專利名稱：用于污泥和垃圾混燒的cfb焚燒鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于熱能動力和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，涉及到一種用于污泥和垃圾混燒的CFB(循環(huán)流化床)焚燒鍋爐。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的垃圾焚燒爐設(shè)備中，較多采用的循環(huán)流化床技術(shù)，由于其具有燃燒效率高、燃料適應(yīng)性廣、有害氣體排放少等優(yōu)點，已得到迅速發(fā)展和應(yīng)用。例如名稱為"流化床垃圾焚燒爐"、專利號為ZL00200093.8的實用新型專利，是燃燒城市垃圾產(chǎn)生蒸汽從而生產(chǎn)電能的鍋爐。
近年來，隨著污水治理的力度大大加強(qiáng)，污水處理產(chǎn)生的污泥對環(huán)境造成的二次污染問題越來越嚴(yán)重。然而，現(xiàn)代化國際新型城市對環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的要求不斷提高，政府及管理部門環(huán)保意識逐漸加強(qiáng)，人們對生活質(zhì)量和健康水平的追求越來越高，因此，污泥處理處置問題被提到大中城市發(fā)展規(guī)劃急需解決的議事日程上來，早一天解決污泥處理處置問題就早一天減少污泥對環(huán)境造成的二次污染的擴(kuò)大與蔓延。也就早一天減少它的危害所帶來的嚴(yán)重后果，使污水治理得到延伸和完善。
污泥是一種由有機(jī)殘片、細(xì)菌體、無機(jī)顆粒和膠體等組成的非均質(zhì)體。它很難通過沉降進(jìn)行徹底的固液分離。污水處理產(chǎn)生的污泥是典型的有機(jī)污泥，其特性是有機(jī)物含量高(60%~80%)，顆粒細(xì)(0.02 0.2醒)，密度小(1002~1006kg/m3)，呈膠體結(jié)構(gòu)，是一種親水性污泥，容易管道輸送，但脫水性能差。隨著污泥水分的減少，污泥從純液狀流動到粘滯狀、塑性性狀、半干固體狀直到純固體狀這一過程進(jìn)行變化。通常濃縮可將含水率降到85%(含水狀態(tài))；含水率在70% 75%時，污泥呈柔軟狀態(tài)，不易流動；通常一般脫水只可降到60% 65%，此時，幾乎成為固體；含水率低到35%~40%時，成聚散狀態(tài)(以上是半干化狀態(tài))；進(jìn)一步低到10%~15%則成粉末狀。
污泥處理的總目標(biāo)是確保污泥中的有毒有害物質(zhì)，無論是現(xiàn)在還是將來都不致對人類及環(huán)境造成不可接受的危害。污泥的處理先后經(jīng)過了海洋投棄、土地填埋、堆肥化、干燥和焚燒等多種處理方法，逐步走向成熟，目前污泥的焚燒在污泥的最終處置方法中占有比較大的優(yōu)勢。
歐洲國家目前污泥的主要處置方式為農(nóng)用、填埋和焚燒。隨著歐盟各國簽訂的停止向海洋投棄污泥的協(xié)議生效，各成員國已逐步停止向海洋投棄，海岸國家受此協(xié)議的限制，已紛紛轉(zhuǎn)用焚燒法。
針對目前單獨(dú)設(shè)計污泥焚燒爐投資巨大，所以將污泥和垃圾混燒是比較經(jīng)濟(jì)實用的做法。但是現(xiàn)有的CFB垃圾焚燒爐只能用于焚燒城市垃圾，同時必須摻煤助燃，摻煤比《垃圾混合燃料熱值20%。因此需要設(shè)計出新的焚燒鍋爐，解決污泥和垃圾兩種不同燃料的混燒難題。發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種用于污泥和垃圾混燒的CFB焚燒鍋爐，能夠達(dá)到污泥順利與垃圾混燒，避免了單獨(dú)設(shè)計污泥焚燒爐的巨大投資。
為了實現(xiàn)上述目的本實用新型采取的技術(shù)方案是 一種用于污泥和垃圾混燒的CFB焚燒鍋爐，主要包括燃燒室及鍋爐尾部，鍋爐尾部設(shè)有豎井煙道，燃燒室上設(shè)有與其相連的垃圾給料口、給煤裝置及輸送組件，燃燒室下部設(shè)有風(fēng)室、中部設(shè)有二次風(fēng)口、上部設(shè)有水冷壁，燃燒室出口連接旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器下部連接返料器，返料器通過斜管與燃燒室下部相通。所述垃圾給料口上方設(shè)有與所述燃燒室相連的污泥給料口，所述垃圾給料口上方設(shè)有與所述燃燒室相連的污泥給料口，所述返料器及斜管之間串聯(lián)有換熱器，換熱器的進(jìn)料口與返料器的出口相通、其出料口經(jīng)所述斜管與燃燒室相通，換熱器內(nèi)設(shè)有高溫過熱器，所述豎井煙道內(nèi)設(shè)有與高溫過熱器相連通的低溫過熱器。這是一種整體布置的循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，其高溫過熱器布置在外置流化床換熱器內(nèi)、低溫過熱器設(shè)置在鍋爐尾部對流煙道內(nèi)，形成高低溫過熱器分置式循環(huán)流化床垃圾焚燒爐。
所述高溫過熱器內(nèi)部的換熱管均勻分布于其換熱室中，換熱室的底部設(shè)有含布風(fēng)管的布風(fēng)板，布風(fēng)管的下沿開設(shè)有小孔。
所述低溫過熱器后面的豎井煙道內(nèi)的依次設(shè)有對流管束、省煤器及空氣預(yù)熱器。工作過程中，燃燒的煙氣與外部的空氣不斷被送入焚燒爐中，煙氣經(jīng)空氣預(yù)熱器后進(jìn)入尾部煙氣凈化裝置，空氣經(jīng)空氣預(yù)熱器進(jìn)入燃燒室助燃。
所述斜管與水平線呈40° 50°的傾角。
本實用新型的有益效果可概括為以下五個方面
1.換熱器與換熱管及布風(fēng)板的均勻布置，保證了整個換熱器內(nèi)作為高溫固體顆粒的循環(huán)灰向管內(nèi)工質(zhì)的蒸汽高效傳熱和高強(qiáng)度換熱，再加上減溫器具有降低過熱蒸汽溫度的調(diào)節(jié)作用，因而又可使蒸汽出口溫度的波動值小(可小于正負(fù)5°C)并不受污泥和垃圾品質(zhì)的影響，滿足用于發(fā)電的嚴(yán)格要求，從而使得本實用新型特別適于污泥和垃圾混合燃料的發(fā)電；2. 所述返料器及斜管之間串聯(lián)有換熱器，這種換熱器的外置結(jié)構(gòu)較之放在旋風(fēng)分離器出口處的鍋爐尾部豎井煙道內(nèi)的常規(guī)做法，使換熱器徹底避免了煙氣中S02、 HC1的作用及煙氣傳熱系數(shù)較循環(huán)灰低的不利影響，從而既避免了高溫下的強(qiáng)烈腐蝕而換熱效率又高的缺陷；由于換熱器的換熱強(qiáng)度高，故換熱管的尺寸可減少，從而使整個換熱器的尺寸緊湊；另外布風(fēng)管布風(fēng)均勻結(jié)構(gòu)簡單，其下沿開小孔可避免循環(huán)灰對風(fēng)管的堵塞；而且換熱器可制成獨(dú)立的部件，能方便地串聯(lián)在循環(huán)流化床燃燒設(shè)備中，不影響原有設(shè)備中運(yùn)行的循環(huán)灰總量的平衡；
3. 在低溫?fù)Q熱器后面設(shè)置對流管束，不但可以提供足夠的受熱面將飽和水加熱至飽和汽，而且利于焚燒爐輸出的蒸汽溫度、壓力及流量達(dá)到設(shè)計要求，同時還可使燃燒室內(nèi)不布置或少布置水冷壁，保證以熱值低、水分高的垃圾或垃圾混合燃料作為能源的爐膛內(nèi)燃燒溫度；
4. 高溫過熱器設(shè)置在換熱室內(nèi)、低溫過熱器設(shè)置在鍋爐尾部的豎井對流煙道內(nèi)，可以減少換熱器內(nèi)的吸熱，提高返料灰溫度；在污泥和垃圾熱值較低時，所述焚燒爐有利于維持爐膛溫度，提高鍋爐燃燒效率；
5. 空氣預(yù)熱器的設(shè)置使空氣在被加熱之后再進(jìn)入燃燒室，減少為加熱空氣所消耗的熱量，克服污泥和垃圾混合燃料熱值低、水分高、單位時間內(nèi)進(jìn)入燃燒室量大的不利影響，進(jìn)一步保證燃燒室內(nèi)的燃燒溫度。
因此，本實用新型在原有CFB垃圾焚燒爐基礎(chǔ)上采用污泥和垃圾混燒，將原有CFB垃圾焚燒爐爐膛調(diào)整水冷壁的水冷程度，敷設(shè)不同高度的衛(wèi)燃帶，用以實現(xiàn)污泥高水分、高灰分、難著火的燃燒著火和燃盡條件，達(dá)到污泥可以順利與垃圾混燒，避免了單獨(dú)設(shè)計污泥焚燒爐的巨大投資。

圖1本實用新型所述的用于污泥和垃圾混燒的CFB焚燒鍋爐整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中l(wèi)爐膛、2污泥給料口、 3垃圾給料口、 4給煤裝置、5燃燒室、6爐內(nèi)脫硫、7
空氣預(yù)熱器、8流化風(fēng)室、9布風(fēng)板、IO風(fēng)帽、ll二次風(fēng)噴口、 12排渣管、13滾筒水冷
除渣機(jī)、14振動篩、15旋風(fēng)分離器、16返料器、17換熱器、18低溫過熱器、19對流管
束、20斜管、21豎井煙道、22省煤器、23鍋筒、24水冷壁。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，但不作為對本實用新型的限定。如圖1所示的一種用于污泥和垃圾混燒的CFB焚燒鍋爐，其中污泥和垃圾在CFB焚燒鍋爐的爐膛1混燒，經(jīng)過干化后的半干污泥由污泥給料口 2進(jìn)入爐膛1，垃圾由垃圾給料口 3進(jìn)入爐膛1。進(jìn)入爐膛1的污泥和垃圾在爐膛1中部依靠自身的重力自由下落，并在空中懸浮進(jìn)行進(jìn)一步干燥，并與循環(huán)流化床鍋爐特有的循環(huán)顆粒團(tuán)強(qiáng)烈地進(jìn)行熱交換，使半干的污泥迅速蒸發(fā)干燥，析出易于著火的揮發(fā)份?；鞜跔t膛1下部燃燒室5的密相區(qū)進(jìn)行，由于風(fēng)帽10中熱風(fēng)的作用，污泥和垃圾在密相區(qū)產(chǎn)生沸騰，在與床料劇烈的發(fā)生熱交換的同時,污泥和垃圾也進(jìn)行了充分的混合。在焚燒爐的燃燒室5中充分燃燒，并與爐內(nèi)脫硫6噴入的物質(zhì)反應(yīng)，減少有害氣體的排放。
給煤裝置4，在污泥干化和垃圾水分較多時提供助燃煤。
由鼓風(fēng)機(jī)鼓入的空氣在空氣預(yù)熱器7中被預(yù)熱到20(T35(TC，其中的60% 80%的預(yù)熱空氣量作為燃料燃燒所需的空氣量出口至風(fēng)室8，并通過布風(fēng)板9、風(fēng)帽10進(jìn)入燃燒室5使燃料充分流化、燃燒，而其余的40%~20%的預(yù)熱空氣量經(jīng)燃燒室中部的二次風(fēng)噴口 11噴入，以補(bǔ)充燃料燃燒的所需。燃燒室內(nèi)因燃料混合充分而著火升溫快，其溫度達(dá)到850°C~900°C，向燃燒室添加石灰石可以除去S02、 HC1，燃料內(nèi)不可燃的大顆?；以膳旁?2進(jìn)入滾筒式水冷除渣機(jī)13冷卻后排出，除渣機(jī)出口處的機(jī)械驅(qū)動振動篩14將小顆粒的灰粒分選后，經(jīng)提升機(jī)和物料補(bǔ)充裝置從加料口a送至燃燒室，補(bǔ)充循環(huán)灰的灰量。燃料燃燒后，被氣流夾帶的細(xì)小灰粒經(jīng)旋風(fēng)分離器15后與煙氣分離，再經(jīng)返料器16的出口進(jìn)入高溫過熱器的進(jìn)料口.此時作為循環(huán)灰的細(xì)小灰粒具有85(TC 90(TC的高溫，將熱量傳給換熱器內(nèi)的蛇形換熱管中的工質(zhì)，并降低溫度后，從出料口排出并經(jīng)斜管20返回至燃燒室5，斜管與水平線呈40。 50°的傾角，防止循環(huán)灰在管中堵塞影響焚燒爐的正常運(yùn)行，換熱器內(nèi)用隔墻分割換熱室，蛇形管換熱器均勻分布于換熱室中，在換熱管之間的空間底部布置有布風(fēng)管，布風(fēng)管的下沿開有小孔。高溫過熱器的底部設(shè)置有循環(huán)灰的排空口，該排空口平時關(guān)閉，需要時可打開以避免因循環(huán)灰進(jìn)量太大造成換熱室內(nèi)堵塞而降低流化效果。高溫過熱器的頂部設(shè)有進(jìn)料口，經(jīng)旋風(fēng)分離器分離后的、具有85(TCT90(rC高溫的煙氣進(jìn)入尾部豎井煙道21，流經(jīng)豎井煙道21內(nèi)的低溫過熱器18、對流管束19、省煤器22和空氣預(yù)熱器后，溫度降至20(TC以下，通過除塵器并在引風(fēng)機(jī)的作用下，從煙囪排出。
水在省煤器22中被加熱至飽和溫度后進(jìn)入鍋筒23，鍋筒23中的飽和水通過鍋筒23的獨(dú)立下降管道，分別進(jìn)入水冷壁24和對流管束19，在其中汽化后又返回鍋筒，飽和蒸汽從鍋筒引出后進(jìn)入布置在換熱器中的換熱管，作為換熱管內(nèi)工質(zhì)的該飽和蒸汽靠換熱器內(nèi)循環(huán)灰的傳熱可達(dá)到45(TC的設(shè)計溫度。當(dāng)?shù)陀诖藴囟戎?'C時，垃圾焚燒爐的控制系統(tǒng)即啟動換熱器的螺旋給料機(jī)進(jìn)行補(bǔ)燃，當(dāng)高于此溫度值5'C時，控制系統(tǒng)啟動減溫器降低過熱蒸汽的溫度，從而使溫度為45(TC，波動值為土5t:的過熱蒸汽作為產(chǎn)品輸出而用于發(fā)電。這對于過熱蒸汽是一種充分的利用，同時顯著地節(jié)省了能源，具有極積的推廣價值。
因此，本實用新型在原有CFB垃圾焚燒爐基礎(chǔ)上采用污泥和垃圾混燒，將原有CFB垃圾焚燒爐爐膛調(diào)整水冷壁的水冷程度，敷設(shè)不同高度的衛(wèi)燃帶，用以實現(xiàn)污泥高水分、高灰分、難著火的燃燒著火和燃盡條件，達(dá)到污泥可以順利與垃圾混燒，避免了單獨(dú)設(shè)計污泥焚燒爐的巨大投資。
以上所述的實施例，只是本實用新型較優(yōu)選的具體實施方式
的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種用于污泥和垃圾混燒的CFB焚燒鍋爐，主要包括燃燒室及鍋爐尾部，鍋爐尾部設(shè)有豎井煙道，燃燒室上設(shè)有與其相連的垃圾給料口、給煤裝置及輸送組件，燃燒室下部設(shè)有風(fēng)室、中部設(shè)有二次風(fēng)口、上部設(shè)有水冷壁，燃燒室出口連接旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器下部連接返料器，返料器通過斜管與燃燒室下部相通，其特征在于所述垃圾給料口上方設(shè)有與所述燃燒室相連的污泥給料口，所述返料器及斜管之間串聯(lián)有換熱器，換熱器的進(jìn)料口與返料器的出口相通、其出料口經(jīng)所述斜管與燃燒室相通，換熱器內(nèi)設(shè)有高溫過熱器，所述豎井煙道內(nèi)設(shè)有與高溫過熱器相連通的低溫過熱器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污泥和垃圾混燒的CFB焚燒鍋爐，其特征在于所述高溫過熱器內(nèi)部的換熱管均勻分布于其換熱室中，換熱室的底部設(shè)有含布風(fēng)管的布風(fēng)板，布 風(fēng)管的下沿開設(shè)有小孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污泥和垃圾混燒的CFB焚燒鍋爐，其特征在于所述 低溫過熱器后面的豎井煙道內(nèi)的依次設(shè)有對流管束、省煤器及空氣預(yù)熱器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的用于污泥和垃圾混燒的CFB焚燒鍋爐，其 特征在于所述斜管與水平線呈40。 50°的傾角。
專利摘要本實用新型提供了一種用于污泥和垃圾混燒的CFB焚燒鍋爐，主要包括燃燒室及鍋爐尾部，鍋爐尾部設(shè)有豎井煙道，燃燒室上設(shè)有與其相連的垃圾給料口、給煤裝置及輸送組件，燃燒室出口連接旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器下部連接返料器，返料器通過斜管與燃燒室下部相通，所述垃圾給料口上方設(shè)有與所述燃燒室相連的污泥給料口，所述返料器及斜管之間串聯(lián)有換熱器，換熱器內(nèi)設(shè)有高溫過熱器，高溫過熱器的進(jìn)料口與返料器的出口相通、其出料口經(jīng)所述斜管與燃燒室相通，所述豎井煙道內(nèi)設(shè)有與高溫過熱器相連通的低溫過熱器。本實用新型能夠達(dá)到污泥順利與垃圾混燒，避免了單獨(dú)設(shè)計污泥焚燒爐的巨大投資。
文檔編號F23G5/30GK201281346SQ200820122828
公開日2009年7月29日 申請日期2008年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月28日
發(fā)明者姜鴻安, 明 栗, 王福核, 堅 金, 魯光明 申請人:北京中科通用能源環(huán)保有限責(zé)任公司