一种能自持焚烧低热值污泥鼓泡式内循环流化床焚烧炉的制作方法

技术领域：

本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及的流化床焚烧炉。

技术背景：

城市污泥问题伴随着城市化进程日益尖锐，已经成为一个大众关心、政府部门压力较大的一个社会问题。污泥减量化、稳定化、无害化和资源化的处理是实现可持续发展和环境保护的需要。

在现有的污泥处理的技术中，主要采用的工艺方法有：污泥填埋、堆肥农用、厌氧消化、污泥焚烧处理等方法。

焚烧可使污泥中的可燃成分在高温下充分燃烧，最终成为稳定的灰渣。焚烧法具有减容、减重率高，处理速度快，无害化处理较彻底，余热可再利用等优点。焚烧的主要目的是尽可能地焚烧废物，使被焚烧的物质无害化和最大限度的减容，并尽量减少新的污染物产生，避免造成二次污染。研究表明，入炉污泥和辅助燃料的平均热值大于7000kj/kg时，才能保证燃烧过程的稳定和实现完全燃烧。

日本、意大利、德国、美国等发达国家的污泥干基热值较高，均值在15～19mj/kg，我国城市污泥干基热值均值在11mj/kg左右，与欧美等发达国家相比，我国污泥干基热值低22.4％～37.7％。同时，国内污水厂外运污泥仍具有较高的含水率，经脱水浓缩后的污泥含水率基本在80％以上。

近年来，随着我国污泥处理技术的发展，在污泥脱水和干燥工艺上有了明显的提高，但污泥的干燥是以大量的热能耗为代价的。研究表明，把我国的城市污泥先期脱水到含水率65~70%左右，再干燥至含水率20%左右的干泥，焚烧污泥所产生的热量能够满足干燥污泥所需要的热量。这样便可实现污泥减量节能环保的目的。

但即使把污泥干燥到含水率20%左右，我国污泥的平均热值也仅在7000~8000kj/kg，刚刚能满足污泥理论上自持燃烧的要求，在实际工程和现有的设备不添加辅助燃料难以实现自持燃烧。

技术实现要素：
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为了克服现有技术中存在的不足，提供的一种能自持焚烧低热值污泥鼓泡式内循环流化床焚烧炉，结构简单，不添加辅助燃料可以实现自持燃烧。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种能自持焚烧低热值污泥鼓泡式内循环流化床焚烧炉，涉及焚烧炉体，焚烧炉体顶部开口，内部为炉堂，炉堂为纵向设置，自下而上分为密相区、稀相区与过渡区，其特征在于，炉堂底部设有水冷布风板，在水冷布风板的下部设有风室，风室与点火器联接，排渣管从水冷布风板通过风室联接到炉堂外；风室有一次风风管与一次风机联接，炉堂密相区有二次风风管与二次风机联。

所述的一种能自持焚烧低热值污泥鼓泡式内循环流化床焚烧炉，其特征在于，所述焚烧炉体顶部开口与旋风除尘器连接，旋风除尘器的出口烟道上设有配风室和烟尘二级净化的气固分离器。

所述焚烧炉体外安装有干污泥存储仓和带有播料风的干污泥按需定量给料器，给料器连通焚烧炉体密相区底部。所述水冷布风板的上下两侧均覆盖有耐火材料层，水冷布风板由均匀布置的风帽与多条平行排列的水冷管组成，风帽开孔为上下两层或多层布置，风帽开孔有下倾角度。

所述排渣管在水冷布风板中部设置排渣口，排渣管穿过风室与振动排渣装置连接，排渣管带有水冷套管。

所述炉堂密相区为干泥气化区，稀相区为气化气燃烧区，过渡区为在气化气高温焚烧后进入炉顶烟道前的一个区域。

所述二次风风管分为总风管和支风管，总风管连接二次风机，焚烧炉体连接安装有若干个支风管，支风管与总风管连通，支风管布置保证二次风以切圆方式喷入炉膛。

所述配风室为一可以自动调节配风空气量大小的装置，二级净化的气固分离器为可以承受温度300~350℃温度的且除尘效率可达99%以上的除尘器。

所述干污泥存储仓为一底部为锥体的圆柱形容器，在锥体的下料口，设有可调节干污泥泥量大小的下料器，给料器的前端有播料风的接入管，给料器为带有播料风变频螺旋给料器。

本发明与同类焚烧炉相比较，具有显著的技术效果：

1.本发明炉堂为纵向布置，自下自下而上分为密相区、稀相区与过渡区，密相区为干泥气化区，通过控制一次风的注入量使气化过程在低于理论氧气量的条件下进行，将污泥加热到一定的温度，利用温度驱动污泥中的有机质热裂解和热化学转化反应，使污泥转化为热解气和焦炭等可燃物，由于本发明密相区要求的燃烧温度低，为缺氧燃烧，一次风量供给量小，易于密相区的温度稳定并实现低热值污泥（污泥干基发热量11mj/kg，含水量25%以下）自持燃烧。稀相区为气化气燃烧区，在此区域内，通过控制二次风的注入量使气化气在合理的过量空气条件下进行充分燃烧，气化气燃烧温度高，使反应过程中产生的二恶英完全分解；过渡区为在气化气高温焚烧后进入炉顶烟道前的一个区域，在此区域内，未燃烧完的气化气进一步燃烧，炉中未燃烧尽的燃料颗粒落回到密相区，形成炉堂内的燃料内部循环，无需添加辅助燃料可以自持燃烧。

2.本发明炉堂底部的水冷布风板的上下两侧均覆盖有耐火材料用于为保护水冷布风板，用于减少点火过程中水冷布风板的吸热。水冷布风板由均匀布置的风帽与多条平行排列的水冷管组成，风帽开孔为上下两层或多层布置，开孔有一定下倾角度，确保布风均匀、床料不倒灌；风室为一相对较大的空间，用于消除一次风机的压力波动，确保流化床的稳定运行。风室炉墙的内侧为耐火层，中间为保温浇注料，外侧为硅酸铝纤维板，最外侧为碳钢外壳。本发明排渣管在水冷布风板中部设置排渣口，排渣管穿过风室与振动排渣装置连接，排渣管带有水冷套管用于吸收炉渣中的热量。

3.本发明风室与点火器相连，采用热烟气床下点火技术，一次风从点火器出口和与风室相联的一次风风管两个路径进入风室，两个路径的风量可相互调节。在点火时，可根据点火器出口的温度和风室的温度进行风量自动调节，床下点火器还可用于焚烧炉炉膛的局部烘炉。

4.本发明一次风与二次风的风源不需要通过空预器加热，二次风经过总管后分为多路，以切圆方式喷入炉膛。配风室为一可以自动调节配风空气量大小的装置，将炉体排出的高温烟气与配风充分混合达到目标温，而不需要设置传统的受热面、空预器等设备；二级净化的气固分离器为一种可以承受温度300~350℃温度的且除尘效率可达99%以上的除尘器。

5.本发明干污泥存储仓为一底部这锥体的圆柱形容器，在锥体的下料口，设有可调节干污泥泥量大小的下料器，给料器的前端有播料风的接入管，在给炉体添加燃料的同时，给料器同时向炉内吹入播料风，给料器为带有播料风变频螺旋。

附图说明：

图1是本发明焚烧炉结构示意图。

图2是本发明带有进料和尾气处理的焚烧炉结构示意图。

图3为本发明水冷布风板结构示意图。

图4为本发明水冷布风板风帽结构示意图。

图中：焚烧炉1，水冷布风板2，风室3，点火器4，排渣管5，振动排渣器6，一次风机7，二次风机8，旋风除尘器9，配风室10，气固分离器11，干污泥存储仓12，给料器13，下料器14，接入管15，

密相区101，稀相区102，过渡区103，风帽201，风帽开孔202，水冷管203。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明：

实施例1

一种能自持焚烧低热值污泥鼓泡式内循环流化床焚烧炉，如图1所示，炉堂底部设有水冷布风板2，在水冷布风板2的下部设有风室3，风室3与点火器4联接，排渣管5从水冷布风板2通过风室3联接到炉堂外的振动排渣器6。炉堂为纵向设置，自下而上分为密相区101、稀相区102与过渡区103，风室3有一次风风管与一次风机7联接，炉堂密相区有二次风风管与二次风机8联接。

实施例2

焚烧炉如图2所示，在实施例1的基础上，炉体顶部开口与旋风除尘器9连接，旋风除尘器的出口烟道上设有配风室10和烟尘二级净化的气固分离器11。自持焚烧低热值污泥的鼓泡式内循环流化床焚烧炉还包括与炉体相连的干污泥存储仓12。干污泥存储仓12为一底部这锥体的圆柱形容器，在锥体的下料口，设有可调节干污泥泥量大小的下料器14，给料器的前端有播料风的接入管15，在给炉体添加燃料的同时，给料器同时向炉内吹入播料风，给料器为带有播料风的变频螺旋给料器13，干污泥按需定量给料。

所述的炉堂为纵向布置，自下自下而上分为密相区101、一次风的注入量使气化过程在低于理论氧气量的条件下进行，将污泥加热到一定的温度，利用温度驱动污泥中的有机质热裂解和热化学转化反应，使污泥转化为热解气和焦炭等可燃物，由于本发明密相区101要求的燃烧温度低，为缺氧燃烧，一次风量供给量小，易于密相区101的温度稳定并实现低热值污泥（污泥干基发热量11mj/kg,含水量25%以下）自持燃烧。稀相区102为气化气燃烧区，在此区域内，通过控制二次风的注入量使气化气在合理的过量空气条件下进行充分燃烧，气化气燃烧温度高，使反应过程中产生的二恶英完全分解；过渡区103为在气化气高温焚烧后进入炉顶烟道前的一个区域，在此区域内，未燃烧完的气化气进一步燃烧，炉中未燃烧尽的燃料颗粒落回到密相区101，形成炉堂内的燃料内部循环。

该实施例用于污泥处理行业，从水处理厂运来的含水率85%~88%的污泥经机械脱水和干燥后，干污泥含水率为15~25%，将干燥后的干泥送入本发明所述的干污泥存储仓按要求送入能自持焚烧低热值污泥鼓泡式内循环流化床焚烧炉焚烧，焚烧后产生的热烟气经所述的能自持焚烧低热值污泥鼓泡式内循环流化床焚烧炉的一级净化，配风及二级净化后作为污泥干燥的热源。

实施例3

在实施例1或2的基础上，如图3所示，炉堂底部的水冷布风板2的上下两侧均覆盖有耐火材料用于减少点火过程中水冷布风板2的吸热。水冷布风板2由均匀布置的风帽201（图4）与多条平行排列的水冷管203组成，风帽开孔202为上下两层或多层布置，开孔有一定下倾角度，确保布风均匀、床料不倒灌；风室3为一相对较大的空间，用于消除一次风机7的压力波动，确保流化床的稳定运行。

所述的排渣管5在水冷布风板2中部设置排渣口，排渣管5穿过风室3与振动排渣装置6连接，排渣管5带有水冷套管用于吸收炉渣中的热量。

实施例4

如图1和2所示，风室3与点火器4相连，采用热烟气床下点火技术，一次风从点火器4出口和与风室4相联的一次风风管两个路径进入风室3，两个路径的风量可相互调节。在点火时，可根据点火器4出口的温度和风室3的温度进行风量自动调节，当点火器4出口温度高时，可加大点火器4中一次风量，当点火器4出口温度低时，可减少点火器4中一次风量，点火器4还可用于焚烧炉1炉膛的局部烘炉。

一次风与二次风的风源不需要通过空预器加热，二次风经过母管后分为多路，以切圆方式喷入炉膛。

实施例5

如图2所示，旋风除尘器9底部除下的固体颗粒物不再送入炉堂内循环。

进一步的，所述的配风室10为一可以自动调节配风空气量大小的装置，将炉体排出的高温烟气与配风充分混合达到目标温度，而不需要设置传统的受热面、空预器等设备；二级净化的气固分离器11为一种可以承受温度300~350℃温度的且除尘效率可达99%以上的除尘器。