垃圾焚烧炉一次风空气与烟气混合系统

189 编辑：中冶有色技术网来源：广州华科工程技术有限公司

2023-12-27 14:22:49

权利要求书： 1.一种垃圾焚烧炉一次风空气与烟气混合系统，其特征在于，包括垃圾焚烧炉、一次风机和烟气循环风机，所述垃圾焚烧炉包括机械炉排和若干个一次风室，所述机械炉排分为干燥段、燃烧段和燃烬段，每个炉排段底部设置有相应的一次风室；所述一次风机分别与所述一次风室管道连接；所述烟气循环风机一端与所述垃圾焚烧炉的烟气出口或其后续相邻工段之间的烟气管道连通，其另一端与所述干燥段和/或燃烧段的一次风室管道连接，以将烟气抽送到相应的一次风室中，代替部分一次风。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉一次风空气与烟气混合系统，其特征在于，所述烟气循环风机一端与烟气出口或烟气管道之间的管道以及与所述干燥段和/或燃烧段一次风室的管道中均设置有风门挡板，用以调节烟气的风量。

3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉一次风空气与烟气混合系统，其特征在于，所述垃圾焚烧炉还包括进料炉排和炉膛，所述进料炉排设置在所述机械炉排的干燥段的外侧，且其出口与干燥段外侧紧密连接；所述炉膛设置在所述机械炉排的上方，其入口覆盖所有炉排段。

4.根据权利要求3所述的一种垃圾焚烧炉一次风空气与烟气混合系统，其特征在于，所述垃圾焚烧炉的后续工段包括有余热锅炉、脱酸反应塔、布袋除尘器和引风机，所述余热锅炉与所述炉膛的烟气出口连通，且各工段之间通过烟气管道连通。

5.根据权利要求3所述的一种垃圾焚烧炉一次风空气与烟气混合系统，其特征在于，还包括二次风机，所述二次风机与所述炉膛管道连通。

6.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉一次风空气与烟气混合系统，其特征在于，所述烟气循环风机采用变频循环风机或工频循环风机。

7.根据权利要求2所述的一种垃圾焚烧炉一次风空气与烟气混合系统，其特征在于，所述风门挡板选用手动风门挡板、电动风门挡板或气动风门挡板。

说明书：一种垃圾焚烧炉一次风空气与烟气混合系统技术领域[0001] 本实用新型涉及垃圾焚烧机械炉排炉燃烧控制技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧炉一次风空气与烟气混合系统。

背景技术[0002] 随着城市化进程的进一步加快，城市生活垃圾量急剧增加，城市生活垃圾焚烧处理技术，由于其无害化效果好，减量化程度高，资源化利用效果好等优点，已愈来愈受到国

内外许多城市的青睐。

[0003] 垃圾焚烧处理系统主要设备为垃圾焚烧炉排炉，各种炉排焚烧炉因为炉排结构和运动方式不同，形状各有不同，但燃烧的基本原理大致相同，垃圾在炉排上进行层状燃烧，

经过干燥、燃烧、燃烬后灰渣排出炉外。垃圾焚烧炉排炉根据功能不同分为干燥段、燃烧段、

燃烬段，每个炉排区下方设有一次风室，通过一次风室分段送风。垃圾焚烧炉一般需要设置

一次风和二次风，一次风是炉排底部的一次风室送入焚烧炉中，其主要作用的使垃圾中的

水分挥发；二次风是由二次风机加压后送入炉膛，使炉膛烟气产生强烈湍流，以扰乱气流使

燃烧更为安全，促进可燃物与氧气的接触，消除化学不完全燃烧热损失和有利于飞灰中的

炭粒燃烬。

[0004] 垃圾进入到焚烧炉炉排中，首先在干燥段由一次风干燥，其中部分水分挥发，之后进入燃烧段燃烧，为保证燃料充分燃烧，在燃烧过程中通常会给焚烧炉通入过量系数1.8～

2.0的空气，最后灰渣排出炉外。在此处理过程中，干燥段中的一次风为环境风，由空气预热

器加热到一次风所需风温(160℃～220℃)，其不参与燃烧，但环境风中含有大量氧气，过量

的氧气会和燃烧段中挥发分氮和焦炭氮在炉膛高温段发生氧化反应生成大量NOx。

[0005] 随着环境污染加重、能源的日益紧缺，人们希望通过新型燃烧方式来实现节能减排，其中，烟气再循环技术是指燃烧产生的部分烟气与氧化剂混合后再次参加燃烧过程的

燃烧方式，其具有降低NOx排放、提高燃烧效率的优点，广泛应用于工业燃烧器、锅炉、燃气

轮机、内燃机和斯特林发动机等领域。在垃圾焚烧炉中，常规的烟气再循环是采用烟气代替

二次风，但由于垃圾成分的波动较大，燃烧工况随之会有较大的波动，采用低氧烟气代替二

次风后，在工况不断波动的过程中低氧烟气难以及时使未完全燃烧的飞灰炭粒燃烬，容易

出现CO超标的情况。

实用新型内容

[0006] 为解决上述技术缺陷，本实用新型提供一种垃圾焚烧炉空气与烟气混合燃烧系统，该系统将烟气代替部分一次风，以调节燃烧段的氧含量，既保证燃料能够充分燃烧，又

能使NOx的生成量相对较低，同时可以有效减少一次风用量。

[0007] 本实用新型是通过以下技术方案实现：[0008] 一种垃圾焚烧炉的一次风空气与烟气混合系统，包括垃圾焚烧炉、一次风机和烟气循环风机，所述垃圾焚烧炉包括机械炉排和若干个一次风室，所述机械炉排分为干燥段、

燃烧段和燃烬段，每个炉排段底部设置有相应的一次风室；所述一次风机分别与所述一次

风室管道连接；所述烟气循环风机一端与所述垃圾焚烧炉的烟气出口或其后续相邻工段之

间的烟气管道连通，其另一端与所述干燥段和/或燃烧段的一次风室管道连接，以将烟气抽

送到相应的一次风室中，代替部分一次风。

[0009] 与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：[0010] 本实用新型通过烟气循环风机，在垃圾焚烧炉烟气出口中抽取部分烟气，输送至一次风室中，与一次风混合后，一部分送入到机械炉排干燥段的一次风室，利用高温烟气的

余热对会刚进入机械炉排干燥段的物料进行加热烘干；一部分送入机械炉排燃烧段的一次

风室与一次风混合，保证垃圾充分燃烧。该处理过程可以有效减少一次风用量，降低焚烧炉

中过量空气系数，改善炉内温度分布，从源头上减少NOx的生成量，减轻尾部烟气脱硝处理

的压力；而且由于一次风用量减少，加热一次风所需的蒸汽耗量也减少，有效提升全厂的热

效率；同时，循环烟气在系统内循环利用，也有效减少直接排放到大气环境中的烟气量，减

少向大气排放的污染物；具有较大的经济及环境效益。

[0011] 进一步地，所述烟气循环风机一端与烟气出口或烟气管道之间的管道以及与所述干燥段和/或燃烧段一次风室的管道中均设置有风门挡板，用以调节烟气的风量。垃圾焚烧

炉由于垃圾成分的波动较大，燃烧工况随之会有较大的波动，在燃料成分变化较大情况下，

通过风门挡板调节烟气再循环的风量，更好地适应燃烧工况。

[0012] 进一步地，所述垃圾焚烧炉还包括进料炉排和炉膛，所述进料炉排设置在所述机械炉排的干燥段的外侧，且其出口与干燥段外侧紧密连接；所述炉膛设置在所述机械炉排

的上方，其入口覆盖所有炉排段，使炉排段产生的烟气全部进入到炉膛中。

[0013] 进一步地，所述垃圾焚烧炉的后续工段包括有余热锅炉、脱酸反应塔、布袋除尘器和引风机，所述余热锅炉与所述炉膛的烟气出口连通，且各工段之间通过烟气管道连通。

[0014] 进一步地，该系统还包括二次风机，所述二次风机与所述炉膛管道连通，从而向炉膛内输送二次风，使炉膛烟气产生强烈湍流，加快可燃物的燃烧，消除化学不完全燃烧损

失。

[0015] 进一步地，所述烟气循环风机采用变频循环风机或工频循环风机。[0016] 进一步地，所述风门挡板选用手动风门挡板、电动风门挡板或气动风门挡板。附图说明[0017] 图1为本实用新型的烟气再循环示意图。[0018] 其中，1?垃圾焚烧炉；2?余热锅炉；3?脱酸反应塔；4?布袋除尘器；5?引风机；6?一次风机；7?二次风机；8?烟气循环风机；9?空气预热器；10?风门挡板；11?机械炉排；12?进料

炉排；13?炉膛；14?炉排干燥段风室；15?炉排燃烧段风室；16?炉排燃烬段风室。

具体实施方式[0019] 下面将结合说明书附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例，本实用新型

的保护范围不限于此。

[0020] 请参阅图1，现有技术中，垃圾焚烧处理系统一般包括多个设备，如垃圾焚烧炉1、余热锅炉2、脱酸反应塔3、布袋除尘器4、一次风机6、二次风机7和引风机5等；垃圾焚烧炉1

是垃圾焚烧处理系统的关键设备，其包括进料炉排12、机械炉排11和炉膛13，其中机械炉排

11根据功能不同分为炉排干燥段、炉排燃烧段、炉排燃烬段，每个炉排段下部设有一次风

室，即为炉排干燥段风室14、炉排燃烧段风室15和炉排燃烬段风室16，一次风机通过风室分

段送风，一次风机6安装在各一次风室附近，管道连接至各个一次风室，向各一次风室送入

一次风，送入一次风室的一次风一般为热风，而一次风取自环境风，故在一次风机6与一次

风室之间的管道上安装一次风空气预热器9，加热一次风至所需进口风温；二次风机7安装

在炉膛13附近，并通过管道连通炉膛13，二次风由二次风机7加压后送入炉膛13上部，使炉

膛13烟气产生强烈湍流，促进可燃物与氧气的接触，消除化学不完全燃烧热损失；余热锅炉

2设置在炉膛13烟气出口处，脱酸反应塔3和布袋除尘器4依序安装在余热锅炉2后，各设备

由烟气管道连通，对烟气进行处理；引风机5管道连接至布袋除尘器4，抽取烟气至烟囱排

出。

[0021] 本实用新型提供的一种垃圾焚烧炉一次风空气与烟气混合系统安装在上述垃圾焚烧处理系统中，对炉膛13排出的烟气进行处理，该处理过程主要由烟气循环风机8完成，

烟气循环风机8一端与布袋除尘器4和引风机5之间的烟气管道连通，另一端与一个或多个

一次风室管道连接，从而将部分烟气抽送至对应的一次风室中，与一次风混合后进入炉膛

13，从而完成烟气的循环利用。

[0022] 其中，烟气循环风机8与一次风室连通的一端分设两支管且分别连接至炉排干燥段风室14和炉排燃烧段风室15，在炉排干燥段风室14中，充分利用高温烟气的余热对刚进

入炉排干燥段的垃圾进行烘干，同时可以减少一次风总量，降低空气预热器加热一次风的

蒸汽耗量；在，在炉排燃段风室15中，烟气与一次风混合后进入炉膛13，调节炉排燃烧段的

氧含量，保证燃料充分燃烧，减少炉膛13内的过量氧气，有助于降低NOx的生成，降低后续脱

硝系统的运行和维护成本。

[0023] 在一实施例中，烟气循环风机8与余热锅炉4的烟气出口管道连接，抽取垃圾焚烧炉1中的烟气。其他实施例中，烟气循环风机8可管道连接至余热锅炉2与脱硝反应塔3之间

的烟气管道，也可管道连接至脱硝反应塔3与布袋除尘器4之间的烟气管道或引风机5之后

的烟气管道。

[0024] 在一实施例中，在烟气循环风机8与炉排干燥段风室14或炉排燃烧段风室15连接的管道以及在烟气进入烟气循环风机8的管道中设置风门挡板10，根据燃烧工况调整烟气

再循环的风量，提高热效率。

[0025] 在一实施例中，风门挡板10选用关断型式风门挡板或调节型式风门挡板，也可根据驱动方式选用手动风门挡板、电动风门挡板或气动风门挡板。

[0026] 在一实施例中，烟气循环风机8采用变频循环风机或工频循环风机。[0027] 本实用新型的工作原理：根据垃圾焚烧炉的燃烧原理及炉排功能分段，对需要氧气较少的炉排干燥段，利用烟气的余热来干燥物料；在炉排燃烧段利用低氧的烟气调节燃

烧段空气的氧含量，有效减少加热空气需要的蒸汽，同时低氧的烟气取代部分一次风，降低

炉排燃烧段的氧含量，减少NOx的生成，提高热利用效率，实现减少污染物排放、节能的目

的。

[0028] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存

在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0029] 本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术

范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变化。