一种多级燃烧且大处理量的废水焚烧装置的制作方法

本实用新型涉及废物处理技术领域，且更具体地涉及一种多级燃烧且大处理量的废水焚烧装置。

背景技术：

现有的焚烧炉通常构造成燃料和废水集中布置，在大流量废水焚烧处理时，会带来炉膛内部局部温度过高或过低的问题。一方面燃烧区域温度过高会引起热力型氮氧化物生成量急剧增加，而且还会影响炉膛内衬的使用寿命，严重时导致炉膛内衬坍塌，直接关系到设备的长周期稳定运行。另一方面大流量废水集中喷入后炉膛局部温度过低又会引起废水中有毒有害物质分解氧化不完全，导致最终的烟气排放超标，不能满足环保排放要求。

因此，需要一种多级燃烧且大处理量的废水焚烧装置，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

技术实现要素：

在实用新型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。本实用新型的实用新型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。

为了至少部分地解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种多级燃烧且大处理量的废水焚烧装置，其包括：

装置本体；

燃烧室，所述燃烧室设置在所述装置本体内，并靠近所述装置本体的端部；

燃烧器，所述燃烧器设置在所述端部处；

至少两个夹套，所述夹套套设在所述装置本体上并位于所述燃烧室处，所述至少两个夹套沿所述装置本体的延伸方向依次布置，每个所述夹套经由连通孔与所述燃烧室连通，每个所述夹套均连接有空气管路；

至少两级燃料喷射器，所述燃料喷射器设置在所述夹套处并经由所述连通孔延伸至所述燃料室，每级所述燃料喷射器与所述夹套一一对应；以及

至少两级废水喷射器，所述至少两级废水喷射器与所述至少两级燃料喷射器沿所述装置本体的延伸方向交替设置。

根据本方案，通过燃料喷射器和废水喷射器分级布置、空气分级输送的方式，控制燃烧室的焚烧温度，保证燃烧室内的温度场相对均匀分布。这样能够将废水中有毒有害物质高温氧化分解，减少热力型氮氧化物的生成，延长焚烧装置的使用寿命，保证烟气达到环保排放要求。

可选地，每级燃料喷射器设置在相邻的两级废水喷射器之间；并且/或者一级废水喷射器设置在对应的一级燃料喷射器的上游。

可选地，还包括空气预热器，所述空气预热器设置在所述装置本体内，并位于所述装置本体的后部，所述空气管路经由所述空气预热器，以预热空气。

由此，通过设置空气预热器，能够充分回收烟气余热来加热空气，减少辅助燃料的消耗，从而降低焚烧装置的运行成本。

可选地，还包括余热锅炉，所述余热锅炉设置在所述燃烧室的下游，所述空气预热器设置在所述余热锅炉的高温受热面和低温受热面之间。

由此，一方面通过配套余热锅炉充分回收烟气余热；另一方面利用余热锅炉的高温受热面和低温受热面之间的烟气的温度来加热空气，来得到合适温度的空气。

可选地，所述高温受热面包括蒸发器和过热器中的至少一个，所述低温受热面包括省煤器和烟冷器中的至少一个；并且/或者

所述余热锅炉内设置有至少一个吹灰器。由此，清除余热锅炉的各个受热面上的积灰，保证烟气和换热工质之间的换热效果。

可选地，每级所述燃料喷射器包括至少两个燃料喷射器，所述至少两个燃料喷射器沿所述装置本体的周向方向间隔布置；并且/或者

每级所述废水喷射器包括至少两个废水喷射器，所述至少两个废水喷射器沿所述装置本体的周向方向间隔布置。

可选地，所述装置本体构造成包括水平延伸的至少两个水平段和竖向延伸的至少一个竖直段，所述竖直段与所述水平段交替布置且彼此连通，所述水平段在水平面上不重叠，所述燃烧室设置在所述水平段处。

可选地，所述燃烧器处连接有另一个空气管路，与所述夹套和所述燃烧器连接的每个所述空气管路上均设置有阀门。

可选地，还包括还原室，所述还原室设置在所述装置本体内并位于所述燃烧室下游，所述装置本体上设置有还原剂管路，所述还原剂管路与所述还原室连通；并且/或者

还包括脱硝装置，所述脱硝装置设置在所述装置本体内，并位于所述装置本体的后部。由此，可以脱除烟气中的氮氧化物，净化烟气，达到节能环保的双重效果。

可选地，所述装置本体的至少形成所述燃烧室的部分包括内衬。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的装置及原理。在附图中，

图1为根据本实用新型的优选实施方式的焚烧装置的结构示意图

图2为图1中所示的焚烧装置的前部分的放大示意图。

附图标记说明

100：废水焚烧装置101：装置本体

102：第一端部103：第二端部

105：余热锅炉110：燃烧室

111：火焰炉膛112：氧化炉膛

130：燃烧器140：燃料喷射器

141：一级燃料喷射器142：二级燃料喷射器

143：三级燃料喷射器150：废水喷射器

151：一级废水喷射器152：二级废水喷射器

153：三级废水喷射器154：四级废水喷射器

160：夹套161：第一夹套

162：第二夹套163：第三夹套

170：空气管路171：分支管路

172：阀门181：还原室

182：还原剂管路183：空气预热器

184：鼓风机185：脱硝装置

186：吹灰器187：除尘器

189：引风机190：烟囱

104：焚烧炉

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实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型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，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本实用新型。显然，本实用新型的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施方式。

应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式并且不作为本实用新型的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。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。本实用新型中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。

本实用新型中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。

以下，将参照附图对本实用新型的具体实施方式进行更详细地说明，这些附图示出了本实用新型的代表实施方式，并不是限定本实用新型。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种多级燃烧且大处理量的废水焚烧装置100，用于焚烧废水，特别是用于焚烧大流量的废水。当然，如果需要和/或期望，该焚烧装置也可以用于焚烧废液或废气。

废水焚烧装置100包括装置本体101、焚烧炉104和余热锅炉105，焚烧炉104和余热锅炉105均可以形成在装置本体101上。余热锅炉105设置在焚烧炉104的下游。换句话说，本实施方式的废水焚烧装置100为配套有余热锅炉105的废水焚烧装置，或者说，焚烧炉和余热锅炉105构造成一个焚烧装置。

焚烧炉104包括燃烧室110。燃烧室110可以靠近装置本体101的第一端部102，余热锅炉105可以靠近装置本体101的与第一端部102相对的第二端部103。废水焚烧装置100还包括燃烧器130、燃料喷射器140和废水喷射器150，燃烧器130设置在第一端部102处，用于产生火焰。燃料喷射器140用于提供燃料，废水喷射器150用于将废水送入燃烧室110。燃料喷射器140和废水喷射器150都设置在燃烧器130的下游。

具体地，燃烧室110可以包括顺序布置且连通的火焰炉膛111和氧化炉膛112。燃烧器130可以设置在火焰炉膛111上。燃料喷射器140和废水喷射器150可以设置在火焰炉膛111和氧化炉膛112上。装置本体101的至少形成燃烧室110的部分由钢板壳体和内衬构成。即火焰炉膛111和氧化炉膛112可以均由钢板壳体和内衬构成。

燃烧器130上可以设置有至少两个火焰检测器，例如，两个或三个火焰检测器。燃烧器130兼做长明灯，提高废水焚烧装置100的燃烧安全性和稳定性。燃烧器130可以为芯部燃烧器130。燃料喷射器140和废水喷射器150可以为喷枪。燃烧室110处设置有空气管路170，空气管路170与燃烧室110连通，以输送助燃空气。

本实施方式中，废水焚烧装置100可以包括至少两个夹套160。夹套160套设在装置本体101上并位于燃烧室110处，至少两个夹套160沿装置本体101的延伸方向依次布置。每个夹套160经由连通孔与燃烧室110连通，每个夹套160均连接有空气管路170，由此，可以实现空气的分级输送，换句话说，可以沿装置本体101的延伸方向在至少两个位置处将空气输送至燃烧室110内。这样可以使空气分布均匀，便于快速地助燃。

废水焚烧装置100可以设置有至少两级燃料喷射器140和至少两级废水喷射器150。至少两级废水喷射器150与至少两级燃料喷射器140能够沿装置本体101的延伸方向交替设置。本文中，装置本体101的构造限制了装置内流体的流动方向，可以理解装置本体101的延伸方向与流体的流动方向大致相同。以此实施方式，将燃料喷射器140和废水喷射器150分级布置，能够控制燃烧室110的焚烧温度，保证燃烧室110内的温度场相对均匀分布，避免产生燃料或低热值废水集中布置所带来炉膛局部温度过高或过低的问题。这样能够将废水中有毒有害物质高温氧化分解，减少热力型氮氧化物的生成，炉膛内衬坍塌，延长废水焚烧装置100的使用寿命，保证烟气达到环保排放要求。

燃料喷射器140可以设置在夹套160处并经由连通孔延伸至燃料室。也就是说，燃料喷射器140能够与空气从一个孔处进入至燃烧室110内，这样可以便于空气首先与燃料接触，从而更好地起到助燃的效果。每级燃料喷射器140可以与夹套160一一对应。由此，可以理解，一个夹套160上的燃料喷射器140形成一级燃料喷射器141。

每级燃料喷射器140设置在相邻的两级废水喷射器150之间，即一级燃料喷射器141位于一级废水喷射器151和二级废水喷射器152之间，二级燃料喷射器142位于二级废水喷射器152和三级废水喷射器153之间，以此方式布置各个级的废水喷射器150和燃料喷射器140。可替代地，一级废水喷射器151设置在对应的一级燃料喷射器141的上游，即一级废水喷射器151设置在一级燃料喷射器141的上游，二级废水喷射器152设置在二级燃料喷射器142的上游，以此方式布置各个级的废水喷射器150和燃料喷射器140。

本实施方式中，废水喷射器150和燃料喷射器140的设置级数不受限制，可以根据需要任意设置。作为示例，对于图示实施方式，根据废水的流量和燃料的消耗量，设置了四级废水喷射器154和三级燃料喷射器143，四级废水喷射器154和三级燃料喷射器143沿装置本体101的延伸方向交替设置，即按顺序布置有一级废水喷射器151、一级燃料喷射器141、二级废水喷射器152、二级燃料喷射器142、三级废水喷射器153、三级燃料喷射器143和四级废水喷射器154。一级燃料喷射器141设置在第一夹套161上，二级燃料喷射器142设置在第二夹套162上，三级燃料喷射器143设置在第三夹套163上。

每级燃料喷射器140可以包括至少两个燃料喷射器140，至少两个燃料喷射器140能够沿装置本体101的周向方向间隔布置。以此实施方式，可以增加每级燃料的喷射位置，使燃料在燃烧室110内能够进一步地分布均匀。每级废水喷射器150可以包括至少两个废水喷射器150，至少两个废水喷射器150能够沿装置本体101的周向方向间隔布置。以此实施方式，可以增加每级废水的喷射位置，使废水在燃烧室110内能够进一步地分布均匀。

燃烧器130处也可以连接有空气管路170，空气管路170可以由一个分支为多个管路，多个分支管路171分别与燃烧器130、至少两个夹套160连通。与夹套160和燃烧器130连接的每个空气管路170上均设置有阀门172，即每个分支管路171均设置有阀门172，以通过阀门172分别调节各个分支管路171的空气流量。

废水焚烧装置100还包括还原室181，还原室181设置在装置本体101内并位于燃烧室110下游，具体是氧化炉膛112的下游。还原室181属于焚烧炉104的一部分。装置本体101上设置有还原剂管路182，还原剂管路182与还原室181连通，从而在还原室181内形成还原剂喷口。还原剂经由还原剂管路182被输送至还原室181处从还原剂喷口喷入。在还原室181处，烟气的温度可以在900℃～1050℃之间，达到适合选择性非催化还原的温度，喷入的还原剂可以将烟气中的氮氧化物还原成氮气。还原剂可以为氨水。

余热锅炉105设置在还原室181的下游。余热锅炉105可以设置有多个高温受热面(未示出)和低温受热面(未示出)，来回收焚烧后高温烟气的热量，以达到节能的目的。可以向余热锅炉105输送锅炉给水，锅炉给水经由余热锅炉105之后形成饱和蒸汽或过热蒸汽。装置本体101的后部设置有锅炉给水口和热流体出口。高温受热面可以包括蒸发器。低温受热面可以包括省煤器。当然，高温受热面还可以包括过热器；低温受热面还可以包括烟冷器。

废水焚烧装置100还包括空气预热器183。空气预热器183设置在装置本体101内，并位于装置本体101的后部，空气管路170经由空气预热器183，空气和烟气在空气预热器183内换热，以预热空气。加热后的空气经由空气管路170输送至燃烧器130和燃烧室110内，以此实施方式，可以减少辅助燃料的消耗，从而降低废水焚烧装置100的运行成本。在图示实施方式中，空气预热器183设置在余热锅炉105的高温受热面和低温受热面之间，这样可以利用余热锅炉105的高温受热面和低温受热面之间的烟气的温度来加热空气，来得到合适温度的空气。例如空气和烟气换热后能够预热到约为350℃～450℃，例如可以为350℃、360℃、380℃、400℃、420℃、450℃。在一个示例性的实施方式中，空气预热器183可以设置在蒸发器和省煤器之间。当然，空气预热器183的位置可以根据需要设置。

空气管路170能够与鼓风机184连通，鼓风机184将外界环境的空气送入至空气管路170内。空气管路170依次经过至少两个空气预热器183，进行至少两级换热。在图示实施方式中，空气管路170依次经过上下布置的两个空气预热器183，进行两级换热。

废水焚烧装置100还包括脱硝装置185，脱硝装置185设置在装置本体101内，并靠近装置本体101的与第一端部102相对的第二端部103。具体地，脱硝装置185可以设置在余热锅炉105的高温受热面和低温受热面之间，并位于空气换热器的下游。这样可以利用余热锅炉105的高温受热面和低温受热面之间的烟气的温度来为脱硝装置185内的催化剂提供合适的工作温度，使在合适的温度下发生脱硝反应，例如脱硝反应温度在300℃～400℃之间，例如可以为300℃、320℃、340℃、350℃、360℃、380℃、400℃。以此实施方式，可以脱除烟气中的氮氧化物，净化烟气，满足环保排放指标要求。脱硝装置185可以是scr(selectivecatalyticreduction，选择性催化还原技术)脱硝装置。

余热锅炉105内设置有至少一个吹灰器186，以将受热面上的灰份清除，以增强烟气和换热工质的换热效果。吹灰器186设置在高温受热面和低温受热面处。在图示实施方式示出了；两个吹灰器186，一个吹灰器186设置在空气预热器183的上游，另一个吹灰器186设置在脱硝装置185的下游。锅炉给水口和热流体出口可以设置在脱硝装置185下游的吹灰器186处。

废水焚烧装置100还可以包括除尘器187和引风机189。除尘器187布置在余热锅炉105的低温受热面出口，引风机189的进口管路之前。引风机189经由管路与烟囱190连接。除尘器187用来脱除焚烧后烟气中的颗粒物，保证最终颗粒物排放浓度满足环保指标要求后经引风机189和烟囱190排往大气。引风机189通过变频调节来控制整个装置都在负压状态下运行，避免有害气体逸出。

本实施方式的装置本体101构造成具有多个折弯部的弯曲结构，包括水平延伸的至少两个水平段和竖向延伸的至少一个竖直段，竖直段与水平段交替布置且彼此连通。水平段在水平面上不重叠，换句话说，下游水平段不位于上游水平段的上方。以此实施方式，可以最小化装置的体积，减小占地面积。对于图示实施方式，装置本体101包括依次布置且彼此连通的第一水平段、第一竖直段、第二水平段和第二竖直段。燃烧器130、燃料喷射器140和废水喷射器150均设置在第一水平段，燃烧室110的一部分设置在第一水平段处。余热锅炉105设置在第二水平段和第二竖直段。空气预热器183和脱硝装置185设置在第二竖直段处。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型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实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

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