垃圾焚烧系统及高效焚烧控制方法与流程

背景技术：

目前，垃圾焚烧处理设备焚烧后的烟气直接向空中排放，一是焚烧过程中的热量和可燃气体没有很好利用，不利于节能；二是燃烧过程中没有很好的对各过程进行控制，烟气中的二噁英超标排放。

技术实现要素：

为了克服现有垃圾焚烧处理设备的不足，本发明提供一种垃圾焚烧处理设备的智能控制方法与装置，可以有效地控制垃圾焚烧温度和利用焚烧产生的可燃气体、同时控制尾气燃烧温度和烟气冷却速度分解二噁英和防止二噁英再合成，以达到垃圾处理后的排放标准要求。该方法智能化程度较高、方法先进、工作效率高、安全可靠、节能环保。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：垃圾焚烧系统，它包括用于垃圾初级焚烧的一次燃烧室，所述一次燃烧室的烟气出口通过第一烟道与二次燃烧室的烟气进口相连通，所述二次燃烧室的烟气出口通过第二烟道与用于烟气喷淋处理的喷淋塔相连，所述喷淋塔的顶端出口通过第三烟道与烟气净化系统相连。

所述烟气净化系统包括旋风除雾装置，所述旋风除雾装置的出气口连接有第四烟道，所述第四烟道上连接有活性炭喷射装置，所述第四烟道的另一端与布袋除尘器相连，所述布袋除尘器通过第五烟道与引风机相连，所述引风机的出风口通过管道与排烟囱相连。

所述喷淋塔的侧壁上从上至下依次安装有除雾冲洗口、喷淋入口、喷淋出口和循环回水口，所述喷淋入口、喷淋出口和循环回水口分别通过管道以及阀门与喷淋箱相连。

所述一次燃烧室的进料口与用于垃圾填充输送的输送装置相对接，并实现其自动上料。

所述一次燃烧室包括第一燃烧炉体，所述燃烧炉体的中部侧壁上设置有进料斗，所述进料斗的顶部固定有进料门，所述进料门通过卷扬绳与卷扬机相连，所述卷扬机通过卷扬机支架固定在燃烧炉体的顶部，在燃烧炉体的上部侧壁上固定有第一烟气出口法兰，在燃烧炉体内下部设置有炉排，所述炉排下部腔体侧壁上设置有进风管，所述进风管与用于供风的风机相连，在进风管的相对侧设置有第一出渣炉门，所述第一出渣炉门的上方设置有检修门，所述进料斗的安装有第一燃烧器，在燃烧炉体的中间部位安装有观察窗。

所述二次燃烧室包括第二燃烧炉体，所述第二燃烧炉体的上部侧壁上设置有烟气进口法兰，所述烟气进口法兰通过第一烟道与一次燃烧室的第一烟气出口法兰相连，所述第二燃烧炉体的上部侧壁上安装有第二燃烧器，在第二燃烧炉体的下部侧壁上设置有第二烟气出口法兰，在第二燃烧炉体的底部侧壁上设置有第二出渣炉门；所述第二烟气出口法兰与第二烟道相连通。

所述第二燃烧炉体的内部从上至下设置有第一绕流板和第二绕流板，所述第二燃烧炉体采用多层结构，其内层结构从外至内依次为硅酸铝纤维毯层、保温浇筑料层和耐火浇筑料层。

还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括：

固定在第一烟道上的用于监测一次燃烧室烟气温度的第一温度传感器；

包括固定在第二烟道上的用于检测二次燃烧室烟气温度的第二温度传感器；

包括设置在喷淋塔内部的喷淋塔烟气温度传感器；

包括设置在一次燃烧室内部的视觉传感器；

所述第一温度传感器、第二温度传感器、喷淋塔烟气温度传感器和视觉传感器分别与控制器的信号输入端相连，所述控制器的信号输出端分别与一次燃烧室的第一燃烧器、二次燃烧室的第二燃烧器、喷淋箱的冷却水泵、活性炭喷射装置和引风机相连，并控制相应的动作。

所述垃圾焚烧系统的高效焚烧控制方法，它包括以下步骤：

步骤一：准备、系统自检，接通电源，进行电压、漏电、安全保护系统自检，自检正常后进入第二步；

步骤二：一次燃烧室、二次燃烧室对燃烧室进行升温，在升温过程中开启喷淋塔，使燃烧产生的烟气进行降温；

步骤三：输送填装垃圾，将垃圾通过输送装置装入一次燃烧室均匀布料，关闭进料门，垃圾开始燃烧，一次燃烧室的第一温度传感器监测燃烧产生的烟气温度，对一次燃烧室室温度进行控制，产生的烟气进入到二次燃烧室，二次燃烧室对温度进行再次加温，确保烟气温度上升到a；此时开启活性炭喷射装置，布袋除尘器对尾气进行净化处理；

步骤四：冷却烟气温度控制、防止二噁英合成，从喷淋塔排出冷却后的烟气；从二次燃烧室的高温烟气通过烟气输送管道进入喷淋塔，利用喷淋塔喷洒碱液进行热交换的原理将烟气快速冷却到270℃以下防止二噁英再次合成，喷淋塔烟气温度传感器实时监测反馈烟气的温度，当温度低于二噁英再次合成温度270℃以下时，通过控制器调控冷却水泵水量，以稳定烟气的排放温度，防止二噁英再合成和节约水量；喷淋塔喷洒的碱液同时去除烟气中酸性气体；

步骤五：通过喷淋塔冷却、除酸后的烟气旋风除雾装置去除烟气中含有的水分，以便于后续尾气处理；

步骤六：活性炭喷射装置向第四烟道中喷射活性炭，起到吸附尾气中重金属的作用，同时对喷淋塔降温过程中可能产生的少量二噁英进行吸附；

步骤七：第四烟道的烟气通过布袋除尘器、第五烟道、引风机和排烟囱进行排放。

焚烧处理过程中，使一次燃烧室温度达到700℃，使二次燃烧室温度达到900℃，使排放烟气温度低于200℃。

本发明有如下有益效果：

1、通过采用上述结构的一次燃烧室能够用于垃圾焚烧处理过程中，垃圾的初级焚烧处理，进而方便的后续的二次燃烧以及相应的处理工艺，最终保证垃圾焚烧处理的质量和效果。

2、通过上述结构的二次燃烧室能够用于一次燃烧之后产生的烟气的二次燃烧，当尾气燃烧温度不满足分解二噁英温度要求或烟气冷却温度和速度不满足防止二噁英再次合成时，装置智能化的控制二次燃烧室燃烧器的燃烧来满足要求温度和控制冷却水量和流速以达到分解二噁英和防止二噁英再次合成，以达到烟气排放标准。

3、通过上述的喷淋塔能够对尾气进行快速冷却和喷淋处理，进而利用喷淋塔喷洒碱液进行热交换的原理将烟气快速冷却到270℃以下防止二噁英再次合成，喷淋塔烟气温度传感器实时监测反馈烟气的温度，当温度低于二噁英再次合成温度270⁰c以下时，通过控制器调控冷却水泵水量，以稳定烟气的排放温度，防止二噁英再合成和节约水量。

4、通过喷淋塔喷洒的碱液同时起到去除烟气中酸性气体的作用。

5、通过旋风除雾装置去除烟气中含有的水分，便于后续尾气处理。

6、通过活性炭喷射装置向烟气输送管道中喷射活性炭，起到吸附尾气中重金属的作用，同时对喷淋塔降温过程中可能产生的少量二噁英进行吸附。

7、通过布袋除尘器对活性炭喷射装置喷射在管道内的活性炭以及焚烧过程产生的颗粒物进行吸收。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1本发明的主剖视图。

图2本发明的俯视图。

图3本发明的一次燃烧室主视图。

图4本发明的一次燃烧室左视图。

图5本发明的二次燃烧室主视图。

图6本发明的二次燃烧室左视图。

图7本发明的二次燃烧室俯视图。

图8本发明的二次燃烧室主剖视图。

图9本发明的垃圾焚烧处理流程。

图10本发明的垃圾焚烧工艺流程。

图中：输送装置1、一次燃烧室2、第一温度传感器3、二次燃烧室4、第二温度传感器5、喷淋塔6、第三烟道7、旋风除雾装置8、第四烟道9、活性炭喷射装置10、布袋除尘器11、第五烟道12、引风机13、排烟囱14、第一烟道15、除雾冲洗口16、喷淋入口17、喷淋出口18、第二烟道19、循环回水口20、喷淋箱21；

卷扬机支架201、卷扬机202、卷扬绳203、进料门204、进料斗205、第一燃烧器206、第一烟气出口法兰207、观察窗208、燃烧炉体209、检修门210、第一出渣炉门211、炉排212、进风管213；

第二燃烧炉体401、第二燃烧器402、烟气进口法兰403、第二烟气出口法兰404、第二出渣炉门405、耐火浇筑料层406、第一绕流板407、第二绕流板408、硅酸铝纤维毯层409、保温浇筑料层410。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

参见图1-8，垃圾焚烧系统，它包括用于垃圾初级焚烧的一次燃烧室2，所述一次燃烧室2的烟气出口通过第一烟道15与二次燃烧室4的烟气进口相连通，所述二次燃烧室4的烟气出口通过第二烟道19与用于烟气喷淋处理的喷淋塔6相连，所述喷淋塔6的顶端出口通过第三烟道7与烟气净化系统相连。通过采用上述结构的焚烧系统，能够用于垃圾的焚烧处理，克服现有垃圾炭化焚烧处理设备的不足，可以有效地控制垃圾炭化温度和利用炭化后的可燃气体能源、同时控制尾气燃烧温度和烟气冷却速度分解二噁英和防止二噁英再次合成，以达到垃圾处理后的排放标准要求。该方法智能化程度较高、方法先进、工作效率高、安全可靠、节能环保。

进一步的，所述烟气净化系统包括旋风除雾装置8，所述旋风除雾装置8的出气口连接有第四烟道9，所述第四烟道9上连接有活性炭喷射装置10，所述第四烟道9的另一端与布袋除尘器11相连，所述布袋除尘器11通过第五烟道12与引风机13相连，所述引风机13的出风口通过管道与排烟囱14相连。通过此烟气净化系统能够对二次燃烧之后的尾气进行净化处理，防止尾气的直接排放而造成环境的污染，起到环保的目的。

进一步的，所述喷淋塔6的侧壁上从上至下依次安装有除雾冲洗口16、喷淋入口17、喷淋出口18和循环回水口20，所述喷淋入口17、喷淋出口18和循环回水口20分别通过管道以及阀门与喷淋箱21相连。通过上述的喷淋塔6，能够对二次燃烧室升温之后的烟气进行有效的降温，利用热交换的原理将烟气快速冷却到270⁰c以下防止二噁英再次合成。

进一步的，所述一次燃烧室2的进料口与用于垃圾填充输送的输送装置1相对接，并实现其自动上料。通过输送装置1用于将原始垃圾输送到一次燃烧室2。

进一步的，所述一次燃烧室2包括第一燃烧炉体209，所述燃烧炉体209的中部侧壁上设置有进料斗205，所述进料斗205的顶部固定有进料门204，所述进料门204通过卷扬绳203与卷扬机202相连，所述卷扬机202通过卷扬机支架201固定在燃烧炉体209的顶部，在燃烧炉体209的上部侧壁上固定有第一烟气出口法兰207，在燃烧炉体209内下部设置有炉排212，所述炉排212下部腔体侧壁上设置有进风管213，所述进风管213与用于供风的风机214相连，在进风管213的相对侧设置有第一出渣炉门211，所述第一出渣炉门211的上方设置有检修门210，所述进料斗205的安装有第一燃烧器206，在燃烧炉体209的中间部位安装有观察窗208。通过上述结构的一次燃烧室2用于垃圾的初级焚烧处理。具体工作过程中，通过输送装置1向进料斗205进行送料，并通过第一燃烧器206对垃圾进行燃烧处理，所述第一燃烧器206的燃气供应管道采用电磁控制阀，其与控制器相连，并控制燃气流量，进而控制燃烧温度。

进一步的，所述二次燃烧室4包括第二燃烧炉体401，所述第二燃烧炉体401的上部侧壁上设置有烟气进口法兰403，所述烟气进口法兰403通过第一烟道15与一次燃烧室2的第一烟气出口法兰207相连，所述第二燃烧炉体401的上部侧壁上安装有第二燃烧器402，在第二燃烧炉体401的下部侧壁上设置有第二烟气出口法兰404，在第二燃烧炉体401的底部侧壁上设置有第二出渣炉门405；所述第二烟气出口法兰404与第二烟道19相连通。通过二次燃烧室4能够对一次燃烧室的尾气进行二次燃烧升温，以达到确保烟气温度上升到900℃以上。所述第二燃烧器402的燃气供应管道采用电磁控制阀，其与控制器相连，并控制燃气流量，进而控制燃烧温度。

进一步的，所述第二燃烧炉体401的内部从上至下设置有第一绕流板407和第二绕流板408，所述第二燃烧炉体401采用多层结构，其内层结构从外至内依次为硅酸铝纤维毯层409、保温浇筑料层410和耐火浇筑料层406。通过采用上述的多层结构，能够起到很好的隔热耐高温的效果，进而有效的延长了第二燃烧炉体401的使用寿命。

进一步的，还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括：固定在第一烟道15上的用于监测一次燃烧室2烟气温度的第一温度传感器3；包括固定在第二烟道19上的用于检测二次燃烧室4烟气温度的第二温度传感器5；包括设置在喷淋塔6内部的喷淋塔烟气温度传感器；包括设置在一次燃烧室2内部的视觉传感器；所述第一温度传感器3、第二温度传感器5、喷淋塔烟气温度传感器和视觉传感器分别与控制器的信号输入端相连，所述控制器的信号输出端分别与一次燃烧室2的第一燃烧器206、二次燃烧室4的第二燃烧器402、喷淋箱21的冷却水泵、活性炭喷射装置10和引风机13相连，并控制相应的动作。

通过第一温度传感器3、视觉传感器、控制器对一次燃烧室2的第一燃烧器206的燃烧气量、燃烧气及垃圾的燃烧情况进行感知、学习、组织、自适应智能化控制，以达到高效燃烧、充分燃烧目的；

通过第二温度传感器5对二次燃烧室4进行控制，达到控制烟气温度的目的。

通过利用喷淋塔烟气温度传感器、进水流量传感器和控制器对烟气进出口温度及冷却水泵水量进行感知、学习、组织、自适应智能化控制，以达到防止二噁英再合成和满足烟气排放标准要求的目的。

进一步的，所述控制器采用plc控制。

实施例2：

如图9-10，所述垃圾焚烧系统的高效焚烧控制方法，它包括以下步骤：

步骤一：准备、系统自检，接通电源，进行电压、漏电、安全保护系统自检，自检正常后进入第二步；

步骤二：一次燃烧室2、二次燃烧室4对燃烧室进行升温，在升温过程中开启喷淋塔6，使燃烧产生的烟气进行降温；

步骤三：输送填装垃圾，将垃圾通过输送装置1装入一次燃烧室2均匀布料，关闭进料门204，垃圾开始燃烧，一次燃烧室2的第一温度传感器3监测燃烧产生的烟气温度，对一次燃烧室2室温度进行控制，产生的烟气进入到二次燃烧室4，二次燃烧室4对温度进行再次加温，确保烟气温度上升到a；此时开启活性炭喷射装置10，布袋除尘器11对尾气进行净化处理；

步骤四：冷却烟气温度控制、防止二噁英合成，从喷淋塔6排出冷却后的烟气；从二次燃烧室4的高温烟气通过烟气输送管道进入喷淋塔6，利用喷淋塔6喷洒碱液进行热交换的原理将烟气快速冷却到270℃以下防止二噁英再次合成，喷淋塔烟气温度传感器实时监测反馈烟气的温度，当温度低于二噁英再次合成温度270℃以下时，通过控制器调控冷却水泵水量，以稳定烟气的排放温度，防止二噁英再合成和节约水量；喷淋塔6喷洒的碱液同时去除烟气中酸性气体；

步骤五：通过喷淋塔6冷却、除酸后的烟气旋风除雾装置8去除烟气中含有的水分，以便于后续尾气处理；

步骤六：活性炭喷射装置10向第四烟道9中喷射活性炭，起到吸附尾气中重金属的作用，同时对喷淋塔6降温过程中可能产生的少量二噁英进行吸附；

步骤七：第四烟道9的烟气通过布袋除尘器11、第五烟道12、引风机13和排烟囱14进行排放。

焚烧处理过程中，使一次燃烧室2温度达到700℃，使二次燃烧室4温度达到900℃，使排放烟气温度低于200℃。

实施例3：

在本实施例中，所采用的一次燃烧室2的主要参数为：

燃烧200kg/h的生活垃圾需要的空气量：405.3m³/h；

嫩烧200kg/h的生活垃圾产生的总烟气量：573.84m³/h；

恢烧200kg/h的生活垃圾需要的天然气量：6.57m³/h；

天然气燃烧需要的空气量：75.06m³/h；

一次燃烧室燃烧器型号：百得btg15me；

燃烧器电机功率：0.18kw；

鼓风机型号及其电机功率：htb75-0320.3kw；

一次燃烧室热损失：30%；

一次燃烧室总排气量：655.468m³/h；

使烧炉一次燃烧室的排气温度：700℃；

所采用的二次燃烧室4的主要参数为：

进入二次燃烧室废气量：655.468m³/h；

进入二次燃烧室废气温度：700℃；

二次燃烧室需要的的天然气量：5.62m³/h；

二次燃烧室天然气燃烧需要的空气量：64.2m³/h；

次燃烧室排气量：725.295m/h；

二次燃烧室燃烧器刑号：百得btg15me；

燃烧器电机功率：0.18kw；

二次燃烧室内腔体积：4.62m³；

二次燃烧室所能承受的最大内压：2.77mpa；

二次燃烧室的排气温度：900℃。