一种垃圾焚烧装置及其焚烧工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及垃圾热处理技术领域，特别是涉及一种小型乡镇垃圾热解气化焚烧系统及其工艺。
【背景技术】
[0002]在新农村建设的背景下，我国农村面貌焕然一新，农村的基础设施明显得到了改善。然而伴随着农民物质生活水平提高的同时，也出现了许多的不协调之处，生产、生活垃圾随意堆放，致使农民的房前屋后成了垃圾场，房屋附近的农田也成了垃圾站，行走的道路更是充斥着五颜六色的垃圾袋。卫生部调查显示，目前农村每天每人产生的生活垃圾量为0.86公斤，全国农村每年的生活垃圾量接近3亿吨，“垃圾围村”已经形成，这直接威胁到农民的生产生活用地，威胁到农民的生活环境，威胁到村庄公共事物的治理。
[0003]在垃圾收集、运输、处理等的过程中，需要大量的资金，由于农村居住分散，交通不便，特别是在一些山区，对垃圾进行处理的成本更高。而我国多数乡镇财政困难，无力承担巨额的垃圾处理费用，难以筹集垃圾处理资金。目前我国农村垃圾处理所面临的现实问题迫切需要开发一种投资成本和运行成本低，操作简单，高效清洁的垃圾处理技术和设备。
[0004]目前国内外采用的垃圾焚烧处理方法有:固定床垃圾焚烧、活动炉排炉垃圾焚烧、回转窑熔融焚烧、流化床垃圾焚烧等多种方法。固定床由于垃圾燃烧不充分、垃圾处理量小，现在仅在农村乡镇小型垃圾处理系统中有部分使用。活动炉排炉处理量大，在国内外垃圾焚烧发电厂中应用最广泛。但炉排炉对垃圾进行直接燃烧，过量空气系数大，热损失较多，垃圾热值低或垃圾热值波动较大时，燃烧产物含碳较多，燃烧不充分，当垃圾热值较高时，易产生大量NOx，并且出现烧坏炉排或炉排上结焦堵塞通风孔等现象，增加维修操作强度，影响垃圾处理。回转窑主要应用于工业或危险废弃物的焚烧，一般规模较小，采用喷油助燃，残渣以液态或熔融态形式排出。回转窑燃烧温度高，存在转动部件的密封盒高温形变问题，另外液态或熔融态残渣对炉衬侵蚀厉害，使得回转窑工作寿命较短。流化床垃圾焚烧适用于大规模垃圾处理，垃圾进炉焚烧处理前要进行破碎和分选等一系列预处理，这样造成设备造价较高，运行成本增加，同时流化床设备造价比较昂贵，这也限制了其应用。
[0005]对垃圾进行气化和二次燃烧被称为第三代焚烧技术，是目前国际上较先进的垃圾燃烧工艺方法，旨在提高燃烧效率，减少二次污染。
[0006]因此，本领域的技术人员致力于开发一种投资成本和运行成本低，操作简单，高效清洁的垃圾处理技术及相关系统、设备和装置。
【发明内容】
[0007]为实现上述目的本发明提供了一种垃圾焚烧装置，包括气化焚烧设备，以及安置于气化焚烧设备外的一次风机、二次风机和排气装置。
[0008]气化焚烧设备包括:用于垃圾干燥的干燥段(或称第一腔体)、用于焚烧垃圾的热解气化段(或称第二腔体、一燃室、气化焚烧炉)、用于将热解气化段中焚烧产生的烟气进一步焚烧的高温焚烧段(或称二燃室)。
[0009]干燥段包括进料口、干燥通道、烟气夹套，进料口对外敞开作为垃圾进入气化焚烧设备的入口，垃圾在加热通道内被加热，烟气夹套套装于加热通道的外围，干燥段与热解气化段连通。
[0010]进一步地，干燥段与热解气化段的连通口在热解气化段的上部或顶部。
[0011 ] 进一步地，干燥通道倾斜设置，干燥段与热解气化段的连通口低于进料口，垃圾可靠自重落入热解气化段。
[0012]进一步地，干燥通道是圆筒形的干燥筒。
[0013]进一步地，干燥筒可沿其圆筒的切向转动，即以圆筒形的中心轴线为轴转动。
[0014]进一步地，干燥筒内设置有抄板，当干燥筒沿不同方向转动时，抄板分别配合实现以下2种功能:
[0015](I)驱动垃圾落入热解气化段；
[0016](2)阻止垃圾落入热解气化段。
[0017]类似于水泥搅拌车的搅拌桶的内部结构。
[0018]进一步地，气化焚烧设备还包括干燥气引出管，干燥气引出管的两端分别与干燥段、一次风机连接，从而可以将干燥段内的气体通过干燥气引出管，由一次风机经一次风管送入热解气化段内。
[0019]进一步地，干燥气引出管包括上干燥气引出管、下干燥气引出管、干燥气总管，上干燥气引出管的一端与干燥段的上端连接，即靠近进料口 ；下干燥气引出管的一端与干燥段的下端连接，即靠近干燥段与热解气化段的连通口，上干燥气引出管的另一端和下干燥气引出管的另一端连接汇合后再与干燥气总管的一端连通，即一个三通的结构，干燥气总管的另一端与一次风机连接。
[0020]热解气化段包括一次风管，一次风管连通热解气化段内外，一次风机与一次风管连接，从而可通过一次风机经一次风管向热解气化段内提供空气。
[0021]进一步地，一次风管部分或全部埋设于热解气化段的侧壁中，同时保证热解气化段内有一次风管的出风口。
[0022]进一步地，一次风管包括多个进风孔，所述进风孔暴露在所述热解气化段内，即部分管段暴露在热解气化段内，并且其上开有进风孔作为一次风管在热解气化段内的出风□。
[0023]进一步地，热解气化段采用立式圆筒形结构。
[0024]进一步地，一次风管呈圆环状水平安置。
[0025]进一步地，热解气化段包括炉排，炉排用于承载由干燥段进入热解气段的垃圾。
[0026]进一步地，炉排不高于全部的进风孔。这样确保了在垃圾堆放区域有一次风管的进风孔。
[0027]进一步地，炉排包括炉排片、可转动的转动轴，炉排片均匀间隔分布固定在转动轴上部，炉排片随转动轴转动时驱动垃圾焚烧后产生的灰渣落入炉排片的下方。
[0028]进一步地，热解气化段包括隔板、除渣室，隔板设置于炉排片下方，炉排片和隔板间限定了除渣室。
[0029]进一步地，热解气化段包括清渣门，隔板倾斜设置，倾斜的低位设置在所述清渣门一侧，这样可使落下的灰渣靠近清渣门，便于清扫。
[0030]进一步地，气化焚烧设备还包括烟气引出管，热解气化段与高温焚烧段通过烟气引出管连通。
[0031]进一步地，烟气引出管的一端在热解气化段内，管口开口向下；另一端固定安装在热解气化段和高温焚烧段的连通口内，管口开口朝向焚烧腔室内。
[0032]进一步地，烟气引出管不低于全部的进风孔。
[0033]进一步地，烟气引出管安装在炉排上方。
[0034]进一步地，烟气引出管呈“L”型，安装在热解气化段和高温焚烧段的连通口内的管段水平安置。
[0035]高温焚烧段包括二次风管、焚烧腔室，焚烧腔室是高温焚烧段主体，上述热解气化段与高温焚烧段的连通，实际是与焚烧腔室的连通，烟气引出管也是固定安装在热解气化段与焚烧腔室的连通口内；二次风管连通高温焚烧段内外，二次风机与二次风管连接，从而可通过二次风机经二次风管向高温焚烧段内提供空气，具体的是向焚烧腔室提供空气；焚烧腔室还与烟气夹套连通，烟气夹套与排气装置连接，通过烟气夹套的高温烟气对干燥段内垃圾进行加热，排气装置将高温焚烧段内的烟气排出气化焚烧设备。
[0036]进一步地，焚烧腔室包括多个子腔室，依次编号记为第I子腔室、第2子腔室……第K子腔室，K是子腔室的总数；第I子腔室与第2子腔室连通、第2子腔室与第3子腔室连通……第K-1子腔室与第K子腔室连通；第I子腔室与热解气化段连通，第K子腔室与烟气夹套连通。
[0037]在本发明的较佳实施例中，采用6个立方体结构的子腔室共同组成一个立方体结构的焚烧腔室。
[0038]进一步地，二次风管埋设于子腔室的侧壁中、或由子腔室的侧壁限定形成(相当于在侧壁内开孔)；二次风管包括二次风进风口，二次风进风口设置在至少一个子腔室间的连通口内，其位置是在限定连通口的子腔室侧壁上。
[0039]进一步地，焚烧腔室包括烧嘴，烧嘴包括喷风孔，烧嘴安装在设置有二次风进风口的子腔室间的连通口内，二次风进风口与烧嘴间限定了二次风室，喷风孔连通二次风室和焚烧腔室，即二次风进风口、二次风室、喷风孔形成一条空气进入焚烧腔室的通路。
[0040]进一步地，烧嘴的安装方向相同，即各烧嘴所在的子腔室间连通口的开孔方向相同。
[0041]进一步地，烧嘴的安装高度相同，由子腔室的侧壁位置来限定。
[0042]进一步地，烧嘴包括竖直圆筒形结构，喷风孔设置在圆筒形结构的侧壁上，喷风孔的开孔方向在圆筒形结构的内侧面的切向上，即圆筒形结构内侧面所限定的圆柱的切向上。
[0043]进一步地，高温焚烧段还包括初沉降室，初沉降室与至少一个焚烧子腔室连通。
[0044]在本发明的较佳实施例中，初沉降室与第I子腔室连通。
[0045]进一步地，初沉降室设置在所述焚烧腔室下方。
[0046]在本发明的较佳实施例中，初沉降室与第I子腔室连通，并安置在其下方。
[0047]进一步地，气化焚烧设备还包括I级沉降室，I级沉降室分别与热解气化段、烟气夹套连通，此时热解气化段和烟气夹套不直接连通，中间间隔了 I级沉降室。
[0048]进一步地，对于包括K个子腔室的焚烧腔室，I级沉降室分别与第K子腔室、烟气夹套连通，此时第K子腔室与烟气夹套不直接连通，中间间隔了 I级沉降室。
[0049]进一步地，气化焚烧设备还包括热交换装置，热交换装置分别与烟气夹套、排气装置连接，此时烟气夹套和排气装置不直接连接，中间间隔了热交换装置。
[0050]进一步地，气化焚烧设备还包括2级沉降室，当不配制热交换装置时，2级沉降室与烟气夹套连通并与排气装置连接，此时烟气夹套和排气装置不直接连接，中间间隔了 2级沉降室；当同时配制热交换装置时，热交换装置分别与烟气夹套、2级沉降室连接，2级沉降室与排气装置连接，此时2级沉降室和烟气夹套不直接连通，中间间隔了热交换装置。
[0051]进一步地，如需进行2次热交换，则热交换装置包括4个接口，分别是接口 1、接口
2、接口 3、接口 4，接口 I与接口 2间有通路、接口 3与接口 4间有通路，烟气夹套连接接口
1、2级沉降室分别连接接口 2和接口 3，排气装置连接接口 4。
[0052]进一步地，2级沉降室包括多个沉降子腔室，依次编号记为第I沉降子腔室、第2沉降子腔室……第M沉降子腔室，M是沉降子腔室的总数；第I沉降子腔室与第2沉降子腔室连通、第2沉降子腔室与第3沉降子腔室连通……第M-1沉降子腔室与第M沉降子腔室连通，M是沉降子腔室的总数；热交换装置分别与烟气夹套、第I沉降子腔室连接，第M沉降子腔室与排气装置连接。
[0053]在本发明的较佳实施例中，采用了 3个沉降子腔室。
[0054]进一步地，对于多个沉降子腔室，如需进行2次热交换，则热交换装置包括4个接口，分别是接口 1、接口 2、接口 3、接口 4，接口 I与接口 2间有通路、接口 3与接口 4间有通路，烟气夹套连接接口 1、第I沉降子腔室连接接口 2、第M沉降子腔室连接接口 3，排气装置连接接口 4。
[0055]进一步地，上述的热交换装置是锅炉，高温烟气通过对锅炉中的水进行加热实现降温，并且存储了热能。
[0056]进一步地，排气装置是引风机和烟囱。引风机将气化焚烧设备的尾气抽出，再经烟囱排放入大气。<