[发明专利]一种垃圾低氮燃烧与余热利用耦合燃烧系统及工艺

说明书

本发明公开了一种垃圾低氮燃烧与余热利用耦合燃烧系统及工艺，主要包括焚烧炉，其炉膛底部设有一次风喷嘴，其一次烟道上设有二次风喷嘴；与焚烧炉的所述一次烟道连通的余热锅炉，其上设有蒸汽接口、给水接口、以及烟气接口；与蒸汽接口连通的蒸汽余热处理模块、与烟气接口连通的烟气余热处理模块、以及高温烟气循环模块。高温烟气循环模块的输入端连通至焚烧炉的所述炉膛，高温烟气循环模块的输出端连通至所述二次风喷嘴，用于将炉膛内的烟气引出后与二次风混合并且输入焚烧炉的所述一次烟道。与现有技术相比，本发明具有抑制NOx生成，热效率高等优点。

技术领域

本发明属于垃圾焚烧处理领域，具体为一种垃圾低氮燃烧与余热利用耦合燃烧系统及工艺。

背景技术

相比填埋、堆肥等垃圾处理技术，焚烧处理技术“减量化、资源化、无害化”优势明显，现有焚烧技术也存在二次污染物的不足。

垃圾焚烧过程中产生的NOx主要来源于：垃圾中的含氮化合物燃烧生成的热力型NOx；氮气在高温环境下氧化生成的热力型NOx。垃圾焚烧过程分为四个阶段：干燥过程、热解过程、燃烧过程、燃尽过程。现有燃烧处理技术在一个炉膛中实现四个过程，各个过程产生的不同组分的烟气在炉膛中混合流动，在高温富氧环境下，极易生成氮氧化物等有害气体。

此外，垃圾焚烧产生的能源在加工转化过程中的损失约占80％。其中垃圾焚烧的烟气排烟温度高和一次风升温耗能，约损失30％。凝汽式汽轮机的凝汽器冷源直接通过凉水塔冷却，约损失50％，目前垃圾焚烧项目全厂热效率在18～23％，故而也存在余热利用率的不足。

发明内容

一方面，为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供了一种垃圾低氮燃烧与余热利用耦合燃烧系统，包括：

焚烧炉，其炉膛底部设有一次风喷嘴，其一次烟道上设有二次风喷嘴；

与焚烧炉的所述一次烟道连通的余热锅炉，其上设有蒸汽接口、给水接口、以及烟气接口；

蒸汽余热处理模块、烟气余热处理模块、以及高温烟气循环模块。

高温烟气循环模块的输入端连通至焚烧炉的所述炉膛，高温烟气循环模块的输出端连通至所述二次风喷嘴，用于将炉膛内的烟气引出后与二次风混合并且输入焚烧炉的所述一次烟道。

炉膛内的烟气经过助燃消耗，氧气含量相比于现有直接通入空气作为二次风较低，为贫氧烟气，抑制并减少了燃料型NOx的生成。

炉膛内的烟气自身温度较高，其与二次风混合时起着加热的作用。室温下的二次风不能直接通入一次烟道，因此，相对于使用蒸汽加热二次风，通过与炉膛烟气的混合可减少用于加热二次风的蒸汽量。

蒸汽余热处理模块与所述蒸汽接口连通，以回收蒸汽中的余热。

烟气余热处理模块与所述烟气接口连通，以回收烟气中的余热。

可选地，高温烟气循环模块的所述输入端连通于焚烧炉的所述炉膛的后拱上，以接受炉膛后拱处的贫氧烟气。

进一步地，连通所述二次风喷嘴与高温烟气循环模块的所述输出端的管道上设有循环风阀。循环风阀的输出端用于与输入二次风的管道并联后，与所述二次风喷嘴连通。通过循环风阀的所述贫氧烟气进入通入二次风的管道与之混合，混合气体从二次风喷嘴喷入一次烟道内。如此，通过控制循环风阀的开度调节烟气通过量，调节烟气与二次风的混合比例。

优选地，所述蒸汽余热处理模块包括：

汽轮机，其输入端与所述蒸汽接口连通，

凝汽器，其进气端与所述汽轮机的输出端连通，其出液端与余热锅炉的所述蒸汽接口连通。

蒸汽通入凝汽器后凝聚成水并且回流至余热锅炉内循环利用，减少水资源消耗。

汽轮机用于与发电机传动联接。