一种固体热载体炉用的处理垃圾热解产物的多燃料燃烧器

技术领域

本发明属于垃圾处理技术领域，具体涉及一种固体热载体炉用的处理垃圾热解产物的多燃料燃烧器。

背景技术

生活垃圾热解技术是使垃圾中的有机化合物在绝氧或缺氧条件下，利用热能使化合物的化合键断裂，由大分子量的有机物转化成小分子量的热解气、热解油和热解炭的过程。相比生活垃圾焚烧技术，在绝氧环境下热解，从原理上避免了二噁英的生成，热解气、热解油可经过净化系统净化后燃烧发电，因此更加环保。

固体热载体炉采用循环流化床技术，是一种综合利用生活垃圾热解产物热值产生蒸汽发电的蒸汽锅炉，具有燃烧适应性强、燃烧效率高、烟气排放低NOx等特点，采用固体热载体炉综合利用垃圾热解后的产物具有独特的优势。

但生活垃圾热解产物随生活垃圾组分变化以及热解温度、时间等会有很大的变化，热解气、热解油的比例及热值等都会发生较大变化，导致燃烧不稳定，造成炉内工况大范围波动，影响锅炉的正常运行。除热解碳可以直接送入炉内燃烧外，热解气热值较低，热解油又极易结焦，因此热解气和热解油的燃烧是制约生活垃圾热解产物利用的难题。

当生活垃圾热值降低时，热解产物的热值也会随之降低，这时就需要天然气等其它外部燃料作为补充调节流化床锅炉热负荷。

大量的固体热载体在炉内流化循环，对热解气和热解油的燃烧产生不利的因素，导致燃烧不完全、火焰不稳定，对于组分不稳定的热解气和热解油来说，存在火焰熄灭的安全隐患。

特别是热解油组分复杂，既含有部分轻油又含有大量重质油，甚至还含有灰尘等，燃烧时易结焦，不易完全燃烧。而且热解油燃烧时火焰长，对于流化床锅炉等横截面积较小的炉型可能会发生火焰烧蚀炉膛炉管的危险，导致锅炉爆管。

因此，要实现利用固体热载体炉综合高效利用生活垃圾热解产物热量，保证热解气、热解油的良好、稳定燃烧是关键。因此就需要开发一种既可以稳定燃烧生活垃圾热解气、热解油，又可以在垃圾热值不足时补充外部燃料稳定锅炉负荷的燃烧器，而且该燃烧器还必须具有安全可靠、易操作的特点。

目前还没有一种处理垃圾热解产物的多燃料燃烧器应用于固体热载体炉上的实例。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种固体热载体炉用的处理垃圾热解产物的多燃料燃烧器，可以综合利用生活垃圾热解后的热解油、热解气，并且可补燃天然气，实现多种不同燃料在同一台燃烧器上的同时或分别燃烧和能够实时切换的低NOx型多燃料燃烧器。

本发明的技术方案如下：一种固体热载体炉用的处理垃圾热解产物的多燃料燃烧器，包括燃烧组件、风室、燃烧室、点火组件、燃烧器芯组件；

燃烧室为圆筒型结构，外壁板上有固定的螺栓，用于安装固定；紧贴其外壁板处铺设硅酸铝纤维板起到隔热的作用；最内层为烧嘴砖；

风室隔板和风室套筒将风室分割成一级风室和二级风室，并分别设置了一级风调风门和二级风调风门，其中，一级风由一级风进口进入，二级风由二级风进口进入；

各燃料枪管均布置于风室套筒内部，风室套筒为圆形钢管，与风室隔板焊接在一起，固定于燃烧器轴心，风室套筒的外径尺寸小于烧嘴砖的内径，形成二次风的流通通道；

燃烧器芯组件位于燃烧器的中心轴线位置，头部伸入烧嘴砖，其采用套管结构，中心管为热解油枪，设有热解油进口和雾化剂进口，枪头开有若干小孔；外套管为天然气套管，设有天然气进口，头部开有若干小孔；天然气套管头部外侧设有旋流片，沿套管周向均匀布置；

燃烧组件包括热解气集箱和6个热解气枪；热解气集箱设有热解气进口一与热解气分布口二、热解气分布口三、热解气分布口四、热解气分布口五、热解气分布口六、热解气分布口七，而热解气分布口二、热解气分布口三、热解气分布口四、热解气分布口五、热解气分布口六、热解气分布口七分别与热解气枪进口二、热解气枪进口三、热解气枪进口四、热解气枪进口五、热解气枪进口六、热解气枪进口七对应，通过软管将对应的管口连接；6个热解气枪沿燃烧器轴线周向均匀布置于燃烧器芯组件的外围，头部开有若干小孔，伸入烧嘴砖；

点火组件包括长明灯、点火棒、套管，长明灯和点火棒放置在套管内部，分别通过锁紧螺母与套管固定；长明灯头部带有稳焰装置。

燃烧室外壁为碳钢制成。

烧嘴砖采用耐火材料一体烧结而成，其内径为先收缩后扩张的结构，燃烧室总长度约1m。

风室为碳钢板制成。

风室与燃烧室通过螺栓连接在一起。

一级调风门和二级调风门带有风门开度指示。

燃烧器芯组件均由耐热310S制成。

燃烧器芯组件位于燃烧器的中心轴线位置，头部伸入烧嘴砖50mm。

热解气集箱由304不锈钢制成，热解气枪由耐热310S制成，热解气集箱和热解气枪通过软管连接。

还包括安装红外紫外复合式火检的对称分布的火焰监测孔一、火焰监测孔二；对称分布的观火孔一、观火孔二。

本发明的显著效果在于：

1)本发明涉及的燃烧器是一种固体热载体炉用的处理垃圾热解产物的多燃料燃烧器，通过本发明可在固体热载体炉中实现垃圾热解后的热解气、热解油的综合化利用。

2)本发明通过设置的长明灯(4.1)保证了火焰稳定，实现助燃热解气、热解油的效果，保证了热解气、热解油的稳定燃烧；

3)本发明设置的热解油枪(5.2)，设有热解油进口(j)和雾化剂进口(k)，枪头开有若干小孔；通过雾化剂进口(k)通入雾化剂，可将热解油雾化经头部的若干小孔喷出，使热解油达到良好的燃烧使用状态；

4)本发明设置的燃烧器芯组件(5)采用套管结构，中心管为热解油枪(5.2)，外套管为天然气套管(5.3)，设置了热解气集箱(3)和6个热解气枪(6)，通过以上结构实现了天然气、热解气、热解油的同时或分别燃烧，可进行实时切换及比例调节，三种种燃料互不影响。

5)本发明通过设置的风室隔板(2.3)将风室(2)分为一级风室(21)、二级风室(22)，实现了分级送风；并利用设置的一级风调风门(2.1)、二级风调风门(2.2)调整一二级风的风量，显著降低了燃烧过程中NOx的生成，利于环境保护。

6)本发明通过在对称分布的火焰监测孔一(g1)和火焰监测孔二(g2)上安装红外紫外复合式火检，实现对火焰的监测、报警及联锁，保证安全性。

附图说明

附图1是固体热载体炉用的处理垃圾热解产物的多燃料燃烧器示意图；

附图2是固体热载体炉用的处理垃圾热解产物的多燃料燃烧器各接口示意图；

图中：1燃烧室、1.1烧嘴砖、1.2硅酸里纤维板、

2、风室、21一级风室、22二级风室、2.1一级风调风门、2.2二级风调风门、2.3风室隔板、2.4风室套筒、

3热解气集箱、

4点火组件、4.1长明灯、4.2点火棒、4.3套管、

5燃烧器芯组件、5.1旋流片、5.2热解油枪、5.3天然气套管、

6热解气枪

11一级风进口、12二级风进口

c1热解气进口

c2热解气分布口二、c3热解气分布口三、c4热解气分布口四、c5热解气分布口五、c6热解气分布口六、c7热解气分布口七

c2’热解气枪进口二、c3’热解气枪进口三、c4’热解气枪进口四、c5’热解气枪进口五、c6’热解气枪进口六、c7’热解气枪进口七

d2天然气进口

j热解油进口、k雾化剂进口

e1观火孔一、e2观火孔二

g1火焰监测孔一、g2火焰监测孔二

具体实施方式

一种固体热载体炉用的处理垃圾热解产物的多燃料燃烧器，包括燃烧组件、风室2、燃烧室1、点火组件4、燃烧器芯组件5

燃烧室1为圆筒型结构，外壁为碳钢制成，外壁板上有固定的螺栓，用于安装固定；紧贴其外壁板处铺设硅酸铝纤维板1.2起到隔热的作用；最内层为烧嘴砖1.1，采用耐火材料一体烧结而成，其内径为先收缩后扩张的结构。燃烧室1总长度约1m。

风室2为碳钢板制成，风室隔板2.3和风室套筒2.4将风室2分割成2部分一级风室21和二级风室22，并分别设置了一级风调风门2.1和二级风调风门2.2，实现空气分分级进入。其中，一级风由一级风进口11进入，作为主要的燃烧用风；二级风由二级风进口12进入，作为二次燃烧用风及降温调节用风。风室2与燃烧室1通过螺栓连接在一起，方便拆卸，便于检修。

一级调风门2.1和二级调风门2.2带有风门开度指示，可以分别调整风门开度实现一二级风的风量调节。

各燃料枪管均布置于风室套筒2.4内部，风室套筒2.4为圆形钢管，与风室隔板2.3焊接在一起，固定于燃烧器轴心，风室套筒2.4的外径尺寸小于烧嘴砖1.1的内径，形成二次风的流通通道。

燃烧器芯组件5位于燃烧器的中心轴线位置，头部伸入烧嘴砖1.1 50mm，其采用套管结构，中心管为热解油枪5.2，设有1个热解油进口j和1个雾化剂进口k，枪头开有若干小孔；外套管为天然气套管5.3，设有天然气进口d2，头部开有若干小孔；天然气套管5.3头部外侧设有8组旋流片5.1，沿套管周向均匀布置，可以将一次风转化为高速旋流风。燃烧器芯组件5均由耐热310S制成。

如图2所示，燃烧组件包括热解气集箱3和6个热解气枪6。热解气集箱3设有热解气进口一c1与热解气分布口二c2、热解气分布口三c3、热解气分布口四c4、热解气分布口五c5、热解气分布口六c6、热解气分布口七c7，而热解气分布口二c2、热解气分布口三c3、热解气分布口四c4、热解气分布口五c5、热解气分布口六c6、热解气分布口七c7分别与热解气枪进口二c2’、热解气枪进口三c3’、热解气枪进口四c4’、热解气枪进口五c5’、热解气枪进口六c6’、热解气枪进口七c7’对应，通过软管将对应的管口连接。其作用是将热解气从1个入口送入，并将热解气均匀分成6份分别送至6个热解气枪(6)，使热解气输气结构简单，送气均匀。6个热解气枪6沿燃烧器轴线周向均匀布置于燃烧器芯组件5的外围，头部开有若干小孔，伸入烧嘴砖1.1 100mm。热解气集箱3由304不锈钢制成，热解气枪6由耐热310S制成。

点火组件4由长明灯4.1、点火棒4.2、套管4.3组成，长明灯4.1和点火棒(4.2)放置在套管(4.3)内部，分别通过锁紧螺母与套管(4.3)固定，可以调整伸入长度，结构紧凑，可整体拆卸。长明灯(4.1)头部带有稳焰装置，不会被大风吹灭。

2个对称的火焰监测孔一g1、火焰监测孔二g2，安装2个红外紫外复合式火检，能够很好的适用于固体热载体炉内大量循环固体热载体的恶劣工况，灵敏度高，可以避免误报，实现对火焰的监测、报警及联锁。将火检信号输送至自动控制系统，当火检信号熄灭时，自动控制系统会发出指令切断所有的燃料，防止发生爆炸等危险，保证安全。

还设有2个对称的观火孔一e1、观火孔二e2满足人工观察火焰燃烧的情况。

本发明的工作过程如下：

[1]从一级风进口(11)、二级风进口(12)通入一二级空气风，点燃点火组件(4)，保持长明灯(4.1)长明并燃烧稳定。

[2]当需要燃烧热解气时，从热解气进口(c1)通入热解气，将热解气气均匀送至各个燃气枪，经长明灯(4.1)引燃，实现着火。

[3]当需要燃烧热解油时，从热解油进口(j)通入热解油，从雾化剂进口(k)通入雾化剂，经长明灯(4.1)引燃，实现着火。

[4]当需要燃烧天然气时，从燃烧天然气进口(d2)通入天然气，经长明灯(4.1)引燃，实现着火。

[5]通过调节一级调风门(2.1)和二级调风门(2.2)开度，调整一二级风的风量进行分级送风燃烧的调节。

[6]关闭燃烧器时，先切断主燃烧燃料，再切断长明灯(4.1)燃料，最后切断空气风。