[发明专利]一种柱体层状处置生物质燃料的装置及方法

说明书

本发明公开了一种柱体层状处置生物质燃料的装置及方法，解决了生物质协同焚烧处置过程中存在的技术问题。它包括包括旋风筒（1）、分解炉（2）、烟室（3）、柱体层状扒杆焚烧炉（4）、静态三次风管（6）、回转窑（7）、窑头燃烧器（8）、冷却机（9）；其中，所述旋风筒（1）后连接分解炉（2）进行碳酸盐分解，分解炉下面连接有烟室（3），烟室（3）后接有回转窑（7），回转窑（7）后端设置有冷却机（9），所述分解炉（2）和静态三次风管（6）设置有柱体层状扒杆焚烧炉（4）。本发明具有系统相对简单、占用面积小、运行稳定可靠、运行费用较低及生物质适应性强、燃尽率高等独特优越性。

技术领域

本发明属于水泥熟料制造领域，具体涉及一种柱体层状处置生物质燃料的装置及方法。

背景技术

利用工业窑炉焚烧处置生物质及生活替代燃料时，为解决此类多相生物质的无法稳定燃烧的问题，通常对入炉物料热值有约束性要求，对干燥、着火、燃烧、燃尽的区域要进行针对性的设备结构开发以保证焚烧处置效果。目前水泥行业常用的生物质焚烧处置装置主要有以下类型：

（1）机械生物法：采用机械生物法将生物质中的可燃组分脱水、分选后，富集制备成RDF，RDF燃烧产生的部分渣土替代原料利用，部分分选残渣进行填埋处置。但RDF粒度、水分直接影响分解炉内生物质燃烧的进程，爆燃现象影响分解炉稳定性。废弃物在炉内停留时间短，部分大颗粒或难燃物处置有后燃烧现象，容易发生不完全燃烧情况。

（2）热解炉技术：固体废弃物在简易脱水、粗碎后，通过密封喂料装置送入热解气化炉，热解气化炉内铺设流态化的石英砂层，生物质入炉后在流态化的石英砂层内加热、干燥、气化、传热，通过热解方式将生物质可燃质转化为可燃烟气进入分解炉内。但气化炉内气化烟气热品质不高，入分解炉热转化效率偏低，约30%左右。生物质品质对热解过程影响较大，需配置必要的补燃措施。

（3）热盘炉技术：生物质通过简单的脱水、粗碎后，送入热盘炉焚烧处置。热盘炉底部有旋转炉盘，内部配置有耐火材料。热盘炉植入分解炉锥体部分，对分解炉的有效容积及流场的稳定控制有不利影响，破环了原烧成系统平衡。较高水分生物质在热盘炉内只能以固定床的方式在炉盘表面燃烧，刮板入炉物料燃尽率低。

（4）阶梯炉技术：对入炉三次风区域进行改造，在分解炉底部植入倾斜角度在12~15°的阶梯炉，炉体部分或全部三次风通过阶梯炉，生物质经过密封给料送入阶梯炉。但物料的停留时间严格依赖于底部的炉排运动频度或压缩空气的吹扫频次。

（5）炉排炉技术：固体废弃物简易脱水后，送入炉排炉焚烧处置，该技术采用冷空气作为助燃风及水淬排渣、引入分解炉的热工管道散热等降低了系统的热利用效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柱体层状处置生物质燃料的方法，本发明创造的主要目的是系统地解决上述传统解决生物质协同焚烧处置过程中存在的问题，在当前大型水泥熟料烧成系统的三次分管，增加柱体层状式高温焚烧固体废弃物装置，利用水泥生产的高温三次风实现对喂入的生物质替代燃料快速干燥、着火，实现稳定燃烧，其中产生的废气进入分解炉内继续燃烧分解。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种柱体层状处置生物质燃料的装置，包括旋风筒、分解炉、烟室、柱体层状扒杆焚烧炉、静态三次风管、回转窑、窑头燃烧器、冷却机；其中，

所述旋风筒后连接分解炉进行碳酸盐分解，分解炉下面连接有烟室，烟室后接有回转窑，回转窑后端设置有冷却机，所述分解炉和静态三次风管设置有柱体层状扒杆焚烧炉，静态三次风管后接有窑头燃烧器。

进一步的，所述柱体层状扒杆焚烧炉和静态三次风管之间设置有三次风管闸阀，将三次风导向柱状焚烧炉。

进一步的，所述柱体层状扒杆焚烧炉上设置有替代生料喂入口，生物质稳定燃烧会释放大量热量，将一部分生物质替代燃料从替代生料喂入口引入柱体层状扒杆焚烧炉，利用生料碳酸盐分解吸热和生物质燃烧放热之间的耦合平衡控制管内温度。