CN207555609U - 一种蓄热催化热解燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种蓄热催化热解燃烧装置，属于高温蓄热催化燃烧和环境保护技术领域。采用内置碳化硅、耐高温蜂窝陶瓷双塔大容量蓄热、氢氧气催化燃烧组合的高温热解燃烧稳定器，从而获得更佳的降解效果，可实现医疗废物热解焚烧处置的内循环、零污染。蓄热催化热解燃烧装置的协同，作为微波等离子消毒灭菌催化裂解处置的再处理系统，可以实现医疗废物的完全无害化、减量化和资源化。

Description

一种蓄热催化热解燃烧装置

技术领域

本实用新型涉及一种蓄热催化热解燃烧装置，属于高温蓄热催化热解燃烧和环境保护技术领域。可应用于医疗废物、工业废物、危险废物、生活垃圾处理。

背景技术

医疗废物高温热解处理是环保部推荐的主流技术，我们在2002年6月6日申请了发明专利：一种热解气化湍流喷射燃烧装置，专利号ZL02115337X。该发明专利热解反应和独特的湍流喷射燃烧、高温蓄热燃烧，可以确保高温状况下可燃性气体及吸附在烟尘上的有毒有害物质燃烧分解。

经过多年的实践和探索，我们发现湍流喷射燃烧装置虽然减排效果显著，但还有容积偏小，烟气通过时间短、横向放置容易堵塞、无催化功能积碳偏多等不足。

热解焚烧的常规理论认为，在850℃高温下，烟气停留时间不小于2s就可以去除二恶英等有毒有害物质，但实际运行情况并非如此。经过多次试验证明，850℃左右或略高的温度在2s时间左右不可能完全分解烟气中所有的高稳定性化合物。目前焚烧技术采用的二次燃烧炉膛内没有蓄热材料作为高温稳定器。空膛燃烧不仅温度低，燃烧气体停留时间短，在操作中炉膛内温度受气体脉动影响上下波动明显，这些因素构成了传统燃烧技术的很难达标排放，致使垃圾焚烧企业邻避事件频发，工业生产、垃圾焚烧等排放对大气雾霾的贡献逐渐为人们所了解和重视。随着国家各种更为严格的污染物排放标准相继出台，从源头治理污染排放已经成为我国遏止大气灰霾频发的重中之重。自2016年起，各种垃圾焚烧需执行新的排放标准，新标准比老标准严了10倍。这就要求我们在燃烧理论和技术上一定要有所突破，才能确保按照新标准达标排放。

实用新型内容

我们在“一种热解气化湍流喷射燃烧装置”发明专利基础上改进的“一种蓄热催化热解燃烧装置”的实用新型发明专利。采用内置碳化硅、耐高温蜂窝陶瓷的双塔大容量蓄热热解燃烧、氢氧气催化燃烧组合升级，使有毒有害烟气在多孔陶瓷、碳化硅高温蓄热催化热解环境下长达10s的高温稳定燃烧，从而获得更佳的降解效果，可实现医疗废物热解焚烧处置的内循环、零污染。蓄热催化热解燃烧装置的协同，作为微波等离子消毒灭菌催化裂解的再处理系统，可以实现医疗废物的无害化、减量化和资源化。

本实用新型的核心技术路线和优点

医疗废物热解产生的可燃气体从可燃气进气管进入本装置，然后在烟气湍流混燃腔同切向进入的二次风、三次风、四次风、旋流混合燃烧并进入炉腔内碳化硅蓄热格栅和上垒砌有交错排列的陶瓷多孔蓄热材料，蓄热多孔陶瓷的砌筑高度为整个蓄热燃烧腔室高度的60％～80％，陶瓷蓄热材料的堆砌方法遵循均匀、多孔和交错规则，以使高温火焰在各空隙内分布均匀并且在切向二次风和三次风、四次风旋流影响下，保持高度的湍流度。自下而上然后自上而下边运动边燃烧。燃烧产生的火焰在交错排列的蓄热材料和陶瓷多孔蓄热材料之间的缝隙中串流，并形成强烈湍流。燃烧放出的高温同时加热蓄热材料和炉壁内的耐火材料，使它们吸收足够的热量并始终保持比一般空炉膛高300℃的高温状态。当火焰到达第一个炉腔上部时，由于负压的作用，火焰将沿着的火焰通道进入第二个炉腔上部，再自上而下继续运动和燃烧，完成全部燃烧过程。产生的高温烟气通过热管换热器将空气预热后输送至二次风三次风和四次风，最后通过污染治理设施后进行热能利用。

高温催化蓄热燃烧采用氢氧气催化稳燃，在热解后的可燃气体二次燃烧中，加入了水高温分解及电解水产生氢氧气催化燃烧的技术。高温蓄热催化燃烧产生活性原子，可促进烟气中高碳氢链的裂解，使氧化反应速度加快，抑制了二恶英的产生，起到了催化燃烧的效果。

温度传感器和氧气传感器同二次、三次风、四次风的变频风机构成闭环系统，在保持温度850-1100℃、氧含量11％左右内自动调节二次、三次风的风量。

附图说明

图1是本装置的结构示意图，所述的蓄热催化热解燃烧装置结构为双塔体，双塔炉腔与炉腔之间设有火焰通道18和26，直接串联，形成从下到上，从上到下的折返型火道，燃烧装置的外形结构尺寸由所处理的烟气流量决定，所述燃烧装置主要部件包括双塔炉体；锥形水封除尘和高温水蒸气生成腔10和20；烟气湍流混燃腔12和24，烟气湍流混燃腔同高温水蒸气和可燃气体重整后的氢氧气、电解水产生氢氧气催化装置连接。碳化硅蓄热格栅15和22，混燃后的热烟气进入碳化硅蓄热格栅进行蓄热燃烧；可燃气进口管11；烟气出口管21；氢氧气点火稳燃14；温度检测热电偶23；氧气传感器25；高温陶瓷蓄热体16；火焰通道18、26；二次风进口13；三次风进口17；四次风进口25。

图2是本装置的流程框图，医疗废物热解产生的可燃气体10从可燃气进气管进入本装置11，然后在烟气湍流混燃腔同切向进入的二次风13、三次风15、四次风16旋流混合燃烧并进入炉腔内碳化硅蓄热格栅和上垒砌有交错排列的陶瓷多孔蓄热材料，燃烧产生的火焰在交错排列的蓄热材料和陶瓷多孔蓄热材料之间的缝隙中串流，并形成强烈湍流。产生的高温烟气通过热管换热器14将空气预热后输送至二次风三次风和四次风，最后通过污染治理设施17后进行热能利用。12为氢氧气催化点火稳燃系统。

实施方式

5t/d医疗垃圾焚烧装置，垃圾含水率为18％，烟气工况流量为2500m3/h。采用本发明所述的蓄热催化燃烧装置，燃烧装置的炉体为双塔结构，圆桶直径

2300mm，高度6300mm。可燃气进口管和烟气出口管直径400mm。炉腔与炉腔之间火焰通道尺寸为450mm。炉腔内交错垒砌有耐1700℃的碳化硅格栅和高温陶瓷蓄热材料，蓄热材料垒砌的火焰通道约为60％以上。本发明燃烧系统的炉体采用普通钢材制作，中间隔热材料采用硅酸铝保温材料，耐火材料采用高铝耐火材料。氢氧气体按照4立方/小时加入。

经测定，火焰在系统内停留时间约为9.8s。A炉腔内的平均温度为1196℃；B炉腔内的平均温度为1131℃。

医疗废物热解气体经本发明蓄热催化热解燃烧装置后，测得出口烟气中的主要有机物含量分别为：二噁英类有机物为0.041ng TEQ/m3。出口烟气中的CO为1mg/m3。标志燃烧是否彻底的CO，在出口烟气中仅为1mg/m3，绝大多 数垃圾焚烧厂处理之后的烟气中的CO均为100mg/m3以上。现行国家标准GB18485-2001的规定值为≤150mg/m3，欧标EU2000/76/EC(2000标准)的规定值为≤50mg/m3。

Claims (4)

1.一种蓄热催化热解燃烧装置，其技术特征权利要求如下：所述的燃烧装置主要部件包括镶嵌高温耐火材料的双塔炉体及双塔炉体下部的锥形水封除尘和高温水蒸气生成腔，中下部有烟气湍流混燃腔，可燃气进口管和二次风、三次风、四次风的进口管，中部装有碳化硅蓄热格栅和高温陶瓷蓄热体，上部有火焰通道，中下部连接有氢氧气点火稳燃、温度检测热电偶、氧气传感器。

2.根据权利要求1所述一种蓄热催化热解燃烧装置结构为双塔体，炉腔内碳化硅蓄热格栅和上垒砌有交错排列的陶瓷多孔蓄热材料，多孔蓄热陶瓷的砌筑高度为整个蓄热燃烧腔室高度的60％～80％。

3.根据权利要求1所述的蓄热催化热解燃烧装置加入氢氧气催化稳燃设施，加入了高温水蒸气同可燃气体重整后的氢氧气及电解水产生氢氧气催化燃烧设施，这二部分都同中下部烟气湍流混燃腔连接。

4.根据权利要求1所述的一种蓄热催化热解燃烧装置中温度传感器和氧气传感器同二次、三次风、四次风的变频风机连接构成闭环系统。