降低未燃烧物排放量的方法、装置及垃圾焚烧处理系统与流程

本发明涉及垃圾焚烧处理技术领域，尤其是涉及一种能降低垃圾焚烧过程中未燃烧物排放量的方法、装置；本发明还涉及一种能降低垃圾焚烧过程中未燃烧物排放量的垃圾焚烧处理系统。

背景技术：

目前，国内垃圾年产量达到10亿吨，其中生活垃圾约4亿吨，而中国垃圾的存量已超过80亿吨。有数据表明：中国三分之二以上的城市被垃圾包围，四分之一的城市已没有合适场所堆放垃圾，垃圾堆存累计侵占土地80万亩。中国4万个乡镇、近60万个行政村每年产生的生活垃圾超过2.8亿吨，在大部分农村及中小城镇，大量存在垃圾乱扔乱放行为，不仅侵占了稀缺的土地，污染环境，而且严重危及人类的健康。

中国垃圾的处理依然以填埋为主，填埋法简单粗放，只是转移了染污地。而垃圾经过现代化的焚烧处理，体积一般可减少80％～90％，同时可以消灭各种病原体，将有害物质转化为无害物，还可以实现资源化的利用，垃圾焚烧是实现垃圾减量化、无害化和资源化处理的主要途径之一。

垃圾焚烧会逐渐成为垃圾处理的主要途径之一，我国现有的垃圾焚烧多采用机械式垃圾焚烧炉，例如， CN104613481A公开了一种垃圾焚烧炉。生活垃圾热值较低。例如部分工程设计热值在1450kcal/kg左右。大型焚烧炉及与其它燃料混合燃烧的炉窑可以较好地将生活垃圾较充分地燃烧，运行成本尚可接收，对环境的二次污染较小。然而，因受垃圾收集和运输等因素影响，在为数众多的中小城镇和乡村，无法采用大型焚烧炉来处理生活垃圾，还广泛缺少对垃圾统一处理的设施，部分地区采用简易垃圾焚烧炉来处理生活垃圾，多数地区仍在露天自行焚烧垃圾，带来对环境的二次污染和发生意外火灾的隐患，目前在农村及中小城镇使用的垃圾焚烧炉普遍存在焚烧不充分，不完全，燃烧过程中对环境污染大，难以持续使用等诸多问题。

焚烧不充分，不完全，需大量使用辅助燃料，投入和运行费用均较高，难以持续使用。针对简易焚烧炉来说，低热值的生活垃圾在燃烧过程中，极易发生不完全燃烧，大量未燃烧物质随着火焰以及燃烧气体上升，由于在未燃烧部分中存在大量的二噁英前驱物，所以在燃烧排气中生成毒性很强的二噁英，排放到大气中，此外，其它污染物的排放量也较多。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种能降低垃圾焚烧过程中未燃烧物排放量的方法、装置及垃圾焚烧处理系统。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种降低垃圾焚烧过程中未燃烧物排放量的方法，包括垃圾在焚烧主炉内燃烧；焚烧主炉燃烧后的烟气进入焚烧副炉内继续燃烧过程；所述焚烧副炉包括至少一个燃烧室，与所述燃烧室连接的助燃机构，至少一组设置于所述燃烧室内的蓄热导流板组；当进入焚烧副炉的烟气温度低于设定值时，所述助燃机构开启使焚烧副炉内的温度达到设定值。

作为进一步改进技术方案，本发明提供的降低垃圾焚烧过程中未燃烧物排放量的方法，所述蓄热导流板组包括与所述燃烧室连接的支架；若干块平行布置，分别与所述支架连接的蓄热导流板；烟气在所述蓄热导流板之间的流动方向与该蓄热导流板所在的燃烧室烟气排出的流动方向形成逆向交叉；所述设定值为不低于850℃。

为了解决上述技术问题，另一方面，本发明提供一种降低垃圾焚烧过程中未燃烧物排放量的装置，它包括焚烧垃圾的焚烧主炉；烟道进口与所述焚烧主炉的烟道出口连通的焚烧副炉；所述焚烧副炉包括至少一个燃烧室，与所述燃烧室连接的助燃机构，至少一组设置于所述燃烧室内的蓄热导流板组。

作为进一步改进技术方案，本发明提供的降低垃圾焚烧过程中未燃烧物排放量的装置，所述蓄热导流板组包括与所述燃烧室连接的支架；若干块平行布置，分别与所述支架连接的蓄热导流板；烟气在所述蓄热导流板之间的流动方向与该蓄热导流板所在的燃烧室烟气排出的流动方向形成逆向交叉。

作为进一步改进技术方案，本发明提供的降低垃圾焚烧过程中未燃烧物排放量的装置，所述蓄热导流板组包括至少三根通过抱箍与所述焚烧副炉连接的立柱；若干与所述立柱连接的支撑板；所述蓄热导流板的第一侧至少设有一个供所述立柱卡入的豁口；所述豁口与立柱之间，所述蓄热导流板的另一侧与立柱之间均为间隙连接。

作为进一步改进技术方案，本发明提供的降低垃圾焚烧过程中未燃烧物排放量的装置，还具有与所述焚烧副炉的底部连接，收集所述焚烧副炉灰渣的出灰机构；所述焚烧副炉包括副炉体，位于所述副炉体内与所述焚烧主炉烟道连接的第一燃烧室，与所述第一燃烧室的顶部出烟口连通的第二燃烧室，与所述第二燃烧室的底部出烟口连通的第三燃烧室，设置于所述第一燃烧室内的第一蓄热导流板组，设置于所述第二燃烧室内的第二蓄热导流板组。

作为进一步改进技术方案，本发明提供的降低垃圾焚烧过程中未燃烧物排放量的装置，还包括烟道进口与所述焚烧副炉的烟道出口连通的余热锅炉。

作为进一步改进技术方案，本发明提供的降低垃圾焚烧过程中未燃烧物排放量的装置，所述焚烧主炉包括炉体，位于所述炉体内的炉膛，与所述炉体底部连接的链条炉排，至少一台与所述炉体连接的燃烧机，与所述炉体连接将外部空气引入所述炉膛内的供风口，与所述炉体连接将氧气送入所述炉膛内的供氧系统，位于所述链条炉排一端的下方与所述炉体连接的出渣机构，与所述炉膛上部连通的焚烧主炉烟道出口；所述供氧系统包括与所述炉体连接，将氧气送入所述炉膛内的供氧管，与所述供氧管连接的供氧总管，与所述供氧总管连接的氧气源，设置在所述供氧总管上的控制阀，用于检测炉膛内温度的传感器，所述传感器与所述控制阀电信号连接。

为了解决上述技术问题，本发明还提供一种垃圾焚烧处理系统，它包括焚烧主炉；烟道进口与所述焚烧主炉的烟道出口连接的焚烧副炉；与所述焚烧主炉的进料口连接的进料输送装置；烟道进口与所述焚烧副炉的烟道出口连通的余热锅炉；进气口与所述余热锅炉的烟气出口连接的除尘器；进气口与所述除尘器的烟气出口连接的引风机；与所述引风机的排气口连接的排气筒；所述焚烧主炉包括炉体，位于所述炉体内的炉膛，与所述炉体底部连接的链条炉排，至少一台与所述炉体连接的燃烧机，与所述炉体连接将外部空气引入所述炉膛内的供风口，位于所述链条炉排一端的下方与所述炉体连接的出渣机构，与所述炉膛上部连通的焚烧主炉烟道出口；所述焚烧副炉包括至少一个燃烧室，与所述燃烧室连接的助燃机构，至少一组设置于所述燃烧室内的蓄热导流板组。

作为进一步改进技术方案，本发明提供的垃圾焚烧处理系统，所述进料输送装置包括上料带式输送机；位于所述上料带式输送机出料端下方的破碎机；进料端位于所述破碎机的出料口下方的进料输送机构；所述进料输送机构包括链条输送机，包裹在所述链条输送机外周的箱体，围在所述箱体外部的加热室，所述加热室的近焚烧主炉端与所述焚烧副炉的出烟口连通，所述加热室的远离焚烧主炉端与所述余热锅炉的烟道进口连接，所述链条输送机的出料端能将垃圾送入所述焚烧主炉的进料口内，所述箱体的近焚烧主炉端与所述供风口连通，所述箱体的远离焚烧主炉端连接有进料斗。

作为进一步改进技术方案，本发明提供的垃圾焚烧处理系统，还具有与所述炉体连接将氧气送入所述炉膛内的供氧系统，所述供氧系统包括与所述炉体连接，将氧气送入所述炉膛内的供氧管；与所述供氧管连接的供氧总管；与所述供氧总管连接的氧气源；设置在所述供氧总管上的控制阀；所述垃圾焚烧处理系统还具有与炉体连接，用于检测炉膛内温度的传感器，所述传感器与引风机的控制系统和所述控制阀电信号连接。

在不冲突的情况下，前述改进方案可单独或组合实施。

本发明中，助燃机构可以是燃烧油、天然气的燃烧机等。

本发明提供的技术方案，垃圾在焚烧主炉内燃烧后，含有未充分燃烧的一氧化碳、碳氢化合物、含碳有机物的烟气进入焚烧副炉内继续燃烧；助燃机构能保障使焚烧副炉内的温度达到设定值，焚烧副炉内设有蓄热导流板组，因蓄热导流板组的表面温度较高，当含有未燃烧物的烟气接触到蓄热导流板后，即能迅速燃烧。烟气在蓄热导流板之间的流动方向与该蓄热导流板所在的燃烧室烟气排出的流动方向形成逆向交叉；蓄热导流板倾斜布置，使烟气在燃烧室内更易形成错流，使未燃烧物能与剩余空气充分地混合，使烟气在该燃烧室内的停留时间更加均匀，使未燃烧物燃烧更充分。蓄热导流板倾斜布置还有利于未燃烧物粘附在蓄热导流板上，形成层燃，使未燃烧物能更充分地燃烧。垃圾焚烧过程中的未燃烧部分中存在大量的二噁英前驱物，易在燃烧排气中生成毒性很强的二噁英，未燃烧物质在焚烧副炉内进一步燃烧，从而大幅度降低二噁英的排放量。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是实施例焚烧副炉的结构原理示意图；

图2是实施例垃圾焚烧处理系统的结构原理示意图；

图3是实施例垃圾焚烧处理系统的进料输送装置的结构原理示意图；

图4是实施例垃圾焚烧处理系统的焚烧主炉的结构原理示意图

图5实施例垃圾焚烧处理系统的进料输送机构的结构原理示意图；

图6是实施例中的蓄热导流板组的结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1和图2所示的降低垃圾焚烧过程中未燃烧物排放量的装置，包括焚烧垃圾的焚烧主炉1；烟道进口与焚烧主炉1的烟道出口连通的焚烧副炉2；焚烧副炉2包括副炉体205，位于副炉体205内与焚烧主炉1烟道连接的第一燃烧室201，与第一燃烧室201的顶部出烟口连通的第二燃烧室206，与第二燃烧室206的底部出烟口连通的第三燃烧室207，设置于第一燃烧室201内的第一蓄热导流板组，设置于第二燃烧室206内的第二蓄热导流板组4，与第一燃烧室201连接的助燃机构3。

本实施例中，第一蓄热导流板组、第二蓄热导流板组4包括分别与第一燃烧室201或第二燃烧室206连接的支架202；若干块平行布置，分别与支架202连接的蓄热导流板203；烟气在蓄热导流板203之间的流动方向与该蓄热导流板203所在的燃烧室烟气排出的流动方向形成逆向交叉。第一燃烧室201的烟气进口位于该燃烧室的下部，烟气出口位于该燃烧室的上部，烟气排出的流动方向是从下至上，第一蓄热导流板组的蓄热导流板203之间的流道的进气口高于出气口，烟气在该蓄热导流板203之间的流动方向为从上至下的倾斜方向，使烟气在该蓄热导流板203之间的流动方向与第一燃烧室201烟气排出的流动方向形成逆向交叉；第二燃烧室206的烟气进口位于该燃烧室的上部，烟气出口位于该燃烧室的下部，烟气排出的流动方向是从上至下，第二蓄热导流板组4的蓄热导流板之间的流道的进气口低于出气口，烟气在该蓄热导流板之间的流动方向为从下至上的倾斜方向，使烟气在该蓄热导流板之间的流动方向与第二燃烧室206烟气排出的流动方向形成逆向交叉；烟气在蓄热导流板203之间的流动方向与该蓄热导流板203所在的燃烧室烟气排出的流动方向形成逆向交叉，一方面使烟气在燃烧室内更易形成错流，使未燃烧物能与剩余空气充分地混合，另一方面，使该燃烧室内不同区域的烟气停留时间更加均匀，使未燃烧物燃烧更充分。

如图6所示的蓄热导流板组4包括至少三根通过抱箍402与焚烧副炉2连接的立柱401；若干与立柱401连接的支撑板404；蓄热导流板203的第一侧至少设有一个供立柱401卡入的豁口403；豁口403与立柱401之间，蓄热导流板203的另一侧与立柱401之间均为间隙连接。豁口403与立柱401之间，蓄热导流板203的另一侧与立柱401之间均为间隙连接为间隙连接，蓄热导流板203受热时，可自由伸缩。立柱401通过抱箍402与焚烧副炉2连接，在受热时，立柱401也可实现自由伸缩。

工作原理：垃圾在焚烧主炉1内燃烧后，含有未充分燃烧的一氧化碳、碳氢化合物、含碳有机物的烟气进入焚烧副炉2内继续燃烧；焚烧副炉2包括至少一个燃烧室201，与燃烧室201连接的助燃机构3；当焚烧副炉2内的烟气温度高于设定值时，助燃机构3不起动；当进入焚烧副炉2的烟气温度低于设定值时，助燃机构3开启使焚烧副炉2内的温度达到设定值，例如设定值为能使未燃烧物充分燃烧、并能抑制二噁英生成的850℃以上。因蓄热导流板组的表面温度较高，当含有未燃烧物的烟气接触到蓄热导流板203后，即能迅速燃烧。

可选地，本发明提供的降低垃圾焚烧过程中未燃烧物排放量的装置，焚烧副炉2包括一个设有蓄热导流板组的燃烧室201，蓄热导流板组包括与燃烧室201连接的支架202；若干块平行布置，分别与支架202连接的蓄热导流板203；烟气在蓄热导流板203之间的流动方向与该蓄热导流板203所在的燃烧室201烟气排出的流动方向形成逆向交叉；蓄热导流板203倾斜布置，使烟气在燃烧室内更易形成错流，使未燃烧物能与剩余空气充分地混合，使烟气在该燃烧室内的停留时间更加均匀，使未燃烧物燃烧更充分。蓄热导流板203倾斜布置还有利于未燃烧物粘附在蓄热导流板203上，形成层燃，使未燃烧物能更充分地燃烧。

可选地，本发明提供的降低垃圾焚烧过程中未燃烧物排放量的装置，还具有与焚烧副炉2的底部连接，收集焚烧副炉2灰渣的出灰机构204；焚烧副炉2包括副炉体205，位于副炉体205内与焚烧主炉烟道连接的第一燃烧室201，与第一燃烧室201的顶部出烟口连通的第二燃烧室206，与第二燃烧室206的底部出烟口连通的第三燃烧室207，设置于第一燃烧室内的第一蓄热导流板组，设置于第二燃烧室206内的第二蓄热导流板组4。也可仅在第一燃烧室内设有蓄热导流板组，其它燃烧室不设蓄热导流板组。

可选地，本发明提供的降低垃圾焚烧过程中未燃烧物排放量的装置，还包括烟道进口与焚烧副炉2的烟道出口连通的余热锅炉5。

可选地，本发明提供的降低垃圾焚烧过程中未燃烧物排放量的装置，焚烧主炉1包括炉体101，位于炉体内的炉膛102，与炉体101底部连接的链条炉排103，至少一台与炉体101连接的燃烧机104，与炉体101连接将外部空气引入炉膛102内的供风口105，与炉体101连接将氧气送入炉膛102内的供氧系统106，位于链条炉排103一端的下方与炉体101连接的出渣机构107，与炉膛102上部连通的焚烧主炉烟道出口108；供氧系统107包括与炉体101连接，将氧气送入炉膛102内的供氧管，与供氧管连接的供氧总管，与供氧总管连接的氧气源，设置在供氧总管上的控制阀，用于检测炉膛102内温度的传感器，传感器与控制阀电信号连接。

作为实施例，如图1至图5所示，本发明提供的垃圾焚烧处理系统，包括焚烧主炉1；烟道进口与焚烧主炉1的烟道出口连接的焚烧副炉2；与焚烧主炉1的进料口连接的进料输送装置6；烟道进口与焚烧副炉2的烟道出口连通的余热锅炉5；进气口与余热锅炉5的烟气出口连接的除尘器7；进气口与除尘器7的烟气出口连接的引风机8；与引风机的排气口连接的排气筒；其中，焚烧主炉1包括炉体101，位于炉体内的炉膛102，与炉体101底部连接的链条炉排103，至少一台与炉体101连接的燃烧机104，与炉体101连接将外部空气引入炉膛102内的供风口105，位于链条炉排103一端的下方与炉体101连接的出渣机构107，与炉膛102上部连通的焚烧主炉烟道出口108；焚烧副炉2包括至少一个燃烧室201，与燃烧室201连接的助燃机构3，至少一组设置于燃烧室201内的蓄热导流板组4。

可选地，如图3和图5所示，本发明提供的垃圾焚烧处理系统，进料输送装置6包括上料带式输送机602；位于上料带式输送机602出料端下方的破碎机603；进料端位于破碎机603的出料口下方的进料输送机构604；进料输送机构604包括链条输送机605，包裹在链条输送机605外周的箱体606，围在箱体606外部的加热室607，加热室的近焚烧主炉1端与焚烧副炉2的出烟口连通，加热室的远离焚烧主炉1端与余热锅炉5的烟道进口连接，链条输送机605的出料端能将垃圾送入焚烧主炉1的进料口内，箱体606的近焚烧主炉1端与供风口105连通，箱体606的远离焚烧主炉1端连接有进料斗608。

可选地，本发明提供的垃圾焚烧处理系统，还具有与炉体101连接将氧气送入炉膛102内的供氧系统106，供氧系统106包括与炉体101连接，将氧气送入炉膛102内的供氧管；与供氧管连接的供氧总管；与供氧总管连接的氧气源；设置在供氧总管上的控制阀；垃圾焚烧处理系统还具有与炉体101连接，用于检测炉膛102内温度的传感器，传感器与引风机8的控制系统和控制阀电信号连接。

垃圾经进料输送装置6输送至焚烧主炉1内，在链条炉排103上依次经过干燥、着火、燃烧、烧烬阶段，灰渣经出渣机构107排出炉外。燃烧后的烟气及未完全燃烧物进入焚烧副炉2，含有未充分燃烧的一氧化碳、碳氢化合物、含碳有机物的烟气在焚烧副炉2内继续燃烧；焚烧副炉2包括至少一个燃烧室201，与燃烧室201连接的助燃机构3；当焚烧副炉2内的烟气温度高于设定值时，助燃机构3不起动；当进入焚烧副炉2的烟气温度低于设定值时，助燃机构3开启使焚烧副炉2内的温度达到设定值，例如设定值为能使未燃烧物充分燃烧、并能抑制二噁英生成的850℃以上。因燃烧室201内的蓄热导流板组4的表面温度较高，当含有未燃烧物的烟气接触到蓄热导流板203后，即能迅速燃烧。燃烧室沉积的灰渣落入出灰机构204内，经出灰机构204排出。焚烧副炉2排出的烟气经余热锅炉5冷却、除尘器7除尘后经引风机8排出。燃烧过程中，除引风机出口为正压外，炉膛102及其它烟气系统为负压，使烟气不易泄漏至外部环境中，有利于保持工作环境的清洁。

因垃圾的热值普遍较低，且波动较大，有时需通过燃烧机104的辅助燃烧助燃，此时，若过多的冷空气进入焚烧主炉1内，会降低炉内的温度，使燃烧状况难以达到正常。设置供氧系统106，当燃烧困难时，通过向焚烧主炉1内通入氧气，降低冷空气的进入量，能迅速改善燃烧状况，节约燃料消耗量，同时减少污染物的外排。

低热值的垃圾在燃烧过程中，极易发生燃烧不完全，大量未燃烧物质随着火焰以及燃烧气体上升，由于在未燃烧部分中存在大量的二噁英前驱物，在燃烧排气中生成毒性很强的二噁英。设置焚烧副炉，含有未充分燃烧的一氧化碳、碳氢化合物、含碳有机物的烟气进入焚烧副炉2内继续燃烧；焚烧副炉2包括至少一个燃烧室201，与燃烧室201连接的助燃机构3；当焚烧副炉2内的烟气温度高于设定值时，助燃机构3不起动；当进入焚烧副炉2的烟气温度低于设定值时，助燃机构3开启使焚烧副炉2内的温度达到设定值，使燃烧温度控制在较佳的温度范围之内，避免二噁英的产生。例如设定值为能使未燃烧物充分燃烧、并能抑制二噁英生成的850℃以上。

因垃圾的热值普遍较低，水份含量波动大，进料输送机构604设有加热室607，利用烟气余热对拟进入焚烧主炉1的垃圾加热，蒸发水份，降低含水率，从而更有利于燃烧。加热室607还将热能传递给箱体606内的空气，箱体606内的空气进入焚烧主炉1内，使得进入焚烧主炉1内的空气得到预热，从而改善焚烧主炉1内的燃烧状况。

显然，本发明不限于以上优选实施方式，还可在本发明权利要求和说明书限定的精神内，进行多种形式的变换和改进，能解决同样的技术问题，并取得预期的技术效果，故不重述。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接或联想到的所有方案，只要在权利要求限定的精神之内，也属于本发明的保护范围。