高含水率固废连续自维持阴燃处理装置

1.本发明涉及废物焚烧处理设备技术领域，具体涉及一种高含水率固废连续自维持阴燃处理装置。

背景技术：

2.固体废弃物主要是指生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器的气态物品以及法律法规规定纳入固体废弃物管理的物质。高含水率有机固体废弃物是根据其含水量以及化学成分所划分出的一类，如沼渣、粪便、厨余垃圾、城市污水处理厂所产生的污泥等，由于热值低，所含成分具有污染性或毒害性，高含水率固废的处理一直是一个难题。随着科技的发展以及人类生活质量的不断提高，高含水率固废的产量也在逐年增大。
3.目前的固体废弃物的处理方式主要有原位减量处理、填埋、热处理等。减量处理是通过微生物的氧化发酵来实现固废的减量化，但该技术对场地环境和废弃物品质有着较高的要求，且处置时间较长；卫生填埋起源于20世纪60年代，是一种比较常用且经济的有机废物处理手段，但其缺陷也显而易见，自然降解时间较长，若处置不当废弃物中所富含的重金属和生物细菌会渗透到土壤以及地下水中造成二次污染，且填埋所占据的土地面积较大；热处理是有机固体废物的常用手段，但由于高含水率有机固废的含水量较大(＞80％)，在热焚烧前需要进行浓缩、调治、脱水、稳定等一些列复杂过程，并且传统焚烧主要以明火燃烧为前提，在燃烧时需要通入额外燃料来防止熄火，这就导致处理成本较高。
4.研究表明：固废在氧气浓度低至12％、或含水量高于100％时，仍然可以发生稳定的阴燃。阴燃反应温度比明火燃烧的反应温度低，使得热力型nox、二恶英和呋喃等有害气体的产量大大减低，无需配置sncr系统烟气中氮氧化物即可达标，因此，阴燃是一种有效的固废处理方法，然而由于技术和设备不成熟，现有的阴燃处理设备无法实现连续自维持燃烧，一般燃烧一炉后需要熄火排渣，再填料点火燃烧，这导致处理时间成本高，并且在处理高含水率固体废物时，通常仍需进行预处理，因此处理效率不够理想。

技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明提供了一种高含水率固废连续自维持阴燃处理装置，能够实现高含水率固废的连续自维持阴燃处理，降低高含水率固废的处理成本，同时提高处理效率。
6.为实现上述目的，本发明技术方案如下：
7.一种高含水率固废连续自维持阴燃处理装置，包括燃烧炉和排渣机构，所述燃烧炉上端设有进料口，底部安装有加热器和炉排，排渣机构设置在燃烧炉下方，能够接取并排出由炉排掉落的灰渣，同时从下朝燃烧炉底部通入向上的气流。
8.根据上述结构，固废物料由燃烧炉上方进料口进入，并向下移动，阴燃由下部开始，并向上传播，物料和气流相向而行，下方通入的气流能够将灰渣中的余热带入燃烧区辅
助加热，阴燃产生的热量和烟气向上传播，对燃烧炉内靠近填料刮板位置尚未燃烧的固废物料进行加热干燥，有效降低了燃烧炉内未处理固废的含水率，从而实现了高含水率固废的连续自维持阴燃处理。
9.作为优选，所述燃烧炉中部设有填料刮板，燃烧炉中心设有沿竖直方向向下延伸的支撑轴，所述填料刮板可转动地支撑在该支撑轴上，并由位于燃烧炉上端的填料电机驱动旋转。借助该填料刮板能够将由进料口装入的固废物料刮平，同时还能够界定燃烧炉中固废物料的装填量。
10.作为优选，所述支撑轴向下延伸至靠近加热器的位置，在支撑轴靠近加热器的一段设有沿竖直方向阵列分布的温度传感器，以便控制加热温度，监测阴燃传播位置，确保固废物料在燃烧区持续稳定地进行阴燃。
11.作为优选，所述加热器包括多根沿燃烧炉径向呈环形阵列分布的加热棒，以保证热量分布均匀，所述加热棒可拆卸地安装到燃烧炉外壁上，当物料正常阴燃后，可以将加热棒取出，方便排渣，同时也能够方便拆卸更换加热器。
12.作为优选，所述排渣机构包括竖直设置在燃烧炉下方并正对炉排的进风通道、连接在进风通道与燃烧炉底部之间的刮板安装盒以及安装在刮板安装盒内的排渣刮板，进风通道径向外侧设有储渣仓，储渣仓底部设有螺旋排渣机，该储渣仓与刮板安装盒连通，刮板安装盒外侧安装有刮板电机，排渣刮板能够在该刮板电机带动下水平运动，以将由燃烧区产生的灰渣送入储渣仓中。根据上述结构，能够实现自动排渣，并保证通气顺畅。
13.作为优选，所述排渣刮板包括与刮板安装盒滑动配合的保持架，保持架一端设有与刮板电机连接的推杆，保持架内具有阵列分布的刮片和两个与进风通道端面相匹配的环状部。依靠上述结构，阴燃产生的灰渣，能够暂存到环状部中，达到一定量或者设定时间后，刮板电机推动排渣刮板运动，将灰渣刮走，并掉入储渣仓中。
14.作为优选，所述进风通道在临近其上端位置安装有通气网格，在该通气网格上方的进风通道内装填有布气填料。通过上述结构，使得流入的空气流场分布较为均匀，同时避免了灰渣直接掉入进风通道中。
15.作为优选，所述进风通道内安装有供风环，该供风环呈中空的环状结构，并设有沿周向阵列分布的通风孔，供风环一侧设有用于连接鼓风机的供风管。依靠上述设计，能够确保气流均匀地向上输送，进而使阴燃均匀地向上传播。
16.作为优选，所述燃烧炉外壁上包覆有保温材料，以减少阴燃过程中的热量损失，促进阴燃的传播。
17.有益效果：
18.采用上述技术方案的高含水率固废连续自维持阴燃处理装置，通过特殊的流场设计，能够在不停炉的情况下，实现高含水率固废的连续阴燃处置，处理成本低，效率高。
附图说明
19.图1为本发明的结构示意图；
20.图2为本发明其中一个实施例中加热器的布局结构示意图；
21.图3为本发明其中一个实施例中排渣机构的俯视图；
22.图4为本发明其中一个实施例中排渣刮板的结构示意图；
23.图5为本发明其中一个实施例中供风环的结构示意图。
具体实施方式
24.以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明，其中，除非另有说明，否则诸如上、下等位置关系是指相对于装置正常运行时的位置关系。另外，以下的实施方式是用于说明本发明的示例，而本发明并不限于该实施方式。
25.如图1所示，一种高含水率固废连续自维持阴燃处理装置，包括燃烧炉1和位于燃烧炉1下方的排渣机构2，燃烧炉1上端设有进料口11和排烟口15，进料口11竖直地贯通至燃烧炉1内部，燃烧炉1下端端部安装有炉排14，在靠近炉排14的位置安装有加热器3。
26.排渣机构2包括一竖直设置的进风通道21，该进风通道21正对炉排14，并设有供风环6，以便连接图中未示出的鼓风机，从而通过燃烧区1b底部的炉排14向燃烧炉1内通入向上流动的气流。
27.供风环6的结构请参照5，其整体呈中空的环状结构，并固定至进风通道21内壁上，一侧设有沿径向贯穿至进风通道21外的供风管62，用于连接鼓风机，在供风环6表面均匀分布有多个开口朝上的通风孔61，以对鼓风机提供的气流进行分配并均匀向上输送。
28.在进风通道21与燃烧炉1底部之间设有刮板安装盒22，该刮板安装盒22呈中空的矩形盒状结构，上端与燃烧炉1底部固定，下端与进风通道21结合为一体，进风通道21的径向外侧设有与刮板安装盒22内部贯通的储渣仓24，储渣仓24底部设有螺旋排渣机25，在刮板安装盒22内可滑动地安装有排渣刮板23，刮板安装盒22端部安装有刮板电机26，用于驱动排渣刮板23沿刮板安装盒22水平往复滑动。
29.本实施例中，燃烧炉1大致呈中空的圆柱体结构，其中心设有沿竖直方向向下延伸的支撑轴12，在支撑轴12中部可转动地套设有填料刮板4，以刮平由进料口11送入的固废物料，并界定所填物料的高度，燃烧炉1上端安装有用于驱动填料刮板4转动的填料电机13。
30.支撑轴12为中空的管状结构，该支撑轴12在位于填料刮板4下方的一段设有沿竖直方向阵列分布的温度传感器5，本实施例中，温度传感器5优选为热电偶，竖直地布置在支撑轴12内，测温探头由支撑轴12侧壁穿出，位于最下方的一个测温探头靠近加热器3，相比于将热电偶安装到燃烧炉1炉壁上，能够减少插入的热电偶对排渣过程的影响。
31.如图2所示，在本发明的其中一个实施例中，加热器3包括多根沿燃烧炉1径向呈环形阵列分布的加热棒31，从而保证加热温度的均匀性，加热棒31以可拆卸方式安装到燃烧炉1外壁上，能够由燃烧炉1外侧抽出，方便排渣，同时也方便拆卸更换加热器。
32.结合图3和图4可以看出，进风通道21截面呈与炉排14面积相匹配的圆形结构，储渣仓24呈环状，同轴围绕在进风通道21的周向外侧，并与进风通道21相互隔离，竖直地贯通至刮板安装盒22。
33.排渣刮板23包括一保持架231，该保持架231呈矩形框架结构，一端端部连接有推杆232，用以与刮板电机26耦合。保持架231内设有阵列分布的刮片233和两个与进风通道21及炉排14相匹配的环状部234。
34.为了保证排渣刮板23滑动顺畅，刮板安装盒22内部两侧还对称分布有多个引导托辊221。
35.参照图1，进风通道21在临近其上端位置安装有通气网格27，以使该通气网格27与
进风通道21上端端部之间形成一容纳空间，在该容纳空间内装填有布气填料，使气流能够均匀地引入燃烧炉1中。布气填料可以采用钢球或其他有助于气体分配的结构，本实施例中，为降低成本，直接铺设一定厚度的鹅卵石即可，并在鹅卵石上方铺设一层石英砂，以避免灰渣掉入进风通道21，并保证通气效果。
36.本发明工作原理为：
37.首先，通过进料口11将固体废物与例如砂子等惰性固体混合形成的多孔介质混合燃料送入燃烧炉1内，直到填料刮板14位置高度；填料结束后，填料电机13带动填料刮板14旋转将物料上表面刮平；然后开启加热器3开始加热点火，当最下方的温度传感器5检测达到预设温度，例如350℃时，停止加热，取出加热棒，开始通入空气，阴燃向上传播，在靠近下方加热器3的区域形成燃烧区1b，而上方靠近填料刮板14的部分尚未开始燃烧，形成干燥区1a；燃烧产生的灰渣经炉排14掉落到排渣刮板23的环状部234中暂存，达到一定容量后，刮板电机26推动排渣刮板23运动，料渣经进风通道21外围的环状缝隙掉入储渣仓24，并由螺旋排渣机25向外排出，当燃料下降到一定高度时，继续由进料口11进行填料，再通过填料刮板14刮平，从而实现了固废的自维持连续阴燃。
38.处理过程中，物料自上往下运动，阴燃由下往上传播，气流由下方进入时，能够将灰渣中残留的热量带入燃烧区1b辅助进行加热，燃烧产生的烟气及热量继续向上传播，对处于燃烧区1b上部和干燥区1a中尚未燃烧的固废进行加热，从而降低该部分固废的含水率，因此，特别适合于处理高含水率的有机固废。
39.为了减小阴燃过程中的热量损失，促进阴燃的传播，还可以在燃烧炉1外壁上包覆保温材料。
40.最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种高含水率固废连续自维持阴燃处理装置，包括燃烧炉(1)和排渣机构(2)，其特征在于：所述燃烧炉(1)上端设有进料口(11)，底部安装有加热器(3)和炉排(14)，排渣机构(2)设置在燃烧炉(1)下方，能够接取并排出由炉排(14)掉落的灰渣，同时从下朝燃烧炉(1)底部通入向上的气流。2.根据权利要求1所述的高含水率固废连续自维持阴燃处理装置，其特征在于：所述燃烧炉(1)中部设有填料刮板(4)，燃烧炉(1)中心设有沿竖直方向向下延伸的支撑轴(12)，所述填料刮板(4)可转动地支撑在该支撑轴(12)上，并由位于燃烧炉(1)上端的填料电机(13)驱动旋转。3.根据权利要求2所述的高含水率固废连续自维持阴燃处理装置，其特征在于：所述支撑轴(12)向下延伸至靠近加热器(3)的位置，在支撑轴(12)靠近加热器(3)的一段设有沿竖直方向阵列分布的温度传感器(5)。4.根据权利要求1所述的高含水率固废连续自维持阴燃处理装置，其特征在于：所述加热器(3)包括多根沿燃烧炉(1)径向呈环形阵列分布的加热棒(31)，所述加热棒(31)可拆卸地安装到燃烧炉(1)外壁上。5.根据权利要求1所述的高含水率固废连续自维持阴燃处理装置，其特征在于：所述排渣机构(2)包括竖直设置在燃烧炉(1)下方并正对炉排(14)的进风通道(21)、连接在进风通道(21)与燃烧炉(1)底部之间的刮板安装盒(22)以及安装在刮板安装盒(22)内的排渣刮板(23)，进风通道(21)径向外侧设有储渣仓(24)，储渣仓(24)底部设有螺旋排渣机(25)，该储渣仓(24)与刮板安装盒(22)连通，刮板安装盒(22)外侧安装有刮板电机(26)，排渣刮板(23)能够在该刮板电机(26)带动下水平运动，以将由燃烧区(1b)产生的灰渣送入储渣仓(24)中。6.根据权利要求5所述的高含水率固废连续自维持阴燃处理装置，其特征在于：所述排渣刮板(23)包括与刮板安装盒(22)滑动配合的保持架(231)，保持架(231)一端设有与刮板电机(26)连接的推杆(232)，保持架(231)内具有阵列分布的刮片(232)和两个与进风通道(21)端面相匹配的环状部(234)。7.根据权利要求5所述的高含水率固废连续自维持阴燃处理装置，其特征在于：所述进风通道(21)在临近其上端位置安装有通气网格(27)，在该通气网格(27)上方的进风通道(21)内装填有布气填料。8.根据权利要求5所述的高含水率固废连续自维持阴燃处理装置，其特征在于：所述进风通道(21)内安装有供风环(6)，该供风环(6)呈中空的环状结构，并设有沿周向阵列分布的通风孔(61)，供风环(6)一侧设有用于连接鼓风机的供风管(62)。9.根据权利要求1至8中任一项所述的高含水率固废连续自维持阴燃处理装置，其特征在于：所述燃烧炉(1)外壁上包覆有保温材料。

技术总结

本发明公开了一种高含水率固废连续自维持阴燃处理装置，包括燃烧炉和排渣机构，所述燃烧炉上端设有进料口，底部安装有加热器和炉排，排渣机构设置在燃烧炉下方，能够接取并排出由炉排掉落的灰渣，同时从下朝燃烧炉底部通入向上的气流。本发明通过特殊的流场设计，能够在不停炉的情况下，实现高含水率固废的连续阴燃处置，处理成本低，效率高。效率高。效率高。