一种柱体层状处置生物质燃料的装置的制作方法

1.本实用新型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。

背景技术：

2.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：
3.（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。
4.（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。
5.（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。
6.（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。
7.（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。

技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供一种柱体层状处置生物质燃料的装置，本实用新型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。
9.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
10.本实用新型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，
11.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。
12.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。
13.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。
14.进一步的，所述柱体层状扒杆焚烧炉分多层布置，每层设置有旋转扒杆，强制将替代燃料翻滚强化燃烧。
15.进一步的，所述柱体层状扒杆焚烧炉每层设置孔筛拖住生料，孔径自上而下逐步减小。
16.进一步的，所述柱体层状扒杆焚烧炉每层设置旋转扒杆机构，将每层焚烧后的物料翻动使其掉落下层继续焚烧。
17.进一步的，所述柱体层状扒杆焚烧炉为动态构件，系统以负压运行，存在高温气体及物料，两端设置有密封装置，降低漏风保证燃烧条件。
18.进一步的，柱体层状扒杆焚烧炉主要处置类生物质低灰分份生物质替代燃料，焚烧后飞灰随三次风进入分解炉。
19.进一步的，柱体层状扒杆焚烧炉内燃烧后的替代燃料飞灰，从增设卸料斜坡进入分解炉，减少对分解炉原系统的影响，确保物料顺畅入炉，进入回转窑完成煅烧。
20.基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：
21.（1）本实用新型提供的柱体层状处置生物质燃料的装置，采用柱体层状式将产生替代燃料飞灰随三次风进入分解炉，分解炉后再进入回转窑持续煅烧固化。和现有的各种生物质处置装置（如气化炉、机械生物法、热盘炉、阶梯炉、炉排炉等）相比，具有系统相对简单、占用面积小、投资较少、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。
22.（2）本实用新型提供的柱体层状处置生物质燃料的装置，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，为了控制焚烧炉内温度，通过引入生料碳酸盐分解吸热，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。
23.（3）本实用新型提供的柱体层状处置生物质燃料的装置，应用各层翻动杆的旋转强制翻动原理，采用强制推动焚烧的方案，确保生物质中的水分和高温空气充分接触快速干燥脱水，并实现尽早着火燃烧；利用水泥窑系统高温三次风助燃，可以确保大部分有机物在柱体管道内稳定燃烧，使其进入分解炉后可以彻底的分解燃烧释放热量。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅
是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
25.图1是本实用新型实施例的结构示意图；
26.图2是本实用新型柱体层状扒杆焚烧炉的内部结构示意图；
27.上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：
28.1、旋风筒；2、分解炉；3、烟室；4、柱体层状扒杆焚烧炉；5三次风管闸阀；6、静态三次风管；7、回转窑；8、窑头燃烧器；9、冷却机；10、替代生料喂入口。
具体实施方式
29.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
33.如图1、2所示，一种柱体层状处置生物质燃料的装置，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，
34.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，静态三次风管6后接有窑头燃烧器8。
35.在本实施例中，所述柱体层状扒杆焚烧炉4和静态三次风管6之间设置有三次风管闸阀5，将三次风导向柱状焚烧炉。
36.在本实施例中，所述柱体层状扒杆焚烧炉4上设置有替代生料喂入口10，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10引入柱体层状扒杆焚烧炉4，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。
37.在本实施例中，所述柱体层状扒杆焚烧炉4分多层布置，每层设置有旋转扒杆，强制将替代燃料翻滚强化燃烧。
38.在本实施例中，所述柱体层状扒杆焚烧炉4每层设置孔筛拖住生料，孔径自上而下逐步减小。
39.在本实施例中，所述柱体层状扒杆焚烧炉4每层设置旋转扒杆机构，将每层焚烧后
的物料翻动使其掉落下层继续焚烧。
40.在本实施例中，所述柱体层状扒杆焚烧炉4为动态构件，系统以负压运行，存在高温气体及物料，两端设置有密封装置，降低漏风保证燃烧条件。
41.本实用新型创造的关键技术为将水泥熟料生产工艺中静态三次风管6进行改造，将静态三次风管6增加竖直一段形成柱体层状式装置，同时设计固体废弃物喂入口，通过与高温的三次风接触，实现固体废物的预热，干燥，分解，燃烧等物理化学过程。
42.具体的，通过应用高温的三次风助燃，固体废弃物中带热值物料的燃烧，形成强氧化气氛保证生物质在柱体层状式三次风内较高的燃尽度。
43.具体的，通过三次风的占水泥生产高温三次风，利用三次风高温大热焓实现生物质在管内快速干燥、着火、稳燃、燃尽。
44.具体的，在氧化气氛下，主要通过控制生料的加入量实现三次风管内的温度稳定控制，并利用生料调整燃烧过程，实现焚烧炉稳定运行。
45.本实用新型主要处理对象为生物质燃料，热值高，灰分少，燃烧后的飞灰可随三次风吹入窑内，柱体层状式确保焚烧炉净空通风面积和窑况的稳定运行。同时本系统对原烧成系统操作影响较少，在不烧替代燃料时可恢复常规运行。
46.本实用新型创造的具体实施方案按上述技术原理内容开展，具体实施方案如下：
47.（1）生物质替代燃料以及三次风从柱体层状扒杆焚烧炉4进入，通过推动装置旋转运动带动下，替代燃料煅烧后的废气及飞灰进入分解炉，设计液压变速推动装置，灵活调整物料在柱体层状扒杆焚烧炉4内的停留时间；
48.（2）使用闸板控制三次风使用量，确保三次风可分配至炉内，为替代燃料焚烧提供氧气，使系统燃烧氛围为富氧气氛；
49.（3）生物质稳定燃烧会释放大量热量，为确保设备安全保护耐火材料，在设计上将一部分生物质替代燃料引入柱体层状扒杆焚烧炉4，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；
50.（4）因柱体层状扒杆焚烧炉4动态构件，系统以负压运行，存在高温气体及物料，为降低漏风及保证燃烧条件，两端设置专门密封装置；柱体层状焚烧炉内燃烧后的替代燃料飞灰，从增设卸料斜坡进入分解炉，减少对分解炉原系统的影响，确保物料顺畅入炉，进入回转窑完成煅烧。
51.上面对本实用新型的较佳实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
52.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

1.一种柱体层状处置生物质燃料的装置，其特征在于，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），静态三次风管（6）后接有窑头燃烧器（8）。2.根据权利要求1所述的柱体层状处置生物质燃料的装置，其特征在于：所述柱体层状扒杆焚烧炉（4）和静态三次风管（6）之间设置有三次风管闸阀（5），将三次风导向柱状焚烧炉。3.根据权利要求1所述的柱体层状处置生物质燃料的装置，其特征在于：所述柱体层状扒杆焚烧炉（4）上设置有替代生料喂入口（10），生物质稳定燃烧会释放大量热量，将生物质替代燃料从替代生料喂入口（10）引入柱体层状扒杆焚烧炉（4），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。4.根据权利要求1所述的柱体层状处置生物质燃料的装置，其特征在于：所述柱体层状扒杆焚烧炉（4）分多层布置，每层设置有旋转扒杆，强制将替代燃料翻滚强化燃烧。5.根据权利要求1所述的柱体层状处置生物质燃料的装置，其特征在于：所述柱体层状扒杆焚烧炉（4）每层设置孔筛拖住生料，孔径自上而下逐步减小。6.根据权利要求1所述的柱体层状处置生物质燃料的装置，其特征在于：所述柱体层状扒杆焚烧炉（4）每层设置旋转扒杆机构，将每层焚烧后的物料翻动使其掉落下层继续焚烧。7.根据权利要求1所述的柱体层状处置生物质燃料的装置，其特征在于：所述柱体层状扒杆焚烧炉（4）为动态构件，系统以负压运行，存在高温气体及物料，两端设置有密封装置，降低漏风保证燃烧条件。

技术总结

本实用新型公开了一种柱体层状处置生物质燃料的装置，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）。本实用新型具有系统相对简单、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。越性。越性。