生物質(zhì)垃圾燃燒系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種生物質(zhì)垃圾燃燒系統(tǒng)及方法
【背景技術(shù)】
[0002]秸桿生物質(zhì)原料所包含的無(wú)機(jī)元素主要有鉀、鈉、氯、硫、鈣、硅、磷等，它們是生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化利用過(guò)程中導(dǎo)致結(jié)渣、積灰的主要元素。
[0003]根據(jù)生物質(zhì)中所含無(wú)機(jī)元素的品種、數(shù)量的不同、熱化學(xué)轉(zhuǎn)化工藝和采用的具體反應(yīng)器類型的不同，堿金屬引發(fā)的問(wèn)題有各種各樣的表現(xiàn)形式，例如:
[0004]1、在高溫燃燒環(huán)境下，堿金屬及其相關(guān)無(wú)機(jī)元素可能在爐膛內(nèi)形成熔渣或進(jìn)入氣相，以蒸汽和飛灰顆粒的形式沉積于受熱面，影響鍋爐的熱效率，同時(shí)對(duì)換熱面造成嚴(yán)重腐蝕；
[0005]2、在采用流化床作為燃燒或氣化反應(yīng)器時(shí)，生物質(zhì)原料中的堿金屬可能與床料反應(yīng)形成低熔點(diǎn)的共晶化合物而引起顆粒聚團(tuán)，妨礙流化，甚至造成流化失敗。現(xiàn)有技術(shù)中，在生物質(zhì)焚燒過(guò)程中(尤其是含堿金屬較高的黃色秸桿)，由于流化床焚燒爐的焚燒溫度無(wú)法達(dá)到800度以上，金屬含量較高的黃桿生物質(zhì)氣化的高溫結(jié)焦問(wèn)題，沒(méi)有根本的解決方案，雖然有些措施可以減少其危害，但是這個(gè)問(wèn)題始終使生物質(zhì)焚燒的溫度受到限制，無(wú)法得到高參數(shù)的高品質(zhì)蒸汽。
[0006]上述情況都會(huì)導(dǎo)致設(shè)備維護(hù)費(fèi)用上升、可用率降低和運(yùn)行周期縮短，從而大大削弱整個(gè)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用系統(tǒng)的適用性和在能源市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
[0007]此外，若生物質(zhì)采用旋風(fēng)爐進(jìn)行處理，由于進(jìn)料方式的限制，致使生物質(zhì)必須破碎為較小的顆粒后才能進(jìn)入旋風(fēng)爐焚燒，并且，生物質(zhì)進(jìn)入旋風(fēng)爐后必須增加點(diǎn)火裝置進(jìn)行點(diǎn)火才能燃燒，這也增加了生物質(zhì)的處理難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種生物質(zhì)垃圾燃燒系統(tǒng)及方法，以有效解決生物質(zhì)中堿金屬含量高，引起的生物質(zhì)焚燒易于結(jié)焦、積灰，焚燒溫度較低等問(wèn)題。
[0009]第一方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種生物質(zhì)垃圾燃燒系統(tǒng)，包括第一輸送裝置、第二輸送裝置、循環(huán)流化床垃圾焚燒爐和旋風(fēng)爐；其中，所述第一輸送裝置和所述第二輸送裝置分別與所述循環(huán)流化床垃圾焚燒爐的進(jìn)料口相連通，所述第一輸送裝置用于輸送生物質(zhì)垃圾，所述第二輸送裝置用于輸送底料；所述循環(huán)流化床垃圾焚燒爐用于對(duì)生物質(zhì)垃圾進(jìn)行第一次燃燒，其設(shè)置有底渣排出口和煙氣出口，所述底渣排出口用于將經(jīng)流化床燃燒后的底渣排出，所述煙氣出口與所述旋風(fēng)爐相連通，用于將所述流化床中未燃盡的生物質(zhì)及飛灰導(dǎo)入所述旋風(fēng)爐燃燒；所述旋風(fēng)爐用于對(duì)進(jìn)入其中的物料進(jìn)行二次燃燒，使生物質(zhì)及飛灰熔融成玻璃態(tài)物質(zhì)后從其底部排出，并將生成的煙氣導(dǎo)出后進(jìn)行后續(xù)處理。
[0010]進(jìn)一步地，上述生物質(zhì)垃圾燃燒系統(tǒng)中，還包括冷卻裝置；所述冷卻裝置與所述旋風(fēng)爐相連通，用于對(duì)從所述旋風(fēng)爐中進(jìn)入的煙氣進(jìn)行冷卻。
[0011]進(jìn)一步地，上述生物質(zhì)垃圾燃燒系統(tǒng)中，所述冷卻裝置包括一級(jí)冷卻單元和二級(jí)冷卻單元；所述一級(jí)冷卻單元用于對(duì)從所述旋風(fēng)爐中出來(lái)的煙氣進(jìn)行冷卻，使煙氣排出所述一級(jí)冷卻單元的溫度為500-700°C ;所述二級(jí)冷卻單元為急冷設(shè)備，用于使進(jìn)入其中的煙氣在I?2秒內(nèi)降低到180°C以下。
[0012]進(jìn)一步地，上述生物質(zhì)垃圾燃燒系統(tǒng)中，所述二級(jí)冷卻單元為噴淋設(shè)備；噴淋采用的冷卻水中設(shè)置有NaOH或Ca (OH) 2藥劑。
[0013]進(jìn)一步地，上述生物質(zhì)垃圾燃燒系統(tǒng)中，所述二級(jí)冷卻單元還通過(guò)煙道與布袋除塵器相連通；所述生物質(zhì)垃圾燃燒系統(tǒng)還包括活性炭噴灑設(shè)備；所述活性炭噴灑設(shè)備用于向所述煙道噴入活性炭。
[0014]進(jìn)一步地，上述生物質(zhì)垃圾燃燒系統(tǒng)中，所述第一輸送裝置和所述第二輸送裝置均是給料機(jī)。
[0015]第二方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種生物質(zhì)垃圾燃燒方法，包括如下步驟:
[0016]步驟1，分別將生物質(zhì)垃圾和底料送入循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，并控制所述循環(huán)流化床垃圾焚燒爐處于缺氧燃燒狀態(tài)，控制焚燒爐內(nèi)溫度400-650°C ；
[0017]步驟2，控制所述循環(huán)流化床垃圾焚燒爐將燃燒后的底渣從焚燒爐的底部排出，并使焚燒爐中的未燃盡的生物質(zhì)、顆粒物和合成氣進(jìn)入旋風(fēng)爐；
[0018]步驟3，對(duì)從步驟2中進(jìn)入所述旋風(fēng)爐中的物料進(jìn)行焚燒，控制所述旋風(fēng)爐的燃燒溫度在 1000-1400 °C ；
[0019]步驟4，將所述旋風(fēng)爐燃燒后的玻璃態(tài)物質(zhì)從底部排出，并將從旋風(fēng)爐中導(dǎo)出的煙氣進(jìn)行尾氣處理。
[0020]進(jìn)一步地，上述生物質(zhì)垃圾燃燒方法的所述步驟4中，所述尾氣處理包括冷卻處理，所述冷卻處理包括如下兩個(gè)步驟:步驟41，對(duì)旋風(fēng)爐中導(dǎo)出的煙氣進(jìn)行一級(jí)冷卻處理，對(duì)煙氣進(jìn)行預(yù)除塵，并使煙氣溫度下降至500-70(TC ;步驟42，經(jīng)預(yù)除塵后的煙氣進(jìn)入冷卻塔進(jìn)行二級(jí)急冷，使煙氣在I?2秒內(nèi)降低到180°C以下。
[0021]進(jìn)一步地，上述生物質(zhì)垃圾燃燒方法的所述步驟42中，所述冷卻塔中的冷卻是噴淋冷卻，冷卻液中含NaOH或Ca(OH)2藥劑。
[0022]進(jìn)一步地，上述生物質(zhì)垃圾燃燒方法的所述步驟4的尾氣處理中還包括如下步驟:向從所述冷卻塔中排出的煙氣噴入活性炭，去掉粉塵及重金屬，并利用布袋除塵器除掉剩余的煙塵后，排入大氣。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0024]通過(guò)首先對(duì)生物質(zhì)垃圾進(jìn)行低溫氣化，然后進(jìn)行高溫焚燒的方式，有效解決生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化利用過(guò)程中因堿金屬含量高引起的導(dǎo)致結(jié)渣、積灰問(wèn)題，尤其適用于處理現(xiàn)有生物質(zhì)焚燒爐不易處理的黃桿秸桿等垃圾物料。
【附圖說(shuō)明】
[0025]通過(guò)閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中:
[0026]圖1是本發(fā)明生物質(zhì)垃圾燃燒系統(tǒng)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0027]圖2是本發(fā)明生物質(zhì)垃圾燃燒系統(tǒng)第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0028]圖3是本發(fā)明生物質(zhì)垃圾燃燒方法第一實(shí)施例的步驟流程圖。
[0029]附圖標(biāo)記如下:
[0030]I 給風(fēng)裝置
[0031]2 布風(fēng)板
[0032]3 循環(huán)流化床垃圾焚燒爐
[0033]4 旋風(fēng)爐
[0034]5 冷渣裝置
[0035]6 冷卻裝置
[0036]7 排煙系統(tǒng)
[0037]a 進(jìn)水口
[0038]b 出水口
[0039]c 出水口
[0040]d 出水口
[0041]e 進(jìn)水口
[0042]f 出水口
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開(kāi)的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開(kāi)的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)，而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開(kāi)，并且能夠?qū)⒈竟_(kāi)的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0044]參照?qǐng)D1，圖1為本發(fā)明生物質(zhì)垃圾燃燒系統(tǒng)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖，包括:第一輸送裝置、第二輸送裝置、循環(huán)流化床垃圾焚燒爐和旋風(fēng)爐；其中，第一輸送裝置和第二輸送裝置分別與循環(huán)流化床的進(jìn)料口相連通，第一輸送裝置用于輸送生物質(zhì)垃圾，第二輸送裝置用于輸送底料；循環(huán)流化床垃圾焚燒爐用于對(duì)生物質(zhì)垃圾進(jìn)行第一次燃燒，其設(shè)置有底渣排出口和煙氣出口，底渣排出口用于將經(jīng)流化床燃燒后的底渣排出，煙氣出口與旋