低腐蚀的城市垃圾高效焚烧系统及其方法技术领域
本发明涉及城市垃圾处理领域，特别是涉及一种低腐蚀的城市垃圾高效焚
烧系统及其方法。
背景技术
我国城市垃圾的年产生量已达亿吨级别，现在常用的处理方式有填埋、堆
肥、热解和焚烧等，其中填埋所需的占地面积大且会污染环境，堆肥和热解对
垃圾的成份要求较高且经济效率低，由于垃圾焚烧发电技术不仅能够将垃圾进
行资源化处理，而且占地面积小、处理能力强，逐渐成为固体垃圾处理的主要
方式。
现有的垃圾焚烧发电系统中应用最多的是机械炉排锅炉，该锅炉具有处理
量大，热效率高等优势，但是由于垃圾的种类复杂，燃烧热值和含水率不均匀，
燃烧过程中含水率高的部分存在燃烧不充分的问题，且在燃烧过程垃圾中含有
的Cl会转化成HCl对锅炉受热面进行腐蚀，从而引起受热面失效甚至安全事故
的发生。
发明内容
基于此，有必要提供一种垃圾的含水率差异小，燃烧热值和含水率均匀，
且腐蚀性低的低腐蚀的城市垃圾高效焚烧系统。
一种低腐蚀的城市垃圾高效焚烧系统，包括
锅炉系统，所述锅炉系统包括具有空腔的燃烧室，所述燃烧室具有进料口、
排渣口、进风口及排气口；
沼气辅燃系统，所述沼气辅燃系统包括燃烧装置、除湿装置及用于将厨余
垃圾发酵处理的发酵装置，所述燃烧装置连接于所述燃烧室，所述燃烧装置、
除湿装置及发酵装置依次串联连通。
本发明涉及的低腐蚀的城市垃圾高效焚烧系统，通过锅炉系统及沼气辅燃
系统的配合；通过所述沼气辅燃系统包括的燃烧装置、除湿装置及用于将厨余
垃圾发酵处理的发酵装置的配合，避免了由于固体垃圾中的厨余垃圾的含水率
最高，燃烧前需要堆放处理的时间长，且在焚烧过程中由于参与水分气化需要
吸收热量会导致燃烧室燃烧温度的降低的现象发生；同时也将避免了厨余垃圾
中的NaCl等盐分是无机氯的主要来源，在燃烧过程中会转化成HCl，从而导致
受热面的腐蚀失效的现象。
本发明涉及的低腐蚀的城市垃圾高效焚烧系统，使用的技术方案将厨余垃
圾进行发酵处理，绝大部分的无机氯都以盐分的形式留在发酵液中，在源头减
少降低了氯源的引入，从而降低了受热面的氯腐蚀；由于所述燃烧装置连接于
所述燃烧室，所述燃烧装置、除湿装置连通及发酵装置依次串联连通的设计，
所述的发酵池用于将厨余垃圾进行发酵处理，产生的沼气经过除湿装置之后进
入燃烧装置(前置燃烧器和后置燃烧器)进行燃烧，更充分利用了能源的回收
作用。
在其中一个实施例中，所述燃烧室具有用于堆置固体垃圾的炉排，所述进
料口连通于所述炉排；
还包括供料装置，所述供料装置连通所述进料口，所述供料装置设置于所
述炉排及进料口之间，所述炉排连通于所述供料装置。
本发明涉及的低腐蚀的城市垃圾高效焚烧系统，通过炉排的设计，将经过
堆放处理的固体垃圾被送到燃烧室后，进一步地通过所述供料装置的设计用于
控制进料量，固体垃圾被均匀的铺设在炉排上面，进入炉排的固体垃圾经过一
次风的预热干燥之后，便于在燃烧装置(前置燃烧器)的作用下进行对流换热
和辐射换热。
在其中一个实施例中，所述进料口、炉排及排渣口沿水平方向依次排列，
且所述进料口、炉排及排渣口沿竖直方向依次处于上下位置，所述炉排所在的
平面朝向于所述排渣口方向倾斜。
本发明涉及的低腐蚀的城市垃圾高效焚烧系统，通过炉排朝向于所述排渣
口方向倾斜的设计，便于固体垃圾进入炉排尾部进行最后的燃烧，在此处固体
垃圾在燃烧装置(后置燃烧器)的作用下完成燃尽过程，一方面便于固体垃圾
在重力作用下自动下滑至炉排尾部(排渣口附近)，节约成本；另一方面也使得
固定燃料充分燃尽。
在其中一个实施例中，所述燃烧装置包括前置燃烧装置及后置燃烧装置；
所述前置燃烧器与后置燃烧器均通过燃气管道与所述除湿器连通，所述前
置燃烧装置设置于所述燃烧室的内壁靠近进料口的一侧且朝向于所述炉排，所
述后置燃烧装置设置于所述燃烧室的内壁靠近排渣口的一侧且朝向于所述炉
排。
本发明涉及的低腐蚀的城市垃圾高效焚烧系统，进入炉排的固体垃圾经过
一次风的预热干燥之后，在前置燃烧器的作用下进行对流换热和辐射换热，固
体垃圾能够较快的完成挥发分的气化和着火的过程，接下来固体垃圾随着炉排
进入了核心燃烧区燃烧，此处的温度较高能够使固体垃圾进行充分燃烧，随后
固体垃圾进入炉排尾部进行最后的燃烧，在此处固体垃圾在后置燃烧器的作用
下完成燃尽过程；由于在前置燃烧器和后置燃烧器的作用下，固体垃圾在核心
燃烧区火焰更加集中，燃烧温度变得更高，燃烧过程中能够有效减少二噁英等
污染性化合物的产生；在混合燃烧的过程中，可以根据经过堆放处理的固体垃
圾的含水率、挥发分含量和孔隙率等特性对前置燃烧器和后置燃烧器进行调节；
当含水率高时，增大前置燃烧器的开度，使前置燃烧器中燃烧的沼气量增加，
燃烧产生更多的热量，从而使得固体垃圾中的水分尽快气化，固体垃圾尽快着
火，同时也增大后置燃烧器的开度，使得燃尽过程的顺利完成；当固体垃圾的
挥发分含量或者是孔隙率较大时，可以减小前置燃烧器和后置燃烧器的开度，
以节约沼气的使用量。
在其中一个实施例中，还包括入料仓及用于控制进料流量的截止挡板，入
料仓连通于所述进料口，所述截止挡板活动连接于所述进料口用于进料口的开
闭。便于控制进料流量，使得每次进入燃烧室的固体垃圾能充分地燃尽。
在其中一个实施例中，还包括用于吸收烟气的余热来加热给水的省煤器及
低压省煤器；
所述排气口连通有排气管道，所述省煤器、低压省煤器沿排气口的烟气排
出方向依次设置于所述排气管道内，沿排气管道烟气排出方向上所述省煤器、
低压省煤器之间具有间隔。
本发明涉及的低腐蚀的城市垃圾高效焚烧系统，所述的省煤器位于锅炉烟
道尾部，用于吸收烟气的余热来加热给水；所述的低压省煤器位于锅炉烟道尾
部，位置在省煤器之后，用于对烟气的余热进行深度回收，用于预热凝结水。
在其中一个实施例中，还包括引风装置，所述引风装置具有引风口及引风
机，所述引风口连通于所述排气管道的出口端。
本发明涉及的低腐蚀的城市垃圾高效焚烧系统，所述的引风装置位于所述
排气管道的出口端(除尘器之后)，用于增加烟气的流动能力，烟气通过除尘器
之后还需要进一步地经过脱硫等处理，然后进入烟囱，排入大气中。
在其中一个实施例中，还包括用于提供氧气的二次风送风口，所述二次风
送风口连通于所述燃烧室。
本发明涉及的低腐蚀的城市垃圾高效焚烧系统的二次送风口用于输送二次
风提供固体垃圾的完全燃烧所需的氧气。
在其中一个实施例中，所述燃烧室内设有充满循环水的水冷壁管，所述水
冷壁管连通有汽轮机，所述汽轮机连接有发电机。
本发明涉及的低腐蚀的城市垃圾高效焚烧系统，垃圾燃烧产生的热量用于
加热水冷壁中的水；燃烧室内壁为水冷壁管，水冷壁管内充满循环水，循环水
吸热后变成蒸气，蒸气进入汽轮机后做功，带动汽轮机旋转，汽轮机在带动发
电机旋转发电，充分地利用了资源。
本发明的另一目的在于提供一种低腐蚀的城市垃圾高效焚烧方法。
一种低腐蚀的城市垃圾高效焚烧方法，包括如下步骤：
将固体垃圾根据是否为厨余垃圾进行分类，将厨余垃圾经高温杀菌后进入
发酵装置进行无氧发酵，发酵产生的沼气通过除湿装置去除水分后进入燃烧装
置提供燃料；
将非厨余垃圾经过除金属、干燥处理后经过燃烧室的进料口进入燃烧室内，
燃烧装置对非厨余垃圾进行燃烧，燃烧后的烟气通过排气口排出，残渣通过排
渣口排出。
本发明涉及的低腐蚀的城市垃圾高效焚烧方法，所需设备简单，设备投资
少，且操作简便，实现自动化的操作，在固体垃圾燃烧过程中，减少降低了氯
源的引入，从而降低了多受热面的氯腐蚀，保证了燃烧过程的固体垃圾的快速
着火、稳定燃烧和完全燃尽，既保证了炉排型锅炉的安全稳定高效运行，又降
低了二噁英等污染化合物的产生。
附图说明
图1为本发明实施例低腐蚀的城市垃圾高效焚烧系统示意图。
附图标记说明
1、入料仓；2、截止挡板；3、定量供料装置；4、炉排；5、前置燃烧器；
6、发酵池；7、除湿器；8、二次风送风口；9、后置燃烧器；10、排渣口；11、
储渣池；12、炉膛；13、锅炉烟道；14、省煤器；15、低压省煤器；16、除尘
器；17、引风机；18、烟囱。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。
附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实
现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本
发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元
件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可
以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术
领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术
语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的
术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种低腐蚀的城市垃圾高效焚烧系统，参见图1，包括锅炉系统、沼气辅燃
系统。
所述锅炉系统包括定量供料装置3及具有空腔的燃烧室，本实施例中所述
燃烧室为炉膛12。
所述炉膛12具有一次风送风口(图中未示出)，用于提供炉膛12内燃烧所
需的氧气；所述炉膛12还包括用于提供氧气的二次风送风口8，所述二次风送
风口8连通于所述炉膛12。所述炉膛12具有进料口、排渣口10、进风口(图
中未示出)及排气口，所述炉膛12的排气口开口于炉膛12的顶部。所述炉膛
12内设有充满循环水的水冷壁管(图中未示出)，所述水冷壁管连通有汽轮机(图
中未示出)，所述汽轮机连接有发电机(图中未示出)。
所述炉膛12的内部具有供料装置，所述供料装置为定量供料装置3，所述
定量供料装置3设置于所述炉膛12的内部且连通所述进料口；所述炉膛12具
有用于堆置固体垃圾的炉排4，所述进料口连通于所述炉排4；所述炉排4连通
于所述定量供料装置3，所述定量供料装置3设置于所述炉排4及进料口之间，
本实施例中所述定量供料装置3为所述定量供料器。
所述进料口、炉排4及排渣口10沿水平方向依次排列，且所述进料口、炉
排4及排渣口10沿竖直方向依次处于上下位置，所述炉排4所在的平面朝向于
所述排渣口10方向倾斜。
进一步地，还包括入料仓1及用于控制进料流量的截止挡板2，入料仓1连
通于所述进料口，所述截止挡板2活动连接于所述进料口用于进料口的开闭。
便于控制进料流量，使得每次进入炉膛12的固体垃圾能充分地燃尽。
所述沼气辅燃系统包括燃烧装置、除湿装置及用于将厨余垃圾发酵处理的
发酵装置，所述发酵装置为发酵池6，所述除湿装置为除湿器7；所述燃烧装置
连接于所述炉膛12，所述燃烧装置、除湿装置连通及发酵装置依次循环连通。
所述燃烧装置包括前置燃烧装置及后置燃烧装置；所述前置燃烧器5与后
置燃烧器9均通过燃气管道与所述除湿器7连通，所述前置燃烧装置设置于所
述炉膛12的内壁靠近进料口的一侧且朝向于所述炉排4，所述后置燃烧装置设
置于所述炉膛12的内壁靠近排渣口10的一侧且朝向于所述炉排4。也即所述前
置燃烧器5位于炉膛12前部(靠近进料口的一侧)，主要作用为预热及引燃所
述炉排4上干燥区的固体垃圾，以保证固体垃圾的温度尽快达到着火需求。
所述后置燃烧器9位于炉膛12后部(靠近排渣口10的一侧)，用于把将进
入燃尽区的固体垃圾进行加温燃烧，保证燃烧过程的顺利完成；前置燃烧器5、
后置燃烧器9均与所述水冷壁管垂直安装，燃烧火焰方向为斜向下，朝向所述
炉排4的方向，其中前置燃烧器5燃烧火焰方向朝向炉排4的前端(靠近进料
口的一端)，后置燃烧器9燃烧火焰方向朝向炉排4的后端(靠近排渣口10的
一端)。
所述炉膛12的排气口连通有排气管道(锅炉烟道13)，本发明还包括用于
吸收烟气的余热来加热给水的省煤器14及低压省煤器15，所述省煤器14、低
压省煤器15沿所述排气口的烟气排出方向依次设置于所述排气管道内，所述省
煤器14、低压省煤器15之间具有间隔。其中，省煤器14用于吸收烟气的余热
来加热给水，低压省煤器15进一步地吸收烟气的余热用于预热凝结水。
在所述排气管道的末端还设有用于清除烟气中的颗粒的除尘装置，所述除
尘装置为除尘器16，所述除尘器16用于去除烟气中灰分，本实施例中可采用静
电除尘器16或布袋除尘器16或者其他除尘装置。所述除尘器16的末端还具有
用于除去烟气中含硫的脱硫装置(图中未示出)。
进一步地，还包括引风装置，所述引风装置具有引风口及引风机17，所述
引风口连通于所述排气管道的出口端，所述引风机17的排风口连通有烟囱18。
所述省煤器14、低压省煤器15、除尘器16、脱硫装置及引风装置沿所述排气口
的烟气排出方向依次分布，且。所述省煤器14、低压省煤器15、除尘器16、脱
硫装置及引风装置沿排气管道烟气排出方向上之间均设有间隔。
进一步地，还包括储渣池11，所述储渣池11连接于所述炉膛12的排渣口
10，所述储渣池11沿竖直方向位于所述炉膛12的排渣口10的下方。固体垃圾
燃烧完全之后所剩余的固体废渣将通过排渣口10排出。所述储渣池11用于存
放燃烧后的固体废渣。
本发明涉及的低腐蚀的城市垃圾高效焚烧系统在使用过程中涉及的本发明
涉及的低腐蚀的城市垃圾高效焚烧方法，包括以下步骤：
1)预处理
将固体垃圾(城市固体垃圾)根据是否为厨余垃圾进行分类，分类后的厨
余垃圾进过高温杀菌等处理之后进入发酵装置(发酵池6)进行无氧发酵，发酵
装置(发酵池6)内发酵产生的沼气通过除湿装置(除湿器7)去除水分之后进
入所述前置燃烧器5和后置燃烧器9，作为燃料进行燃烧；
非厨余垃圾经过去除金属等工序后，进入垃圾存放室进行堆放处理，堆放
处理可以将固体垃圾的表层水有效分离，达到初步干燥的目的。
2)混合燃烧
经过堆放处理的固体垃圾(非厨余垃圾)被送到入料仓1，在截止挡板2和
定量供料装置3的共同作用下，固体垃圾被均匀的铺设在所述炉排4上面，进
入炉排4的固体垃圾经过一次风送风口进入的一次风的预热干燥之后，在前置
燃烧器5的作用下进行对流换热和辐射换热，固体垃圾能够较快的完成挥发分
的气化和着火的过程，接下来固体垃圾随着炉排4进入了核心燃烧区(炉排4
中间部位)燃烧，此处的温度较高能够使固体垃圾进行充分燃烧，也即将垃圾
燃烧的火焰推向炉排4中央，火焰在炉排4中央进行聚集，形成局部高温超过
850℃，可以有效减少二噁英的产生；
随后已部分燃烧的固体垃圾进入炉排4尾部(靠近排渣口10处的一端)进
行最后的燃烧，在此处固体垃圾在后置燃烧器9的作用下完成燃尽过程；由于
在前置燃烧器5和后置燃烧器9的作用下，固体垃圾在核心燃烧区火焰更加集
中，燃烧温度变得更高，燃烧过程中能够有效减少二噁英等污染性化合物的产
生。燃尽后的固体垃圾的废渣通过所述排渣口10排出至储渣池11。
在燃烧过程中，启动所述引风装置(引风机17)进行对所述炉膛12抽风，
促进炉膛12内的烟气的流通，进而进入排气管道(锅炉烟道13)内。所述炉膛
12的排气口连通的排气管道(锅炉烟道13)排出的烟气依次通过省煤器14及
低压省煤器15，省煤器14用于吸收烟气的余热来加热给水，低压省煤器15进
一步地吸收烟气的余热用于预热凝结水。通过省煤器14及低压省煤器15的烟
气进一步地通过所述除尘器16清除其中的固体颗粒，通过所述除尘器16后的
烟气再通过脱硫装置除去烟气中含硫，经过脱硫装置后的烟气通过引风机17后
通过烟囱18排放。
在混合燃烧的过程中，可以根据经过堆放处理的固体垃圾的含水率、挥发
分含量和孔隙率等特性对前置燃烧器5和后置燃烧器9进行调节；当含水率高
时，增大前置燃烧器5的开度，使前置燃烧器5中燃烧的沼气量增加，燃烧产
生更多的热量，从而使得固体垃圾中的水分尽快气化，固体垃圾尽快着火，同
时也增大后置燃烧器9的开度，使得燃尽过程的顺利完成；当固体垃圾的挥发
分含量或者是孔隙率较大时，可以减小前置燃烧器5和后置燃烧器9的开度，
以节约沼气的使用量。
本发明涉及的低腐蚀的城市垃圾高效焚烧系统，通过锅炉系统及沼气辅燃
系统的配合，进一步地通过所述定量供料装置的设计用于控制进料量；通过所
述沼气辅燃系统包括的燃烧装置、除湿装置及用于将厨余垃圾发酵处理的发酵
装置的配合，避免了由于固体垃圾中的厨余垃圾的含水率最高，燃烧前需要堆
放处理的时间长，且在焚烧过程中由于参与水分气化需要吸收热量会导致燃烧
室燃烧温度的降低的现象发生；同时也将避免了厨余垃圾中的NaCl等盐分是无
机氯的主要来源，在燃烧过程中会转化成HCl，从而导致受热面的腐蚀失效的现
象。
使用的技术方案将厨余垃圾进行发酵处理，绝大部分的无机氯都以盐分的
形式留在发酵液中，在源头减少降低了氯源的引入，从而降低了受热面的氯腐
蚀；由于所述燃烧装置连接于所述燃烧室，所述燃烧装置、除湿装置连通及发
酵装置依次串联连通的设计，所述的发酵池用于将厨余垃圾进行发酵处理，产
生的沼气经过除湿装置之后进入燃烧装置(前置燃烧器和后置燃烧器)进行燃
烧，更充分利用了能源的回收作用。
通过炉排的设计，将经过堆放处理的固体垃圾被送到燃烧室后，在定量供
料装置的作用下，固体垃圾被均匀的铺设在炉排上面，进入炉排的固体垃圾经
过一次风的预热干燥之后，便于在燃烧装置(前置燃烧器)的作用下进行对流
换热和辐射换热。
通过炉排朝向于所述排渣口方向倾斜的设计，便于固体垃圾进入炉排尾部
进行最后的燃烧，在此处固体垃圾在燃烧装置(后置燃烧器)的作用下完成燃
尽过程，一方面便于固体垃圾在重力作用下自动下滑至炉排尾部(排渣口附近)，
节约成本；另一方面也使得固定燃料充分燃尽。
进入炉排的固体垃圾经过一次风的预热干燥之后，在前置燃烧器的作用下
进行对流换热和辐射换热，固体垃圾能够较快的完成挥发分的气化和着火的过
程，接下来固体垃圾随着炉排进入了核心燃烧区燃烧，此处的温度较高能够使
固体垃圾进行充分燃烧，随后固体垃圾进入炉排尾部进行最后的燃烧，在此处
固体垃圾在后置燃烧器的作用下完成燃尽过程；由于在前置燃烧器和后置燃烧
器的作用下，固体垃圾在核心燃烧区火焰更加集中，燃烧温度变得更高，燃烧
过程中能够有效减少二噁英等污染性化合物的产生；在混合燃烧的过程中，可
以根据经过堆放处理的固体垃圾的含水率、挥发分含量和孔隙率等特性对前置
燃烧器和后置燃烧器进行调节；当含水率高时，增大前置燃烧器的开度，使前
置燃烧器中燃烧的沼气量增加，燃烧产生更多的热量，从而使得固体垃圾中的
水分尽快气化，固体垃圾尽快着火，同时也增大后置燃烧器的开度，使得燃尽
过程的顺利完成；当固体垃圾的挥发分含量或者是孔隙率较大时，可以减小前
置燃烧器和后置燃烧器的开度，以节约沼气的使用量。
本发明涉及的低腐蚀的城市垃圾高效焚烧系统，所述的省煤器位于锅炉烟
道尾部，用于吸收烟气的余热来加热给水；所述的低压省煤器位于锅炉烟道尾
部，位置在省煤器之后，用于对烟气的余热进行深度回收，用于预热凝结水。
所述的引风装置位于所述排气管道的出口端(除尘器之后)，用于增加烟气
的流动能力，烟气通过除尘器之后还需要进一步地经过脱硫等处理，然后进入
烟囱，排入大气中。二次送风口用于输送二次风提供固体垃圾的完全燃烧所需
的氧气。垃圾燃烧产生的热量用于加热水冷壁中的水；燃烧室内壁为水冷壁管，
水冷壁管内充满循环水，循环水吸热后变成蒸气，蒸气进入汽轮机后做功，带
动汽轮机旋转，汽轮机在带动发电机旋转发电，充分地利用了资源。
本发明涉及的低腐蚀的城市垃圾高效焚烧方法，所需设备简单，设备投资
少，且操作简便，实现自动化的操作，在固体垃圾燃烧过程中，减少降低了氯
源的引入，从而降低了多受热面的氯腐蚀，保证了燃烧过程的固体垃圾的快速
着火、稳定燃烧和完全燃尽，既保证了炉排型锅炉的安全稳定高效运行，又降
低了二噁英等污染化合物的产生。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，
但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域
的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和
改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附
权利要求为准。