CN101988703B - 竖式预燃炉+卧式回转炉+竖式出料器组合的垃圾焚烧炉 - Google Patents

Abstract

一种竖式预燃炉+卧式回转炉+竖式出料器组合的垃圾焚烧炉，竖式预燃炉(14)、卧式回转炉(6)和竖式出料器(8)通过窑头旋转密封装置(3)和窑尾旋转密封装置(7)的联接而构成了一种呈L形垃圾焚烧炉，由于卧式回转炉的长度得到了缩短且竖式预燃炉和竖式出料器都呈立式设置，故L形垃圾焚烧炉具有体积最小化、占地面积少和热损耗小的特点，同时由于竖式预燃炉和竖式出料器是相对固定不动的，这样可以有效地保证卧式回转炉的相对转动，同时也保证了L形垃圾焚烧炉的密封性。本发明适合各种垃圾的焚烧处理，尤其是对生活垃圾的处理，可替代机械炉排炉、流化床、回转窑等焚烧设备，非常适合我国不分类垃圾的焚烧处理。

Description

竖式预燃炉+卧式回转炉+竖式出料器组合的垃圾焚烧炉

技术领域

本发明属于垃圾处理设备技术领域，尤其是一种由竖式预燃炉+卧式回转炉+竖式出料器组合的垃圾焚烧炉。

背景技术

各种垃圾尤其是生活垃圾的处理是当今全社会急待解决的问题，国家明确提出了“无害化、减量化、资源化”的垃圾处理原则。

目前处理垃圾的方式有焚烧法、填埋法和生物法几种。

垃圾填埋法是我国处理生活垃圾最常用的方法，它不仅占用大量的土地，形成“垃圾包围城市”的局面，而且长时间污染地下水源。

生物法能很好的处理部分可分解的垃圾，但不可分解部分还要进行二次处理，所以填埋法和生物法都有一定的局限性。

焚烧法是利用生活垃圾的可燃性质将其中的有机物高温燃烧分解并气化，是目前国内外尤其是发达国家广泛使用的生活垃圾处理方法。

焚烧法通常采用的焚烧设备主要有：机械炉排炉、流化床、回转窑等。

机械炉排炉结构复杂，制造成本高，而且占地面积大。

流化床要求垃圾必须破碎成细小颗粒，并需要配备高温分离器和流化介质，设备磨损大，飞灰量大。

也有利用热电厂的焚烧炉进行垃圾处理，但焚烧过程中需要大量的煤作燃料。

还有利用回转窑处理垃圾，但回转窑系统的直径和长度很大，占地面积较大，土建费用高，系统的热损耗也大很大。

由竖式预燃炉+卧式回转炉+竖式出料器组合而成的垃圾焚烧炉至今未见报道。

发明内容

为解决上述问题，本发明设计了一种由竖式预燃炉+卧式回转炉+竖式出料器组合的垃圾焚烧炉，该垃圾焚烧炉吸取了竖式预热器和卧式回转设备的结构特点，采用了由竖式预燃炉+卧式回转炉+竖式出料器构成的呈L形组合形式的垃圾焚烧炉，本发明具有体积最小化，占地面积少，热损耗小的特点。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

所述竖式预燃炉+卧式回转炉+竖式出料器组合的垃圾焚烧炉，该垃圾焚烧炉的基本构成包括竖式预燃炉、卧式回转炉和竖式出料器，竖式预燃炉的出料口通过窑头旋转密封装置与卧式回转炉的进料口联接，卧式回转炉的出料口通过窑尾旋转密封装置与竖式出料器联接，卧式回转炉的炉体中心轴线向下倾斜度为3～5°，卧式回转炉两端的下部由炉体支撑装置支撑，卧式回转炉的旋转由炉体传动装置实施，本发明的特征是：

竖式预燃炉、卧式回转炉和竖式出料器通过窑头旋转密封装置和窑尾旋转密封装置的联接而构成了一种呈L形垃圾焚烧炉，其中：

竖式预燃炉的上段采用圆形或矩形截面的上炉体，其下段采用具有大斜度平面+圆形出料口的下炉体，所述上炉体和所述下炉体通过焊接实现对接；在所述上炉体的顶部设置下料管和出烟管，并在下料管上联接电动锁风阀，在所述上炉体内的加料口一侧设置挡料板，在所述下炉体的大斜度平面从上到下依次设置观察口和电动推料器，电动推料器伸入到所述下炉体内的底部，电动推料器处于下炉体外部的部分由支座固定，并在所述下炉体的侧壁上配置温度或压力传感器；

与窑头旋转密封装置联接处的卧式回转炉进料口内设置螺旋喂料器，在卧式回转炉内设置有呈螺旋状布置的扬料板，沿卧式回转炉轴线方向设置有数个取样孔；

通过窑尾旋转密封装置联接的竖式出料器由上半体和下半体构成，所述上半体呈半圆状，在所述上半体顶部端面预置有进气口，所述上半体端面的两侧配置观察口，所述上半体端面的结合处设置半圆状的燃烧口，所述上半体的两侧设置温度或压力传感器；所述下半体呈漏斗状，漏斗状的底部是下料口，在下料口的上部设置双层重锤翻板阀，靠近双层重锤翻板阀的下半体端面配置检修窗，所述下半体端面的结合处设置半圆状的燃烧口，所述上半体与所述下半体通过法兰实现相互联接，所述上半体半圆状的燃烧口和所述下半体半圆状的燃烧口形成一个圆状燃烧口。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性： 

1、采用竖式预燃炉将垃圾中的易燃物先行焚烧，可以减小进入卧式回转炉的垃圾容量，也减小了卧式回转炉的直径、长度尺寸。

2、在竖式预燃炉的底部设置电动推料器，可以防止垃圾在竖式预燃炉底部的积存量，电动推料器可以将预燃的垃圾顺畅的送入卧式回转炉内进行焚烧。

3、竖式预燃炉的下段采用大斜度平面+圆形出料口的下炉体，该大斜度平面的斜度大于垃圾落料时的运动休止角，有利于垃圾向卧式回转炉内的流动。

4、卧式回转炉内设置有扬料板，扬料板能使结块垃圾或是潮湿成团的垃圾扬起并得到充分的分散、烘干和燃烧。

5、炉体传动装置可以采用调速电机，有利于调整垃圾在卧式回转炉内的停留时间，从而实现垃圾完全燃烧。

6、卧式回转炉的两端分别采用窑头旋转密封装置和窑尾旋转密封装置与竖式预燃炉和竖式出料器联接，由于竖式预燃炉和竖式出料器是相对固定，这样可以有效地保证卧式回转炉的相对转动，同时也保证了L形垃圾焚烧炉的密封性。

7、卧式回转炉轴线方向设置的数个取样孔通过取样分析可以掌握垃圾在卧式回转炉内的燃烧状况。

8、在竖式预燃炉设置的观察口、温度和压力传感器以及在竖式出料器设置的观察口、检修窗、温度和压力传感器，通过观察口能够及时观察垃圾焚烧炉内的工作状况，通过温度和压力传感器可以显示垃圾焚烧炉内的工作数据，在这些数据的支持下可以及时调整垃圾焚烧炉的进、出风量和投料量，改善垃圾焚烧炉的工作状况。

9、本发明的垃圾焚烧炉能够适用多种形式的热源，根据垃圾焚烧炉内烟气的温度条件或单独采用热空气如水泥生产系统中的三次热风，也可以直接采用燃料如煤、气、油等，还可以采用热空气+燃料同时使用的形式。

10、本发明采用温度和压力传感器来实时检测，通过调节炉温或风速来调节烟气温度或在炉内的停留时间，防止二噁英等有害气体的产生。

11、本发明对垃圾的成分、粒度以及含水量没有特殊要求，无需专门地进行分检、破碎和脱水等预处理。

12、本发明采用气体方向与垃圾焚烧相逆流的运动来进行热交换，使垃圾焚烧炉内的运动部件相对减少，故垃圾焚烧炉的故障率低。

附图说明

图1是本发明的垃圾焚烧炉配置示意图；

图2是图1的A向竖式出料器示意图；

上述图中：1—观察口；2—电动推料器；3一窑头旋转密封装置；4—炉体支撑装置；5—炉体传动装置； 6—卧式回转炉； 7—窑尾旋转密封装置；8—竖式出料器；9—取样孔；10—温度或压力传感器；11—下料管；12—电动锁风阀；13—出烟管；14—竖式预燃炉；15—燃烧口；16—出料口。

具体实施方式

结合图1，本发明的竖式预燃炉+卧式回转炉+竖式出料器组合的垃圾焚烧炉，该垃圾焚烧炉的基本构成包括竖式预燃炉14、卧式回转炉6和竖式出料器8，竖式预燃炉14的出料口通过窑头旋转密封装置3与卧式回转炉6的进料口联接，卧式回转炉6的出料口通过窑尾旋转密封装置7与竖式出料器8联接，卧式回转炉6的炉体中心轴线向下倾斜度为3～5°，由支撑装置4支撑，卧式回转炉6的旋转由传动装置5实施。

竖式预燃炉14在结构设计上部分吸取了竖式预热器的结构特点，但竖式预燃炉14结合焚烧垃圾的特点与竖式预热器存在本质不同，本发明的竖式预燃炉将垃圾中的易燃物先行焚烧，可以减小进入卧式回转炉的垃圾容量，也减小了卧式回转炉的设计长度尺寸，且竖式预燃炉底部设置的电动推料器可以防止垃圾在竖式预燃炉底部的积存量，而竖式预燃炉下段采用的大斜度平面的斜度大于垃圾运动时的运动休止角，有利于垃圾向卧式回转炉内的自由流动。

在本发明中，卧式回转炉6的结构设计借鉴了回转窑的结构设计，但卧式回转炉6的直径和长度远小于普通回转窑的尺寸，因为通过竖式预燃炉的预燃过程而使卧式回转炉6的直径和长度得到缩短。

在本发明中，窑头旋转密封装置3、窑尾旋转密封装置7和传动装置5借用了回转窑的成熟技术，故对窑头旋转密封装置3、窑尾旋转密封装置7和传动装置5不再详述。

本发明的竖式预燃炉14、卧式回转炉6和竖式出料器8通过窑头旋转密封装置3和窑尾旋转密封装置7的联接而构成了一种呈L形垃圾焚烧炉，由于卧式回转炉6的长度得到了缩短且竖式预燃炉14和竖式出料器8都呈立式设置，故L形垃圾焚烧炉具有体积最小化、占地面积少和热损耗小的特点，同时由于竖式预燃炉14和竖式出料器8是相对固定不动的，这样可以有效地保证卧式回转炉6的相对转动，同时也保证了L形垃圾焚烧炉的密封性。

竖式预燃炉14的上段采用圆形或矩形截面的上炉体，其下段采用大斜度平面+圆形出料口的下炉体，所述上炉体和所述下炉体通过焊接实现对接。在所述上炉体的顶部设置下料管11和出烟管13，并在下料管11上联接电动锁风阀12，电动锁风阀12可以防止垃圾加料过程中竖式预燃炉产生的烟气外泄。在所述上炉体内的下料管11的底部处设置挡料板，该挡料板可以阻止从下料管进入的垃圾被出烟管吸走。在所述下炉体的大斜度平面从上到下依次设置观察口1和电动推料器2，电动推料器2伸入到所述下炉体的底部，电动推料器2处于下炉体外部的部分由支座固定，电动推料器2可以将预燃的垃圾送入卧式回转炉内6，并在所述下炉体的侧壁上配置温度或压力传感器10来测试竖式预燃炉14内的温度或压力。

卧式回转炉6呈圆柱形筒体结构，与窑头旋转密封装置3联接处的卧式回转炉进料口内设置螺旋喂料器，该螺旋喂料器是回转窑中常见的结构，本发明只是拿来借用而已。在卧式回转炉6内设置有呈螺旋状布置的扬料板，卧式回转炉在旋转工作中扬料板能使结块的垃圾或是潮湿成团的垃圾扬起并得到充分的分散、烘干和燃烧。沿卧式回转炉轴线方向设置有数个取样孔，取样孔可以得到垃圾的焚烧状况。

通过窑尾旋转密封装置7联接的竖式出料器8由上半体和下半体构成，所述上半体呈半圆状，所述上半体端面的两侧配置观察口1，所述上半体端面的结合处设置半圆状的燃烧口，所述上半体的两侧设置温度和压力传感器10。所述下半体呈漏斗状，漏斗状的底部是出料口16，在出料口16的下部设置双层重锤翻板阀，靠近双层重锤翻板阀的下半体端面配置检修窗，当双层重锤翻板阀需要维修和检查时可通过检修窗来实施。所述下半体端面的结合处设置半圆状的燃烧口，所述上半体与所述下半体通过法兰实现相互联接，所述上半体半圆状的燃烧口和所述下半体半圆状的燃烧口形成一个圆状燃烧口15。

L形垃圾焚烧炉安装时，竖式预燃炉14固定在水泥基础或钢结构框架上，其出料端与卧式回转炉6的进料端通过窑头旋转密封装置3实现联接，卧式回转炉体6由两组炉体支撑装置4支撑，通过炉体传动装置5实现卧式回转炉体6的旋转。卧式回转炉6的出料端通过窑尾旋转密封装置7实现与竖式出料器8的联接，竖式出料器8由水泥基础或钢结构框架支撑。

工作时，燃料或热风通过竖式下料器8上的燃烧口15进入卧式回转炉6内，使卧式回转炉6内产生800℃以上的高温，热烟气或热空气经卧式回转炉6进入竖式预燃炉14，而垃圾从竖式预燃炉14顶部的下料管11进入，进入的速度由电动锁风阀12控制，垃圾在下落过程中与具有一定压力的热气流逆向接触并充分混合，垃圾中轻质的易燃物被先行焚烧，剩余的垃圾落到竖式预燃炉14的底部，由设置在底部的电动推料器2推入卧式回转炉6内继续焚烧。

卧式回转炉6的中心轴线向下倾斜度为3～5°，垃圾在卧式回转炉6的进料口端被螺旋喂料器在旋转状态下抛起，再经扬料板的扬起使垃圾在卧式回转炉6内得到松散而充分燃烧。驱动卧式回转炉旋转的炉体传动装置5可以采用调速电机来改变卧式回转炉的旋转速度，通过调整旋转速度可以调整垃圾在卧式回转炉内的停留时间，以实现垃圾的完全燃烧。垃圾在卧式回转炉内燃烧后所释放出的热量以及产生的烟气温度高于850℃，可以抑制垃圾中有害气体如二噁英的产生，而烟气则通过竖式预燃炉14顶部的出烟管13排出，可供其它余热系统再利用。

焚烧后的灰渣被带到竖式出料器8中，由竖式出料器8底部设置的双层重锤翻板阀和下料口17排出，可被作为水泥的再生资料。

垃圾焚烧过程中可通过卧式回转炉6上的取样孔9来取样，分析并掌握垃圾在卧式回转炉6内的燃烧状况。还能通过竖式预燃炉14和竖式出料器8上的观察口1和温度或压力传感器10来随时掌握炉内的焚烧状况，通过调整竖式焚烧炉14的进、出风量和加料量来改善炉内的工作状况。

本发明的垃圾焚烧炉能够适用多种形式的热源，可单独采用热空气如水泥回转窑系统中的三次热风，也可以直接采用燃料如煤、气、油等，还可以采用热空气+燃料补充同时使用的形式。通过调节炉温、风速、烟气温度及物料在炉内的停留时间，防止二噁英等有害气体的产生。

本发明的垃圾焚烧炉对垃圾种类的适应性强，对垃圾的成分、粒度以及含水量没有特殊要求，无需专门地分检、破碎和脱水等预处理，因此投资费用低。

若将本发明的垃圾焚烧炉放置到水泥生产系统中，焚烧产生的烟气可以通入水泥回转窑系统的碱性气氛中，消除有害成分后达标排放，焚烧后的垃圾渣可以作为生产水泥的原料被利用，最终将垃圾渣固化在水泥中，实现生活垃圾的“无害化”和“资源化” 处理。

本发明对热源适应性强，可以采用各种燃料或者直接以热风为热源，对于热值高的城市生活垃圾只需引燃无需增加辅助燃料，依靠垃圾自身的显热就能维持燃烧，并且垃圾的燃尽率高，可达100%。

本发明的竖式预燃炉14由于是竖式结构可以向空中发展，占地面积较小。垃圾先在竖式预燃炉内进行部分焚烧，减少了进入卧式回转炉内的垃圾量，因此本发明具有对垃圾种类适应性强的特点，但与水泥回转窑相比其直径和长度都较小，整个垃圾焚烧炉的占地面积也小。

本发明采用气体方向与垃圾焚烧相逆流的运动来进行热交换，使垃圾焚烧炉内的运动部件相对减少，故垃圾焚烧炉的故障率低

综上所述，本发明适合各种垃圾的焚烧处理，尤其是对生活垃圾的处理，可替代机械炉排炉、流化床、回转窑等焚烧设备，非常适合我国不分类垃圾的焚烧处理。

Claims (1)

1.一种竖式预燃炉+卧式回转炉+竖式出料器组合的垃圾焚烧炉，该垃圾焚烧炉的基本构成包括竖式预燃炉(14)、卧式回转炉(6)和竖式出料器(8)，竖式预燃炉(14)的出料口通过窑头旋转密封装置(3)与卧式回转炉(6)的进料口联接，卧式回转炉(6)的出料口通过窑尾旋转密封装置(7)与竖式出料器(8)联接，卧式回转炉(6)的炉体中心轴线向下倾斜度为3～5°，卧式回转炉(6)两端的下部由炉体支撑装置(4)支撑，卧式回转炉(6)的旋转由炉体传动装置(5)实施，其特征是：

竖式预燃炉(14)、卧式回转炉(6)和竖式出料器(8)通过窑头旋转密封装置(3)和窑尾旋转密封装置(7)的联接而构成了一种呈L形垃圾焚烧炉，其中：

竖式预燃炉(14)的上段采用圆形或矩形截面的上炉体，其下段采用具有大斜度平面+圆形出料口的下炉体，所述上炉体和所述下炉体通过焊接实现对接；在所述上炉体的顶部设置下料管(11)和出烟管(13)，并在下料管(11)上联接电动锁风阀(12)，在所述上炉体内的加料口一侧设置挡料板，在所述下炉体的大斜度平面从上到下依次设置观察口(1)和电动推料器(2)，电动推料器(2)伸入到所述下炉体内的底部，电动推料器(2)处于下炉体外部的部分由支座固定，并在所述下炉体的侧壁上配置温度或压力传感器(10)；

与窑头旋转密封装置(3)联接处的卧式回转炉进料口内设置螺旋喂料器，在卧式回转炉内设置有呈螺旋状布置的扬料板，沿卧式回转炉(6)轴线方向设置有数个取样孔(9)；

通过窑尾旋转密封装置(7)联接的竖式出料器(8)由上半体和下半体构成，所述上半体呈半圆状，在所述上半体顶部端面预置有进气口，所述上半体端面的两侧配置观察口(15)，所述上半体端面的结合处设置半圆状的燃烧口，所述上半体的两侧设置温度或压力传感器(10)；所述下半体呈漏斗状，漏斗状的底部是下料口(17)，在下料口(17)的上部设置双层重锤翻板阀，靠近双层重锤翻板阀的下半体端面配置检修窗，所述下半体端面的结合处设置半圆状的燃烧口，所述上半体与所述下半体通过法兰实现相互联接，所述上半体半圆状的燃烧口和所述下半体半圆状的燃烧口形成一个圆状燃烧口(16)。

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