一种有机固废的阴燃点火优化方法及阴燃炉

摘要

本发明属于固废处理相关技术领域，其公开了一种有机固废的阴燃点火优化方法及阴燃炉，该方法包括：在阴燃炉中加入有机固废之前在阴燃炉的炉底铺设一层辅助点火物料层然后进行点火阴燃，所述辅助点火物料层为辅助点火燃料和多孔介质材料的混合物，其中，所述辅助点火燃料的燃点小于400℃、含水率小于15％、灰分小于10％且热值大于15MJ/kg。本申请在将待处置的有机固废装入阴燃炉之前首先在阴燃炉的底部铺设一层辅助点火物料层，该辅助点火物料层包括燃点较低、含水率较小、灰分较小且热值较大的辅助点火燃料，更加利于点火，显著降低了阴燃点火的时间，增加了有机固废阴燃的经济性。

说明书

技术领域

本发明属于固废处理相关技术领域，更具体地，涉及一种有机固废的阴燃点火优化方法及阴燃炉。

背景技术

阴燃处置技术工艺用于处置高含水(大于60％)低热值(小于1.6MJ/kg)有机固废，具有无需外界持续提供燃料或热量即可直接实现焚烧处置的特点，其工艺过程包括点火引燃、自持燃烧、产物处理三个环节。

传统阴燃处置工艺点火引燃过程通过底部加热装置直接加热物料至点火温度后供风实现引燃。然而，高含水低热值有机固废来源丰富复杂、品质特性多变，给前期加热过程的时间和预定点火工艺温度以及物料层物料特性的影响带来极大的不确定性，增添了阴燃工艺的复杂性和操作难度，影响应用推广；由于高含水低热值有机固废的低可燃性特质，其前期加热物料至点火温度的过程时间(2～4h)往往较长，无形中增加了阴燃处置工艺的能量消耗成本，降低工艺整体经济性。因此，亟需设计一种新的阴燃点火方法，使得阴燃点火的过程更为高效、可靠并降低点火的成本。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种有机固废的阴燃点火优化方法及阴燃炉，在将待处置的有机固废装入阴燃炉之前首先在阴燃炉的底部铺设一层辅助点火物料层，该辅助点火物料层包括燃点较低、含水率较小、灰分较小且热值较大的辅助点火燃料，更加利于点火，显著降低了阴燃点火的时间，增加了有机固废阴燃的经济性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种有机固废的阴燃点火优化方法，所述方法包括：在阴燃炉中加入有机固废之前在阴燃炉的炉底铺设一层辅助点火物料层然后进行点火阴燃，所述辅助点火物料层为辅助点火燃料和多孔介质材料的混合物，其中，所述辅助点火燃料的燃点小于400℃、含水率小于15％、灰分小于10％且热值大于15MJ/kg。

优选地，所述辅助点火燃料和多孔介质材料的比例为1∶(1～6.5)。

优选地，所述辅助点火物料层的厚度为2～4cm。

优选地，所述辅助点火燃料的材料为锯末、稻壳、泥煤、碎纸屑、布料、油泥和秸秆中的一种或几种混合物，所述辅助点火燃料的粒径为小于250um。

优选地，所述多孔介质材料为沙子或炉渣，所述多孔介质材料的粒径为0.5mm～1.5mm。

按照本发明的另一个方面，提供了一种用于实现上述的有机固废的阴燃点火优化方法的阴燃炉，其特征在于，所述阴燃炉从下到上依次包括供风层、第一多孔介质层、加热层以及第二多孔介质层，其中，所述加热层的厚度为3cm～5cm，所述第二多孔介质层的厚度为0.5cm～1cm。

优选地，所述第一多孔介质层和第二多孔介质层的材料为沙子或炉渣。

优选地，所述第一多孔介质层和第二多孔介质层的材料的粒径为0.5mm～1.5mm。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的一种有机固废的阴燃点火优化方法及阴燃炉具有如下有益效果：

1.在将待处置的有机固废装入阴燃炉之前首先在阴燃炉的底部铺设一层辅助点火物料层，所述辅助点火物料层为辅助点火燃料和多孔介质材料的混合物，一方面该辅助点火燃料燃点低、含水量低、灰分少且热值大易于燃烧，另一方面和多孔介质混合进一步增加了辅助点火物料层的空隙便于空气进入助燃进而显著的降低了点火时间和成本，提高了阴燃点火的经济性；

2.辅助点火燃料与多孔介质材料的比例控制在1∶(1～6.5)，一方面可以使得辅助点火燃料起到加速点燃的作用，另一方面该比例下多孔介质可以保证辅助点火燃料颗粒之间合适的空隙，便于空气进入，利于燃烧的进行以及燃烧热量向上的传播；

3.该辅助点火燃料的材料优选为价格廉价的锯末、稻壳、泥煤、碎纸屑、布料、油泥或秸秆等，均为工业废弃物不会大幅增加阴燃点火的经济性，相反可以显著降低阴燃点火的时间提高经济性和效率；

4.本申请中的阴燃炉结构简单，并且阴燃炉中的多孔介质层为廉价易得的沙子和炉渣，简单易得，并且易于制作，便于工业化应用。

附图说明

图1示意性示出了本实施例的用于实现上述有机固废的阴燃点火优化方法的阴燃炉。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

100-供风层；

200-第一多孔介质层；

300-加热层；

400-第二多孔介质层；

500-辅助点火物料层；

600-有机固废。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供了一种有机固废的阴燃点火优化方法，所述方法包括：

在阴燃炉中加入有机固废之前在阴燃炉的炉底铺设一层辅助点火物料层然后进行点火阴燃，所述辅助点火物料层为辅助点火燃料和多孔介质材料的混合物，其中，所述辅助点火燃料的燃点小于400℃、含水率小于15％、灰分小于10％且热值大于15MJ/kg。

其中，所述辅助点火燃料和多孔介质材料的比例为1∶(1～6.5)。所述辅助点火物料层的厚度为2～4cm。

所述辅助点火燃料的材料为锯末、稻壳、泥煤、碎纸屑、布料、油泥或秸秆中的一种或几种混合物，所述辅助点火燃料的粒径为小于250um。

所述多孔介质材料为沙子或炉渣，所述多孔介质材料的粒径优选为0.5mm～1.5mm。

点火时，首先制备所述辅助点火物料层的材料(即辅助点火物料与多孔介质的混合物)，以及将有机固废与多孔介质材料进行混合；然后将辅助点火物料层铺设与现有的阴燃炉中，然后在辅助点火物料层上铺设有机固废与多孔介质材料的混合物，混合物的厚度控制在30cm～200cm之间。然后对阴燃炉的加热层进行加热和供风，直至所有的混合物全部经历400～600℃的阴燃过程，停止供风。

采用本申请的点火方法，与传统的阴燃点火工艺相比其预加热时间和加热能耗降低75％～87.5％，经济性显著提高。

实施例1

本申请中待处理的有机固废为市政污泥其含水率为78％，干基灰分为23％。辅助点火燃料为含水率为12％、干基灰分为6％、热值为18MJ/kg的锯末。多孔介质材料为沙子。

所述辅助点火物料层中所述辅助点火燃料和多孔介质材料的比例为1∶3.5。

阴燃炉的直径为1.15m，第二多孔介质层的材料为沙子，厚度为1cm。

在第二多孔介质层上方铺设一层厚度为4cm的辅助点火物料层。并在该辅助点火物料层上方填充污泥与沙子的混合物，填充厚度大于30cm。

加热层的功率为18kW，控制在400℃开始加热，加热约30min后向阴燃炉中通过空气，使得炉内空气达西流速为3.3cm/s，通气15min后停止加热，持续供风直至阴燃结束。该过程较直接填充污泥和沙子的点火加热时间减少2.5h，节省加热能耗45kWh。

实施例2

本申请中待处理的有机固废为市政污泥其含水率为78％，干基灰分为23％。辅助点火燃料为含水率为8％、干基灰分为9％、热值为20MJ/kg的锯末。多孔介质材料为沙子。

所述辅助点火物料层中所述辅助点火燃料和多孔介质材料的比例为1∶3。

阴燃炉的直径为1.15m，第二多孔介质层的材料为沙子，厚度为1cm。

在第二多孔介质层上方铺设一层厚度为3cm的辅助点火物料层。并在该辅助点火物料层上方填充污泥与沙子的混合物，填充厚度大于30cm。

加热层的功率为18KW，控制在400℃开始加热，加热约30min后向阴燃炉中通过空气，使得炉内空气达西流速为3.3cm/s，通气15min后停止加热，持续供风直至阴燃结束。该过程较直接填充污泥和沙子的点火加热时间减少2.7h，节省加热能耗48.6kWh。

实施例3

本申请中待处理的有机固废为市政污泥其含水率为78％，干基灰分为23％。辅助点火燃料为含水率为3％、干基灰分为13％、热值为15MJ/kg的碎纸屑。多孔介质材料为沙子。

所述辅助点火物料层中所述辅助点火燃料和多孔介质材料的比例为1∶1。

阴燃炉的直径为1.15m，第二多孔介质层的材料为沙子，厚度为1cm。

在第二多孔介质层上方铺设一层厚度为3cm的辅助点火物料层。并在该辅助点火物料层上方填充污泥与沙子的混合物，填充厚度大于30cm。

加热层的功率为18KW，控制在400℃开始加热，加热约30min后向阴燃炉中通过空气，使得炉内空气达西流速为3.3cm/s，通气15min后停止加热，持续供风直至阴燃结束。该过程较直接填充污泥和沙子的点火加热时间减少2.8h，节省加热能耗50.4kWh。

实施例4

本申请中待处理的有机固废为市政污泥其含水率为78％，干基灰分为23％。辅助点火燃料为含水率4.6％、灰分2.6％、热值为34MJ/kg的油泥。多孔介质材料为沙子。

所述辅助点火物料层中所述辅助点火燃料和多孔介质材料的比例为1∶6.5。

阴燃炉的直径为1.15m，第二多孔介质层的材料为沙子，厚度为1cm。

在第二多孔介质层上方铺设一层厚度为4cm的辅助点火物料层。并在该辅助点火物料层上方填充污泥与沙子的混合物，填充厚度大于30cm。

加热层的功率为18KW，控制在400℃开始加热，加热约30min后向阴燃炉中通过空气，使得炉内空气达西流速为3.3cm/s，通气15min后停止加热，持续供风直至阴燃结束。该过程较直接填充污泥和沙子的点火加热时间减少2h，节省加热能耗36kWh。

本申请另一方面提供了一种用于实现上述有机固废的阴燃点火优化方法的阴燃炉，所述阴燃炉内部从下到上依次包括供风层100、第一多孔介质层200、加热层300以及第二多孔介质层400，其中，所述加热层300的厚度为3cm～5cm，所述第二多孔介质层400的厚度为0.5cm～1cm。

第二多孔介质层400上部用于铺设上述辅助点火物料层500，辅助点火物料层上部用于添加有机固废600。本申请中有机固废的含水率可以大于60％。该有机固废还可以进一步优选为有机固废与多孔介质材料的混合物，该混合物的比例优选为1∶(3～6.5)，厚度为30～200cm。

所述第一多孔介质层200和第二多孔介质层400的材料为沙子或炉渣。

所述第一多孔介质层200和第二多孔介质层400的材料的粒径为0.5mm～1.5mm。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。