生活垃圾热解气化焚烧炉排炉及其处理系统的制作方法

本实用新型涉及垃圾热解气化处理领域，特别涉及一种生活垃圾热解气化焚烧炉排炉及其处理系统。

背景技术：

目前在生活垃圾处理领域主要有热解气化和焚烧二种处理方式：

1、垃圾焚烧普遍采用的是机械炉排炉或流化床工艺方式的焚烧，是将生活垃圾放在一个焚烧炉内进行高温焚烧，并将焚烧产生的热量进行利用发电，该焚烧方法存在着设备投资大，运营成本高，温度变化幅度大，排放达标难等缺点：

(1)垃圾在炉内扰动较大，会产生大量的飞灰；

(2)烟气燃烧不彻底，携带固态二噁英的粉尘颗粒量大，导致二噁英浓度较高，一氧化碳逃逸率高，以及富氧燃烧后的残氧含量高，从而容易合成氮氧化物、二氧化硫等污染物，造成后期烟气处理困难，运营成本较高的问题；

(3)由于炉排炉的干燥、燃烧和燃烬过程都是在炉排上完成，造成炉排面积大，炉排机械负荷大；

(4)干燥、燃烧和燃烬处于同一路膛内，而垃圾干燥是一个吸热过程，造成炉膛内的温度相对不稳定；

(5)设备投资成本高；

(6)缺少独立的二燃室，无法高温破坏氯化氢二噁英等污染物；

2、垃圾热解气化是将垃圾静止处于一个密闭缺氧的环境，通过垃圾固定碳的残烧产生的高温使其吸热分解气化，这种工艺方法(即垃圾自身燃烧)温度的稳定至关重要，而目前市场上出现的垃圾热解气化设备，经气化后垃圾的燃烧普遍存在着不稳定的问题，其将直接导致热解气化的不稳定，同时，存在炉渣因为低温而结焦，出渣也就存在着问题。

在一篇专利名称为一种基于炉排炉的热解气化处理系统(专利号cn110486728)的专利中虽然其名称叙述的是热解气化处理系统，但根据其结构特点不难看出，其仍然是一个焚烧处理系统，其结构特点如下：

(1)敞开式炉膛，烟气直接流走；

(2)没有少氧、气化的过程和独立的二燃室；

(3)垃圾直接进入炉排焚烧，垃圾扰动产生的飞灰直接随烟气流走，且没有任何的截留；

(4)其唯一的特点是利用了部分少氧尾气的温度用于烘干，但改变不了焚烧炉的特质，且会造成烟气量的紊乱。

技术实现要素：

本实用新型的目的提供一种生活垃圾热解气化焚烧炉排炉及其处理系统，解决上述现有的技术问题中的一个或多个。

本实用新型中的一种生活垃圾热解气化焚烧炉排炉，包括热解气化装置、二燃室以及焚烧系统，焚烧系统包括焚烧炉膛和炉排装置，热解气化装置设置在焚烧炉膛的上方，且与焚烧炉膛连通，焚烧炉膛连通一次风进风口，焚烧炉膛的底部安装有炉排装置，二燃室设置在热解气化装置的上方，且与热解气化装置连通，热解气化装置的上部设有进料口，二燃室上设有二次风进风管。

在某些实施方案中，所述热解气化装置由筒体和炉辊组成，炉辊安装于进料口下方，所述二燃室呈筒体结构，二燃室侧面上部设有烟气出口，二燃室下部设有若干二次风进风管，二次风进风管呈旋风布置结构；二次风进风管上方的二燃室上安装有燃烧器。

在某些实施方案中，所述炉排装置倾斜设置，炉排装置的高位端设有给料平台，热解气化装置安装在给料平台的上方，给料平台的一侧设置有给料装置，给料平台的另一侧连接焚烧炉膛，炉排装置的下方设有落灰进风仓，落灰进风仓呈中空的倒梯形台结构，落灰进风仓上口与炉排装置连接，落灰进风仓的底部设有落灰口，落灰口上设有第一卸灰阀，一次风进风口设置在落灰进风仓的侧面上，且通过落灰进风仓的上口和炉排装置与焚烧炉膛连通，炉排装置的低位端设有落渣通道，落渣通道的下方设有出渣装置。

在某些实施方案中，所述出渣装置包括壳体、出渣驱动装置、出渣驱动连杆机构以及出渣推杆，壳体呈u型状，壳体与落渣通道连接，且壳体顶部设有与落渣通道连通的落渣口，出渣驱动装置、出渣驱动连杆机构以及出渣推杆依次连接，并安装于壳体驱动的一侧，出渣驱动装置和出渣驱动连杆机构安装于壳体外，出渣推杆安装于壳体内，壳体上与壳体驱动的一侧相对的一侧为壳体的非驱动侧，壳体的非驱动侧上设有出渣口。

在某些实施方案中，所述炉排装置包括炉排支架、炉排、炉排驱动装置、炉排压紧装置以及料层控制装置，炉排包括动炉排片和静炉排片，动炉排片和静炉排片按行间隔布置，且动炉排片和静炉排片上均设有一次风孔，炉排支架包括侧墙板、固定横梁、动横梁以及支架，侧墙板的中间设有中空层，中空层上下两侧的平面上均设有通风口，一次风进风口通过上口和通风口与焚烧炉膛连通，用于向焚烧炉膛内输送一次风，固定横梁设置在两块侧墙板之间，动横梁与固定横梁间隔布置，静炉排片安装在固定横梁上，动炉排片安装在动横梁上，炉排压紧装置安装于炉排装置的低位端，炉排压紧装置后设有料层控制装置。

在某些实施方案中，所述生活垃圾热解气化焚烧炉排炉还包括进料系统，进料系统包括进料斗和进料溜槽，进料斗与进料溜槽连接，进料溜槽的下方安装有进料装置，进料装置与进料口连接，其中进料溜槽采用水冷夹套结构，进料溜槽上设置有密封门和防火喷水装置，防火喷水装置通过管道与水泵连接，防火喷水装置用于向进料溜槽内喷水。

应用生活垃圾热解气化焚烧炉排炉的处理系统，包括生活垃圾热解气化焚烧炉排炉、余热利用系统、烟气净化系统以及烟气排放系统，余热利用系统包括余热利用设备和脱硝装置，脱硝装置包括喷液池、喷液泵以及喷口，喷液池用于盛放脱硝用液体，喷液池通过管道依次连接喷液泵和喷口，喷口安装于余热利用设备上，余热利用设备的烟气进口与二燃室的烟气出口连接，余热利用系统的烟气出口与烟气净化系统的烟气进口连接，烟气净化系统的烟气出口与烟气排放系统连接。

在某些实施方案中，所述生活垃圾热解气化焚烧炉排炉及其处理系统还包括废气液处理装置，二燃室内设有渗滤液喷雾嘴，废气液处理装置包括废液处理和废气处理二部分，废液处理部分分别连通渗滤液池和渗滤液喷雾嘴，渗滤液喷雾嘴用于将渗滤液喷射到二燃室内；废气处理部分用于将预处理区与空气预热器、一次风进风口以及二次风进风管连通，空气预热器与余热利用设备连接，利用余热利用设备为空气预热器提供热源，废气处理部分将预处理区的废臭异味空气经空气预热器预热，通过一次风进风口和二次风进风管分别向焚烧炉膛和二燃室供风。

在某些实施方案中，所述脱硝装置装置采用的是sncr脱硝装置，所述烟气净化系统包括脱酸冷却装置、吸附净化装置、烟气除尘系统以及scr脱硝系统，脱酸冷却装置的烟气进口与余热利用系统的烟气出口连接，脱酸冷却装置的烟气出口与吸附净化装置的烟气进口连接，烟气除尘系统的烟气进口与吸附净化装置的烟气出口连接，烟气除尘系统的烟气出口与scr脱硝系统的烟气进口连接，scr脱硝系统的烟气出口与烟气排放系统连接。

本实用新型所述的一种生活垃圾热解气化焚烧炉排炉及其处理系统的优点为：

1、垃圾的热解气化装置等独立于炉排，有效减少了炉排面积，降低了炉排的机械负荷，降低设备投资成本；

2、以焚烧炉排炉为基础进行热解气化，发挥热解气化烟气洁净的长处，垃圾先经热解气化再进入焚烧系统，这样使得焚烧炉膛内的垃圾燃烧的更加稳定、充分，同时也为热解气化提供了稳定的高温条件，保证了热解气化的持续稳定，提高了燃烧产生的烟气中所含有的热能，热效率高；

3、将热解气化装置设置在焚烧炉膛的上方，二燃室设置在热解气化装置的上方，焚烧炉膛内焚烧产生的烟气在向上传送时会在经过热解气化装置内的垃圾时会被过滤，烟气中的大部分飞灰会被垃圾料层截留，大大降低了烟气中飞灰含量，同时热解气化可燃气在二燃室内燃烧大大的提高了二燃室的温度，使得二噁英等有害物质能够得到更有效的破解，降低了烟气中的二噁英浓度，便于后续的烟气处理，更利于烟气的达标排放，降低运营的成本；

4、对烟气进行sncr和scr双脱硝工艺处理，有效的保证了脱硝效果；

5、采用了ggh烟气返加热处理，大大降低了脱硝运行成本。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施方式中生活垃圾热解气化焚烧炉排炉处理系统的结构示意图；

图2为本实用新型的一种实施方式中炉排装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提出一种应用生活垃圾热解气化焚烧炉排炉及其处理系统，处理系统包括废气液处理装置9、生活垃圾热解气化焚烧炉排炉、余热利用系统、烟气净化系统以及烟气排放系统，生活垃圾热解气化焚烧炉排炉、余热利用系统、烟气净化系统以及烟气排放系统依次连接，废气液处理装置9与生活垃圾热解气化焚烧炉排炉连接，余热利用系统包括余热利用设备31和脱硝装置33，余热利用设备31采用余热锅炉或换热器，脱硝装置33采用sncr脱硝装置，脱硝装置33包括喷液池331、喷液泵332以及喷口333，喷液池331盛放的是脱硝用液体，脱硝用液体可采用液氨，喷液池331通过管道依次连接喷液泵332和喷口333，喷口333安装于余热利用设备31上；

生活垃圾热解气化焚烧炉排炉包括进料系统、二燃室25、热解气化装置24、给料系统21以及焚烧系统，焚烧系统包括焚烧炉膛22和炉排装置23，热解气化装置24设置在焚烧炉膛22的上方，且与焚烧炉膛22连通，焚烧炉膛22连通一次风进风口261，焚烧炉膛22的底部安装有炉排装置23，二燃室25设置在热解气化装置24的上方，且与热解气化装置24连通，热解气化装置24上部设有进料口，二燃室25上设有二次风进风管253，进料系统与热解气化装置24上的进料口连接，

其中二燃室25呈筒体结构，顶部安装渗滤液喷雾口251和紧急排放口252，侧面上部设有烟气出口，与余热利用设备31相连接，进料口设置在二燃室25的中部的侧壁上，通过进料口投入垃圾使得垃圾掉落到热解气化装置24中，进料口上方设有若干二次风进风管253，呈旋风布置结构；二燃室25上设有二次风进风管253，二次风进风管253上方的二燃室25上安装有燃烧器254，

进料系统包括进料斗11和进料溜槽12，进料斗11与进料溜槽12连接，进料溜槽12采用水冷夹套结构，进料溜槽12上设置有密封门13和防火喷水装置15，密封门13安装在进料溜槽12内靠近进料斗11的位置，在进料溜槽12内安装温度检测元件和火焰检测元件，通过火焰检测和温度检测元件检测驱动密封门13和防火喷水装置15打开或关闭，密封门13采用液压、气压或电动驱动，在火焰检测元件检测到进料溜槽12内出现火焰时，密封门13关闭，通过密封门13阻挡物料和外界空气通过进料溜槽进入进料溜槽12中，防火喷水装置15用过管道与水泵连接，防火喷水装置15用于对进料溜槽12内喷水，防火喷水装置15采用的是喷水嘴，在检测到进料溜槽12内出现火焰或垃圾温度过高，温度检测元件检测到的温度数据值超过第一阈值(第一阈值可以通过内置的自动化程序代码进行设定修改)，通过防火喷水装置15对进料溜槽12内垃圾进行喷水，防止进料溜槽12内的垃圾燃烧，进料溜槽12的下方安装有进料装置14，进料装置14与进料口连接，其中当没有进料装置14时进料溜槽12可以直接与进料口连接，进料装置14由进料驱动装置141和进料推杆142组成，进料驱动装置141可以采用液压、气压或电动驱动，进料驱动装置141与推料推杆142连接，进料推杆142插入进料溜槽12内，用于将垃圾推入热解气化装置24中；

热解气化装置24由筒体241和炉辊242组成，炉辊242安装于热解气化筒体241的中部(其中炉辊242不安装时热解气化装置24也可以使用)，筒体241的顶部与二燃室25连通，筒体241的底部与焚烧炉膛22连通，

热解气化装置24的下方炉排装置23高端外侧设有给料装置21，给料装置包括给料驱动装置211、给料推杆212以及给料平台213，给料推杆212设置在给料平台213上，给料平台213设在炉排装置23的高位端，给料驱动装置211可以采用液压、气压或电动驱动，给料驱动装置211与给料推杆212连接，给料推杆212插入焚烧炉膛22内，通过给料驱动装置211驱动给料推杆212将垃圾推到炉排装置23上，

炉排装置23倾斜设置，热解气化装置24安装在给料平台213的上方，给料平台213的一侧设置有给料装置21，给料平台213的另一侧连接焚烧炉膛22，炉排装置23的下方设有落灰进风仓26，落灰进风仓26呈中空的倒梯形台结构，落灰进风仓26上口与炉排装置23连接，落灰进风仓26的底部设有落灰口，落灰口上设有第一卸灰阀262，一次风进风口261设置在落灰进风仓26的侧面上，炉排装置23的低位端设有落渣通道222，落渣通道222的下方设有出渣装置27，其中炉排装置23的倾斜角度a为22-26°，

如图2所示，炉排装置23包括炉排支架、炉排、炉排驱动装置、炉排压紧装置235以及料层控制装置236，炉排包括动炉排片232和静炉排片233，动炉排片232和静炉排片233按行间隔布置，且动炉排片232和静炉排片233上均设有一次风孔，炉排支架包括侧墙板2311、固定横梁2312、动横梁2313以及支架2314，侧墙板2311的中间设有中空层，中空层上下两侧的平面上均设有通风口，一次风进风口261通过上口和通风口与焚烧炉膛22连通，用于向焚烧炉膛22内输送一次风，固定横梁2312设置在两块侧墙板2311之间，动横梁2313与固定横梁2312间隔布置，静炉排片233安装在固定横梁2312上，动炉排片232安装在动横梁2313上，炉排压紧装置235安装于炉排装置23的低位端，压紧最末端一行炉排，炉排压紧装置235上设有料层控制装置236，用于控制料层厚度，炉排装置23每两个侧墙板2311之间布置若干动炉排片232和静炉排片233为一列，操作人员可以根据处理量的大小设定炉排装置23的数量，图2中形成的是逆推式炉排，在此生活垃圾热解气化焚烧炉排炉中还可以采用顺推式炉排或顺推式与逆推式组合的炉排，其中炉排驱动装置由炉排驱动主体2341、炉排驱动杆2342、炉排驱动连杆机构2343、炉排驱动梁2344组成，并依次连接，炉排驱动梁2344安装于炉排片下方，穿过固定横梁2312和动横梁2313，并与动横梁2313固定连接，炉排驱动主体2341采用液压或电动驱动，热解气化装置24为筒状结构，安装于焚烧炉膛22上方，与焚烧炉膛22烟气出口连接，

出渣装置27包括壳体271、出渣驱动装置272、出渣驱动连杆机构273以及出渣推杆274，壳体271呈u型状，壳体271与落渣通道222连接，且壳体271顶部设有与落渣通道222连通的落渣口，出渣驱动装置272、出渣驱动连杆机构273以及出渣推杆274依次连接，并安装于壳体271驱动的一侧，出渣驱动装置272和出渣驱动连杆机构273安装于壳体271外，出渣推杆274安装于壳体271内，壳体271上与壳体271驱动的一侧相对的一侧为壳体271的非驱动侧，壳体271的非驱动侧上设有出渣口；

废气液处理装置9包括废液处理和废气处理二部分，废液处理部分分别连通渗滤液池和渗滤液喷雾嘴251，渗滤液喷雾嘴251用于将渗滤液喷射到二燃室25内，废液处理部分可以采用抽液装置(比如抽液泵)和管道，通过抽液泵抽取渗滤液池中的废液通过管道引导到渗滤液喷雾嘴251处喷出；废气处理部分用于将预处理区与空气预热器32、一次风进风口261以及二次风进风管253连通，空气预热器32与余热利用设备31连接(如果余热利用设备31采用的是余热锅炉时，空气预热器32与余热锅炉的分汽包连接)，利用余热利用设备为空气预热器32提供热源，废气处理部分将预处理区的废臭异味空气经空气预热器32预热，然后将预热后的废弃通过一次风进风口261和二次风进风管253分别导入焚烧炉膛22和二燃室25中，其中预处理区指的是用于垃圾堆放、发酵、破碎等预处理区域，废气处理部分可以采用抽气装置(比如气泵)和管道，通过抽气装置将预处理区的气体抽取形成废气，然后通过管道的引导将废气导入空气预热器32中预热，然后再通过管道将预热后的废气导入到一次风进风口261处和二次风进风管253中，

烟气净化系统包括脱酸冷却装置4、吸附净化装置5、烟气除尘系统6以及scr脱硝系统7，脱酸冷却装置4的烟气进口与余热利用设备的烟气出口连接，脱酸冷却装置4的烟气出口与吸附净化装置5的烟气进口连接，烟气除尘系统6的烟气进口与吸附净化装置5的烟气出口连接，烟气除尘系统6的烟气出口与scr脱硝系统7的烟气进口连接，scr脱硝系统7的烟气出口与烟气排放系统连接脱酸冷却装置4包括脱酸冷却塔41、高速旋转喷雾装置42、脱酸液池43、喷雾泵44以及第二卸灰阀45，脱酸冷却塔41烟气进口连接到余热利用设备31的烟气出口，高速旋转喷雾装置42安装在脱酸冷却塔41顶部，脱酸液池43通过管道依次连接喷雾泵44和高速旋转喷雾装置42，脱酸液池43中盛放的是ca(oh)2溶液，第二卸灰阀45安装于脱酸冷却塔41底部，

吸附净化装置5包括吸附净化装置本体51和干粉给料机52，吸附净化装置进出口分别连接脱酸冷却塔的烟气出口和布袋除尘器61的烟气进口，干粉给料机52安装于附净化装置本体上，

烟气除尘系统6包括布袋除尘器61、压缩空气装置62以及第三卸灰阀63，压缩空气装置62与布袋除尘器61连接，第三卸灰阀63安装于布袋除尘器61底部，

scr脱硝系统7包括ggh烟气加热装置71、sgh烟气加热装置72、scr脱硝装置73以及盛放脱硝剂的容器74，

烟气排放系统8包括引风机81和烟囱82，通过引风机81将scr脱硝系统7排出的烟气引入烟囱82，然后排出。

本实施例中叙述的生活垃圾热解气化焚烧炉排炉及其处理系统的工作原理如下：

步骤1、生活垃圾经投送料装置投送到进料斗11进入进料溜槽12，由进料装置14将溜槽内垃圾推送进入热解气化装置24，形成垃圾料层；

步骤2、焚烧炉膛22内高温烟气在引风机81作用下，通过焚烧炉膛22向上排出，经过热解气化装置24内的垃圾料层向上行走，垃圾在高温烟气作用下进行干燥和热解气化，热解气化装置的炉辊241转动，通过炉辊241的转动一方面可以防止发生结焦，同时有利于热解的可燃气流动排出，同时焚烧炉膛22中排出的烟气经过垃圾料层时被过滤，烟气中含有的飞灰等会被拦截附着于垃圾上，使烟气得到净化；

步骤3、经热解气化后的垃圾在热解气化装置24内继续下沉落在给料装置21的给料平台213上，由给料装置21推料，进入炉排装置23后，物料再依次经过燃烧区和燃烬区，由于垃圾已经被干燥、热解气化，物料进入炉排装置23后直接进行燃烧，保证了焚烧炉膛22内的温度不受进料发生波动和影响，燃烧、燃烬稳定；

步骤4、炉排驱动装置234推动动炉排232在静炉排233上往复运动，将底部的垃圾推动并上翻，同时将料层沿炉排整体向下移动，使炉排上的垃圾物料得到混合搅拌，燃烧更充分；

步骤5、预处理区的废臭空气，经废气液处理装置9送到空预器32预热后的高温一次风通过管道和一次风机经落灰进风仓26的一次风进风口261进入，从侧墙板2311、一次风孔排出，向炉排上的料层和焚烧炉膛22供风，保证了物料充分燃烧和焚烧炉膛22温度的稳定；

步骤6、焚烧炉膛22燃烧产生的高温烟气在引风机作用下，从炉膛22的烟气出口进入热解气化装置24，为热解气化装置24中垃圾的热解气化提供热能，并随同热解气化产生的可燃气进入二燃室25，由于热烟气和可燃气经过垃圾料层的过滤，烟气中的飞灰被截留，使烟气中飞灰大大减少，二噁英浓度大大降低；

步骤7、可燃气进入二燃室25，同时经空预器32预热的高温废臭空气经二次风机从二次风进风管253进入二燃室25，为烟气燃烧提供二次风，二次风进入二燃室后，带动烟气在二燃室25内形成旋流，可燃气在二燃室与二次风充分混合和燃烧，保证烟气高温燃烧的停留时间不低于2秒，烟气中二噁英等有害物质得到高温破解；

步骤8、经充分燃烧的高温烟气由二燃室25的烟气出口排出，进入余热利用设备31进行余热利用，余热锅炉或换热器生产的蒸汽或热水可用于发电和为生产或生活提供热能，为本系统创造经济效益；

步骤9、炉排工作过程中，有少量的细灰从孔隙下落，进入落灰进风仓26，并由落灰口经卸灰阀262排出,输送到落渣通道222并落入出渣装置27；

步骤10、在炉排和炉渣重力作用下，炉渣从落渣通道222的落渣口进入出渣装置27，经出渣驱动装置272通过出渣驱动连杆机构273驱动出渣推杆274，将炉渣排出；

步骤11、经二燃室高温燃烧的高温烟气进入余热利用设备31后，与脱硝装置33的喷口333喷射的液氨接触，脱除烟气中的氮氧化物，在炉内换热后从烟气出口进入脱酸冷却塔41；

步骤12、脱酸液池43内的ca(oh)2溶液经喷雾泵44输送经高速旋转喷雾装置42作用在脱酸冷却塔41内雾化，与进入塔内的烟气接触反应，脱除烟气中的酸性物质；在烟气温度的作用下，反应物经干燥呈颗粒粉状落入塔的底部经第二卸灰阀45排出；

步骤13、烟气经脱酸后在吸附净化装置5的吸附净化装置本体51内与干粉给料机52的活性炭和消石灰接触，烟气中的粉尘颗粒被吸附，残余的酸性物质被进一步脱除；

步骤14、经吸附净化的烟气进入烟气除尘系统6，其中的剩余粉尘颗粒被布袋除尘器61的布袋拦截；

步骤15、烟气经烟气除尘系统6除尘后，进入脱硝系统7的脱硝装置73，由于大量的粉尘已被拦截，对后续的脱硝非常有利，为保证脱硝效果打下了基础，但由于布袋除尘器对烟气温度的限制，导致除尘后烟气温度较低，不适合scr脱硝的温度要求，通过将scr脱硝后的高温烟气通过ggh烟气加热装置71返用于脱硝前，对除尘后的低温烟气进行加热，并后续辅以sgh烟气加热器72来保证烟气温度达到scr脱硝要求的温度，从而既保证了烟气的脱硝效果，同时又节约了能源，大大降低了运行成本，比未采用ggh烟气返用加热装置的降低27％费用；

步骤16、烟气经scr脱硝处理后烟气温度较高，再经ggh烟气加热器71进行余热返用后，经引风机81进入烟囱82排出。

以上所述仅是本实用新型的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围之内。

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