本發(fā)明涉及固廢垃圾處理及熱能利用，具體而言，涉及一種固廢垃圾焚燒熱能利用裝置，尤其涉及一種能夠耦合應(yīng)用于各種鍋爐，用于高效、清潔焚燒固廢垃圾并回收熱能的裝置。

背景技術(shù)：

1、在碳中和目標(biāo)的戰(zhàn)略引領(lǐng)下，能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化轉(zhuǎn)型已成為工業(yè)領(lǐng)域的重要課題。特別是水泥、熱電、電解鋁、鋼鐵等高能耗產(chǎn)業(yè)，面臨著傳統(tǒng)化石能源替代的迫切需求。當(dāng)前，燃煤鍋爐作為主要的熱能供應(yīng)設(shè)備，其技術(shù)革新對(duì)實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)具有重要影響。

2、從技術(shù)替代路徑來看，生物質(zhì)燃料與工業(yè)固廢的協(xié)同利用正逐步成為燃煤替代的重要方向。其中，工業(yè)固廢以其較低的經(jīng)濟(jì)成本和資源化潛力，在燃煤鍋爐摻燒領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。然而，現(xiàn)有技術(shù)體系在實(shí)踐應(yīng)用中仍存在顯著的技術(shù)瓶頸，這主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3、在燃料適應(yīng)性方面，傳統(tǒng)鏈條爐排鍋爐和往復(fù)爐排鍋爐的摻燒比例普遍偏低，通常僅維持在10％-30％的水平。這種局限性主要源于不同燃料燃燒特性的顯著差異，導(dǎo)致工業(yè)固廢難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；谩４送?，現(xiàn)有設(shè)備對(duì)燃料種類具有較高選擇性，主要局限于布條、織物等輕質(zhì)易燃材料，而對(duì)塑料樹脂、高水分物料及混雜雜質(zhì)的工業(yè)固廢則難以實(shí)現(xiàn)有效燃燒。

4、在燃燒效率與環(huán)保性能方面，工業(yè)固廢摻燒往往導(dǎo)致燃燒不完全現(xiàn)象，易產(chǎn)生黑煙、異味及焦油等副產(chǎn)物。這些污染物不僅影響環(huán)境空氣質(zhì)量，還會(huì)在鍋爐管壁和省煤器上形成沉積，降低傳熱效率，影響設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。更為重要的是，現(xiàn)有的尾氣處理系統(tǒng)尚無法完全滿足穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的要求，這在一定程度上制約了技術(shù)的推廣應(yīng)用。

5、鑒于上述技術(shù)瓶頸，開發(fā)新型固廢焚燒與熱能回收裝置已成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。該技術(shù)方案應(yīng)著重解決高比例摻燒、多類別固廢適應(yīng)性、燃燒效率提升及污染物控制等關(guān)鍵問題，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)固廢的高效清潔利用。這種創(chuàng)新性的技術(shù)路徑不僅能夠?yàn)閭鹘y(tǒng)燃煤鍋爐的節(jié)能減排改造提供支撐，也將推動(dòng)熱能供應(yīng)領(lǐng)域向低碳化、清潔化方向轉(zhuǎn)型升級(jí)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，克服現(xiàn)有技術(shù)中鏈條爐排鍋爐、往復(fù)爐排鍋爐等傳統(tǒng)鍋爐在摻燒固廢垃圾時(shí)存在的摻燒比例受限、固廢種類受限、燃燒不充分及污染排放等問題，提供一種固廢垃圾焚燒熱能利用裝置，以實(shí)現(xiàn)高效、清潔地焚燒多種類固廢垃圾，并有效回收利用熱能。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種固廢垃圾焚燒熱能利用裝置，包括：固體廢棄物熱解室和煙氣處理室。

3、所述固體廢棄物熱解室，配置為對(duì)固體廢棄物進(jìn)行熱解處理。該熱解室可以采用現(xiàn)有的各種成熟的熱解爐結(jié)構(gòu)，例如但不限于往復(fù)爐排焚燒爐、流化床焚燒爐等。通過控制熱解室內(nèi)的溫度和氧氣濃度，使固體廢棄物在缺氧或低氧環(huán)境下發(fā)生熱分解，產(chǎn)生熱解煙氣。

4、本發(fā)明的創(chuàng)新核心在于煙氣處理室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。所述煙氣處理室與所述固體廢棄物熱解室連通，通過煙氣進(jìn)口接收從所述固體廢棄物熱解室產(chǎn)生的煙氣，并通過煙氣出口將經(jīng)過煙氣處理室的煙氣排出。

5、為了使煙氣在煙氣處理室內(nèi)能夠充分混合、均質(zhì)化，并為后續(xù)的熱能利用和尾氣凈化創(chuàng)造有利條件，本發(fā)明對(duì)煙氣處理室的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)：

6、所述煙氣處理室的內(nèi)部空間被至少一道與煙氣行進(jìn)方向垂直的分隔隔墻分隔成至少兩個(gè)煙氣流道。在所述分隔隔墻上設(shè)置有煙氣通道，用于連通相鄰的煙氣流道。所述煙氣通道、煙氣進(jìn)口、煙氣出口與煙氣流道共同組成迷宮回廊結(jié)構(gòu)，使得煙氣在煙氣處理室內(nèi)呈迂回方式行進(jìn)。這種迷宮回廊結(jié)構(gòu)能夠有效延長煙氣在煙氣處理室內(nèi)的停留時(shí)間，增加煙氣與墻壁的接觸面積，強(qiáng)化煙氣的混合效果，促進(jìn)煙氣組分和溫度的均勻化。

7、優(yōu)選地，為了進(jìn)一步提升煙氣的均質(zhì)化效果，并在一定程度上阻擋較大的顆粒物，在本發(fā)明固廢垃圾焚燒熱能利用裝置中，在靠近煙氣出口的末端分隔隔墻上，設(shè)置有至少一道分隔透墻。所述分隔透墻與該末端分隔隔墻大致垂直，且所述分隔透墻上均布有多個(gè)煙氣小孔。所述分隔透墻至少部分或完全封閉一條煙氣流道。當(dāng)煙氣流經(jīng)分隔透墻時(shí)，需要通過均布的煙氣小孔才能通過，這進(jìn)一步分散了煙氣流，使其更加均勻地進(jìn)入后續(xù)的煙氣出口和煙氣通道，并能夠有效地阻擋較大顆粒的飛灰，減少其進(jìn)入后續(xù)設(shè)備，降低設(shè)備磨損和積灰風(fēng)險(xiǎn)。

8、為了更有效地實(shí)現(xiàn)煙氣的均質(zhì)化和顆粒物分離，優(yōu)選地，所述的分隔透墻可以被劃分為上部、中部和下部，所述煙氣小孔可以主要設(shè)置在所述中部。這樣可以利用煙氣流動(dòng)的慣性，使較重的顆粒物更容易沉降到下部，而較輕的煙氣則主要通過中部的小孔通道，從而實(shí)現(xiàn)初步的煙氣凈化效果。

9、為了進(jìn)一步增強(qiáng)煙氣在煙氣處理室內(nèi)的迂回程度和混合效果，優(yōu)選地，所述煙氣通道的位置設(shè)置為遠(yuǎn)離與其相鄰的煙氣進(jìn)口、煙氣出口或另一煙氣通道。并且，相鄰兩個(gè)煙氣通道在分隔隔墻上的位置為上下錯(cuò)開布置。這種錯(cuò)位布置方式，迫使煙氣在流經(jīng)不同煙氣流道時(shí)，需要不斷地改變流動(dòng)方向，從而更加充分地混合和均質(zhì)化。

10、為了進(jìn)一步強(qiáng)化煙氣通道入口處的擾流效果，提高煙氣混合效率，優(yōu)選地，在本發(fā)明固廢垃圾焚燒熱能利用裝置中，在所述煙氣通道的煙氣入口近端，設(shè)置有阻流結(jié)構(gòu)。所述阻流結(jié)構(gòu)可以是阻流板、凸起、格柵等任何能夠阻礙氣流直接快速通過煙氣通道入口的結(jié)構(gòu)。通過設(shè)置阻流結(jié)構(gòu)，可以使煙氣在進(jìn)入煙氣通道前，先發(fā)生碰撞、折返、擾動(dòng)，從而增強(qiáng)煙氣的混合效果。

11、為了充分回收利用煙氣中的熱能，提高能源利用效率，本發(fā)明的固廢垃圾焚燒熱能利用裝置還可以包括熱能利用系統(tǒng)。所述熱能利用系統(tǒng)配置為接收所述煙氣處理室排出的煙氣，并回收利用所述煙氣中的熱能。所述熱能利用系統(tǒng)可以是各種類型的鍋爐，例如鏈條爐排鍋爐、流化床鍋爐、污泥回轉(zhuǎn)窯焚燒爐、煤粉鍋爐等，也可以是其他類型的熱能利用設(shè)備，例如導(dǎo)熱油爐、熱風(fēng)爐、余熱鍋爐等。

12、為了保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和尾氣達(dá)標(biāo)排放，本發(fā)明的固廢垃圾焚燒熱能利用裝置還可以包括風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。所述風(fēng)機(jī)系統(tǒng)可以包括助燃鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)。所述助燃鼓風(fēng)機(jī)配置為向固體廢棄物熱解室提供助燃空氣，以支持熱解室內(nèi)的熱解反應(yīng)。所述引風(fēng)機(jī)設(shè)置于所述熱能利用系統(tǒng)的下游，配置為抽取煙氣，為系統(tǒng)煙氣流動(dòng)提供動(dòng)力，并保證煙氣能夠順利進(jìn)入后續(xù)的尾氣處理系統(tǒng)(如果設(shè)置)。

13、本發(fā)明在固廢垃圾焚燒熱能利用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了多項(xiàng)技術(shù)突破，其核心價(jià)值體現(xiàn)在對(duì)傳統(tǒng)工藝的優(yōu)化與創(chuàng)新。通過構(gòu)建獨(dú)立的熱解燃燒系統(tǒng)，該裝置不僅顯著提升了固廢資源的利用率，更為解決當(dāng)前能源與環(huán)境問題提供了切實(shí)可行的技術(shù)方案。

14、在燃料替代方面，該裝置通過創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝流程，突破了傳統(tǒng)鍋爐系統(tǒng)的固有局限。傳統(tǒng)鏈條爐排鍋爐、往復(fù)爐排鍋爐等系統(tǒng)在處理固廢垃圾時(shí)，受制于燃燒條件和技術(shù)限制，其摻燒比例普遍維持在10％-30％的較低水平。本發(fā)明則通過建立獨(dú)立的固廢熱解燃燒系統(tǒng)，結(jié)合先進(jìn)的煙氣均質(zhì)化處理技術(shù)，使得固廢燃料的替代比例得到顯著提升。具體而言，在與流化床燃煤鍋爐耦合時(shí)，固廢垃圾燃燼所得到的煙氣直接用作于熱能利用系統(tǒng)，起直接煙氣利用比例可擴(kuò)展至20％-100％的寬幅范圍；與傳統(tǒng)鏈條爐排鍋爐、往復(fù)爐排鍋爐耦合時(shí)，其燃燼所得到的煙氣利用比例也遠(yuǎn)高于現(xiàn)有技術(shù)直接摻燒固廢垃圾水平。這種技術(shù)革新不僅大幅降低了化石燃料的消耗量，更為工業(yè)固廢、城市固廢等廢棄物的規(guī)?；{提供了可靠的技術(shù)支撐。

15、這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)鍋爐系統(tǒng)對(duì)固廢燃料的物理化學(xué)特性有嚴(yán)格要求，包括含水率、熱值、雜質(zhì)含量等參數(shù)都需要控制在特定范圍內(nèi)。相比之下，本發(fā)明能夠處理包括高含水率(0-60％)固廢、含塑料樹脂固廢、熱值波動(dòng)較大的固廢，以及含有石塊、金屬、玻璃等雜質(zhì)的固廢燃料。這種廣泛適應(yīng)性降低了固廢預(yù)處理的門檻，有助于拓展固廢燃料的來源渠道，提高系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

16、在環(huán)保性能方面，該裝置采用迷宮回廊式煙氣流道和分隔透墻等創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過延長煙氣停留時(shí)間、促進(jìn)氣固混合，有效提高了燃燒效率。這種設(shè)計(jì)不僅減少了不完全燃燒產(chǎn)物的生成，還通過物理分離作用降低了飛灰排放濃度。從實(shí)際應(yīng)用效果來看，該裝置在減少黑煙、異味、焦油等污染物排放方面表現(xiàn)突出，能夠更好地滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。

17、在熱能利用方面，經(jīng)過均質(zhì)化處理的高溫?zé)煔饩哂懈€(wěn)定的溫度和成分分布特征，這不僅有利于后續(xù)熱能利用系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，還能提高整體熱效率和蒸汽品質(zhì)。從工程應(yīng)用角度來看，該裝置的模塊化設(shè)計(jì)簡化了與現(xiàn)有鍋爐系統(tǒng)的耦合過程，改造周期短、成本低，具有良好的推廣應(yīng)用前景。這種技術(shù)創(chuàng)新為傳統(tǒng)燃煤鍋爐的節(jié)能減排升級(jí)改造提供了切實(shí)可行的技術(shù)方案，在推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和固廢資源化利用方面具有重要意義。