专利名称：移动式垃圾填埋气处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及城市垃圾处理技术领域，具体是指一种移动式垃圾填埋气处理装置。
背景技术：
卫生填埋是目前世界上应用最广泛的垃圾处理方法，垃圾填埋场内的有机垃圾经过厌氧分解后产生的填埋气是一种具有污染性和爆炸危险性气体。其中大量有毒和可燃恶臭性气体对周围环境造成严重的污染，而含量最大的甲烷成分不仅容易引起爆炸火灾，而且是强致温室效应气体。但是，垃圾填埋气同时也是可利用的再生能源，如何处理具有大量可再生能源的垃圾填埋气，减少其排放所造成的环境污染，是现实中急需解决的问题。
目前垃圾填埋气的主要利用途径分为发电、汽车燃料和民用燃料三种。国内多数垃圾卫生填埋场并没有配套填埋气回收发电设施，而且填埋气回收发电存在系统庞大、设备复杂、投资大、见效慢、建设时间长等问题。填埋气作为汽车燃料，需将柴油机或汽油机改装成填埋气发动机，而填埋气产气速率和热值不稳定，容易导致安全问题，受主要装备技术商业化和用户数量的限制，难以实现规模应用。填埋气作为民用燃料，需将填埋气纯化后接入居民生活用气，也存在气体的净化、输气成本过高以及安全性问题。因此，国内垃圾填埋发酵释放的气体通常是无控排放或引入火炬直接燃烧，无控排放不仅引发局部环境污染问题，而且加剧全球温室效应。常规火炬燃烧方法对填埋场产甲烷稳定阶段较为合适，该阶段产气均匀，而且热值较好。但是在酸化阶段以及产甲烷阶段前期产生的早期填埋气，其发热量一般较低，引入火炬燃烧则存在稳燃和完全燃烧的问题。
发明内容
本实用新型的目的就是为了克服现有技术中存在的缺点及不足，提供一种结构紧凑、操作方便、投资小的移动式垃圾填埋气处理装置。
本实用新型通过下述技术方案实现所述移动式垃圾填埋气处理装置包括底座以及固定在底座上的储气箱、双涡流燃烧器、高温燃烧室、蓄热式高温空气发生器组成，所述储气箱与双涡流燃烧器相连通，双涡流燃烧器与高温燃烧室固定连接，所述蓄热式高温空气发生器的进气口与高温燃烧室相连通，出气口与双涡流燃烧器、高温燃烧室相连通。
为了更好地实现本实用新型，所述储气箱与双涡流燃烧器之间安装有流量调节阀；所述蓄热式高温空气发生器的进气口连接有鼓风机，出气口连接有引风机；所述底座固定安装带有液压构件的支撑脚或滚轮。
为了更好地实现本实用新型，所述双涡流燃烧器由涡形填埋气室、涡形空气室和混合室组成，所述涡形填埋气室开有填埋气进气口，并通过喷头与混合室相连通，所述涡形填埋气室内还固定有圆柱形分流短管，所述涡形空气室开有空气进口，并与混合室相连通，所述混合室内固定安装有粗糙壁面钝体。
为了更好地实现本实用新型，所述蓄热式高温空气发生器包括两个分别通过进气二位四通阀、排气二位四通阀相连接的陶瓷蜂窝状换热器，所述陶瓷蜂窝状换热器外设置有保温层。
本实用新型的原理是原生气收集管与填埋场集气井管口连接，通过引风机将集气井中填埋气引入储气箱储存。由于垃圾填埋场生成的填埋气产率不稳定，所述储气箱主要起缓冲、稳压，稳定燃烧器气体流量的作用。填埋气中水分含量较大，一般在5％到饱和湿度之间变化，而垃圾填埋场内的有机垃圾在厌氧分解过程中产生垃圾填埋气的同时，还生成了大量的渗滤液。部分渗滤液以蒸发形式进入填埋气，导致气体的热值降低，影响气体的稳定燃烧。特别是在垃圾填埋场的产酸阶段和产甲烷阶段的前期，填埋气甲烷含量较低，加上水蒸气和渗滤液蒸汽的影响，普通燃烧方式就存在稳燃问题。将水蒸气和渗滤液从填埋气中分离出来可以提高燃烧的稳定性，但是由于渗滤液处理工艺非常复杂，只有在垃圾填埋场已经配套了渗滤液处理厂的情况下，才具有实用性。为解决这一问题，本发明采用高温空气助燃、钝体回流区稳燃的燃烧方式，利用烟气预热空气，大大提高供风温度，然后用高温空气来助燃携带了水蒸气和渗滤液蒸汽的低热值垃圾填埋气，并利用粗糙壁面钝体产生的回流提高燃烧强度。垃圾填埋气中除甲烷和二氧化碳成分外，还包括烷烃、环烷烃、芳烃、卤代化合物等在内的挥发性有机物，同时渗滤液中也包含了一些有机污染物和植物性营养物，这些成分的不完全燃烧将引起二次污染问题。本技术方案中采用双涡流燃烧器，将填埋气和高温空气以涡旋方式进入混合室，在燃烧室内组织旋流燃烧工况，加强炉内搅拌、混合，延长可燃物在炉内的停留时间，并在高温燃烧室中布置了二次热风，使填埋气的有机成分得到充分的燃烧。同时根据填埋气的燃烧特性优化送风温度和送风量，有利于改善高温燃烧室内温度分布，从而达到燃烧稳定、完全的效果。高温烟气、鼓风机送来的冷空气在蓄热式高温空气发生器进行热量交换，冷空气吸收热量成为700～800℃的高温空气，从蓄热式高温空气发生器出来的排烟经引风机引出，与当地工业或者生活锅炉相连接，进入烟囱排出。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和效果(1)移动灵活、使用方便，本实用新型固定安装有移动底座，可以灵活根据填埋场的实际需要，很好满足垃圾填埋场配套处理设备建成前处理填埋气的要求；(2)结构紧凑、体积小，本实用新型可直接排烟或与垃圾填埋场现有生活锅炉、工业锅炉相连，省去排烟设备，减少了处理系统的体积，装置结构紧凑、小型化；(3)处理效率好、能量利用率高，本实用新型的燃烧器采用粗糙壁面钝体和高温空气燃烧技术，有利于用低热值填埋气获得较高的燃烧温度，同时利用烟气余热加热空气，充分利用废弃余热、节约燃料；(4)投资小、见效快，本实用新型工艺流程简单，设备投资少，建成投用时间短，见效快，而且操作方便，具有较强的实用性。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型中高温燃烧室的结构示意图；图3是本实用新型中高温燃烧室的横截面结构示意图；图4是本实用新型中双涡流燃烧器的结构示意图；图5是本实用新型中双涡流燃烧器混合室的A-A方向剖视图；图6是本实用新型中蓄热式高温空气发生器的结构示意图；具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细的说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
如图1所示，本实用新型由底座1以及固定在底座1上的储气箱6、双涡流燃烧器8、高温燃烧室9、蓄热式高温空气发生器11组成。底座1设计成平板拖车，并设有液压构件2和前、后支撑腿1-1、1-2，通过液压构件2根据实际需要自由调整支撑腿1-1、1-2的高度。电气控制柜3固定在底座1上，可以根据原生气处理量以及燃烧工况要求，调整高温燃烧室9的运行参数，如空气过量系数、调节阀开度、引风机出力以及其他电控设备，以实现垃圾填埋气的完全燃烧和处理。原生气收集管4与填埋场集气井管口连接，通过原生气引风机5将集气井中原生气引入储气箱6。流量调节阀7安装在储气箱6的下侧，并与固定安装在高温燃烧室9的双涡流燃烧器8相通。蓄热式高温空气发生器11安装在高温燃烧室9的尾部，进气口与高温燃烧室9的烟气出口以及鼓风机10相连通，出气口与高温燃烧室9的二次热风进口、双涡流燃烧器8相连通，并安装有引风机12。尾气经引风机12直接排空或者与当地工业锅炉相连接进入烟囱排出。鼓风机10和引风机12风量根据负荷需要采用电机进行调速。
如图2、3所示，高温燃烧室9开有双涡流燃烧器安装口9-1、二次热风进口9-2、烟气出口9-6。高温燃烧室9的壳体由耐火层9-3、保温层9-4以及金属外壳9-5组成。
如图4、5所示，双涡流燃烧器8开有两个气体进口，分别为填埋气进气口8-1和空气进口8-2。流量调节阀7与双涡流燃烧器8的填埋气进气管8-1相通，从蓄热式高温空气发生器11出来的高温空气进入双涡流燃烧器8的空气进口管8-2。在圆柱形分流短管8-5的作用下，填埋气在涡形填埋气室8-6形成中空筒状气流，并从喷头8-7喷出。空气在涡形空气室8-3中形成中空的漩涡气流，通过空气环隙8-8旋转喷出，两股气体在混合室8-9内混合燃烧。在混合室8-9的尾部安装一个粗糙壁面钝体8-10，其产生的烟气回流对燃烧过程产生稳燃效果。双涡流燃烧器8通过法兰8-4与高温燃烧室9固定连接。
如图6所示，蓄热式高温空气发生器11包括两个相同的陶瓷蜂窝状换热器11-1，陶瓷蜂窝状换热器11-1外设置有保温层11-2，两个陶瓷蜂窝状换热器11-1两端分别通过进气二位四通阀11-3及排气二位四通阀11-4相连接。进气二位四通阀11-3的两个进气口分别与鼓风机10和高温燃烧室9的烟气出口9-6相连接；所述排气二位四通阀11-4的两个出气口一个与引风机14相连接，另一个与双涡流燃烧器8的空气进口管8-2，以及高温燃烧室的二次热风进口9-2相连，以提供垃圾填埋气的高温燃烧。二位四通阀11-3和11-4由电气控制柜3控制其切换速度，从而控制高温烟气交替预热上下两个陶瓷蜂窝状换热器11-1，空气则反序进入陶瓷蜂窝状换热器11-1吸收高温烟气传递的热量，达到预热效果。
本实用新型的工作过程是垃圾填埋的填埋气经收集后，进入双涡流燃烧器，在涡流旋转作用下与高温空气发生快速混合。低热值填埋气在高温空气助燃、粗糙壁面钝体产生的回流稳燃条件下燃烧，产生的高温烟气进入蓄热式高温空气发生器，对鼓风机吹入的空气进行加热，预热后的高温空气分别进入双涡流燃烧器的空气进口和燃烧室的二次热风口，排烟经引风机引出，与当地工业或者生活锅炉相连接，进入烟囱排出。
如上所述，即可较好地实现本实用新型。
权利要求1.移动式垃圾填埋气处理装置，其特征是，包括底座以及固定在底座上的储气箱、双涡流燃烧器、高温燃烧室、蓄热式高温空气发生器组成，所述储气箱与双涡流燃烧器相连通，双涡流燃烧器与高温燃烧室固定连接，所述蓄热式高温空气发生器的进气口与高温燃烧室相连通，出气口与双涡流燃烧器、高温燃烧室相连通。
2.根据权利要求1所述移动式垃圾填埋气处理装置，其特征是，所述储气箱与双涡流燃烧器之间安装有流量调节阀。
3.根据权利要求1所述移动式垃圾填埋气处理装置，其特征是，所述蓄热式高温空气发生器的进气口连接有鼓风机，出气口连接有引风机。
4.根据权利要求1所述移动式垃圾填埋气处理装置，其特征是，所述底座固定安装有带有液压构件的支撑脚或滚轮。
5.根据权利要求1所述移动式垃圾填埋气处理装置，其特征是，所述双涡流燃烧器由涡形填埋气室、涡形空气室和混合室组成，所述涡形填埋气室开有填埋气进气口，并通过喷头与混合室相连通，所述涡形填埋气室内还固定有圆柱形分流短管，所述涡形空气室开有空气进口，并与混合室相连通，所述混合室内固定安装有粗糙壁面钝体。
6.根据权利要求1或3所述移动式垃圾填埋气处理装置，其特征是，所述蓄热式高温空气发生器包括两个分别通过进气二位四通阀、排气二位四通阀相连接的陶瓷蜂窝状换热器，所述陶瓷蜂窝状换热器外设置有保温层。
专利摘要本实用新型是一种移动式垃圾填埋气处理装置，包括底座以及固定在底座上的储气箱、双涡流燃烧器、高温燃烧室、蓄热式高温空气发生器组成，储气箱与双涡流燃烧器相连通，双涡流燃烧器与高温燃烧室固定连接，蓄热式高温空气发生器的进气口与高温燃烧室相连通，出气口与双涡流燃烧器、高温燃烧室相连通。本实用新型移动灵活、使用方便，结构紧凑、体积小，处理效率好、能量利用率高。本实用新型工艺流程简单，设备投资少，建成投用时间短，见效快，而且操作方便，具有较强的实用性。
文档编号F23G5/32GK2760409SQ20042009584
公开日2006年2月22日 申请日期2004年11月30日 优先权日2004年11月30日
发明者廖艳芬, 马晓茜 申请人:华南理工大学