前掺烧燃料负荷普遍30％；循环量不可控、无法调节等缺点。

基于传统循环流化床锅炉循环量不可控的现状，固废热解处理技术多采用外循环系统两路返料模式。此技术沿用常规流化床锅炉原理，在外循环管路中加入旁通路，通过旁通分流结构实现循环量的调节，以满足热解工艺中供热热源的调节要求。但是，双路返料随之带来控制系统复杂，且对流动性较差的固体物料，带来更大的堵塞风险。因此，目前采用此工艺的固体物料热解装置，没有开展工业化大规模应用案例。

此外，针对固废行业，物料组分复杂，例如生活垃圾等，含有各种有机物、无机物，造成热解固体残物组分复杂，粒径、体积、形状偏差大，易堵塞的状态，常规循环流化床锅炉中采用的回料阀结构，由于仅适用于组分单一、粒径筛分范围窄的物料，已无法满足固废热解行业要求。

因此，结合固体物料热解工艺，开发出一种全部以热解产物作为流化床锅炉燃料，循环量可控，并且适用于返料组分复杂、粒径偏差大的固体热载体炉，对固废热解行业的大规模工业化应用意义重大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于气、油、碳三种燃料，其中固体燃料灰分大、燃点高、热负荷较小(40％)，且循环量可控，并适用于组分复杂、粒径偏差大的物料返料，可工业化应用的固体热载体加热炉。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种用于固废热解处理的固体热载体炉，固体热载体炉炉膛底部外接底部风室，底部风室端部连接底部燃烧器；炉膛四壁布置水冷壁，炉膛沿竖直高度，下部为炉膛密相区，密相区上部为稀相区，两者中间为密、稀相区过渡段。炉膛密相区、稀相区和炉膛密、稀相区过渡段的侧壁多点、分层设置侧壁燃烧器；固体热载体炉炉膛内气固混合物由炉膛出口进入旋风分离器，进行气固分离后，高温固体热载体由旋风分离器下部料腿经下料控制器进入热解设备完成热解，并随热解残物经返料机构重新返回固体热载体炉炉膛再次加热，形成循环；分离后的高温烟气由旋风分离器上部中心筒进入尾部烟道，烟气进入尾部烟道前，增设1通道，1通道四壁设置水冷壁，使烟气沿1通道先顺流向下与水冷壁换热，降温后烟气再逆流向上与尾部烟道中的受热面换热。

高温固体热载体由旋风分离器进行气固分离后，固体热载体采用单回路型式，由旋风分离器下部料腿经下料控制器、热解设备和返料机构返回炉膛。