本发明涉及一种在炉篦燃烧设备中供给燃烧空气的方法,在该方法中,使一次燃烧空气的供入穿过燃烧物,而二次燃烧空气直接供入废气流中,此外从废气流中分流出一部分废气并在燃烧过程中再次供入。本发明还涉及一种实施该方法的燃烧设备。 在机械式炉篦燃烧系统中,必需的燃烧空气的供给一般被分成一次燃烧空气部分和二次燃烧空气部分,前者部分通过炉篦结构本身或其炉篦棒条输送给炉篦上的燃烧物,后者部分被送到炉篦上方的燃烧室的后继燃烧区域中。为了使固态和气态的燃烧残余物都能完全燃烧,所有炉篦燃烧系统都要供给大于理论值的燃烧空气,即要供给的燃烧空气比在理想情况下燃烧物完全氧化所需的燃烧空气要多。任何超理论值的工作方式必定要降低炉篦燃烧系统后继的废热锅炉的效率,因为过剩的燃烧空气也同样作为压载物要一起加热。在常规地炉篦燃烧系统中,这种理论值与实际值的比值范围在1.4到2.2中。
许多炉篦燃烧系统在燃烧物的流向上被划分成多个一次空气区域。划分成各个区域可以根据燃烧物的各个反应速率按照需求量来供给一次燃烧空气。在一般只有已烧尽的燃烧物的炉篦后部中供给的一次燃烧空气是为了冷却炉渣以及维持炉篦层的机械功能。此部位中已没有化学反应方面的变化。即在炉篦上方的燃烧室这一部位中形成一个区域,该区域中的气体虽然呈稍微被加热的状态,但是成分仍然极其接近供给的一次燃烧空气的成分。
这部分不再参加化学反应的一次燃烧空气大大地增加了整个气体体积。由此产生的一个直接的不良后果是,燃烧室后续的装置,例如废热锅炉或清理废气的装置的结构就要相应的增大,从而增大成本。前面已提到,这种燃烧设备的效果由于过多的空气也被降低。还有一点,这些过多的空气部分也必定增加有害物质,如一氧化碳和氧化氮等的数量。
本发明的目的在于提供一种方法和实施该方法的设备,由此可以减少废气流的数量,从而减少由于所述的空气多量而产生的不良后果。
虽然人们已知,为了减少废气中的氧含量可以从系统中吸出废气并再次将其供到燃烧过程中去。但是到目前为止废气却是在通过了一个冷却段,即流过废气锅炉或废气清理设备后才被吸出的,但由此废气的气体体积没有被这些装置减小,因此这些装置必须象以前一样设计得能满足废气的大体积通流率。
相反,根据本发明在权利要求1前述部分中的方法,废气是直接在燃烧物(燃料)的上方在具有多的未燃烧一次燃烧空气的部位中吸出的,并将其重新供到燃烧空气中,而该燃烧空气的数量根据所混入的废气量被相应地减少。
通过这种措施使整个废气流减少了一部分,该部分在后面的燃烧室中吸出并重新供入到燃烧空气中。因此可以相应于这部分废气来减少新鲜燃烧空气,因为,如开始所述,这部分废气由于没有进行化学反应其成分接近新鲜燃烧空气的成分。已知的方法中不可能减少相应数量的新鲜燃烧空气,因为废气是从经炉篦产生的所有废气部分相互混合后的位置处吸出的,因此这种废气中不再具有用于燃烧所需的氧气部分。
由于废气整体体积减小,从而燃烧室后续的装置可以制造的较小,这样就能大大节省设备成本。本发明的方法的另一个优点是减少了一氧化碳和氧化氮有害排出物。对于一氧化碳而言,这种效果是基于对具有相对较高含量的有害物的气体流进行强制再燃烧,对于氧化氮而言是通过降低废气中的氧气含量而使其浓度大大地减小。
在本方法的有利的实施方案中,如果吸出的废气数量按照体积与一次空气在后面的一次空气区域中要输入的数量相一致,那么可获得的好处将是最大的。
当吸出的废气数量(按体积)少于或多于输给后面的一次空气区域的一次空气数量时则也可能是有利的。
吸出的废气可以和一次燃烧空气或二次燃烧空气相混合。在燃烧垃圾时最好将吸出的气体只用于二次燃烧空气,因为一般地在后面的炉篦部位中输入并且使吸出的燃烧空气部分大约正好与作为二次燃烧空气所需要的那一数量部分相对应。
实施本方法的燃烧设备的有利结构特征由权利要求8~13给出。
下面对照附图中所述的多个实施例详细说明本发明。附图中,
图1为一燃烧设备的第一实施例的一个示意纵向截面图;
图2为相应于图1的第二实施例;
图3为另一实施例的燃烧设备的一个横截面图。
由图1可见,燃烧设备有一个料斗1和料槽2,用于将燃烧物加到加料台3上,加料活塞4在加料台3上来回运动,将来自料槽2的燃烧物加到炉篦5中,燃烧物则在其中燃烧。而炉篦无论按什么原则是倾斜设置或水平设置,此处都是不重要的。
炉篦5下面装有一个整体上用标号6表示的装置,用于供给一次燃烧空气。该装置可以有7至11个腔室,通过鼓风机12和管道13向其输给一次燃烧空气。利用腔室7~11的布置情况使炉篦划分成多个送风区域,从而可以根据炉篦上的需求量对一次燃烧空气量进行不同的调节。
炉篦5的上方是燃烧室14,它在前端部分过渡到废气道15中,废气道15与未示出的装置例如废气锅炉和废气清理装置相接。在后面部位中燃烧室14由盖子16,后壁17和侧壁18围住,后者详见图
燃烧物19是在炉篦5的前部上进行燃烧的,废气道5位于其上方。在该部位中大部分一次燃烧空气通过腔室7,8和9供入。在炉篦5的前部上只是烧尽的燃烧物,即炉渣,并且在该部位中一次燃烧空气通过腔室10和11供入,实际上只是为了使炉渣冷却,尤其是冷却炉篦,以维护其工作能力。
烧尽的部分然后掉落到炉篦端部的一个炉渣排出槽20中。在废气道15的下中部位中设有喷嘴21和22,用于将二次燃烧空气供给上升的废气,以便对废气中的可燃部分进行强制再燃烧。
在所示的实施例中基本上是在由盖子16,后壁17和侧壁18围成的燃烧室后面部分中吸出废气。为此在图1所示实施例中,在盖子16中设置了一个吸气口23,废气可经吸气管道24借助于鼓风机25吸出,管道24与鼓风机的吸气端相连。鼓风机的压力端连接一个管道26,它将吸出的废气送到管道13中,该管道13将一次燃烧空气供给腔室7~11。
在图2所示的实施例中,吸气口23设在后壁17中,本例中,与风机25的压力端相连的管道26例如与一个喷嘴21相连,用于输送一部分二次燃烧空气。
图3所示实施例示出了两个吸气口23设置在炉篦14的侧壁18中,其相接的吸气管道24与风机12的吸气端相连。吸气管道有带有关闭阀28的管接头27,由此可吸进附加新鲜空气与废气相混合。