[发明专利]一种新型的废弃物焚烧方法及装置

说明书

本发明涉及一种废弃物焚烧装置，特别是一种首先把热力气化技术应用于医院、口岸、城镇及部分工业垃圾处理的一种新型的废弃物焚烧装置，属废弃物污染治理的环境保护产品。

近年来，由于经济的迅速发展，未经处理的废弃物给环境做成日益严重的污染，随着环保、卫生和卫生防疫管理工作的进一步加强，对技术性能、产品质量好的焚烧处理设备的需求迅速增加。众所周知，固体可燃物的燃烧，按其燃烧现象的不同，可分为表面燃烧、蒸发燃烧、分解燃烧和冒烟燃烧等四类。世界各发达国家为适应防止废弃物的污染，竞相研制、开发各种类型的焚烧炉。国家环保局确定九十年代中国将固体废弃物的处理及装备的研制、开发列入优先发展的领域。当前，国内外中小型焚烧炉的炉型，主要有直燃式、转窑式、旋风式、旋转床式、热分解式焚烧炉等。现有比较广泛应用于环境污染治理工程中的热分解焚烧炉，采用热分解的热力法技术原理，方型的炉型结构也经不断改进，取得较好的环境、社会效益。这类废弃物焚烧装置，通常废弃物由投料门投入燃烧室，由燃烧器点火，通过控制装置调节燃烧工况，废气自烟囱排放，灰烬经出灰门排出。由于该焚烧炉设计基于热分解的方法，存在着燃烧器从炉顶上部喷燃，炉膛内没有能起自动搅拌废弃物的异形炉排，以及方型炉设计的炉腔有效容积较立式园柱型炉相对减少和燃烧出现死角等不足之处，故局限了焚烧效率的提高。

本发明的目的是利用煤气化炉的原理，把气化燃烧技术应用于中、小型废弃物焚烧炉的设计上，使研制的新炉型在热效率处理效果等方面都较传统炉型优越。

本发明的目的是这样实现的：

首先，气化燃烧技术是建立在区别于表面燃烧、蒸发燃烧、分解燃烧和冒烟燃烧等传统热力处理燃烧方法的新技术。利用煤气化炉的原理的气化燃烧方法，即在焚烧过程中控制适当的温度（300～500℃）和供氧量（过剩空气系数α：0.5-0.9），使装置系统内氧化反应和还原反应同时进行，大量生成CO、CmHn和CO₂、N₂等可燃混合气体，再经过进一步高温燃烧（800-1400℃）和供给氧气（过剩空气系数α：1.05-1.35），使可燃混合气体再次气化、分解、生成以CO₂和水蒸气为主的烟气，从而有效地进行脱臭和控制有毒气体和烟尘的排放。

按气化燃烧技术方法设计的新型废弃物焚烧炉的特征在于：

A、立式园柱体的二级燃烧焚烧炉，位于投料门（1）下部为第一燃烧室（8），其上部通过联接管（5）连接的第二燃烧室（4），均为立式园柱型;

B、在第一燃烧室内安装的异形炉排（2），由两种不同的材料制成;

C、第一燃烧器（8）在异形炉排（2）底部向上喷燃;

D、第二燃烧器（6）从第二燃烧室（4）底部向上喷燃。

依据热力气化焚烧技术研制成可处理各类废弃物（可含部分液体）的中小型焚烧装置，其主要系统设计计算、工艺布置和关键部件、材料选择如下：

热容量：气化焚烧要求第一燃烧室300-500℃，第二燃烧室800～1400℃，零号柴油热值为41868千焦/千克左右，待处理废弃物热值大于4186千焦/千克则热容量完全可以满足热平衡需要，达到各燃烧室的温度要求，运行实测结果与理论计算相符。

处理能力：废弃物因热值、含水量、密度、灰分不同而处理数量差异较大。现采用动物肢体单位时间处理数量为设备的标称处理能力。

控温控氧：根据不同待处理物料的物理化学性质，确定不同的控温范围和供氧量，使一燃室内的待处理物料在较低的工况下气化，既达到设计要求，又因炉温较低延长炉衬、炉排的使用寿命，减少设备主体绝热材料和壁厚，使设备整体结构更紧凑、更轻便。控氧供风可大大减少微尘随烟气排出。

运行状态：运行时炉内呈负压状态，采用复合门结构（双层门），防止异味及烟气泄漏，加快焚烧速度，利于热气流通过烟囱排放。

燃烧室：一燃室在受控温度范围内，燃烧器常开，温度高于设定温度，燃烧器自动熄火;二燃室设计使气化过程产生的气体在二燃室高温区停留时间大于0.4秒，二燃室燃烧器常开，保证可燃气体的完全燃烧，防止二次污染。

异型炉排：炉主体采用立式圆柱型，待处理物料从上部投入到特殊的组合式异型炉排上，它由多条炉排及炉排心组成，炉排由铝、铁、钢合金的金属材料制成的外炉排和由耐高温的耐火材料制成的内炉排制成，燃烧器从异型炉排底部喷燃。运行时立式圆柱型炉膛使炉内的热气流形成涡流，异型炉排燃烧面积比普通炉排增加2-3倍，并使处理物不断自行搅动，燃烧面不断变化，无燃烧死角。此设计取得较佳的运行工况和热效率。