一种适用于宽范围热负荷自持内燃燃尽固废的装置

本发明涉及燃用固废的燃烧，具体为一种适用于宽范围热负荷自持内燃燃尽固废的装置。

背景技术：

1、工业固废挥发分含量低、灰分含量高、固定碳含量在30％-50％，可在电站中燃烧处理。为满足深度调峰的需求，需要负荷宽范围频繁波动，造成在燃烧过程中难以自维持稳燃，并且燃烧后仍然存在大量固废粉末，造成环境污染。

2、目前现有技术主要通过掩埋和堆积的处理方式处理，造成了能源浪费和土壤污染。由于固废粉末难着火、难燃尽的问题，并且高水分、高粘度、低热值、低挥发分的固废粉末输送过程中可能造成管道堵塞，目前电网需要灵活调峰，要求对于宽范围负荷波动仍能稳定燃烧。因此宽范围热负荷自持内燃问题是急需解决的。

3、为了解决这一问题，需要开发一种采用全流程防堵强化高水分高粘性固废燃烧技术。专利《一种采用多场耦合强化宽筛分粒径固废燃尽的装置》(专利号为cn202210621343.4、申请公布号为cn114923169)下称文件1，采用旋风分离器进行固废粉末的分离，旋风分离器沉降管分离出的高浓度固废粉末与高浓度纯氧、高浓度粗化工合成气在燃烧室燃烧形成高颗粒浓度场、高氧气浓度场和高浓度粗化工合成气场三场耦合，形成多场耦合燃烧，但是无法解决高粘度高水分固废粉末造成管道堵塞的问题，对于这类固废粉末不能够维持稳定燃烧。专利《一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置》(专利号为202110177510.6、申请公布号为cn112902177a)下称文件2，采用旋风分离器进行固废粉末的分离，增强了固废粉末燃尽，但是分离程度不够导致高浓度固废粉末在燃烧后仍有剩余，在经过旋风分离器后分离出的固废粉末无法行成高、中、低的颗粒浓度场。同时粗化工合成气热值较低，粗化工合成气与高浓度固废粉末混合无法使分离出的高浓度固废粉末完全燃烧，燃烧的量较小，同时使一级燃烧室的温度降低，难以形成低、中、高的温度场、颗粒浓度场和多组分气氛场，以至于最后无法形成多场耦合强化固废燃尽。并且也无法解决高水分高粘度的固废粉末的输送问题。综上所述，亟需开发一种采用全流程防堵强化高水分高粘性固废燃尽的装置来解决宽高水分高粘度固废粉末难输送、难以自持燃烧、难燃尽的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种适用于宽范围热负荷自持内燃燃尽固废的装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种适用于宽范围热负荷自持内燃燃尽固废的装置包括旋风分离器、阀门、送料管、高浓度固废模块、低浓度固废模块、三级引射模块、燃烧模块、通风模块、一级燃烧室和二级燃烧室，所述旋风分离器顶部连接送料管，所述送料管中间设置阀门，送料管远离旋风分离器一端连接低浓度固废模块，所述低浓度固废模块远离送料管一端连接二级燃烧室，所述旋风分离器底部连接高浓度固废模块，所述高浓度固废模块远离旋风分离器一端穿过低浓度固废模块连接一级燃烧室，高浓度固废模块与三级引射模块连接，所述燃烧模块通过高浓度固废模块与一级燃烧室连接，所述一级燃烧室连接远离高浓度固废模块连接二级燃烧室，所述通风模块与二级燃烧室连接。

4、所述旋风分离器对固废粉末进行浓淡分离，所述阀门用来调节固废粉末的浓度，当超低负荷时通过调节阀门仍然能够自维持内燃，所述高浓度固废模块和低浓度固废模块将固废粉末通入燃烧室，所述燃烧模块稳定一级燃烧室的燃烧，所述一级燃烧室燃烧产生的能量向外传递到二级燃烧室当中，在二级燃烧室前端形成高温度场，所述通风模块用于风量及旋流强度的调节。

5、进一步的，所述一种高浓度固废模块包括一级引射模块和高浓度固废风粉管道，所述一级引射模块与旋风分离器底部连接，一级引射模块远离旋风分离器一端与高浓度固废风粉管道固定连接，所述高浓度固废风粉管道上设置三级引射模块，高浓度固废风粉管道远离一级引射模块一端穿过低浓度固废风粉模块与一级燃烧室固定连接，高浓度固废风粉管道与燃烧模块固定连接；所述一级引射模块喷出高温高速空气解决了高水分高粘度低热值低挥发分固废粉末输送过程中造成堵塞和自维持燃烧的问题。

6、进一步的，所述一种低浓度固废模块包括二级引射模块和低浓度固废风粉管道，所述二级引射模块与送料管固定连接，二级引射模块远离送料管一端连接低浓度固废风粉管道，所述低浓度固废风粉管道远离二级引射模块一端与二级燃烧室固定连接，低浓度固废风粉管道远离二级燃烧室一端设有通孔，所述高浓度固废风粉管道通过低浓度固废风粉管道的通孔连接一级燃烧室；所述二级引射模块解决了高水分高粘度低热值低挥发分固废粉末输送过程中造成堵塞的问题。

7、进一步的，所述一种一级引射模块包括一级喷嘴、一级吸气收缩管、一级混合管和一级扩压管，所述一级吸气收缩管与一级喷嘴固定连接，一级吸气收缩管远离一级喷嘴一端连接一级混合管，所述一级混合管远离一级吸气收缩管一端连接一级扩压管，所述一级吸气收缩管顶部连接旋风分离器，所述一级扩压管远离一级混合管一端与高浓度固废风粉管道固定连接；所述一级吸气收缩管和一级混合管将高浓度固废风粉和高温空气充分混合，所述一级扩压管将高浓度固废风粉均匀通入高浓度固废风粉管道。

8、进一步的，所述一种二级引射模块包括二级喷嘴、二级吸气收缩管、二级混合管和二级扩压管，所述二级吸气收缩管上设置二级喷嘴，所述二级混合管两端分别连接二级吸气收缩管和二级扩压管，所述二级吸气收缩管远离与二级混合管一端与送料管固定连接，所述二级扩压管远离二级混合管一端连接低浓度固废风粉管道；所述二级喷嘴喷射高温气体防止低浓度固废风粉堵塞，提高燃烧效率。

9、进一步的，所述一种三级引射模块包括拉法尔喷嘴、三级混合管和三级扩压管，所述拉法尔喷嘴与高浓度固废风粉管道固定连接，所述三级混合管与三级扩压管连接，所述三级扩压管与高浓度固废风粉管道固定连接；所述拉法尔喷嘴的超音速流速使静压将会变小，使高浓度固废风粉管道中的高浓度固废粉末被卷吸到三级混合管，让一级燃烧室稳定燃烧，无需其它点火装置。

10、进一步的，所述一种燃烧模块包括纯氧管道和中心粗化工合成气管道，所述纯氧管道嵌套在中心粗化工合成气管道内部，所述中心粗化工合成气管道穿过高浓度固废风粉管道与一级燃烧室固定连接；所述纯氧管道和中心粗化工合成气管道提高高浓度固废风粉的燃烧量。

11、进一步的，所述一种通风模块包括内二次风通道、外二次风通道、内二次风旋流叶片和外二次风旋流叶片，所述内二次风通道内设置内二次风旋流叶片，内二次风通道与二级燃烧室固定连接，所述外二次风通道设置外二次风旋流叶片，外二次风通道与内二次风通道固定连接；内二次风通道和外二次风通道通入空气，内二次风旋流叶片和外二次风旋流叶片增加了扰动和补气的作用，使得固体废物粉末燃尽。

12、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过一、二级引射装置将高、低浓度固废粉末和高温空气混合物分别引射到高、低浓度固废风粉通道避免了粉末输送中的堵塞问题，拉法尔喷嘴喷出1300℃高温空气使高浓度固废粉末与粗化工合成气和纯氧在一级燃烧室形成高颗粒浓度场、高浓度粗化工合成气场和高浓度氧气场多场耦合燃烧，提高了固废粉末的输送能力和宽范围热负荷燃烧稳定能力，实现自维持燃烧。