申请/专利权人：南京理工大学

申请日：2017-12-29

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN109990296B

主分类号：F23G5/08

分类号：F23G5/08;F23G5/46;F23C5/08;F23L15/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2019.08.02#实质审查的生效;2019.07.09#公开

摘要：本发明为一种烟气循环式煤与垃圾耦合燃烧系统，包括垃圾贮坑、给料机、垃圾焚烧炉、煤斗、给煤机、磨煤机、煤粉炉、烟气引射器、送风机。该系统通过抽取煤粉炉高温烟气循环至垃圾焚烧炉，来稳定和提升垃圾焚烧炉内的温度，有助于减轻垃圾成分波动对焚烧炉燃烧工况的影响，减少甚至不需要掺煤或投油助燃，并减少二恶英污染物的生成量；垃圾焚烧炉排出的循环烟气送入煤粉炉，对煤粉炉影响较小，不需改造煤粉炉燃烧器；此外，可根据高温烟气和循环烟气流量、焓等参数计算垃圾焚烧放热量，方便进行电价补贴。本发明实现了燃煤发电机组与垃圾焚烧炉的有机耦合，充分利用现有煤电机组，降低存量煤电煤耗，减少新建垃圾焚烧发电厂的投资和运营成本。

主权项：1.一种烟气循环式煤与垃圾耦合燃烧系统，其特征在于，包括垃圾贮坑（1）、给料机（2）、垃圾焚烧炉（3）、煤斗（4）、给煤机（5）、磨煤机（6）、煤粉炉（7）、煤粉炉燃烧器（8）、循环烟气进口（9）、高温烟气抽取口（10）、烟气引射器（11）、空气预热器（12）、送风机（13）；其中，垃圾贮坑（1）与给料机（2）相连接，给料机（2）与垃圾焚烧炉（3）的进口相连接，垃圾焚烧炉（3）的烟气出口通过烟气引射器（11）与煤粉炉（7）的循环烟气进口（9）相连接，煤斗（4）与给煤机（5）相连接，给煤机（5）与磨煤机（6）相连接，磨煤机（6）与煤粉炉燃烧器（8）相连接，送风机（13）将空气送入空气预热器（12），热空气（17）分两路分别送入垃圾焚烧炉（3）和磨煤机（6），高温烟气抽取口（10）通过烟气引射器（11）与垃圾焚烧炉（3）相连接，高温烟气（14）与循环烟气（15）分别由两个烟气引射器（11）在垃圾焚烧炉（3）和煤粉炉（7）之间形成通路，垃圾焚烧炉（3）的灰渣（16）由排灰口排出；所述的垃圾焚烧炉（3）设有高温烟气进口，高温烟气（14）由煤粉炉（7）的高温烟气抽取口（10）抽出，经过烟气引射器（11）进入垃圾焚烧炉（3），垃圾焚烧炉（3）的烟气出口与煤粉炉（7）的循环烟气进口（9）相连接；送风机（13）与空气预热器（12）相连接，空气预热器（12）出口与垃圾焚烧炉（3）和磨煤机（6）相连接，热空气（17）由空气预热器（12）出口排出后分别送入垃圾焚烧炉（3）和磨煤机（6）。

全文数据：烟气循环式煤与垃圾耦合燃烧系统技术领域本发明涉及燃煤发电技术和垃圾焚烧发电技术领域，特别涉及一种煤与垃圾耦合燃烧系统。背景技术我国垃圾不仅存量大、产量大，且每年高速增长，垃圾围城现象日益突出，已严重影响了居民生存环境和城镇发展。垃圾焚烧技术具有减量程度高、无害化、热能回收利用的优点，因而成为垃圾处理的主要方法之一。垃圾焚烧可将垃圾中的可燃物质转化为热能，进而生产电力或蒸汽。但垃圾由于热值较低，导致焚烧发电系统效率较低，经济性较差，且由于垃圾成分波动较大，导致燃烧不稳定，常需要投油或掺煤助燃，进一步降低了垃圾焚烧发电的经济性。我国现有大量燃煤发电机组，将垃圾焚烧与燃煤发电系统耦合在一起，可提高垃圾焚烧发电效率，降低存量煤电煤耗，减少垃圾焚烧烟气净化系统的投资，减少二恶英排放。因此，燃煤耦合垃圾发电技术成为未来能源动力领域的重点发展方向之一。国家发明专利CN201610877307.9公开了一种煤和生活垃圾耦合燃烧系统，该系统主要由磨煤机、垃圾贮坑、给料器、气化炉、合成气增压机、煤粉炉等组成。其煤粉炉上部设有高温烟气抽气口，尾部烟道设有冷烟气抽气口。高温烟气、冷烟气与空气预热器送出的热空气混合后，由气化剂入口送入垃圾气化炉。垃圾在气化炉中同气化剂发生气化反应，生成合成气，合成气由气化炉上部排出，通过合成气增压机送入煤粉炉燃烧器，与煤粉一同在煤粉炉内燃烧。该系统采用气化工艺对垃圾进行转化，反应速率较燃烧反应慢，垃圾中可燃成分转化率较低，且合成气送入煤粉炉燃烧器燃烧势必要求对现有燃烧器进行改造，并会影响燃烧区流场与温度场。发明内容针对上述问题和现有技术的不足，提供一种烟气循环式煤与垃圾耦合燃烧系统。为解决上述问题和现有技术的不足，本发明采用的技术方案如下：一种烟气循环式煤与垃圾耦合燃烧系统，包括垃圾贮坑、给料机、垃圾焚烧炉、煤斗、给煤机、磨煤机、煤粉炉、烟气引射器、空气预热器、送风机，所述的垃圾贮坑经给料机与垃圾焚烧炉相连接，垃圾焚烧炉的烟气出口经烟气引射器与煤粉炉的循环烟气进口相连接，煤粉炉的高温烟气抽取口经烟气引射器与垃圾焚烧炉的高温烟气进口相连接，煤斗与给煤机进口相连接，给煤机出口与磨煤机进口相连接，磨煤机出口与煤粉炉燃烧器相连接，送风机出口与空气预热器进口相连接，空气预热器出口与磨煤机和垃圾焚烧炉相连接，热空气携带煤粉进入煤粉炉燃烧器。进一步的，煤粉炉设置高温烟气抽取口、循环烟气进口。进一步的，垃圾焚烧炉设置高温烟气进口。进一步的，垃圾焚烧炉根据需要设有多个高温烟气进口，煤粉炉对应设置多个高温烟气抽取口。本发明实现了燃煤锅炉与垃圾焚烧炉的耦合发电，与现有技术相比具有如下优点：1、采用煤粉炉高温烟气循环至垃圾焚烧炉，可为垃圾焚烧炉提供额外的热量，有利于垃圾焚烧炉内温度的稳定和提升，减轻垃圾成分波动对焚烧炉燃烧工况的影响，减少甚至不需要掺煤或投油助燃，降低运营成本，且垃圾焚烧炉内温度的提升，可提高垃圾中可燃成分的转化率，降低二恶英的生成量；2、采用垃圾焚烧炉替代垃圾气化炉，不产生合成气，不需要将合成气通入煤粉炉燃烧器燃烧，因而不需要对现有煤粉炉的燃烧器进行改动，对煤粉炉燃烧区流场、温度场影响更小，几乎不影响煤粉着火和煤粉炉调负荷；此外，燃烧反应速率较气化反应更快，更利于垃圾中可燃成分的转化。附图说明图1是烟气循环式煤与垃圾耦合燃烧系统的结构示意图；其中：1-垃圾贮坑、2-给料机、3-垃圾焚烧炉、4-煤斗、5-给煤机、6-磨煤机、7-煤粉炉、8-煤粉炉燃烧器、9-循环烟气进口、10-高温烟气抽取口、11-烟气引射器、12-空气预热器、13-送风机、14-高温烟气、15-循环烟气、16-灰渣、17-热空气。具体实施方式下面结合附图对本发明做进一步详述：一种烟气循环式煤与垃圾耦合燃烧系统，如附图1所示，主要包括：1-垃圾贮坑、2-给料机、3-垃圾焚烧炉、4-煤斗、5-给煤机、6-磨煤机、7-煤粉炉、11-烟气引射器、13-送风机；其中，垃圾贮坑1与给料机2相连接，给料机2与垃圾焚烧炉3相连接；煤斗4与给煤机5相连接，给煤机5与磨煤机6相连接，磨煤机6与煤粉炉7相连接；送风机13与空气预热器12相连接，空气预热器12出口与垃圾焚烧炉3和磨煤机6相连接。垃圾焚烧炉3的进口端宜布置垃圾、热空气和高温烟气进口，出口端宜布置循环烟气、灰渣出口；高温烟气进口和循环烟气出口的布置位置和形式可根据实际情况进行调整。煤粉炉7的燃烧器上部宜布置循环烟气进口9，煤粉炉7的炉膛出口处宜布置高温烟气抽取口10，循环烟气进口9和高温烟气抽取口10的布置位置和形式可根据实际情况进行调整；空气预热器12布置在煤粉炉7的尾部烟道。本发明采用烟气引射器11来引导高温烟气和循环烟气，也可采用其他的烟气引导装置来代替烟气引射器11，如引风机等。垃圾焚烧炉3宜采用炉排炉或回转炉，也可采用其他炉型。煤粉炉7也可由其他炉型的燃煤锅炉代替。垃圾焚烧炉3根据实际的需要设有不止一个高温烟气进口，而煤粉炉7对应高温烟气进口数量设置高温烟气抽取口10。本系统实现了燃煤锅炉与垃圾焚烧炉的耦合发电；1、采用煤粉炉高温烟气循环至垃圾焚烧炉，有利于垃圾焚烧炉内温度的稳定和提升，减轻垃圾成分波动对焚烧炉燃烧工况的影响，减少甚至不需要掺煤或投油助燃，节省运营成本；垃圾焚烧炉内温度的提升，有利于垃圾中可燃成分的转化，同时降低二恶英的生成量；2、垃圾燃烧后产生的烟气同循环烟气混合后一同进入温度较高的煤粉炉，有利于二恶英的进一步分解；3、采用烟气循环方式耦合垃圾焚烧炉，不需要对现有煤粉炉燃烧器进行改造，对煤粉炉影响较小，耦合改造相对简单，可充分利用现有煤电机组，降低存量煤电煤耗；4、可根据高温烟气和循环烟气流量、焓等参数计算垃圾燃烧放热量，进而计算耦合后垃圾焚烧发电量，方便进行电价补贴。以上实施例仅用来说明本发明，而非对本发明进行限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

权利要求：1.一种烟气循环式煤与垃圾耦合燃烧系统，其特征在于：包括垃圾贮坑1、给料机2、垃圾焚烧炉3、煤斗4、给煤机5、磨煤机6、煤粉炉7、煤粉炉燃烧器8、循环烟气进口9、高温烟气抽取口10、烟气引射器11、空气预热器12、送风机13，其中，垃圾贮坑1与给料机2相连接，给料机2与垃圾焚烧炉3的进口相连接，垃圾焚烧炉3的烟气出口通过烟气引射器11与煤粉炉7的循环烟气进口9相连接，煤斗4与给煤机5相连接，给煤机5与磨煤机6相连接，磨煤机6与煤粉炉燃烧器8相连接，送风机13将空气送入空气预热器12，热空气17分两路分别送入垃圾焚烧炉3和磨煤机6，高温烟气抽取口10通过烟气引射器11与垃圾焚烧炉3相连接，垃圾焚烧炉3的灰渣16由排灰口排出。2.根据权利要求1所述的烟气循环式煤与垃圾耦合燃烧系统，其特征在于：所述的垃圾焚烧炉3设有高温烟气进口，高温烟气14由煤粉炉7的高温烟气抽取口10抽出，经过烟气引射器11进入垃圾焚烧炉3，垃圾焚烧炉3的烟气出口与煤粉炉7的循环烟气进口9相连接，循环烟气15经烟气引射器11进入煤粉炉7。3.根据权利要求1所述的烟气循环式煤与垃圾耦合燃烧系统，其特征在于：所述的送风机13与空气预热器12相连接，空气预热器12出口与垃圾焚烧炉3和磨煤机6相连接，热空气16由空气预热器12出口排出后分别送入垃圾焚烧炉3和磨煤机6。4.根据权利要求1或2所述的烟气循环式煤与垃圾耦合燃烧系统，其特征在于：所述的垃圾焚烧炉3根据需要设有多个高温烟气进口，煤粉炉7对应设置多个高温烟气抽取口10。

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