CN101213404A - 用于废物处理的真空焚烧设备及其真空保持方法 - Google Patents

用于废物处理的真空焚烧设备及其真空保持方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种用于废物处理的真空焚烧设备及其真空保持方法。本发明提供一种用于废物处理的真空焚烧设备及其真空保持方法，其能够通过强行吸入由在焚烧炉内热分解的废物所产生的气体而有效地避免有害物质的产生。当处理废物时，通过顺序地运转多个真空调节罐来强行地即时地吸入由废物所产生的气体，有可能使热分解废物的空间保持在完全真空的状态。

Description

用于废物处理的真空焚烧设备及其真空保持方法
技术领域
本发明涉及一种用于废物处理的真空焚烧设备及其真空保持方法，且尤其涉及一种能够通过强行吸入由在焚烧炉内热分解的废物所产生的气体来有效避免产生有害物质的用于废物处理的真空焚烧设备及其真空保持方法。
背景技术
通常，废物处理设备使用直接加热系统(也被称为层燃炉系统(stokersystem))，通过直接加热废物来焚化注入由耐热材料制成的焚烧炉内的废物，并借助于撞击滤尘器(impinger)去除所产生的气体。
然而，由于各种因素，包括废物的装载量和密度、焚烧炉的大小、加热温度、水分(湿气)等等，上述直接加热装置不能得到充分燃烧，所以产生了诸如煤烟、灰尘、二氧芑等污染物，对环境造成严重影响。
此外，在传统的处理设备中，撞击滤尘器无法完全滤除受污染的或有害的物质，并且不得不经常用新品来替换撞击器中的诸如过滤器等的部件。而且，不得不另外处理所替换部件中所捕获和保留的许多有害物质。此外，相当多的燃料被消耗来在所要求的温度下焚烧包含有水分(湿气)的废物，这样做会导致过量的费用。
图1显示了一种传统的高温分解型焚烧设备的结构，其公开在第10-1998-27673号韩国专利申请中。
如图1所示，传统的高温分解型焚烧设备包括其中被注入废物的储料器101、配备有进给废物时混合废物的螺旋送料器的真空混合器103、使真空混合器103成为真空以防止空气被引入真空混合器103的真空泵102、配备有在高温下燃烧废物的燃烧器104a的热分解腔(thermal decompositionchamber)104，以及燃烧从热分解腔104排出的废气的燃烧腔(combustionchamber)105。
具有这种结构的传统高温分解型焚烧设备通过将引入真空混合器103内的空气和废物一同抽出来，使真空混合器103达到一定程度的真空。然而，由于在热分解腔104内热分解废物会产生气体而造成热分解腔104不能形成真空，这可能会导致不完全燃烧，从而产生诸如二氧芑等污染物，类似于通常的加热型焚烧炉。
而且，这种传统的高温分解型焚烧设备无法去除包含在由真空混合器103借助于真空泵102的动作而排出的空气中的有害物质。
发明内容
技术问题
因此，本发明的一个目的是提供一种用于废物处理的真空焚烧设备及其真空保持方法，其能够通过间接地在完全真空状态下加热废物来热分解废物，以便抑制在燃烧废物时产生有害物质(例如二氧芑等等)。
本发明的另一个目的是提供一种用于废物处理的真空焚烧设备及其真空保持方法，其能够通过强行地持续地吸入由在焚烧炉内热分解废物所产生的气体来使焚烧炉保持真空，直到废物被完全处理。
技术解决方案
为了达到上述目的，根据一个方面，本发明提供一种用于废物处理的真空焚烧设备，包括：用于热分解废物的焚烧炉；用于燃烧由在所述焚烧炉中热分解的所述废物产生的气体的燃烧室；以及用于使所述焚烧炉成为真空的真空形成单元(vacuum forming unit)，其中所述真空形成单元通过强行地连续地吸入所述产生的气体来使所述焚烧炉保持真空。
优选地，所述真空形成单元包括用于吸入由所述焚烧炉排出的所述气体的多个真空调节罐(vacuum regulating tank)，以及用于使所述多个真空调节罐成为真空的真空泵，且所述多个真空调节罐按照预定的次序来依次运转，并通过用所述真空调节罐的真空交换所述产生的气体来强行吸入所述产生的气体。
优选地，所述多个真空调节罐包括第一个真空调节罐和第二个真空调节罐，且当所述第一个真空调节罐由于所述第一个真空调节罐吸入由所述焚烧炉所排出的所述气体而达到预定压力时，所述第一个真空调节罐与所述焚烧炉断开连接，且同时，所述第二个真空调节罐连接到所述焚烧炉，以便所述第二个真空调节罐继续吸入由在所述焚烧炉中热分解的所述废物产生的所述气体。
优选地，用于废物处理的真空焚烧设备进一步包括用于将外部空气引入至所述多个真空调节罐的通风机，当所述多个真空调节罐中的一个真空调节罐由于所述一个真空调节罐吸入由所述焚烧炉所排出的所述气体而达到预定压力时，中断将所述气体引入至所述焚烧炉，并接着开动所述通风机以将吸入的所述气体排出至所述燃烧室。
优选地，用于废物处理的真空焚烧设备进一步包括设置在所述真空泵前段的真空过滤器。
优选地，用于废物处理的真空焚烧设备进一步包括气体冷却及存储单元(gas cooling and storing unit)，其一端连接所述焚烧炉，且另一端连接所述真空形成单元，所述气体冷却及存储单元用于在由所述焚烧炉排出的所述气体被输送至所述真空形成单元之前冷却和存储所述气体。
优选地，用于废物处理的真空焚烧设备进一步包括自动压力调节单元，其用于当所述气体冷却及存储单元的压力超过预定值时，将所述气体从所述气体冷却及存储单元直接排放至所述燃烧室。
优选地，用于废物处理的真空焚烧设备进一步包括设置在所述燃烧室后段的流水存储单元(flowing water storing unit)，所述流水存储单元包括加热管，由所述燃烧室排出的高温燃烧气体经过所述加热管，且所述流水存储单元消毒和蒸发由所述气体冷却及存储单元和所述真空过滤器排出的流水。
根据另一方面，本发明提供一种用于废物处理的真空焚烧设备的真空保持方法，所述方法包括：第一步，最初使注入废物的焚烧炉和多个真空调节罐成为真空；第二步，加热所述焚烧炉；以及第三步，由于所述多个真空调节罐强行地连续地吸入由在所述焚烧炉中热分解的废物产生的气体而使所述焚烧炉保持真空。
优选地，在使所述焚烧炉保持真空的所述第三步中，所述多个真空调节罐按照预定的次序来依次运转，并通过用所述真空调节罐的真空交换所述产生的气体来强行吸入由在所述焚烧炉中热分解的所述废物产生的所述气体。
优选地，所述多个真空调节罐包括第一个真空调节罐和第二个真空调节罐，且使所述焚烧炉保持真空的所述第三步包括第四步、第五步、第六步、第七步、第八步，在所述第四步中，所述第一个真空调节罐吸入由所述焚烧炉所排出的所述气体；在所述第五步中，当所述第一个真空调节罐达到预定压力时，使所述第一个真空调节与所述焚烧炉断开连接，并使所述第二个真空调节罐连接到所述焚烧炉，以便所述第二个真空调节罐继续吸入由所述焚烧炉排出的所述气体；在所述第六步中，从与所述焚烧炉断开连接的所述第一个真空调节罐排出所述气体，并接着由一真空泵使所述第一个真空调节罐再次成为真空；在所述第七步中，当所述第二个真空调节罐达到预定压力时，使所述第二个真空调节罐与所述焚烧炉断开连接，并使所述第一个真空调节罐连接到所述焚烧炉，以便所述第一个真空调节罐继续吸入由所述焚烧炉排出的所述气体；在所述第八步中，从与所述焚烧炉断开连接的所述第二个真空调节罐排出所述气体，并接着由所述真空泵使所述第二个真空调节罐再次成为真空。
优选地，所述真空保持方法进一步包括第九步，其中重复第五步至第八步，直到所述废物在所述焚烧炉内的焚烧完成。
附图说明
图1是传统的高温分解型焚烧设备的结构图；
图2是根据本发明优选实施例的真空焚烧设备的结构图；
图3是根据本发明优选实施例的焚烧炉的内部结构图；
图4是根据本发明优选实施例的气体冷却及存储单元的内部结构图；
图5是根据本发明优选实施例的燃烧室的内部结构图；
图6是根据本发明优选实施例的状态图，图示说明了使焚烧炉、气体冷却及存储单元、第一个真空调节罐和第二个真空调节罐成为真空的过程；
图7是根据本发明优选实施例的状态图，图示说明了在气体冷却及存储单元和第一个真空调节罐之间的真空和气体交换；
图8是根据本发明优选实施例的状态图，图示说明了在气体冷却及存储单元和第二个真空调节罐之间的真空和气体交换；
图9是根据本发明优选实施例的状态图，图示说明了从第一个真空调节罐中排出气体的过程；
图10是根据本发明优选实施例的状态图，图示说明了使第一个真空调节罐成为真空的过程；
图11是根据本发明优选实施例的状态图，图示说明了流水的过程；
图12是根据本发明优选实施例的流程图，图示说明了用于废物处理的真空焚烧设备的操作过程。
具体实施方式
在下文中，将参考附图对根据本发明优选实施例的用于废物处理的真空焚烧装置的结构和操作进行详细描述。
图2是根据本发明优选实施例的真空焚烧设备的结构图。图3是根据本发明优选实施例的焚烧炉的内部结构图。图4是根据本发明优选实施例的气体冷却及存储单元的内部结构图。图5是根据本发明优选实施例的燃烧室的内部结构图。
在详细描述这个结构和操作之前，“气体”是指是由废物在焚烧炉内的热分解产生的，而“空气”是指是从外部引入到用于废物处理的真空焚烧设备的，而并非由废物在焚烧炉内的热分解产生。
参考图2，根据本发明优选实施例的用于废物处理的真空焚烧设备包括焚烧炉210、第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242、真空泵250，以及燃烧室260。
优选地，这个用于废物处理的真空焚烧设备进一步包括气体冷却及存储单元220和通风机290。
更为优选地，这个用于废物处理的真空焚烧设备进一步包括自动压力调节单元230、流水存储单元270，以及冷却装置280。
如图2所示，优选地，真空焚烧设备的部件可借助于具有阀V1至V13的管子来系统地相互连接起来。而且，优选地，根据系统流量，在控制器(未显示)的控制下，阀V1至V13可自动打开/关闭。
本领域的技术人员将很容易实现：真空焚烧设备包括用于控制器(未显示)进行控制的测量仪器，例如温度计(未显示)、压力计(未显示)等等，以用于测量在真空焚烧设备的部件中所获得的物理数值，并且该控制器(未显示)可由本领域的技术人员根据本发明的技术思路来具体实施。因此，在本文中，为了避免描述的复杂性，将省略测量仪器和控制器的详细结构。
通常，焚烧炉210通过高温分解来处理注入其中的废物。在本发明中，焚烧炉210可按多种方式进行配置，而不限于特定的结构。
参考图3，焚烧炉210包括打开/关闭的门211、具有内部双空间结构的热绝缘部分212，以及配备有焚烧容器214和电加热器215的热产生部分213。在这个实施例中，在热产生部分213的上方形成有排出管216。如图2所示，该排出管216具有与气体冷却及存储单元220相连接的管连接件(pipe connection)，这将随后描述。
此外，优选地，焚烧炉210具有封闭式结构，其中通过真空泵250、第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242的动作，焚烧炉210形成真空，这将随后描述。
此外，优选地，热产生部分213被加热至超过200℃的高温，以便注入焚烧炉210的废物能够被热分解。
气体冷却及存储单元220具有这样一种结构，在这种结构中，由废物的热分解所产生的高温气体被冷却和存储。如图4所示，优选地，气体冷却及存储单元220配备有多个隔离物221以冷却由焚烧炉210引入气体冷却及存储单元220的高温气体。优选地，在各隔离物221之间引入有冷风或冷却水，以冷却撞击到隔离物221的高温气体。
此外，优选地，在气体冷却及存储单元220的一侧形成有高温气体入口222，由焚烧炉210排出的高温气体通过该入口引入，并且，在其另一侧形成有与高温气体入口222相对的冷却气体出口223，在气体冷却及存储单元220内已冷却和已脱水的气体通过该出口输送至第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242，这将随后描述。
此外，优选地，在气体冷却及存储单元220的中部下侧形成有第一个流水出口224，引入气体冷却及存储单元220的高温气体被冷却时所产生的水通过该出口排出。
在这种情况下，如图2所示，冷却气体出口223和将随后描述的自动压力调节单元230通过具有阀V5和V6的管子连接至第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242，并且，第一个流水出口224通过具有阀V9的管子连接到将随后描述的流水存储单元270。
当气体冷却及存储单元220内部充满的气体的压力超过容许极限时，自动压力调节单元230将该气体从气体冷却及存储单元220驱赶至将随后描述的燃烧室260。优选地，自动压力调节单元230的一端通过管子连接到气体冷却及存储单元220，而其另一端则通过管子连接到燃烧室260。
如上配置的自动压力调节单元230可防止当从焚烧炉210输送来的高温气体过量充满气体冷却及存储单元220时可能发生的事故。
第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242利用内部压力差来吸入并存储来自于气体冷却及存储单元220的冷却气体，然后将该冷却气体供给至燃烧室260。根据本发明的实施例，这些罐241和242是用于废物处理的真空焚烧设备的必要构件，其可使焚烧炉在废物处理过程中保持真空。优选地，第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242具有预定尺寸的封闭式结构，其中第一个引入管和第二个引入管241a和242a以及第一个排出管和第二个排出管241b和242b分别形成于第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242的一侧和另一侧。
优选地，第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242的第一个排出管和第二个排出管241b和242b通过具有阀V7和V8的管子连接至燃烧室260。
此外，尽管在本实施例中使用了两个真空调节罐，但是还可优选地并联提供三个或更多真空调节罐，并依次运行。
真空泵250使焚烧炉210、气体冷却及存储单元220，以及第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242成为真空。如图2所示，优选地，真空泵250连接至焚烧炉210、气体冷却及存储单元220，以及第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242。真空泵250可为现有技术中熟知的任意泵，因此，为了避免描述的复杂性，在本文中将省略其细节。
如图2所示，优选地，焚烧炉210、气体冷却及存储单元220与真空泵250通过具有阀V1和V2的管子互连，且第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242通过具有阀V3和V4的管子互连。
此外，优选地，在真空泵250的前段设置有真空过滤器251，以净化引入真空泵250内的空气，从而滤除包含在空气中的湿气和杂质。在真空过滤器251的下部设置有第二个流水出口251a，湿气和杂质可通过此出口排出。优选地，第二个流水出口251a通过具有阀V10的管子连接至流水存储单元270。
此外，优选地，真空过滤器251按这样一种方式通过管子连接至真空泵250，这种连接方式使得通过真空泵250的真空入口252引入的空气通过真空泵250的真空出口排出，并在燃烧室260内燃烧。
因此，包含于由真空泵排出的空气中的有害物质(例如传染性细菌)通过在燃烧室260内燃烧而被去除，从而净化了空气。
燃烧室260燃烧包含有害物质(例如传染性细菌)的气体和空气，使得包含于气体和空气中的有害物质(例如传染性细菌)被去除，这些气体和空气产生于用于废物处理的真空焚烧设备，并且由第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242、自动压力调节单元230和真空泵250供给。如图2所示，优选地，燃烧室260通过管子连接至第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242、自动压力调节单元230以及真空泵250。
此外，优选地，燃烧室260的燃烧出口264通过管子连接至将随后描述的流水存储单元270，因此由燃烧室260所排出的燃烧后气体能够被输送至流水存储单元270。
如图5所示，燃烧室260包括其内的燃烧热产生部分261。优选地，燃烧热产生部分261包括燃烧电加热器262、环行流动燃烧管(flowing roundcombustion pipe)263，以及燃烧出口264。引入到燃烧室260内的包含有害物质(例如传染性细菌)的气体和空气在经过环行流动燃烧管263时燃烧。燃烧后的气体和空气从环行流动燃烧管263的一端排出，在燃烧热产生部分261内环流着上升，并接着通过燃烧出口264离开燃烧室260。此外，优选地，将燃烧热产生部分261加热到300℃至400℃或更高的温度，以便燃烧由真空泵261的动作所排出的包含有害物质(例如传染性细菌)的空气，并将燃烧热产生部分261加热到850℃或更高的温度，以便燃烧从气体冷却及存储单元220和自动压力调节单元230输送的经冷却后的空气。
此外，优选地，在燃烧室260的下部中侧设置有灰尘出口265，燃烧室260内燃烧气体时所生成的杂质(例如灰尘)可从该出口排出。灰尘出口265连接到具有阀V11的管子。杂质(例如灰尘)根据阀V11的控制而从灰尘出口265排出。
应理解到，除了根据实施例的上面所描述的结构之外，本发明的真空焚烧设备还可使用其它不同结构的燃烧室260。
如图2所示，优选地，流水存储单元270具有其中安装有加热管273的预定尺寸的封闭式结构，并通过管子连接到气体冷却及存储单元220、真空过滤器251、燃烧室260以及将随后描述的冷却装置280。加热管273加热由燃烧室260排出、经过加热管273的高温已燃烧气体。
流水存储单元270被供给有分别从气体冷却及存储单元220和真空过滤器251的第一个流水出口和第二个流水出口224和251a排出的湿气和杂质，并且该流水存储单元270用由加热管272所产生的高温热量来消毒被供给的湿气和杂质，然后再将已消毒的湿气和杂质蒸发排出到外面。
优选地，冷却装置280将在燃烧室260内燃烧的已燃烧气体和由流水存储单元270排出的高温物质(例如蒸汽)冷却到低温。
优选地，通风机290从外部引入空气，以便强行将充满第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242的冷却气体输送至燃烧室260，并且该通风机290通过具有阀V12和V13的管子连接至第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242。
此外，在执行用于废物处理的真空焚烧设备的第一个运行周期后，通风机290将外部空气吹送到高温焚烧炉210内，从而将焚烧炉210冷却至低温。优选地，通风机290连接到管子，以便当通风机290向焚烧炉210输送外部空气时，向高温焚烧炉210加载新废物的用户受到保护以免受焚烧炉210的伤害。
在通过组合上面所配置的用于废物处理的真空焚烧设备的各构件来建造一系列设备配置的过程中，优选地，首先通过管子将焚烧炉210连接到气体冷却及存储单元220，然后使燃烧室260、流水存储单元270和冷却装置280通过管子来系统地互连，如图2所示。
在上面的设备配置中，第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242连接到气体冷却及存储单元220、燃烧室260，且真空泵250由管子来连接成如图2所示的，以使燃烧室210、气体冷却及存储单元220，以及第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242成为真空，从而完成根据本发明实施例的用于废物处理的真空焚烧设备。
图6是根据本发明优选实施例的状态图，图示说明了使焚烧炉、气体冷却及存储单元、第一个真空调节罐和第二个真空调节罐成为真空的过程。
图6显示了初始真空的形成过程。参考图6，在焚烧炉210、气体冷却及存储单元220以及第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242通过管子经由真空过滤器251连接至真空泵250，并且阀V1、V2、V3、V4打开，其它阀关闭的情况下，开动真空泵250以使焚烧炉210、气体冷却及存储单元220，以及第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242成为真空。
在这种情况下，在废物的热分解之前，注入焚烧炉210的包含有害物质(例如传染性细菌)的空气连同废物一起通过真空泵250的抽吸而吸入真空泵250，随后被输送至燃烧室260内。同时，为了通过在燃烧室260中燃烧包含有害物质(例如传染性细菌)的空气来去除有害物质(例如传染性细菌)，优选地，在真空泵250抽吸之前，预先加热燃烧室260至能够使包含有害物质(例如传染性细菌)的空气燃烧的预定高温(300℃至400℃或更高)。
因此，在初始真空形成过程中由真空泵250吸收和排出的包含有害物质(例如传染性细菌)的空气在经过燃烧室260时被净化，并且已净化的空气在经过流水存储单元270和加热管273并被冷却装置280冷却之后向外排出。
在最初使焚烧炉210、气体冷却及存储单元220，以及第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242成为真空之后，优选地，关闭阀V1、V2、V3、V4以维持最初形成的真空。
图7是根据本发明优选实施例的状态图，图示说明了在气体冷却及存储单元和第一个真空调节罐之间的真空和气体交换，且图8是根据本发明优选实施例的图示说明在气体冷却及存储单元和第二个真空调节罐之间的真空和气体交换的状态图。
参考图7，考虑到这样的过程，即第一个真空调节罐241吸入由焚烧炉210内的热分解的废物所产生并存储于气体冷却及存储单元220的高温气体，使焚烧炉210、气体冷却及存储单元220和第一个真空调节罐241通过管子互连，并打开阀V5以开启相应的管子。
首先，不管阀V5的打开/关闭，将焚烧炉210内热分解的废物所产生的高温气体排放至焚烧炉210的排出管216，引入气体冷却及存储单元220的高温气体入口222，接着在气体冷却及存储单元220中存储和冷却。
此时，当通过开启阀V5打开将气体冷却及存储单元220的冷却气体出口223连接至第一个真空调节罐241的第一个引入管241a的管子时，借助于压力差，最初形成真空的第一个真空调节罐241强行吸入在气体冷却及存储单元220中冷却和存储的冷却气体，结果，该冷却气体和第一个真空调节罐241的真空进行交换。
在第一个真空调节罐241吸入之后，使焚烧炉210、气体冷却及存储单元220和第二个真空调节罐242通过管子互连，并打开阀V6以开启相应的管子，以便第二个真空调节罐242吸入冷却气体，如图8所示。
首先，不管阀V6的打开/关闭，将焚烧炉210内热分解的废物所产生的高温气体连续地从焚烧炉210的排出管216引入到气体冷却及存储单元220的高温气体入口222，接着在气体冷却及存储单元220中存储和冷却。
此时，当通过开启阀V6打开将气体冷却及存储单元220的冷却气体出口223连接至第二个真空调节罐242的第二个引入管242a的管子时，借助于压力差，最初形成真空的第二个真空调节罐242强行吸入在气体冷却及存储单元220中冷却和存储的冷却气体，结果，该冷却气体和第二个真空调节罐242的真空进行交换。
在废物的热分解期间，第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242的这种依次吸入保持焚烧炉210处于真空状态。焚烧炉210内所产生的高温气体在气体冷却及存储单元220中冷却和存储，并且第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242被依次驱动以吸入已冷却和存储的气体。
在第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242的依次吸入中，当第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242中的一个将冷却气体吸入到预定压力时(此处称为“充满”)，中断该真空调节罐对冷却气体的吸入，并同时使另一个真空调节罐开始吸入冷却气体。
优选地，真空调节罐的数量可为三个或更多个，以实现更为有效的气体吸入。
图9是根据本发明优选实施例的状态图，图示说明了从第一个真空调节罐中排出气体的过程。
当第一个真空调节罐241吸入并且充满冷却气体时，它将停止吸入冷却气体。此时，第二个真空调节罐242继续吸入冷却气体，并且充满冷却气体的第一个真空调节罐241将所充满的冷却气体输送至燃烧室260。
如图9所示，当通风机290、第一个真空调节罐241和燃烧室260通过管子互连，并且阀V7和V12开启以打开相应的管子时，随着通风机290引入外部空气，充满第一个真空调节罐241的冷却气体被强行经由已打开的管子而推出第一个真空调节罐241，然后再通过燃烧室260的燃烧入口263而引入至燃烧室260内。
在这种方式下，当进行将充满第一个真空调节罐241的冷却气体强行输送至燃烧室260以清空第一个真空调节罐260的过程时，第二个真空调节罐正连续地吸入冷却气体。
此外，输送至燃烧室260的冷却气体在燃烧室260内在高温下燃烧以去除有害物质(例如传染性细菌)。燃烧后的气体通过燃烧室260的燃烧出口264排放至流水存储单元270的加热管273。流经加热管273的燃烧后的气体通过冷却装置280排放至外部。
将冷却气体从第一个真空调节罐241输送至燃烧室260的过程适用于在第一个真空调节罐241之后驱动的第二个真空调节罐242。
图10是根据本发明优选实施例的状态图，图示说明了使第一个真空调节罐成为真空的过程。
当第一个真空调节罐241通过强行将所充满的冷却气体输送至燃烧室260而变空时，第一个真空调节罐241必须再次成为真空以作为再次吸入冷却气体的预备过程。
如图10所示，当第一个真空调节罐241、真空过滤器251和真空泵250通过管子互连，并且阀V2和V3打开以开启相应的管子时，第一个真空调节罐241在真空泵250开动时，通过已打开的管子而再次形成真空。
此时，从第一个真空调节罐241引入至真空泵250的真空入口252的空气通过真空出口253排放到燃烧室260的燃烧入口263，以燃烧该空气。已燃烧的空气经过流水存储单元270的加热管273，并通过冷却装置280排放到外部。引入至真空泵250的空气包含少许残留在第一个真空调节罐241中的有害物质(例如传染性细菌)，该空气在通过在燃烧室260内燃烧该空气而去除有害物质(例如传染性细菌)之后排出。
第一个真空调节罐241的这种再次形成真空的过程适用于在第一个真空调节罐241之后驱动的第二个真空调节罐242。
因此，上面所描述的第一个真空调节罐241的吸入、输送和再次形成真空的过程同样适用于第二个真空调节罐242。当第一个真空调节罐241吸入冷却空气时，第二个真空调节罐242在维持真空的同时准备吸入冷却空气。当第一个真空调节罐241充满了冷却空气时，中断第一个真空调节罐241的吸入，并且第二个真空调节罐242开始吸入冷却空气。当通风机290引入外部空气时，充满于第一个真空调节罐241的冷却气体排出，并且第一个真空调节罐241再次形成真空。这些过程在第一个真空调节罐241和第二个真空调节罐242之间交替进行，因此，可通过第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242的实时地吸入和输送操作，来排出在焚烧炉210内生成并在气体冷却及存储单元220中冷却和存储的气体。
图11是根据本发明优选实施例的状态图，图示说明了流水的过程。
参考图11，由经过气体冷却及存储单元220和真空过滤器251的气体所产生的水通过流水存储单元270处理和排出。
如图11所示，当气体冷却及存储单元220、真空过滤器251、流水存储单元270和冷却装置280通过管子互连，并且阀V9和V10开启以打开相应的管子时，气体冷却及存储单元220和真空过滤器251内的水通过打开的管子以及第一个流水出口和第二个流水出口224和251a排出，并通过流水存储单元270的流水入口271引入至流水存储单元270。
此时，当从燃烧室260输送来的高温已燃烧气体在经过加热管272的同时将加热管273加热至高温时，流水存储单元270可通过将该流水存储单元270维持于高温来消毒和蒸发从气体冷却及存储单元220和真空过滤器251引入的流水。
此时，如图11所示，已蒸发的流水在冷却装置280中冷却，并通过冷却装置280的净化气体出口282排入空气中，或者已冷却和冷冻的流水通过净化流水出口283而流出冷却装置280。
图12是根据本发明优选实施例的流程图，图示说明了用于废物处理的真空焚烧设备的操作过程。
将参考图2至12描述一种随第一个真空调节罐和第二个真空调节罐的顺序驱动而使用于废物处理的真空焚烧设备保持真空状态的方法。
开始，在步骤S301，将待处理的废物注入焚烧炉210内。
在步骤S301中，将其中注入有废物的焚烧容器214注入焚烧炉210的热产生部分213，然后将打开/关闭的门211关闭以密封热产生部分213。
接着，在步骤S302，加热燃烧室206。
在步骤S302中，当真空泵250吸入焚烧炉210内的包含有害物质的空气并排出该空气以便使焚烧炉201成为真空时，燃烧室260是已经被先预加热了的，以便燃烧室260能够高温燃烧包含有害物质的空气以去除有害物质(例如传染性细菌)。
因此，在真空泵250抽吸吸入焚烧炉210、气体冷却及存储单元220、第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242内部的空气并将该空气排出外部之前，加热燃烧室260，以便所排出的包含有害物质的空气能够在已加热的燃烧室260内完全燃烧，并能够从已加热的燃烧室260内全部排出。优选地，加热的燃烧室260保持内部温度在300℃至400℃或更高，以使包含有害物质的空气能够完全燃烧，从而去除有害物质。
优选地，用内部温度加热的燃烧室260被再一次加热到850℃或更高的温度，以使焚烧炉210中废物的热分解所产生的气体能够随后被完全燃烧。
接着，在步骤S303，使焚烧炉210、气体冷却及存储单元220、第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242形成初始真空。
在作为初始真空形成过程的步骤S303中，如图6所示，使焚烧炉210、气体冷却及存储单元220、第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242通过管子经由真空过滤器251连接至真空泵250，并打开阀V1、V2、V3和V4，关闭其余的阀。在这种情况下，当开动真空泵250时，焚烧炉210、气体冷却及存储单元220、第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242形成真空。
当完成形成初始真空时，关闭阀V1、V2、V3和V4以维持初始真空。
焚烧炉210的初始真空的完成可借助于一般的真空计来确认，为了避免描述的复杂性，此处将省略其细节。
接着，在步骤S304，加热焚烧炉210。
在步骤S304中，使在步骤S301中注入的废物在真空状态下热分解。优选地，废物热分解的温度为200℃或更高。
接着，在步骤S305，使第一个真空调节罐吸入冷却气体，并使第二个真空调节罐维持真空。
在步骤S305中，当步骤S303中的初始真空完成后，打开阀V5以将气体冷却及存储单元220连接至第一个真空调节罐241，同时关闭阀V1、V2、V3和V4以维持初始真空。因此，借助于压力差，存储于气体冷却及存储单元220的冷却气体被自动地输送至维持初始真空的第一个真空调节罐241。
接着，在步骤S306，第一个真空调节罐241充满冷却气体，并使第二个真空调节罐242吸入冷却气体。
在步骤S306中，为了在气体冷却及存储单元220中冷却由焚烧炉210中废物的热分解所产生的高温气体、并将已冷却的气体连续地输送至第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242，使第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242依次序地吸入冷却气体。当第一个真空调节罐241充满冷却气体以至于该罐已无法再吸入冷却气体时，关闭阀V5并开启阀V6。从而，第一个真空调节罐241不再吸入冷却气体，而同时第二个真空调节罐242开始吸入冷却气体。
接着，在步骤S307，第一个真空调节罐241排出所充满的冷却气体，而第二个真空调节罐242则继续吸入冷却气体。
在步骤S307中，充满于第一个真空调节罐241的冷却气体被输送至燃烧室260，在该燃烧室260中，通过完全燃烧来净化冷却气体。为了将冷却气体从第一个真空调节罐241强行输送至燃烧室260，开启阀V7和V12，并开动通风机290，以将外部空气引入至第一个真空调节罐241内。此时，第二个真空调节罐242继续吸入冷却气体，同时阀V6保持打开。
随着外部空气的引入，充满于第一个真空调节罐241的冷却气体被强行从第一个排出管241b推出。
此时，由于在随后描述的步骤中，在将焚烧炉210中废物的热分解所产生的高温气体(包含有水)抽吸到真空泵250时，真空泵250可能会被损坏，所以气体冷却及存储单元220不要完全冷却高温气体。通过通风机290引入到第一个真空调节罐241内的外部空气冷却并清洁第一个真空调节罐241的内部，从而避免真空泵250因高温气体而受损。
接着，在步骤S308，使第一个真空调节罐241再次形成真空，而第二个真空调节罐242则继续吸入冷却气体。
在步骤S308中，当充满于第一个真空调节罐241的冷却气体被输送至燃烧室260时，使第一个真空调节罐241再次形成真空，以作为再次吸入的预备步骤。此时，关闭阀V7和V12，并开启阀V2和V3以将真空泵250连接至第一个真空调节罐241。此时，阀V6保持打开，并且第二个真空调节罐242继续吸入冷却气体。
由于真空泵250被连接至第一个真空调节罐241，所以当开动真空泵250时，第一个真空调节罐241将再次形成真空，并且在当第二个真空调节罐242充满冷却气体时，第一个真空调节罐241将再次吸入冷却气体。
此时，当充满于第一个真空调节罐241的空气在真空泵250抽吸的时候而被引入至真空泵250时，由真空过滤器251所过滤的水和杂质通过真空过滤器251的第二个流水出口251a输送到流水存储单元270，并在流水存储单元270中被处理，并接着排出到外部。
接着，在步骤S309，第二个真空调节罐242充满冷却气体，而第一个真空调节罐241则继续吸入冷却气体。
在步骤S309中，为了在气体冷却及存储单元220中冷却由焚烧炉210中废物的热分解所产生的高温气体、并将冷却气体连续地输送至第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242，使第二个真空调节罐和第一个真空调节罐242和241依次序地吸入冷却气体。当第二个真空调节罐242充满冷却气体以至于该罐已无法再吸入冷却气体时，关闭阀V6并开启阀V5。从而，第二个真空调节罐242不再吸入冷却气体，同时第二个真空调节罐242开始吸入已冷却气体。
接着，在步骤S310，第二个真空调节罐242排出所充满的冷却气体，并且第一个真空调节罐241继续吸入冷却气体。
在步骤S310中，将充满于第二个真空调节罐242的冷却气体输送至燃烧室260，并在该燃烧室260中通过完全燃烧来净化冷却气体。为了将冷却气体从第二个真空调节罐242强行输送至燃烧室260，开启阀V8和V13，并开动通风机290以将外部空气引入至第二个真空调节罐242。此时，第一个真空调节罐241继续吸入冷却气体，同时阀V5保持打开。
随着外部空气的引入，充满于第二个真空调节罐242的冷却气体被强行通过第二个排出管242b推出。
此时，如在步骤S307中所提到的，由于在将由焚烧炉210中废物的热分解所产生的高温气体(包含有水)抽吸到真空泵250时，真空泵250可能会被损坏，所以气体冷却及存储单元220不要完全冷却高温气体。通过通风机290引入到第二个真空调节罐242内的外部空气冷却并清洁第二个真空调节罐241的内部，从而避免真空泵250因高温气体而受损。
接着，在步骤S311，如果废物继续在焚烧炉210内热分解，那么过程返回步骤S305。否则，即，如果废物的热分解已经完成，那么过程进行到下一个步骤。
在步骤S311中，如果确定废物的热分解还没有完成，那么过程返回步骤S305。这表示第一个真空调节罐241和第二个真空调节罐242交替地执行一组步骤S309、S310及S305和另一组步骤S306至S308。
相反，如果在步骤S311确定焚烧炉210中废物的热分解已经完成，那么就在步骤S312排出由气体冷却及存储单元220和真空过滤器251过滤的流水。
在步骤S312中，将从经过气体冷却及存储单元220和真空过滤器251的气体和空气中过滤出的水和杂质输送至流水存储单元270，并在其中对其进行净化，然后排放到外部。开启阀V9和V10，以便将气体冷却及存储单元220和真空过滤器251中收集到的流水通过流水存储单元270的流水入口271而输送至流水存储单元270。流水存储单元270利用加热管273对输送来的流水进行蒸发和消毒，其中加热管273由从燃烧室260排出的高温燃烧气体加热，然后将已蒸发和消毒的流水输送至冷却装置280。冷却装置280冷却输送来的流水，并将冷却的流水排放到外部。
接着，在步骤S313，冷却焚烧炉210。
在步骤S313中，在用于废物处理的真空焚烧设备的一个工作周期结束之后，通风机290通过向焚烧炉210引入外部空气而使高温焚烧炉210冷却到低温。开启阀V1、V12和V13以允许通风机290将外部空气引入至焚烧炉210，从而冷却焚烧炉210，因此，可以保护向焚烧炉210加载新废物的用户免受焚烧炉210的伤害。
除了这一系列的过程外，当在气体冷却及存储单元220中冷却和存储由焚烧炉210中废物的热分解而产生的气体之后，如果第一个真空调节罐和第二个真空调节罐241和242没有正常操作，并因此使气体冷却及存储单元220的压力和真空调节罐241和242的压力超过参考值，那么就开启自动压力调节单元230以将气体冷却及存储单元220连接至燃烧室260，以便压力可自动操作，从而避免任何可能的事故。
在经过上面所描述的整个过程而执行用于废物处理的真空焚烧设备的第一个工作周期之后，也就完成了一次加载废物的真空热分解。
尽管已展示和描述了本发明的几个实施例，但本领域中的技术人员应理解，在这些实施例中还可进行变换，而不会偏离本发明的由所附权利要求及其等效方案所界定的原理和实质。
工业应用
根据上面的描述，显而易见地，本发明提供了一种用于废物处理的真空焚烧设备及其真空保持方法，其能够利用间接加热系统在完全真空的状态下热分解废物，从而避免当处理废物时产生的各种有害物质(例如传染性细菌)。
此外，本发明提供了一种用于废物处理的真空焚烧设备及其真空保持方法，其能够依次操作多个真空调节罐来强行地、即刻地吸入处理废物时所产生的气体，同时使热分解废物的空间保持完全真空的状态。
而且，本发明还提供了一种用于废物处理的真空焚烧设备及其真空保持方法，其能够利用在焚烧炉中燃烧的气体的热能，通过加热和蒸发处理废物时所产生的流水并将已蒸发的流水排放到外部，来对该流水进行除臭和消毒。

Claims (12)

1.一种用于废物处理的真空焚烧设备，包括：
焚烧炉，其用于热分解废物；
燃烧室，其用于燃烧由在所述焚烧炉中热分解的所述废物产生的气体；以及
真空形成单元，其用于使所述焚烧炉成为真空；
其中，所述真空形成单元通过强行地连续地吸入所述产生的气体来使所述焚烧炉保持真空。
2.如权利要求1所述的用于废物处理的真空焚烧设备，其中所述真空形成单元包括用于吸入由所述焚烧炉排出的所述气体的多个真空调节罐，以及用于使所述多个真空调节罐成为真空的真空泵，并且其中所述多个真空调节罐按照预定的次序依次运转，并通过用所述真空调节罐的真空交换所述产生的气体来强行吸入所述产生的气体。
3.如权利要求2所述的用于废物处理的真空焚烧设备，其中所述多个真空调节罐包括第一个真空调节罐和第二个真空调节罐，其中当所述第一个真空调节罐由于所述第一个真空调节罐吸入由所述焚烧炉所排出的所述气体而达到预定压力时，所述第一个真空调节罐与所述焚烧炉断开连接，且同时，所述第二个真空调节罐连接到所述焚烧炉，以便所述第二个真空调节罐继续吸入由在所述焚烧炉中热分解的所述废物产生的所述气体。
4.如权利要求3所述的用于废物处理的真空焚烧设备，进一步包括用于将外部空气引入至所述多个真空调节罐的通风机，其中，当所述多个真空调节罐中的一个真空调节罐由于所述一个真空调节罐吸入由所述焚烧炉所排出的所述气体而达到预定压力时，中断将所述气体引入至所述焚烧炉，并接着开动所述通风机以将吸入的所述气体排出至所述燃烧室。
5.如权利要求3所述的用于废物处理的真空焚烧设备，进一步包括设置在所述真空泵的前段的真空过滤器。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的用于废物处理的真空焚烧设备，进一步包括气体冷却及存储单元，其一端连接到所述焚烧炉，且另一端连接到所述真空形成单元，所述冷却及存储单元用于在由所述焚烧炉排出的所述气体被输送至所述真空形成单元之前冷却和存储所述气体。
7.如权利要求6所述的用于废物处理的真空焚烧设备，进一步包括自动压力调节单元，其用于当所述气体冷却及存储单元的压力超过预定值时，将所述气体从所述气体冷却及存储单元直接排放至所述燃烧室。
8.如权利要求6所述的用于废物处理的真空焚烧设备，进一步包括设置在所述燃烧室的后段的流水存储单元，所述流水存储单元包括加热管，由所述燃烧室排出的高温燃烧气体经过所述加热管，其中所述流水存储单元消毒和蒸发由所述气体冷却及存储单元和所述真空过滤器排出的流水。
9.一种用于废物处理的真空焚烧设备的真空保持方法，所述方法包括：
第一步，最初使注入废物的焚烧炉和多个真空调节罐成为真空；
第二步，加热所述焚烧炉；以及
第三步，由于所述多个真空调节罐强行地连续地吸入由在所述焚烧炉中热分解的废物所产生的气体而使所述焚烧炉保持真空。
10.如权利要求9所述的真空保持方法，其中在使所述焚烧炉保持真空的所述第三步中，所述多个真空调节罐按照预定的次序依次运转，并通过用所述真空调节罐的真空交换所述产生的气体来强行吸入由在所述焚烧炉中热分解的所述废物产生的所述气体。
11.如权利要求10所述的真空保持方法，其中所述多个真空调节罐包括第一个真空调节罐和第二个真空调节罐，且其中使所述焚烧炉保持真空的所述第三步包括：
第四步，其中所述第一个真空调节罐吸入由所述焚烧炉所排出的所述气体；
第五步，其中当所述第一个真空调节罐达到预定压力时，使所述第一个真空调节罐与所述焚烧炉断开连接，并使所述第二个真空调节罐连接到所述焚烧炉，以便所述第二个真空调节罐继续吸入由所述焚烧炉排出的所述气体；
第六步，其中使所述气体从与所述焚烧炉断开连接的所述第一个真空调节罐排出，接着一真空泵使所述第一个真空调节罐再次成为真空；
第七步，其中当所述第二个真空调节罐达到预定压力时，使所述第二个真空调节罐与所述焚烧炉断开连接，并使所述第一个真空调节罐连接到所述焚烧炉，以便所述第一个真空调节罐继续吸入由所述焚烧炉排出的所述气体；以及
第八步，其中将所述气体从与所述焚烧炉断开连接的所述第二个真空调节罐排出，接着所述真空泵使所述第二个真空调节罐再次成为真空。
12.如权利要求11所述的真空保持方法，进一步包括第九步，其中重复第五步至第八步，直到所述废物在所述焚烧炉内的焚烧完成。
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