適用于含氮廢棄物的焚燒爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及環(huán)?；ゎI(lǐng)域，特別涉及一種適用于含氮廢棄物的焚燒爐。
【背景技術(shù)】
[0002]焚燒爐是一種將廢氣、廢液、固體廢棄物:例如有毒氣體、有毒火箭液體燃料、醫(yī)療垃圾、生活廢品、動物尸體等進行高溫焚燒，達到量化數(shù)減少或縮小的一種環(huán)保設(shè)備。
[0003]由于氮氧化物對環(huán)境和人體健康的巨大破壞作用，消除煙氣中的氮氧化物一直是焚燒爐建設(shè)的重大課題。在現(xiàn)有的大型焚燒爐中，通常有兩種方法來抑制氮氧化物的尾氣生成:
[0004]1、在爐內(nèi)采用SNCR(選擇性非催化還原技術(shù))的還原劑制備、稀釋、噴射、控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加裝煙氣尾部脫硝裝置(利用的是SCR(選擇性催化還原技術(shù)))，共同組成SNCR與SCR聯(lián)合脫硝工藝，從而對煙氣進行脫硝。
[0005]2、采用低氮燃燒器。
[0006]本實用新型的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述的現(xiàn)有技術(shù)具有下述缺點:
[0007]1、由于SCR工藝的反應(yīng)式為:
[0008]4N0+4NH3+02—4N2+6H20
[0009]2N02+4NH3+02— 3N 2+6H20
[0010]而SNCR工藝的反應(yīng)式，在采用NH3作為還原劑時，還原NOx的化學(xué)反應(yīng)方程式主要為:
[0011 ] 4NH3+4N0+02— 4N 2+6H20
[0012]4NH3+2N0+202— 3N 2+6H20
[0013]8NH3+6N02— 7N 2+12H20
[0014]在采用尿素作為還原劑還原NOx的化學(xué)反應(yīng)式則為:
[0015](NH2) 2CO — 2NH2+CO
[0016]NH2+NO — Ν2+Η20
[0017]CO+NO —N2+C02
[0018]因此，SNCR與SCR聯(lián)合脫硝工藝需要消耗大量的氨或者尿素，而作為原料的氨的逃逸又對環(huán)境造成了二次破壞。此外，由于工藝技術(shù)的原因，對自動化控制儀表的要求也十分地高，變相地增加了成本。
[0019]2、采用低氮燃燒器時，由于現(xiàn)有的低氮燃燒器對氮氧化物的生成只能起到部分抑制作用，而且價格高昂，維護成本也居高不下。因此，低氮燃燒器僅適宜起輔助作用，不宜作為消除煙氣中的氮氧化物的主力來使用。
【實用新型內(nèi)容】
[0020]本實用新型的目的在于提供一種適用于含氮廢棄物的焚燒爐，使得利用本實用新型制造的焚燒爐具有低碳環(huán)保、成本低廉等優(yōu)點。
[0021]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的實施方式提供了一種適用于含氮廢棄物的焚燒爐，包含燃燒器和與燃燒器連接，用于將含有氮元素的廢氣和/或廢液進行充分燃燒的氧化爐膛、與氧化爐膛連接的還原爐膛、與還原爐膛連接的燃盡爐膛。其中，氧化爐膛上設(shè)有用于將廢氣和/或廢液引入氧化爐膛內(nèi)的氮氧化物進口以及參與充分燃燒的一次助燃風(fēng)口，還原爐膛上設(shè)有用于將可燃?xì)怏w引入還原爐膛內(nèi)的進氣口和引入還原爐膛內(nèi)的二次助燃風(fēng)口，燃盡爐膛上設(shè)有用于引入燃盡爐膛內(nèi)的三次助燃風(fēng)口。
[0022]本實用新型的實施方式采用三段式的焚燒爐結(jié)構(gòu)。通過所設(shè)置的氧化爐膛將廢水廢氣氧化，使得氮元素完全轉(zhuǎn)化為隊和勵^通過所設(shè)置的還原爐膛，將燃燒中生成的NO )(在還原爐膛內(nèi)還原成NjPH2O;通過燃盡爐膛進一步將可燃?xì)怏w燃盡。在爐內(nèi)反應(yīng)過程中無需用到SNCR與SCR聯(lián)合脫硝工藝，因此在大量地降低NOx的生成量的同時也防止了氨的逃逸對環(huán)境造成的二次破壞。降低了對自動化控制儀表的要求，節(jié)約了成本。
[0023]作為優(yōu)選，燃盡爐膛內(nèi)設(shè)有混合墻，混合墻隔開燃盡爐膛的膛體，且混合墻的墻體上均布有用于連通燃盡爐膛膛體的流通孔?；旌蠅哂芯鶆驘煔?，使得膛體內(nèi)氣體燃燒更加充分的效果，而該流通孔則可以起到導(dǎo)流作用，可以均勻爐膛溫度，減少局部應(yīng)力差，延長爐體壽命。
[0024]進一步地，作為優(yōu)選，混合墻為采用N塊多角柱形磚依次堆砌而成，其中N為自然數(shù)，且每塊多角柱形磚的中心具有通孔，構(gòu)成分布在混合墻墻體上的流通孔。進一步地，該多角柱形磚為六角形柱磚。更進一步地，各多角柱形磚之間采用澆注料相互連接。這是因為，選用多角柱形磚，能克服混合墻自身的熱膨脹差，從而消除混合墻型磚龜裂，令其長時間運行不會倒塌。特別是六角形柱磚相對于其他不規(guī)則形狀更容易堆砌，穩(wěn)定性也更好。而磚間采用澆注料連接，澆注料具有一定的緩沖作用，相對于直接的磚墻堆砌而言也具備更好抗熱震性能。即使部分磚體長時間運行之后產(chǎn)生破損，也能方便更換。
[0025]另外，作為優(yōu)選，氧化爐膛、還原爐膛和燃盡爐膛之間相互連接的部位分別向各自爐膛的中心逐漸收縮形成兩兩對稱設(shè)置的錐形連接部，且每兩個對稱設(shè)置的錐形連接部之間采用膨脹節(jié)相互連接。這是因為，煙氣在經(jīng)過縮徑、膨脹節(jié)、擴徑而進入到下一爐膛的過程中，在文丘里效應(yīng)作用下將混合得更加充分。此外，膨脹節(jié)本身也能夠消除兩個爐膛之間因溫差導(dǎo)致的變形影響。
[0026]另外，作為優(yōu)選，適用于含氮廢棄物的焚燒爐還可以包含與燃盡爐膛的出口端連接，用于回收燃盡爐膛內(nèi)高溫?zé)煔獾腻仩t系統(tǒng)。從燃盡爐膛的出口端排除的高溫?zé)煔猓梢栽阱仩t系統(tǒng)中用于加熱鍋爐水，節(jié)約了能源。加熱完畢之后的高溫?zé)煔猓錅囟葘⒔档椭?20°C左右。由于已經(jīng)基本不含有害氣體，這些低溫?zé)煔饪芍苯优欧胖链髿庵小Ｒ虼?，適用于含氮廢棄物的焚燒爐還可以包含與鍋爐系統(tǒng)連接的引風(fēng)機和與引風(fēng)機連接的煙囪。該引風(fēng)機用于將低溫?zé)煔庖翢焽?，排放至大氣?br>[0027]當(dāng)然，高溫?zé)煔獾淖饔靡膊粦?yīng)僅限于加熱鍋爐水，產(chǎn)生蒸汽，還可以加熱工藝介質(zhì)，干燥物料等等。
[0028]進一步地，作為優(yōu)選，引風(fēng)機與煙囪的連接管路上還可以設(shè)有一根與氧化爐膛連接的煙氣管道，煙氣管道上設(shè)有煙氣循環(huán)風(fēng)機。低溫?zé)煔馔ㄟ^煙氣循環(huán)風(fēng)機可以回流到氧化爐膛，用于控制氧化爐膛的爐內(nèi)溫度，能保證爐膛內(nèi)的較低氧含量。
[0029]因此，作為優(yōu)選，氧化爐膛還可以包含一個與燃燒器連接的豎直膛體和一個與豎直膛體相連通的水平膛體。這樣，高熱值燃料即可從豎直膛體的頂部通過燃燒器噴入爐膛，進行燃燒。由于豎直爐膛占地小，較高的爐膛下，廢液廢氣具有充分的停留時間，可以使得燃燒更加充分。
[0030]當(dāng)爐膛煙氣露點較低時，可以采用在水平膛體噴入冷卻水的方案，從而降低膛內(nèi)煙氣的溫度和氧含量；當(dāng)爐膛煙氣露點較高時，為了防止煙氣遇水形成強酸腐蝕膛體，可將通入鍋爐系統(tǒng)后的低溫?zé)煔庠傺h(huán)進入水平膛體來調(diào)節(jié)煙氣溫度。采用豎直膛體與水平膛體的結(jié)合，可以在較小的占地前提下，使得煙氣有較長的停留時間。
[0031]此外，作為優(yōu)選，適用于含氮廢棄物的焚燒爐中的氧化爐可以采用可調(diào)節(jié)的旋流燃燒器。選用這類燃燒器，可以通過調(diào)節(jié)旋流風(fēng)和直流風(fēng)的量來控制火焰的形狀。廢液的燃燒采用hartman原理超聲波霧化，采用蒸汽或者空氣的噴射與hartman震蕩器產(chǎn)生超聲波用于霧化廢液。廢氣的燃燒器種類更多，由于廢氣的組分不定，以及熱值的差異，具體形式按照廢氣特征決定。
【附圖說明】
[0032]圖1是本實用新型第一實施方式的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2是本實用新型第二實施方式的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖3是本實用新型第二實施方式的混合墻立體示意圖；
[0035]圖4是本實用新型第三實施方式的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖5是本實用新型第四實施方式的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖6是本實用新型第五實施方式的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0038]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型的各實施方式進行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本實用新型各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護的技術(shù)方案。
[0039]如圖1，為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的實施方式提供了一種適用于含氮廢棄物的焚燒爐，包含燃燒器I和與燃燒器I連接，用于將含有氮元素的廢氣和/或廢液進行充分燃燒的氧化爐膛2、與氧化爐膛2連接的還原爐膛3、與還原爐膛3連接的燃盡爐膛4。其中，氧化爐膛2上設(shè)有用于將廢氣和/或廢液引入氧化爐膛內(nèi)的氮氧化物進口以及參與充分燃燒的一次助燃風(fēng)口 201，還原爐膛3上設(shè)有用于將可燃?xì)怏w引入還原爐膛內(nèi)的進氣口和引入還原爐膛內(nèi)的二次助燃風(fēng)口 301，燃盡爐膛上設(shè)有用于引入燃盡爐膛內(nèi)的三次助燃風(fēng)口 401。
[0040]本實施方式所提供的適用于含氮廢棄物的焚燒爐的運行流程如下:
[0041]1、將高熱值燃料通過燃燒器I噴入氧化爐膛2，使一次助燃風(fēng)口 201進入的含氮廢氣廢液完全燃燒，令廢氣廢液中的氮元素全部轉(zhuǎn)換為N2或者NO x。由于在高溫燃燒條件下，NOx主要以NO的形式存在，在最初形成的NOx中NO的含量在95%左右，NO2占5%左右。這些氣體進入還原爐膛3，準(zhǔn)備進行下一步反應(yīng)；
[0042]2、還原爐膛3選用含有高濃度的高氫烴類廢氣(諸如:甲燒，乙燒，乙炔，乙烯)或者工業(yè)天然氣或者液化石油氣作為燃燒燃料。助燃風(fēng)從第一進風(fēng)口 301被噴入還原爐膛3內(nèi)后，