超低热值工业固废物脱碳炉及其高温烟气余热回收系统的制作方法

1.本实用新型涉及工业领域，具体涉及一种超低热值工业固废物脱碳炉及其高温烟气余热回收系统。


背景技术：

2.目前，超低热值工业固废物大部分采用堆放解决，并且受运价限制，不适合远距离运输，只能作为垃圾抛弃。然而堆放将占用大量土地，堆场周边的植被将遭到严重破坏，若受到风的影响，会产生大量的扬尘，并且受雨水的影响，会将部分细灰带入江河，下渗废水也会对地下水造成严重污染。且超低热值工业固废物中的热能也不能充分利用。
3.对于此，现有技术改进的方式为对工业固废物进行脱碳，再将灰渣综合利用，其该技术已成为工业固废物处理趋势。然而，现有脱碳方式绝热脱碳炉壳体、补燃装置、炉底高温烟气和煤矸石自身燃烧产生的热量进行脱碳；该脱碳方式不仅需要附加补燃燃料，且因脱碳炉为无物料循环燃烧装置，煤矸石单行程燃烧后，直接进入气料分离装置或冷却装置，燃烧段距离有限，脱碳效果受到较大的制约。另外，脱碳装置为绝热型式，脱碳过程中没有进行介质间热量交换，不能将有效热量循环利用，并且由于无分离物料的循环燃烧装置，在入炉固废物的热值变化较大时，炉内脱碳燃烧温度变化大，缺乏燃烧温度的调节控制手段，同时由于缺少循环物料组织的炉内分级燃烧过程，脱碳燃烧后的烟气中nox含量较高。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种高值化综合利用，可提高超低热值工业固废物的综合利用率和利用价值的超低热值工业固废物脱碳炉及其高温烟气余热回收系统。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种超低热值工业固废物脱碳炉，其包括脱碳炉炉膛，脱碳炉炉膛外接有一分离器，且分离器的固废物出口端通过返料装置与脱碳炉炉膛相接，分离器的烟气出口端连接有一助燃空气加热装置；
6.助燃空气加热装置的热空气分为两路进入脱碳炉炉膛，其中一路通过脱碳炉炉膛底部的布风装置进入炉膛内对固废物进行流化燃烧；另一路从脱碳炉炉膛中下部进入炉膛作为强化助燃风，扰动固废物颗粒的燃烧。
7.进一步地，脱碳炉炉膛为水冷炉膛。
8.进一步地，脱碳炉炉膛的炉膛水冷壁下集箱通过一水管连接有脱碳炉汽包，脱碳炉汽包通过给水管路与一给水泵a连接。
9.进一步地，脱碳炉炉膛的炉膛水冷壁上集箱通过导汽管与脱碳炉汽包进行连接。
10.进一步地，脱碳炉炉膛的底端出口处设置有一冷渣器，脱碳炉炉膛的一侧通过给料机与超低热值工业固废物的料斗进行连接。
11.一种高温烟气余热回收系统，其包括用于对高温烟气进行处理的余热锅炉，余热锅炉内从高温烟气进口至高温烟气出口处依次布置有蒸发器、过热器和省煤器；蒸发器通过一水管与水泵b连接，并在连接管路上设置有余热锅炉汽包。
12.进一步地，蒸发器的上集箱通过导汽管与余热锅炉汽包进行连接。
13.进一步地，余热锅炉汽包还通过导汽管与过热器进行连接，过热器连接有一排汽导汽管。
14.进一步地，过热器包括低温过热器和高温过热器。
15.进一步地，余热锅炉的出口端连接有一烟气除尘器。
16.本实用新型的有益效果为：该超低热值工业固废物脱碳炉及其高温烟气余热回收系统通过对其整体结构及其布置的改进设计，可有效地提高超低热值工业固废物的综合利用率和利用价值。
附图说明
17.图1为超低热值工业固废物脱碳炉的结构示意图。
18.图2为高温烟气余热回收系统的结构示意图。
19.图3为超低热值工业固废物脱碳炉及其高温烟气余热回收系统综合连接的结构示意图。
20.其中：1、脱碳炉炉膛；2、分离器；21、固废物出口端；22、烟气出口端；3、返料装置；4、助燃空气加热装置；41、助燃空气加热器；5、布风装置；6、给水泵a；7、脱碳炉汽包；8、冷渣器；9、给料机；10、料斗；11、风机；12、二次风装置；13、余热锅炉；14、蒸发器；15、过热器；16、省煤器；17、水泵b；18、余热锅炉汽包；19、排汽导汽管；20、烟气除尘器。
具体实施方式
21.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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一种实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
22.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本技术作进一步地详细说明，且为了简单起见，以下内容省略了该技术领域技术人员所知晓的技术常识。
23.以下结合具体实施方式进行说明，具体可参见图1～图3。
24.该超低热值工业固废物脱碳炉包括脱碳炉炉膛1，用以对超低热值，即范围在800～1600kcal/kg的工业固废物，如矸石等进行燃烧处理。
25.脱碳炉炉膛1的一侧通过给料机9与超低热值工业固废物的料斗10进行连接，具体可将超低热值工业固废物经过破碎后再投入料斗10内，经给料机9送入脱碳炉炉膛1内进行燃烧处理，其中，给料机9的给料速度可调。
26.脱碳炉炉膛1外接有一分离器2，燃烧后的含尘烟气进入分离器2进行烟尘分离，且分离器2的固废物出口端21通过返料装置3与脱碳炉炉膛1相接，分离下来的颗粒物通过返料装置3返回炉膛继续脱碳燃烧。
27.分离器2的烟气出口端22连接有一助燃空气加热装置4，分离后的高温烟气进入烟道高温助燃空气加热装置4对助燃空气进行加热。其中，助燃空气加热装置4连接有风机11，通过风机11送入空气。
28.从分离器2的烟气出口端22流出的高温烟气进入助燃空气加热装置4内，再从助燃空气加热装置4流出；其中，在流经助燃空气加热装置4时，对由风机11送入空气进行热交换，进行加热。
29.当然，在此应该说明的是，由风机11送入的空气与高温烟气位于助燃空气加热装置4内两个不同通道内，可进行热交换，用于加热助燃空气。
30.助燃空气加热装置4的热空气分为两路进入脱碳炉炉膛1，其中一路通过脱碳炉炉膛1底部的布风装置5进入炉膛内对固废物进行流化燃烧；另一路从脱碳炉炉膛1中下部进入炉膛作为强化助燃风，扰动固废物颗粒的燃烧，而通过助燃空气加热装置4的高温烟气直接排出。
31.可优选地，令助燃空气加热装置4内包含两个助燃空气加热器41，两个助燃空气加热器41均由风机11送入空气；且临近分离器2的一个助燃空气加热器41的热空气从脱碳炉炉膛1中下部进入炉膛，并与设置在炉膛内的二次风装置12连通，作为强化助燃风，扰动、组织固废物颗粒的燃烧。
32.而另一个助燃空气加热器41的热空气通过脱碳炉炉膛1底部的布风装置5进入炉膛内，对固废物进行流化燃烧。
33.该超低热值工业固废物脱碳炉采用外置式高温旋风分离器2循环流化床脱碳燃烧技术，进行脱碳处理。因分离器2分离效率高，超低热值工业固废物得到多次循环燃烧，增加了工业固废物的燃尽时间，大幅度提高了工业固废物的脱碳和低nox生成效果。
34.还可作为一种优选实施方式，令该超低热值工业固废物脱碳炉的脱碳炉炉膛1为水冷炉膛，且脱碳炉炉膛1的炉膛水冷壁下集箱通过一水管与脱碳炉汽包7连接，并再通过给水管路连接给水泵a6，并且脱碳炉炉膛1的炉膛水冷壁上集箱通过导汽管与脱碳炉汽包7进行连接。
35.在实际操作中，脱碳炉给水通过给水泵a6加压后进入脱碳炉汽包7，脱碳炉汽包7内的水经过下水管进入脱碳炉炉膛1水冷壁下集箱，炉膛水冷壁内的水吸收炉内固废物燃烧产生的热量形成汽水混合物。
36.汽水混合物通过与炉膛水冷壁上部集箱连接的导汽管进入脱碳炉汽包7，汽水混合物在脱碳炉汽包7内进行汽水分离，分离后的饱和蒸汽经导汽管排出，既可并入后续余热锅炉13过热器15过热后用于发电，也可用作工厂生产、生活供汽。
37.在脱碳炉炉膛1的底端出口处设置有一冷渣器8，对脱碳后产生的脱碳大渣进行冷却处理后进行回收利用，且由于灰渣的活性好、含碳量低，可用于制造各类新型建筑材料及产品的生产原料。
38.根据本技术的一种实施方式，还提供了一种高温烟气余热回收系统，该高温烟气余热回收系统包括用于对高温烟气进行处理的余热锅炉13，其中，来自脱碳炉的高温烟气通过烟道输送进入余热锅炉13。
39.余热锅炉13内从高温烟气进口至高温烟气出口处依次布置有蒸发器14、过热器15和省煤器16，高温烟气依次流经各级受热面进行热量回收，降温后的烟气排出余热锅炉13。可优选过热器15包括低温过热器15和高温过热器15。
40.且可优选设计地，令余热锅炉13的出口端连接有一烟气除尘器20，降温后的烟气排出余热锅炉13，进入系统外的烟气除尘器20，净化后再进行排放，环保高效。并且烟气除
尘器20可捕集下来的脱碳飞灰，由于灰渣的活性好、含碳量低，可用于制造各类新型建筑材料及产品的生产原料。
41.该高温烟气余热回收系统的蒸发器14通过一水管与水泵b17连接，并在连接管路上设置有余热锅炉汽包18。
42.在具体实施中，余热锅炉13给水通过给水泵b17加压后进入余热锅炉汽包18，余热锅炉汽包18内的水经过下水管进入余热锅炉13内的蒸发器14，蒸发器14内的水吸收烟道内高温烟气的热量形成汽水混合物。
43.其中，来自脱碳炉的高温烟气通过烟道输送进入余热锅炉13，可作为高温余热回收锅炉的输入汽源，进一步在高温预热回收锅炉中加热为过热蒸汽。
44.该高温烟气余热回收系统的蒸发器14的上集箱通过导汽管与余热锅炉汽包18进行连接。且还可令余热锅炉汽包18还通过导汽管与过热器15进行连接，过热器15连接有一排汽导汽管19。
45.其中，蒸发器14内的水吸收烟道内高温烟气的热量形成的汽水混合物通过与蒸发器14上集箱连接的导汽管进入余热锅炉汽包18，汽水混合物在余热锅炉汽包18内进行汽水分离。
46.而分离后的饱和蒸汽通过导汽管进入余热锅炉13烟道内的低温过热器15和高温过热器15，经过过热器15产生的过热蒸汽通过导汽管排出用于发电。
47.综上所述，本系统提供了一种超低热值工业固废物的高值化综合利用的改进设计方式，提高了超低热值工业固废物的综合利用率和利用价值。
48.对所公开的实施例的上述说明，是本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将使显而易见的，本文所定义的一般原理可以在不脱离实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制与本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。