工业垃圾焚烧炉炉型

焚烧法处理三废过程中焚烧炉居主要设备。国内所具有的焚烧装置多数是随成套装置引进的。当今各国用于焚烧法的焚烧炉均按其燃烧方式可分为三大类型。
炉排燃烧型焚烧炉
这种类型的焚烧炉，主要是箱式炉，出现较早。其结构简单，炉底部有炉排，支撑废渣并兼有通风和除灰渣的作用。废渣的干燥和焚烧靠火焰和炉墙的辐射。其类型有：固定炉排型和活动炉排型两种。
(1)固定炉排型焚烧炉，人工操作，间歇运行，燃烧不彻底，处理效果差，单位面积处理量较低(约25~75kg/h)，故少用。其结构形式，有：水平固定炉排和倾斜固定炉排，如下图29-74所示。
(2)活动炉排焚烧炉，操作自动化，运行连续化。由于炉排结构不同分为：阶梯往复式、链条式、栅动式等。
1)阶梯往复式炉排焚烧炉，如图29-75所示，由于炉排往复运动将料层翻动扒松，与燃烧空气充分接触，焚烧完全。
该炉型采用的阶梯往复炉排与燃煤用的往复炉排相同，有系列产品供选用。
2)连条炉排焚烧炉，适用于含水量少的工业垃圾，当废物热值低于1.47×104KJ/kg(3500kcal/kg)时，须加辅助燃料，如图29-76所示。
炉床燃烧型焚烧炉
炉床燃烧是在炉床上边搅拌边焚烧的方式。这类焚烧炉具有代表性的有：回转式焚烧炉和多段式焚烧炉。回转式焚烧炉，用途广泛，在此述之;多段式焚烧炉，因结构复杂又需耐热合金，故不做介绍。
(1)回转式焚烧炉
(简称回转炉)是应用较多的炉型，广泛用于焚烧各种污泥、渣浆、油膏、废活性炭和酿粕等废物，也可处理塑料、橡胶、油脂残渣、沥青等具有有机物高分子废物。
回转炉的结构。是一个卧式圆筒形，与回转干燥、焙烧窑基本相同，由炉头、炉尾、燃烧器，支承结构和传动机构组成。（点击图片可放大查看清晰大图）
炉身是回转炉的核心部分，圆筒形内衬耐火材料衬里，筒内设有抄板或用衬里凸砖代替，炉身以0.3〜1.5r/min旋转。
回转炉由于工艺流程不同分逆流式和顺流式：
1)逆流式回转炉.炉尾一端燃料进入燃烧，在另一端炉头加入废料，两者相反而行，尾气、灰渣由炉头上、下部排出。污泥处理量为500〜700kg/h,含水率90%，操作温度700~900℃,停留时间约1小时。辅助燃料为重油。逆向流动时，髙温烟气可预热进入的废料，热量利用充分。但出口热烟气(即尾气)温度低(约400℃),尾气中带有低挥分的有毒害有臭味的气体，必须进行二次焚烧。因此，二次焚烧设备称为脱臭炉。
2)顺流式回转炉，燃料与污泥入口在同一端，如图29-78所示。适用于石油化工系统排放的废渣、废液的处理。焚烧能力较大，操作温度900〜1050℃,排烟温度为1000℃。当废料一进入炉呻，立刻与髙温烟气相遇，引起自身燃烧。因此，烟气排出温度髙，有毒害气体经髙温分解，无需脱臭炉。烟气经热回收后即可排空。（点击图片可放大查看清晰大图）
逆流式和顺流式回转炉温度分布情况。（点击图片可放大查看清晰大图）
(2)脱臭炉
如图29-80所示，立式圆筒形设备，主要由炉体(内有衬里、燃烧室和燃烧器组成。炉体由筒体、锥顶、锥底构成。由逆流式回转炉来的热烟气由下部切入与燃烧室来的高温烟气(3个烧嘴成120°切入)相混，进行二次燃烧。炉膛温度900℃，停留时间1秒，燃料耗量I70kg/h重油。燃烧后的烟气(无害气体)由炉顶排出，经热回收，排空。
空间燃烧型焚烧炉
无论是炉排燃烧，还是炉床燃烧，废渣总是以团块或块状与热气流接触。由于接触面有限、传热速率较低，因而不得不加长停留时间，所以造成处理能力低，焚化不完全等一系列弊端。由实践知，废渣的表面系数(即单位容积的表面积)越大，废渣的干燥、焚烧进行的越快。由此若能把废渣在热气流中分散悬浮，就能在极短的时间内完成干燥和焚化。
为此，把流态化技术应用到废渣焚烧处理上，所以发展了空间燃烧流化床焚烧炉，简称流化床焚烧炉。
流化床焚烧炉是五十年代后期发展起来的。以后应用在石油化工方面，发展很快。对废液、废气有同样广泛的适应性。
流化床焚烧炉如图29-81所示，钢壳立式圆筒炉，内衬耐火砖和隔热砖，炉子底部设有带孔的气流分布板，分布板上铺着一定厚度的载体颗粒层(一般为硅砂)。板下面通入高压热空气吹起板上的载体，使悬浮在炉膛里呈沸腾状态。此时用螺旋加料器，将废渣投入，与沸腾的载体混合进行燃烧。烧尽的细灰随烟气排出，经除尘器捕集后排空。部分比载体重的炉渣落在分布板上，设法排除。当炉渣重度与载体相等的，也可作为载体用。
该炉焚烧温度一般为750~870℃。此温度由辅助烧嘴和空气预热温度调节控制。预热空气由炉外另设热风炉来供给，预热空气温度由废物含水量和废物本身的发热值而定。如某种污泥含水为60%，需将空气预热到300℃，可达到自行焚烧;若含水为55%，则空气预热温度只需200℃即可。
从炉子本身结构，无机械传动部分，结构简单，维修方便。而对工艺操作要求比—般机械要髙些。
流化床焚烧炉的特点：
(1)废渣在炉内被流化状态的砂子均匀分散，因此，废渣与热气流接触面积大，传热速率髙.，所以单位炉床面积处理量大(可达150~200kg/m3·h)，由此装置可小型化，减少占地面积;
(2)由于流化床内温度可保持在750~870℃，所以污泥焚烧烟气中臭气量较少，不必脱臭，减少了投资;
⑶由于该炉体积热负荷很大，所以对废物的性质和量的变化允许幅度较大，各种含水率大的污泥乃至纯液体均可焚烧。同时炉子蓄热量大，停炉后降温慢，启动容易，间歇操作也可以;
(4)对燃料适应性强，因非火炬燃烧，所以可烧劣质燃料;
(5)排出的烟气符合环保规定，无二次污染。
该炉不足之处：处理固体废渣时，排气含有大量微细粉尘;载体和废料需流化，要有较高的空气压力，动力消耗大。
焚烧炉发展趋势
(1)催化焚烧法
至今处理三废几乎全部采用氧化燃烧法，使有害废物在900℃以上氧化分解为二氧化碳和水等，从而净化了废气。因而耗能很大，极不经济。采用催化燃烧法，借助催化剂，使有机物废气在无焰和低温下把有害物完全变为无害物(燃烧反应温度一般为250〜500℃，燃烧时热量可自给或只需补充少量热量。排出的余热可回收加以利用。
催化焚烧法的特点为：起燃温度低，一般为200~280℃，反应时间短，净化效率高，因而节省大量能源，仅为氧化焚烧法的三分之一。
催化剂种类通常有：Pt、Fe-Cr、Cu-Cr、Pt-Al2O3等，使用催化焚烧炉要控制好废气的预热温度及流速，分配均匀，通常催化床反应温度不大于600℃，保证催化剂使用寿命为1~4年。
国内在丙烯腈尾气的处理上已应用催化法燃烧。实践证明：处理量大(20000m3/h)，彻底净化了废气，余热又可回收，经济效益显著。
(2)循环床焚烧炉
是在流化床焚烧炉原理的基础上发展起来的。循环床焚烧炉如图29-83所示，由主炉体与副炉体分别将各自的进出口相连而组成一个循环系统。主炉体为燃烧室，副炉体为一旋风分离结构。主炉体的出口与副炉体的进口相连接，进入副炉体内的高温气体和固体在进行分离。副炉体的下部没有排渣口，而大量的残渣则继续进入主炉体内与不断加入的废物混合燃烧，整个循环过程都靠气速带动。
循环床焚烧炉特点：髙温条件下简化了设备结构;在高湍度循环下系统内的温度非常均匀;在790〜870℃情况下，于燃烧室上部设有二次空气进口，进行阶段性燃烧，所以烟气中的二氧化硫和一氧化碳浓度可控制很低，省去炉后处理设备。另外，利用连续加入中和剂(石灰石)，炉内产生酸性气体被中和。若遇意外事故，突然停止运行，物料仍落在床层上，不排出外部污染环境。热能回收，在主炉体保温墙内设有水管进行热交换，用很简单结构完成热能回收。
总的来说，循环床焚烧炉处理废物，操作环境清洁，处理效率可达99.999%,简化了工艺，省去了处理后的设备;处理后物质体积减少可达40：1;氧化氮、一氧化碳的排放浓度小于100×10η。
(3)顺流式回转焚烧炉
逆流式与顺流式的区别前面我们已经说过。逆流式回转炉的投料与烘焙分别在两端，其工艺流程如下：
顺流式回转炉的投料与燃料在同一端进入，烧后气体和固体残渣，在炉子另一端排出，其工艺流程如下：
由两个工艺流程看：为了符合环保规定，逆流式排出尾气需二次焚烧，增加脱臭炉，因此占地面积大，投资多，热利用率不一定好。但单从回转炉本身来说，干燥与焙烧而言充分利用热能;或当废物中含低有机挥发分少时，还是可用的。顺流式回转炉用在石油化工行业的废物焚烧上，其废物含有机较多，发热值较高，余热回收。外加在设备上做了某些改进，改善了焚烧情况，炉长可缩短，也改善了工人操作环境。因此，顺流式回转炉对石油化工行业中处理污泥、废渣或废液的焚烧是适宜的，也值得推广和发展。