[发明专利]循环流化床垃圾焚烧锅炉及其污染控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种垃圾焚烧锅炉及其污染物控制系统。

背景技术

据统计资料显示，2011年我国城市生活垃圾总产量已超过2.9亿吨，并以每年8％～10％速度递增。数量巨大的城市垃圾已成为困扰我国经济发展的难题。焚烧法具有节约用地，可消灭各种病原体、处理量大、速度快等优点，并且配有热能回收发电系统和垃圾焚烧尾气处理系统，社会效益和环保效益巨大，因此垃圾焚烧处理比例逐渐增多。

垃圾焚烧锅炉炉型主要有机械炉排焚烧炉、回转窑式焚烧炉和流化床或循环流化床焚烧炉。由于我国生活垃圾没有分类，品质差、成分复杂、水分高、热值低(800～1200Kcal/kg)等弊端，采用炉排炉焚烧垃圾，通常炉膛出口达不到环保要求的850℃，但垃圾焚烧厂为了降低运行成本，不愿意投油助燃，因而焚烧效果较差，污染物排放浓度不易达到生活垃圾焚烧污染控制标准。回转窑对含水量高、热值低的垃圾的焚烧存在着火困难、燃烧不充分等问题，并且回转窑的处理量不大，设备昂贵，其经济性较差。由于流化床或循环流化床具有燃烧充分、处理量大等优点，特别适合处理水分含量高，热值低的垃圾，并且国家政策允许掺烧20％的煤，因此在我国垃圾焚烧领域受到了广泛的重视。据不完全统计国内垃圾焚烧采用流化床或循环流化床已占到40％左右。

国内采用循环流化床焚烧垃圾的专利主要有以下几项：

华西能源工业股份有限公司的实用新型专利“用于垃圾焚烧的循环流化床锅炉”(专利号：ZL 201020147387.0)，虽然能防止积灰、腐蚀和磨损现象，但还存在以下缺点：1、布风板呈前高后低倾斜布置，但是没有采取分室布风，床料并不能形成内漩涡流动，导致大渣排出困难，平均运行一个半月就需停炉排渣一次；2、过热器后布置二级下排气分离器，分离效率低、阻力大，电耗高。

东南大学和无锡太湖锅炉有限公司共同获得了发明专利“城市生活垃圾流化床气化燃烧处理方法”(专利号：ZL 200810024077.7)，此方法虽然能实现垃圾的分级燃烧，抑制二次污染物的生成，但还存在以下缺点：1、布风板虽然倾斜5～20°，但没有采取分室布风，床料并没有形成内漩涡流动，导致大渣排出困难；2、分离器后直接布置过热器，容易导致过热器发生严重积灰、腐蚀问题；3、垃圾焚烧前布置了垃圾破碎系统，但实践证明，垃圾破碎刀具磨损非常严重，且耗电量大，效果差，垃圾焚烧厂都弃用该破碎系统。

北京中科通用能源环保有限责任公司获得了两个实用新型专利“辐射燃烬的循环流化床垃圾焚烧锅炉”和“抑制二恶英类物质生成的垃圾焚烧系统”(专利号分别为ZL200920292693.0和ZL 200920350906.0)，这两个实用新型专利的布风板均采用水平布置，运行结果表明，排渣困难，平均运行一个月至一个半月就需停炉排渣一次，年平均运行时间只有六千多小时，与要求的八千小时相差较远，焚烧炉可用率低，严重影响垃圾焚烧厂的运行经济性。

山西蓝天环保设备有限公司获得的发明专利“循环流化床生活垃圾焚烧发电锅炉”(专利号：ZL 201010199911.3)，采用水平布风板，存在严重排渣问题；分离器后没有设置烟气冷却室，过热器容易发生积灰、腐蚀。

南通万达锅炉有限公司申请的发明专利“纯烧垃圾流化床锅炉”(专利号：ZL201110135594.3)提供了无需掺煤的纯烧垃圾流化床锅炉，但采用水平布风板，存在大渣排出困难，平均运行一个月至一个半月就需停炉排渣一次，年平均运行时间只有六千多小时；并且前置的空气预热器节距只有90mm，而空气温度达到400～450℃，这时管壁温度已达到500～550℃，灰呈现软化状态，必然存在严重积灰和腐蚀问题。此外，尾部低温空气预热器存在露点腐蚀问题。再有，在夏天垃圾水分高达40～60％时，垃圾热值只有700-800Kcal/kg，就会出现燃烧不稳定，要实现纯烧垃圾困难很大。

杭州能达华威设备有限公司获得的发明专利“沸腾复合循环流化床垃圾焚烧锅炉”(专利号：ZL 200910097419.2)通过增加湍流室，使垃圾在进入沸腾室前就充分的干燥和热解，解决了垃圾因热值低导致燃烧不稳定问题，但其排渣口水平布置，存在严重的排渣困难。

综上所述，目前循环流化床垃圾焚烧炉主要存在问题就是排渣困难，一般一个半月停一次炉，清理布风板上沉积的大渣，使得垃圾焚烧厂年平均运行时间只有六千多小时，与要求的八千小时相差较远，严重影响垃圾焚烧厂的经济性，需要亟待解决。

发明内容