一种利用回转窑筒体余热的水泥窑协同垃圾焚烧发电系统的制作方法

1.本实用新型属于城市生活垃圾处理技术领域，具体涉及一种利用回转窑筒体余热的水泥窑协同垃圾焚烧发电系统。


背景技术：

2.我国城市生活垃圾堆存量大，占用耕地面积广，城市生活垃圾的处理问题已然成为全民关注的焦点。传统的填埋法、堆肥法等技术由于其自身固有的缺点，发展受到局限。目前，许多城市推广的生活垃圾焚烧发电厂虽在垃圾减容及能源利用等方面取得了显著成果，但焚烧过程产生的渗滤液及灰渣等缺失闭环处置的方案，二次污染问题得不到有效解决。
3.水泥回转窑具有系统体量大及工作温度高等特性，水泥窑协同垃圾焚烧发电，一方面垃圾焚烧产生的电能可供厂内使用，节约厂内购电成本；另一方面可利用水泥窑消化垃圾焚烧产生的灰渣和渗滤液等二次污染物，将灰渣等作为水泥熟料生产的替代原料，达到垃圾处理“无害化、减量化和资源化”的要求。
4.我国垃圾分类还未完全实施，垃圾含水量高、热值偏低，需要将冷空气加热至200℃左右，才能满足垃圾稳定焚烧的要求，垃圾发电系统的烟气净化装置也需要大量的热风。而水泥熟料回转窑筒体的表面温度非常高，平均温度能达到300℃以上，该部分热量以辐射和对流的方式直接释放到空气中，产生能源浪费和环境热污染，如若将此部分热量加热空气，用于垃圾焚烧和烟气净化，具备显著的经济和环保价值。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种利用回转窑筒体余热的水泥窑协同垃圾焚烧发电系统，该系统利用余热回收装置将水泥回转窑筒体表面的热量回收，使冷空气与回转窑筒体表面换热后升温至200℃左右，作为垃圾焚烧系统的一、二次风，节省了原空气的加热装置投入和能源消耗，其实施简洁、能源回收利用率高，经济效益显著。
6.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
7.一种利用回转窑筒体余热的水泥窑协同垃圾焚烧发电系统，包括垃圾焚烧系统和水泥生产系统，所述垃圾焚烧系统包括机械炉排炉，所述水泥生产系统包括回转窑，还包括余热回收系统，所述余热回收系统包括余热回收装置，所述余热回收装置设置在回转窑的外侧，包括圆筒，所述圆筒外侧设有保温层，所述圆筒内侧设有若干导流叶片，所述余热回收装置上还设有多个出风口，所述出风口和机械炉排炉的底部进风口之间设有一次风管道，所述一次风管道上设有一次风机。
8.进一步的，所述余热回收装置包括多个，余热回收装置和余热回收装置之间留有间隙。
9.进一步的，所述余热回收装置的圆筒内壁与回转窑的总间距为10-15厘米，所述导流叶片高度为总间距的2/3。
10.进一步的，所述余热回收系统还设有第一补气管道，其一端均连接垃圾库，另一端均连接一次风管道，第一补气管道上设有烟风调节阀，所述第一补气管道上设置换热器。
11.进一步的，所述水泥生产系统还包括分解炉，所述机械炉排炉顶部的出风口和所述水泥生产系统的分解炉之间设置排烟管道，所述排烟管道连接换热器。
12.进一步的，所述余热回收系统还设有二次风管道，所述二次风管道的一端连接一次风管道，另一端连接机械炉排炉的炉膛，二次风管道上设有二次风机。
13.进一步的，所述余热回收系统还设有第二补气管道，所述第二补气管道的一端连接垃圾库，另一端连接二次风管道。
14.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
15.(1)水泥回转窑筒体外表面温度高达300℃以上，为了提高回转窑筒体的强度、保证回转窑正常运行，通常筒体两侧通常设置风机进行强制冷却，热量被白白浪费，而本实用新型利用余热回收装置不仅实现了回转窑筒体表面的降温，也回收了筒体表面的热量。
16.(2)通过控制余热回收装置和烟风调节阀实现风温和风量的灵活控制，系统简洁，且易于实施；采用余热回收装置，可替换部分换热器的换热量，减少换热器的设备资金投入。
附图说明
17.图1为本实用新型的系统示意图；
18.图2为余热回收装置的剖视图；
19.图3为图2的a-a视图；
20.图中所示：1、垃圾运输车；2、垃圾库；3、抓斗；4、行车；5、进料斗；6、机械炉排炉；7、出渣机；8、一次风机；9、二次风机；10、渗滤液处理装置；11、换热器；12、预热器；13、分解炉；14、回转窑；15、燃烧器；16、篦冷机；17、余热回收装置；17-a、保温层；17-b、出风口；17-c、导流叶片；18、烟风调节阀。
具体实施方式
21.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
22.如图1-3所示，为一种利用回转窑筒体余热的水泥窑协同垃圾焚烧发电系统，包括垃圾焚烧系统、水泥生产系统、以及余热回收系统。
23.所述垃圾焚烧系统，包括垃圾运输车1、垃圾库2、抓斗3、行车4、进料斗5、机械炉排炉6、出渣机7、和渗滤液处理装置10。
24.垃圾运输车1运送垃圾进入垃圾库2，抓斗3在行车4上往复移动将垃圾送入给进料斗5，垃圾在机械炉排炉6上焚烧处置，产生的热烟气送入进入水泥窑分解炉13进行协同处置，焚烧后的炉渣经出渣机7排出后作为水泥原料；另一方面渗滤液由垃圾库2进入渗滤液处理装置10中净化处置。
25.所述水泥生产系统，包括预热器12、分解炉13、回转窑14、燃烧器15和篦冷机16。
26.回转窑14的一端与篦冷机11相连，另一端与分解炉13相连，预热器12与分解炉13连接，燃烧器15设置在篦冷机16上。
27.焚烧产生的高温烟气通过换热器11后送入分解炉13，经分解炉13内高温碱性环境
将气体中的有害物质分解处置，然后经过分解的烟气一部分依次经过预热器12通过高温解毒实现烟气无害化处置。
28.所述回转窑14转速为3-4r/min。
29.所述余热回收系统，包括余热回收装置17及烟风调节阀18、换热器11、一次风机8、二次风机9。
30.所述余热回收装置17，设置在回转窑14的外侧，为直径大于水泥回转窑14直径的中空的圆筒，所述圆筒外侧设有保温层17-a，所述圆筒内侧焊接若干导流叶片17-c，所述导流叶片17-c延筒体内表面的圆周方向均匀布置，以加强冷空气与回转窑14的对流换热，余热回收装置17上还设有多个出风口17-b，设置在外壳的中部位置，且沿其圆周方向均匀布置，数量以4个为宜。
31.所述余热回收装置17包括多个，其长度和数量的设置可根据水泥回转窑14的长度和需要的烟风量灵活调整。安装时，余热回收装置17和余热回收装置17之间留有间隙，便于空气的流入。
32.所述余热回收装置17的圆筒内壁与回转窑14的总间距以10-15厘米为宜，所述导流叶片17-c高度宜为总间距的2/3。
33.所述余热回收系统设有一次风管道，其一端连接余热回收装置17的出风口17-b，另一端连接机械炉排炉6的底部进风口，将余热回收装置17收集的热气作为一次风送入机械炉排炉6内燃烧，所述一次风管道上设有一次风机8，为余热风提供动力。
34.为了增加一次风管道的气量，所述余热回收系统还设有第一补气管道，其一端均连接垃圾库2，另一端均连接一次风管道，第一补气管道上设有烟风调节阀18，用于调节风量，同时，为了提高第一补气管道内的来自垃圾库2的臭气的温度，在第一补气管道上设置换热器11，所述机械炉排炉6顶部的出风口和所述水泥生产系统的分解炉13之间设置排烟管道，所述排烟管道连接换热器11，机械炉排炉6排出的高温废热气，经过换热器11对第一补气管道内臭气加热后，再直接送入分解炉13中进行有害物质分解处置，而臭气经过加热后，经烟风调节阀18调节，汇入一次风管道。当一次风管道内的风量不够时，打开烟风调节阀18，以调节进入机械炉排炉6的风量。所述一次风机8出口温度约为200℃。
35.所述余热回收系统还设有二次风管道，所述二次风管道的一端连接一次风管道，另一端连接机械炉排炉6的炉膛，二次风管道上设有二次风机9。为了增加二次风管道的风量，还设置第二补气管道，所述第二补气管道的一端连接垃圾库2，另一端连接二次风管道，来自垃圾库2中的臭气和来自一次风管道约200℃的一次风汇合后，经二次风机9送入机械炉排炉6的炉膛作为二次风燃烧。所述二次风机9出口温度约为150℃。
36.通过控制余热回收装置17和烟风调节阀18，即可实现对机械炉排炉6的进风的风温和风量的灵活控制。
37.如图1所示，本实用新型的工作过程为：
38.垃圾运输车1运送垃圾进入垃圾库2，利用行车4和抓斗3将垃圾送入进料斗5，在机械炉排炉6上焚烧处置，产生的热烟气经换热器后11，进入水泥窑分解炉13高温无害化处置。
39.燃烧器15燃烧煤粉产生1600℃以上的热烟气，依次经水泥回转窑14、分解炉13及预热器12后排出，分解炉13另设有窑尾燃烧器，补充部分尾煤热量；而生料经过预热器12和
分解炉13内逆流热烟气的逐级加热和分解，随后进入水泥回转窑14内高温煅烧成水泥熟料，熟料在篦冷机16上逐级冷却至高于环境温度50℃左右。
40.在水泥回转窑14外围设置余热回收装置17，负压作用下冷空气从余热回收装置17和水泥回转窑14筒体之间的缝隙通道中流入，吸收筒体表面热量后升温至200℃左右，另垃圾库2中的臭气抽出后经换热器11加热也至200℃左右，两部分烟气混合后，经过烟风调节阀18作用，一部分由一次风机8直接送入机械炉排炉6内参与燃烧，另一部分与垃圾库2中的臭气混合降温至150℃左右，由二次风机9送入机械炉排炉6内的炉膛。
41.最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。