一種用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及垃圾熱解技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置，包括燃燒腔體、多孔介質(zhì)和點火器，所述燃燒腔體的一端具有進氣口，另一端具有噴氣口，所述多孔介質(zhì)設(shè)置于所述燃燒腔體內(nèi)，且填充于靠近所述噴氣口的位置，所述點火器的噴火口設(shè)于所述噴氣口內(nèi)。本發(fā)明在燃燒腔體內(nèi)的噴氣口前端填充了多孔介質(zhì)，混合氣體燃料通過多孔介質(zhì)噴出由點火器點火燃燒后，進入爐膛，使混合氣體燃料燃燒充分，為垃圾熱解提供了熱解充分效率高、穩(wěn)定性好、強度大、體積小和污染物排放量小的工況，并且擴大了燃燒裝置的負荷調(diào)節(jié)范圍，同時可以使用低熱值燃料實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒，增強了燃燒裝置的燃料適應(yīng)性。
【專利說明】
一種用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及垃圾熱解技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]垃圾熱解技術(shù)是指將垃圾在無氧或缺氧氣氛下進行加熱并產(chǎn)生熱解氣、燃料油和殘?zhí)康墓に嚰夹g(shù)，相對于垃圾焚燒技術(shù)而言，垃圾熱解技術(shù)可有效控制二噁英等有害氣體的排放量，同時有助于減少PM2.5的排放。垃圾熱解是一項復(fù)雜的技術(shù)，涉及可再生能源技術(shù)、工程熱物理、化學(xué)等多個科學(xué)領(lǐng)域。垃圾熱解過程是一個吸熱過程，熱解工藝可分為外熱式和內(nèi)熱式兩種。外熱式熱解裝置，利用列管組織生物質(zhì)高溫燃燒產(chǎn)物與垃圾之間的換熱過程，為垃圾熱解提供足夠的熱量，但垃圾熱解后的殘渣含碳量仍然較高，并且熱解氣的后期凈化處理工藝設(shè)備比較復(fù)雜。常見的內(nèi)熱式垃圾熱解工藝包括移動床熱解工藝、雙回路(回轉(zhuǎn)窯+熱解焚燒爐)熱解工藝、純氧高溫?zé)峤夤に?、雙塔流化床熱解工藝等。其中，移動床和雙回路工藝通過焚燒一部分垃圾(或輔助燃料)為其余垃圾的熱解過程提供熱量，盡管與純粹的垃圾焚燒技術(shù)相比其二次污染物排放量有所下降，但仍不容忽視;另外，前期燃燒產(chǎn)物的介入使熱解氣中含有大量的N2，熱解氣熱值很低，若不進行提純，很難加以利用。純氧高溫?zé)峤夤に嚺c前述兩種工藝類似，只是不再利用空氣而是使用純氧作為氧化劑組織一部分垃圾的前期焚燒，盡管該工藝熱解效率很高，但純氧的使用成本也很高。雙塔流化床熱解工藝，設(shè)備相對復(fù)雜。
[0003]近幾年來，在燃燒器內(nèi)加入多孔介質(zhì)的技術(shù)逐漸被人們重視。多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)是利用惰性多孔介質(zhì)材料取代自由空間，利用其相對于氣體而言強大得多的蓄熱功能和輻射特性實現(xiàn)熱反饋，從而使燃燒反應(yīng)大大增強的一項技術(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)中，多孔介質(zhì)燃燒裝置的熱負荷范圍為50?150X104kcal/h，爐膛溫度要求在500?1000°C的溫度范圍，多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)有很多優(yōu)點:燃燒效率高、燃燒穩(wěn)定性好、負荷調(diào)節(jié)范圍廣、燃燒強度高、燃燒體積小，而且污染物排放低。因此利用多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)的特點，將其應(yīng)用在垃圾熱解工藝上，開發(fā)一種適用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置具有很大的環(huán)保和經(jīng)濟效益。
[0004]申請?zhí)朇N201310506916.X，公開了一種“生活垃圾熱解與低熱值熱解氣燃燒一體化工藝”，用多孔介質(zhì)燃燒器組織低熱值熱解氣在燃燒爐內(nèi)的燃燒過程;高溫?zé)煔馀c爐內(nèi)水系統(tǒng)進行換熱，在燃燒爐中段抽取一部分中溫?zé)煔?，并將其?dǎo)入垃圾熱解爐內(nèi)，使生活垃圾在煙氣氣氛下(由N2、C02、H20和02等組成)完成熱解產(chǎn)生低熱值熱解氣；中溫?zé)煔鉃闊峤膺^程提供足夠的熱量，同時為熱解過程提供有利的氣氛環(huán)境;利用旋風(fēng)除塵器對低熱值熱解氣進行除塵處理后，送入多孔介質(zhì)燃燒器燃燒;殘渣則做無害化處理。該發(fā)明在熱解階段由于生活垃圾處于含氧煙氣環(huán)境下熱解，易造成二噁英等有害氣體的生成，且該發(fā)明布置了燃燒爐，增加了系統(tǒng)成本。
[0005]申請?zhí)朇N201420131724.5公開了一種“垃圾熱解氣化裝置”，所述垃圾熱解氣化裝置包括熱解氣化爐、二燃室，所述熱解氣化爐的煙氣出口通過管道與二燃室的煙氣進口相連通;進一步包括:第一組空氣管道，所述第一組空氣管道設(shè)置在所述二燃室的頂端，出氣端處于所述煙氣進口之上；第二組空氣管道，所述第二組空氣管道設(shè)置在所述二燃室煙氣進口的下部，出氣端處于所述煙氣進口之下;流量調(diào)節(jié)部件，所述流量調(diào)節(jié)部件設(shè)置在所述第一組空氣管道和第二組空氣管道上。該發(fā)明具有垃圾布料均勻等優(yōu)點，有助于提高垃圾熱解氣化質(zhì)量及處理能力，但同時具有布置二燃室燃燒不穩(wěn)定，熱解氣化溫度分布不均勻，從而導(dǎo)致熱解氣化效率低，由于燃燒系統(tǒng)管道復(fù)雜，燃燒裝置能耗高的缺點。
[0006]因此，針對以上不足，需要提供一種用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007](一)要解決的技術(shù)問題
[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是解決用于垃圾熱解的燃燒裝置易產(chǎn)生有害氣體、氣體燃料燃燒不穩(wěn)定、不充分，熱解氣熱值低且分布不均勻?qū)е碌睦鵁峤庑实?、熱解不充分和燃燒裝置耗能高的問題。
[0009](二)技術(shù)方案
[0010]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置，包括燃燒腔體、多孔介質(zhì)和點火器，所述燃燒腔體的一端具有進氣口，另一端具有噴氣口，所述多孔介質(zhì)設(shè)置于所述燃燒腔體內(nèi)，且填充于靠近所述噴氣口的位置，所述點火器的噴火口設(shè)于所述噴氣口內(nèi)。
[0011]其中，所述多孔介質(zhì)包括相貼合的小孔介質(zhì)塊和大孔介質(zhì)塊，大孔介質(zhì)塊靠近所述噴氣口，小孔介質(zhì)塊遠離所述噴氣口。
[0012]其中，所述大孔介質(zhì)塊的體積比所述小孔介質(zhì)塊的體積大。
[0013]其中，所述大孔介質(zhì)塊的孔徑為2?4mm，所述小孔介質(zhì)塊的孔徑為I?2mm。
[0014]其中，所述噴氣口的口徑由內(nèi)向外逐漸減小，內(nèi)表面傾斜度為15?40°。
[0015]其中，所述點火器為高能點火燒嘴。
[0016]其中，所述進氣口處設(shè)有進氣管。
[0017]其中，所述多孔介質(zhì)為泡沫陶瓷。
[0018]其中，所述用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置的熱負荷范圍為13?100X104kcal/ho
[0019]其中，所述燃燒腔體內(nèi)通入的混合氣體燃料為低熱值氣體燃料。
[0020](三)有益效果
[0021]本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點:本發(fā)明在燃燒腔體內(nèi)的噴氣口前端填充了多孔介質(zhì)，混合氣體燃料通過多孔介質(zhì)能夠減緩流速，均勻分布混合氣體燃料，提高混合氣體燃料的穩(wěn)定性，在噴出時由點火器點火，能夠更加充分燃燒放熱、減少含氧煙氣的產(chǎn)生，燃燒后形成高熱量無氧煙氣進入爐膛，為垃圾熱解提供了熱解充分效率高、穩(wěn)定性好、強度大、體積小和污染物排放量小的工況，并且多孔介質(zhì)在點火器一次點火燃燒混合氣體燃料后能夠積蓄熱量，使后通入的混合氣體燃料在多孔介質(zhì)中的達到燃點，穩(wěn)定燃燒放熱，減小了燃燒裝置的負荷調(diào)節(jié)范圍，同時可以使用低熱值燃料實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒，增強了燃燒裝置的燃料適應(yīng)性，燃燒裝置不需持續(xù)點火裝置，能耗降低。
[0022]除了上面所描述的本發(fā)明解決的技術(shù)問題、構(gòu)成的技術(shù)方案的技術(shù)特征以及有這些技術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來的優(yōu)點之外，本發(fā)明的其他技術(shù)特征及這些技術(shù)特征帶來的優(yōu)點，將結(jié)合附圖作出進一步說明。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明實施例的用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置。
[0024]圖中:1:進氣管道;2:多孔介質(zhì);3:點火器;4:燃燒腔體;41:進氣口； 42:噴氣口。
【具體實施方式】
[0025]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置，包括燃燒腔體4、多孔介質(zhì)2和點火器3，燃燒腔體4的一端具有進氣口 41，另一端具有噴氣口 42，多孔介質(zhì)2設(shè)置于燃燒腔體4內(nèi)，且填充于靠近噴氣口 42的位置，點火器3的噴火口設(shè)于噴氣口 42內(nèi)。
[0027]本發(fā)明在燃燒腔體內(nèi)的噴氣口前端填充了多孔介質(zhì)，混合氣體燃料通過多孔介質(zhì)能夠減緩流速，均勻分布混合氣體燃料，提高混合氣體燃料的穩(wěn)定性，在噴出時由點火器點火，能夠更加充分燃燒放熱、減少含氧煙氣的產(chǎn)生，燃燒后形成高熱量無氧煙氣進入爐膛，為垃圾熱解提供了熱解充分效率高、穩(wěn)定性好、強度大、體積小和污染物排放量小的工況，并且多孔介質(zhì)在點火器一次點火燃燒混合氣體燃料后能夠積蓄熱量，使后通入的混合氣體燃料在多孔介質(zhì)中的達到燃點，穩(wěn)定燃燒放熱，減小了燃燒裝置的負荷調(diào)節(jié)范圍，同時可以使用低熱值燃料實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒，增強了燃燒裝置的燃料適應(yīng)性，燃燒裝置不需持續(xù)點火裝置，能耗降低。
[0028]本發(fā)明可以實現(xiàn)燃燒器熱負荷在13?100Xl04kcaI/h可調(diào)性穩(wěn)定燃燒，爐溫在500°C?1100°C之間可控。本實施例提供的是熱負荷能力為100X 104kcal/h的用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置，燃燒腔體4內(nèi)通入的混合氣體燃料為低熱值氣體燃料，氣體燃料是熱值為750kcal/Nm3的高爐煤氣，額定煤氣流量為1335Nm3/h，空氣過剩系數(shù)取1，助燃空氣量935Nm3/h。
[0029]具體的，進氣口41處設(shè)有進氣管，進氣管優(yōu)選為DN250的管道，燃燒腔體的內(nèi)部尺寸為600mm X 700mm X 800mm，多孔介質(zhì)2包括相貼合的小孔介質(zhì)塊和大孔介質(zhì)塊，大孔介質(zhì)塊靠近噴氣口 42，小孔介質(zhì)塊遠離噴氣口 42，大孔介質(zhì)塊的體積比小孔介質(zhì)塊的體積大。多孔介質(zhì)2優(yōu)選為泡沫陶瓷，其中，小孔介質(zhì)塊為孔徑I?2mm的泡沫陶瓷，體積為0.021m3，大孔介質(zhì)塊為孔徑2?4mm的泡沫陶瓷，體積為0.084m3。小孔介質(zhì)塊的設(shè)置能夠減緩混合氣體燃料的流速，大孔介質(zhì)塊的設(shè)置能夠保證噴口處燃燒所需的混合氣體燃料量并為混合氣體燃料提供更大的燃燒放熱空間，實現(xiàn)混合氣體燃料全面燃燒，為垃圾熱解提供穩(wěn)定熱源。
[0030]優(yōu)選地，噴氣口42的口徑由內(nèi)向外逐漸減小，內(nèi)表面傾斜度為15?40°，能夠為噴出的混合氣體燃料聚集增壓，增加混合氣體燃料燃燒后產(chǎn)生的高溫燃氣通入爐腔的速度，有利于垃圾充分的熱解。
[0031]進一步地，點火器為高能點火燒嘴，由于多孔介質(zhì)的蓄能作用，在裝置運行期間不用配置持續(xù)點火燃燒裝置。
[0032]在本發(fā)明用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置啟動初期，低熱值煤氣和空氣按照一定比例進入特殊的氣體混合裝置，充分混合后經(jīng)進氣管道I進入燃燒腔體4的進氣口 41，經(jīng)過多孔介質(zhì)2后噴出，由高能點火嘴點火燃燒，燃燒后的高溫氣體經(jīng)噴氣口42進入爐膛。
[0033]綜上所述，本發(fā)明在燃燒腔體內(nèi)的噴氣口前端填充了多孔介質(zhì)，混合氣體燃料通過小孔介質(zhì)塊能夠減緩流速，通過大孔介質(zhì)塊能夠保證噴口處燃燒所需的混合氣體燃料量并為混合氣體燃料提供更大的燃燒放熱空間，實現(xiàn)混合氣體燃料全面燃燒，為垃圾熱解提供穩(wěn)定熱源?；旌蠚怏w燃料的充分燃燒放熱能夠減少含氧煙氣的產(chǎn)生，燃燒后形成高熱量無氧煙氣進入爐膛，為垃圾熱解提供了熱解充分效率高、穩(wěn)定性好、強度大、體積小和污染物排放量小的工況，并且多孔介質(zhì)在點火器一次點火燃燒混合氣體燃料后能夠積蓄熱量，使后通入的混合氣體燃料在多孔介質(zhì)中的達到燃點，穩(wěn)定燃燒放熱，減小了燃燒裝置的負荷調(diào)節(jié)范圍，同時可以使用低熱值燃料實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒，增強了燃燒裝置的燃料適應(yīng)性，燃燒裝置不需持續(xù)點火裝置，能耗降低。噴口的傾斜設(shè)計增加混合氣體燃料燃燒后產(chǎn)生的高溫燃氣通入爐腔的速度，有利于垃圾充分的熱解。
[0034]最后應(yīng)說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置，其特征在于:包括燃燒腔體、多孔介質(zhì)和點火器，所述燃燒腔體的一端具有進氣口，另一端具有噴氣口，所述多孔介質(zhì)設(shè)置于所述燃燒腔體內(nèi)，且填充于靠近所述噴氣口的位置，所述點火器的噴火口設(shè)于所述噴氣口內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置，其特征在于:所述多孔介質(zhì)包括相貼合的小孔介質(zhì)塊和大孔介質(zhì)塊，大孔介質(zhì)塊靠近所述噴氣口，小孔介質(zhì)塊遠離所述噴氣口。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置，其特征在于:所述大孔介質(zhì)塊的體積比所述小孔介質(zhì)塊的體積大。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置，其特征在于:所述大孔介質(zhì)塊的孔徑為2?4mm，所述小孔介質(zhì)塊的孔徑為I?2mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置，其特征在于:所述噴氣口的口徑由內(nèi)向外逐漸減小，內(nèi)表面傾斜度為15?40°。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置，其特征在于:所述點火器為高能點火燒嘴。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置，其特征在于:所述進氣口處設(shè)有進氣管。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置，其特征在于:所述多孔介質(zhì)為泡沫陶瓷。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任意一項所述的用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置，其特征在于:所述用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置的熱負荷范圍為13?100X 104kcal/h。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于垃圾熱解的多孔介質(zhì)燃燒裝置，其特征在于:所述燃燒腔體內(nèi)通入的混合氣體燃料為低熱值氣體燃料。
【文檔編號】F23G5/12GK106051777SQ201610602240
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月27日 公開號201610602240.8, CN 106051777 A, CN 106051777A, CN 201610602240, CN-A-106051777, CN106051777 A, CN106051777A, CN201610602240, CN201610602240.8
【發(fā)明人】鐘貴全, 陳珊, 王東方, 郭科宏, 王志軍, 吳道洪
【申請人】北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司