本发明涉及危险废物处理领域，具体地涉及一种基于蒸汽二次风的燃烧的装置及方法。
背景技术：
随着我国经济的快速发展，危险废物的产生量急剧增加。鉴于其潜在的环境风险和对人体健康的威胁，危险废物已成为我国正在面临的重大环境问题之一。焚烧可以有效破坏废物中的有毒有害有机废物，减少废物的体积和质量，有利于废物的最终安全处置，是实现危险废物减量化、无害化的最快捷、最有效的技术。
使用回转窑进行对危险废物进行焚烧处理已经是目前危废焚烧的主流技术，在常规危废焚烧中，一次风通过回转窑窑头入炉，将燃料干燥、燃烧、燃尽，而二次风仅作为二燃室对少量未燃尽物进行补充燃烧。但由于目前进行焚烧的大部分危废原料挥发分较高，在窑头通入一次风后迅速燃烧，产生爆燃现象，产生大量的一氧化碳。而这些一氧化碳在经过二燃室时，由于二燃室负压大、燃烧不均匀、二次风环形布置压损高、穿透力弱而不能形成二次燃烧，一氧化碳未能充分燃烧，从而导致一氧化碳排放超标。此外，由于二次风的温度远远低于炉内燃烧温度，该部分二次风会导致二燃室温度的降低，因此二燃室需消耗大量辅助燃料以使温度升到1100℃以上，以破坏烟气中二恶英等有害成分，造成资源浪费。
因此，有必要提出一种新的危险废物焚烧处理的装置和方法，以解决上述问题。
技术实现要素：
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
本发明提供一种基于蒸汽二次风的燃烧装置，其包括:蒸汽生成设备、蒸汽引流设备、二次风双层喷嘴和回转窑，其中，所述蒸汽引流设备将所述蒸汽生成设备产生的蒸汽引至所述二次风双层喷嘴，所述二次风双层喷嘴将所述蒸汽和二次风一同喷入所述回转窑中。
进一步，所述二次风双层喷嘴包括内层和外层，所述内层和所述外层之间形成有支撑结构。
进一步，所述二次风双层喷嘴的内层设置有蒸汽喷嘴，配置为喷射所述蒸汽。
进一步，所述二次风双层喷嘴的外层设置有二次风喷嘴，配置为喷射所述二次风。
进一步，所述蒸汽引流设备包括分气缸、蒸汽分配管道和蒸汽软管。
进一步，所述蒸汽引流设备上设置有流量器、调压阀和压力表。
进一步，所述蒸汽的流速范围是15m/s至30m/s。
进一步，喷入所述回转窑中的蒸汽量为所述二次风量的5％至10％。
进一步，还包括将所述二次风引至所述二次风双层喷嘴的二次风分配管道，所述二次风分配管道与所述蒸汽分配管道相邻设置。
进一步，所述蒸汽生成设备包括余热锅炉。
本发明还提供了一种基于蒸汽二次风的燃烧方法，包括以下步骤：
蒸汽引流设备将蒸汽生成设备产生的蒸汽引至二次风双层喷嘴；
通过二次风双层喷嘴将所述蒸汽和二次风一同喷入回转窑中。
根据本发明提供的基于蒸汽二次风的燃烧装置和方法，通过二次风双层喷嘴将蒸汽和二次风一同喷入回转窑中，增加了回转窑内羟基的含量，提高了二燃室混合烟气中一氧化碳的燃烧速率，从而降低了一氧化碳的排放量，提高燃烧效率，同时避免了辅助燃料的消耗，节约了资源。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，
图1示出了根据本发明实施例的基于蒸汽二次风的燃烧装置的第一示意图；
图2示出了根据本发明实施例的基于蒸汽二次风的燃烧装置的第二示意图；
图3示出了根据本发明实施例的基于蒸汽二次风的燃烧方法的流程图。
附图标识
1、分气缸2、蒸汽分配管道
3、二次风分配管道4、流量计
5、调压阀6、阀门
7、压力表8、蒸汽软管
9、二次风双层喷嘴10、蒸汽喷嘴
11、二次风喷嘴12、支撑结构
13、回转窑
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本发明提出的基于蒸汽二次风的燃烧装置及方法。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
本发明提供了一种基于蒸汽二次风的燃烧装置，如图1和图2所示，包括蒸汽生成设备、蒸汽引流设备、二次风双层喷嘴和回转窑，其中，所述蒸汽引流设备将所述蒸汽生成设备产生的蒸汽引至所述二次风双层喷嘴，所述二次风双层喷嘴将所述蒸汽和二次风一同喷入所述回转窑中。
示例性地，在危险废物焚烧处理过程中，回转窑是重要的组成部分，配置为焚烧危险废物以产生热解气体。
在一个实施例中，危险废物进入回转窑中，回转窑的窑头处设置有一次风入口，从该一次风入口通入一次风(助燃空气)，使危险废物在回转窑内干燥并燃烧，产生热解气体。
进一步，由于危废原料挥发分较高，从一次风入口处通入一次风后迅速燃烧，发生爆燃现象，产生大量一氧化碳。
示例性地，在危险废物焚烧处理过程中，二燃室是重要的组成部分，配置为燃烧回转窑产生的热解气体，以产生高温烟气。作为一个实例，回转窑产生的热解气体从回转窑的窑尾排出，进入二燃室中作为燃料充分燃烧，产生高温烟气。
示例性地，所述蒸汽生成设备包括但不限于余热锅炉。在危险废物焚烧处理过程中，余热锅炉是重要的组成部分，配置为回收二燃室产生的高温烟气的余热。高温烟气的余热可以用于加热给水产生蒸汽，进而通过汽轮机带动发电机发电。
示例性地，所述蒸汽引流设备包括分气缸1。在一个实施例中，所述分气缸1为余热锅炉的配套设备，用于将余热锅炉产生的蒸汽分配至各个管道中。
示例性地，所述分气缸1和二次风双层喷嘴9之间设置有蒸汽分配管道2。在一个实施例中，所述分气缸1将余热锅炉产生的蒸汽或者经过汽轮机利用后排出的蒸汽或者危险废物焚烧处理的任一过程中产生的蒸汽引至蒸汽分配管道2中。
进一步，如图1所示，所述蒸汽分配管道2上设置有流量计4和调压阀5。其中，所述流量计4用于调节蒸汽流量，作为一个实例，所述蒸汽的流速范围是15m/s至30m/s，喷入所述回转窑中的蒸汽量为二次风量的5％至10％。所述调压阀用于保证喷入回转窑中的蒸汽压力稳定。
如图1所示，所述蒸汽引流设备还包括二次风分配管道3，所述二次风分配管道3与所述蒸汽分配管道2相邻设置。进一步，所述二次风分配管道3上设置有阀门6。
示例性地，如图2所示，所述蒸汽分配管道2和所述二次风双层喷嘴之间9还设置有压力表7和蒸汽软管8。其中，所述压力表7为显示压力表，用于实时监控所述蒸汽喷入回转窑13中的压力。所述蒸汽软管8用于将蒸汽接入位于二次风双层喷嘴9内层的蒸汽喷嘴10。
示例性地，如图2所示，所述二次风双层喷嘴9包括内层和外层，配置为将所述蒸汽和二次风一同喷入回转窑13中。在一个实施例中，所述二次风双层喷嘴9的内层设置有蒸汽喷嘴10，配置为喷射所述蒸汽；所述二次风双层喷嘴9的外层设置有二次风喷嘴11，配置为喷射所述二次风。
进一步，所述二次风双层喷嘴9的内层和外层之间形成有支撑结构12。在一个实施例中，由于蒸汽喷嘴10设置在所述二次风双层喷嘴9的内层，且蒸汽有一定的压力，因此需在回转窑内侧将蒸汽喷嘴10通过支撑结构12固定在位于二次风双层喷嘴9外层的二次风喷嘴11内。
在一个实施例中，所述回转窑13的窑尾处设置有二次风入口，并且所述回转窑的窑尾与二燃室相连接。所述二次风入口处设置有二次风双层喷嘴9，其将蒸汽和二次风一同喷入所述回转窑13中，随后进入二燃室中进行二次燃烧。由于蒸汽喷入后在高温下形成大量的羟基，在混合二次风形成的富氧环境中大大提高了一氧化碳的燃烧速率，从而在二燃室中部形成较强的二次燃烧，提高了燃烧效率，燃尽一氧化碳，降低了一氧化碳的排放，同时通入蒸汽有利于维持二燃室炉温，在无需大量消耗辅助燃料的情况下保证其出口温度在1100℃以上，避免了资源浪费。
本发明还提供了一种基于蒸汽二次风的燃烧方法，包括以下步骤：
蒸汽引流设备将蒸汽生成设备产生的蒸汽引至二次风双层喷嘴；
通过二次风双层喷嘴将所述蒸汽和二次风一同喷入回转窑中。
首先，参照图1和图3所示，执行步骤s101：蒸汽引流设备将蒸汽生成设备产生的蒸汽引至二次风双层喷嘴。
在一个实施例中，危险废物进入回转窑中，回转窑的窑头处设置有一次风入口，从该一次风入口通入一次风(助燃空气)，使危险废物在回转窑内干燥并燃烧，产生热解气体；热解气体进入二燃室中燃烧以产生高温烟气；高温烟气的余热在余热锅炉中可以用于加热给水产生蒸汽，进而通过汽轮机带动发电机发电。
示例性地，所述蒸汽生成设备包括但不限于余热锅炉；所述蒸汽引流设备包括分气缸、蒸汽分配管道和蒸汽软管。
在一个实施例中，分气缸1将余热锅炉产生的蒸汽或者经过汽轮机利用后排出的蒸汽或者危险废物焚烧处理的任一过程中产生的蒸汽引至蒸汽分配管道2中。
接下来，参照图2和图3所示，执行步骤s102：通过二次风双层喷嘴将所述蒸汽和二次风一同喷入回转窑13中。
在一个实施例中，通过二次风分配管道3的二次风经由位于二次风双层喷嘴9外层的二次风喷嘴11喷入回转窑13中。
在一个实施例中，通过蒸汽分配管道2的蒸汽由蒸汽软管8引至位于二次风双层喷嘴9内层的蒸汽喷嘴10，并喷入回转窑13中。
进一步，所述蒸汽还经过用于调节蒸汽流量的流量计4，以使所述蒸汽的流速范围是15m/s至30m/s，喷入所述回转窑中的蒸汽量为二次风量的5％至10％；所述蒸汽还经过用于保证喷入回转窑中的蒸汽压力稳定的调压阀5；所述蒸汽还经过用于实时监控所述蒸汽喷入回转窑13中的压力的压力表7。
在一个实施例中，由于危废原料挥发分较高，从一次风入口处通入一次风后迅速燃烧，发生爆燃现象，产生大量一氧化碳。通过将蒸汽和二次风一同喷入所述回转窑13中，随后进入二燃室中进行二次燃烧。由于蒸汽喷入后在高温下形成大量的羟基，在混合二次风形成的富氧环境中大大提高了一氧化碳的燃烧速率，从而在二燃室中部形成较强的二次燃烧，提高了燃烧效率，燃尽一氧化碳，降低了一氧化碳的排放，同时通入蒸汽有利于维持二燃室炉温，在无需大量消耗辅助燃料的情况下保证其出口温度在1100℃以上，避免了资源浪费。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
1.一种基于蒸汽二次风的燃烧装置，其特征在于，包括蒸汽生成设备、蒸汽引流设备、二次风双层喷嘴和回转窑，其中，所述蒸汽引流设备将所述蒸汽生成设备产生的蒸汽引至所述二次风双层喷嘴，所述二次风双层喷嘴将所述蒸汽和二次风一同喷入所述回转窑中。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述二次风双层喷嘴包括内层和外层，所述内层和所述外层之间形成有支撑结构。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述二次风双层喷嘴的内层设置有蒸汽喷嘴，配置为喷射所述蒸汽。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述二次风双层喷嘴的外层设置有二次风喷嘴，配置为喷射所述二次风。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蒸汽引流设备包括分气缸、蒸汽分配管道和蒸汽软管。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述蒸汽引流设备上设置有流量器、调压阀和压力表。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蒸汽的流速范围是15m/s至30m/s。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，喷入所述回转窑中的蒸汽量为所述二次风量的5％至10％。
9.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括将所述二次风引至所述二次风双层喷嘴的二次风分配管道，所述二次风分配管道与所述蒸汽分配管道相邻设置。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述蒸汽生成设备包括余热锅炉。
11.一种基于蒸汽二次风的燃烧方法，其特征在于，包括以下步骤：
蒸汽引流设备将蒸汽生成设备产生的蒸汽引至二次风双层喷嘴；
通过二次风双层喷嘴将所述蒸汽和二次风一同喷入回转窑中。
技术总结