CN102959332B - 火化炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种火化炉（1），其包括至少一个燃烧室（2）、热供应设备（4）、燃烧空气供应（5）和排放气出口（6），所述至少一个燃烧室（2）具有顶棚、壁（2.1）和底部（3），待火化的物体置于所述底部（3）上。在所述燃烧室（2）的顶棚和/或壁（2.1）和/或底部（3）内设置至少一个燃烧空气供应通道（7）和至少一个排放气返回通道（8），在所述顶棚和/或壁（2.1）和/或底部（3）中的所述排放气返回通道（8）具有入口（8.1）和出口（8.2）。在所述燃烧室（2）的顶棚和/或壁（2.1）和/或底部（3）中，所述至少一个燃烧空气供应通道（7）通入所述至少一个排放气返回通道（8），从而所供应的燃烧空气产生进入所述燃烧室（2）的所述燃烧空气供应的吸气作用。因此，至少部分在燃烧过程中产生的排放气被吸入所述排放气返回通道（8）的入口（8.1）中，并通过所述排放气返回通道（8）的出口（8.2）而被排放至所述燃烧室（2）中，由此被再次供应至燃烧过程。

Description

火化炉
技术领域
本发明涉及一种火化炉。
背景技术
现有技术已知火化炉。它们基本上包括燃烧室、供热系统以及燃烧空气供应和烟道气出口，所述燃烧室具有顶棚、壁和底部，在所述底部上放置待火化的物体；所述供热系统用于加热所述燃烧室。
具有带有两个燃烧室部分的燃烧室的火化炉也是已知的，其中在第一燃烧室部分中发生待火化的物体的初步焚化，来自第一燃烧室部分的残余物的随后焚化在第二燃烧室部分中发生。在此处，用手或用移动装置将在第一燃烧室部分中剩余的来自第一焚化阶段的火化残余物转移至第二燃烧室部分，其中用以焚化待火化的第二物体的在第一燃烧部分中产生的热量用于火化残余物在第二燃烧室部分中的随后焚化。
另外，通过DE 601 06 043 T2已知一种具有烟道气返回的旋转燃烧系统，其中部分烟道气在中心烟道气出口转向，并经由中心燃烧空气供应而返回至燃烧过程。
由现有技术已知的解决方法的缺点在于火化炉具有低效率，使得在燃烧过程中通过热供应系统的高能供应是必要的，因此燃料消耗较高。此外，火化的持续时间极长，因为其由被火化物体的困难缓慢燃烧部分所决定。
发明内容
这是本发明的起点。正如在权利要求书中表征的，本发明的目的是提供一种火化炉，其提供待火化的物体的能量有效且快速地进行焚化。
根据本发明，该目的通过根据本发明的火化炉而实现，所述火化炉包括至少一个燃烧室、热供应系统、燃烧空气供应和烟道气出口，所述至少一个燃烧室具有顶棚、壁和底部，待火化的物体置于所述底部上，其中在所述燃烧室的顶棚和/或壁和/或底部内设置至少一个燃烧空气供应通道和至少一个烟道气返回通道，其中在所述顶棚和/或壁和/或底部中的所述烟道气返回通道具有入口和出口，其中在所述燃烧室的顶棚和/或壁和/或底部中，所述至少一个燃烧空气供应通道通入所述至少一个烟道气返回通道，从而通过使用所供应的燃烧空气而引起进入所述燃烧室的所述燃烧空气供应的吸气作用，其中至少部分在燃烧过程中产生的烟道气被吸入所述烟道气返回通道的入口中，并通过所述烟道气返回通道的出口而被排放至所述燃烧室中，由此被再次供应至燃烧过程。本发明的进一步的有利细节、方面和实施方案在从属权利要求、说明书、实施例和附图中陈述。
在一方面，根据本发明的烟道气返回引起包含于烟道气中的热能返回，在另一方面，引起烟道气中的未完全燃烧和/或仍然可燃的组分的随后焚化。发生返回至烟道气返回通道中的烟道气与燃烧空气的混合，由此预热燃烧空气。由于烟道气返回通道和燃烧空气供应通道安置于燃烧室的顶棚和/或壁和/或底部中，因此引起燃烧空气的进一步的预热。在火化操作过程中，这些部件在极高温度下，使得燃烧气体的温度显著增加。在足够高的温度下，气体混合物点燃，从而在烟道气返回通道的出口处出现火焰。
作为根据本发明的烟道气返回的结果，火化炉的效率显著增加。火化炉的能量需求可以降低80％或更多。见于常规火化炉需要大约30m3至35m3的天然气来焚化火化物体，根据本发明的火化炉消耗6m3至7m3，在极端情况下甚至消耗3m3至5m3的天然气。
燃烧空气供应通道可以在燃烧室的顶棚和/或壁和/或底部内以任何回路数安置。燃烧空气供应通道的路径越长，则燃烧空气的供应时间延长越长，燃烧空气通过强烈加热的燃烧室部件获取的热能更多。通过燃烧空气的预热，用于火化的物体被更完全地焚化。
特别优选地，设置数个烟道气返回通道和/或数个燃烧空气供应通道，其优选沿着待火化的物体均匀分布而局部安置。以此方式，可以形成作为目标的局部分布的烟道气返回以及待火化的物体的难以燃烧和/或缓慢燃烧部分的燃烧上的改进。
另外，特别当使用数个烟道气返回通道时，由于从不同方向流入燃烧室的气体，因此在燃烧室中发生湍流，这导致进一步改进的焚化。
在一个优选实施方案中，至少一个燃烧空气供应通道通入数个烟道气返回通道。通过已讨论的返回至烟道气返回通道中的烟道气与燃烧空气的混合以及在足够高的温度下发生的气体混合物的点燃，在烟道气返回通道的出口处出现火焰，在适当选择安置烟道气返回通道的出口的情况下，所述火焰可以被直接引导至待火化的物体处，更特别地可以被直接引导至待火化的物体的难以燃烧或缓慢燃烧的部分处。
在一个优选实施方案中，所有燃烧空气供应通道连接至中心燃烧空气供应。通过该中心燃烧空气供应，加压燃烧空气通过例如风扇而供应至燃烧空气供应通道，这引起连接至燃烧空气供应通道的烟道气返回通道中的吸气作用。作为用燃烧空气中心供应燃烧空气供应通道的结果，获得更简单设计的火化炉。
在所述燃烧室的顶棚和/或壁和/或底部中，所述烟道气返回通道具有入口和出口。根据一个优选实施方案，安置于所述壁中的所述烟道气返回通道的入口设置于出口之上。该安置确保了在待火化的物体的焚化过程中产生的气体在燃烧室或燃烧室部分的上部中的烟道气返回通道的入口处被吸入，并在更缓慢燃烧的待火化的物体的下部排出(优选已点燃)，使得待火化的物体的难以燃烧的部分的热暴露尽可能高，由此产生有效的且时间减少的火化。
在实施方案的第二优选形式中，所述燃烧室具有第一燃烧室部分和第二燃烧室部分，其中所述第一燃烧室部分设计用于待火化的物体的初步燃烧，所述第二燃烧室部分设计用于来自所述第一燃烧室部分的火化残余物的后续焚化和/或灰分的矿化。以此方式，获得了效率的进一步的增加，因为在第一燃烧室部分中的进一步的焚化过程所产生的热量可以用于在第二燃烧室部分中的后燃。
在另一优选实施方案中，所述底部使得所述燃烧室至少部分地分离为第一燃烧室部分和第二燃烧室部分，其中在所述第一燃烧室部分中产生的燃烧气体经由所述第二燃烧室部分和与其连接的中心烟道气出口而被排出。烟道气返回通道以在第一烧室部分和第二燃烧室部分之间产生连续连接部的方式穿过所述底部。作为在底部中具有烟道气返回通道的结果，来自所述第二燃烧室部分的烟道气返回至所述第一燃烧室部分，并通过与燃烧空气混合(优选被点燃)而被供应至待火化的物体的下侧，从而发生待火化的物体的下侧的焚化。
在一个特别优选的实施方案中，所述底部具有数个升高部，设计所述数个升高部以将待火化的物体置于离开所述底部的一定距离处。优选地，所述升高部各自与所述烟道气返回通道的出口相邻设置。以此方式，与燃烧空气混合并优选被点燃的气体可以围绕待火化的物体流动，并且/或者从烟道气返回通道的出口出现的火焰可以在待火化的物体的下侧周围燃烧，使得尤其这些缓慢燃烧区域通过增加的热效应而发生加速焚化。
附图说明
本发明将参照附图以实施方案的实施例的方式在下文更详细地进行描述。然而，清楚指出本发明不旨在局限于所示实施例。
图1显示了根据本发明的火化炉的示意性侧面横截面的一个实施例；
图2显示了作为实施例的沿着线A-A通过图1中的火化炉的壁的部分横截面。
图3显示了作为实施例的沿着图1中的火化炉的底部的部分横截面。
附图标记列表
1   火化炉
2   燃烧室
2a  第一燃烧室部分
2b  第二燃烧室部分
2.1 壁
2.2 外壳
2.3 绝热层
3   底部
4   热供应系统
5    燃烧空气供应
6    烟道气出口
7    燃烧空气供应通道
8    烟道气返回通道
8.1  入口
8.2  出口
8.3  第一通道部分
8.4  第二通道部分
8.5  第三通道部分
9    升高部
VA   竖轴
LA   横轴。
具体实施方式
在图1中，附图标记1表示根据本发明的火化炉。虚线表示相关对象未显示在平面剖视图中，而是位于壁中或位于火化炉的底部中。以已知的方式，火化炉1具有燃烧室2，所述燃烧室2在其外圆周上由壁2.1围绕。在所示的实施方案的实施例中，壁2.1设计为数个层，即由外壳2.2形成的外层和形成绝热层2.3的第二内部相邻层。热供应系统4设置于火化炉1的外壳2.2上，所述热供应系统4将热能供应至燃烧室2。热供应系统4更特别地为燃烧器，例如气体或油燃烧器。
为了使焚化过程在燃烧室内成为可能，火化炉1也具有燃烧空气供应5和烟道气出口6。经由燃烧空气供应5，加压空气通过例如风扇供应至燃烧室2。燃烧空气可以为新鲜空气，富含氧气的新鲜空气或纯氧气。在燃烧过程中产生的烟道气经由烟道气出口6和烟囱从燃烧室2中去除，所述烟囱优选包括烟道气处理装置。另外，顶棚(未显示)和底部3设置于燃烧室2中，待火化的物体置于所述底部3上以用于燃烧。
根据本发明，在燃烧室2的顶棚和/或壁2.1和/或底部3中，设置至少一个燃烧空气供应通道7和至少一个烟道气返回通道8，其中这些通道7、8以如下方式彼此连接：通过进入燃烧室2的燃烧空气供应的吸气作用，至少部分在焚化过程中产生的烟道气经由烟道气返回通道8返回至燃烧过程。
在所示的实施方案的实施例中，燃烧空气供应通道7的分支网络设置于燃烧室2的壁2.1中和底部3中。燃烧空气供应通道7全部连接至中心燃烧空气供应5，使得加压燃烧空气经由该燃烧空气供应5通过例如风扇而分布至燃烧空气供应通道7中。
烟道气返回通道8也设置于燃烧室2的壁2.1内和底部3中，每个烟道气返回通道8具有入口8.1和出口8.2。在燃烧室2的壁2.1内的烟道气返回通道8与火化炉1的竖轴HA平行运行，并可以在绝热层2.3和/或外壳2.2中形成，或可以由燃烧室2内安置的管状元件形成。在所示的实施方案的实施例中，烟道气返回通道8以相对于竖轴HA呈锐角运行，并优选完全通过底部。烟道气返回通道8优选沿着燃烧室2的横轴QA局部分布。
为了在烟道气返回通道8内产生吸气作用，燃烧空气供应通道7或来自该燃烧空气供应通道7的分支各自以如下方式连接至单独的烟道气返回通道8：通过吸气作用，由焚化所产生的烟道气被吸入入口8.1并通过出口8.2排出。
在优选的实施方案的实施例中，一个燃烧空气供应通道7或来自该燃烧空气供应通道7的分支通向数个烟道气返回通道8。以此方式，在烟道气返回通道8中发生被吸入的烟道气与新供应的燃烧空气的混合，并在气体混合物点燃之后发生后燃。
特别优选地，底部3以如下方式安置于燃烧室2内：燃烧室2分为第一和第二燃烧室2a、2b。关于火化炉1的竖轴HA，第一燃烧室部分2a优选安置于第二燃烧室部分2b之上。通过底部3，燃烧室2仅部分分为燃烧室部分2a、2b，使得在第一燃烧室部分2a中产生的气体经由第二燃烧室部分2b和在所述第二燃烧室部分2b设置的烟道气出口6逸出，如箭头10所指出。
以如下方式将待火化的物体引入第一燃烧室部分2a中：在通过来自热供应系统4的能量供应进行火化炉1的加热阶段之后，将待火化的物体至少部分置于底部3上。优选地，待火化的物体不完全位于底部3上，而是以离底部3一定距离而保持在升高部9上。随后，在第一焚化阶段中，待火化的物体在第一燃烧室部分2a中燃烧。在第一焚化阶段之后，将待火化的物体的剩余未完全焚化的残余物转移至第二燃烧室部分2b以用于在第二焚化阶段中的后燃，从而在第二焚化阶段之后已发生待火化的物体的完全火化。
图2显示了引入燃烧室2的壁2.1中的烟道气返回通道8，燃烧空气供应通道7通向所述烟道气返回通道8。烟道气返回通道8具有入口8.1和出口8.2，其中入口8.1设置于出口8.2之上。在所示的实施方案的实施例中，烟道气返回通道8和燃烧空气供应通道7均在绝热层2.3内运行。
烟道气返回通道8基本上包括以大约直线运行的三个通道部分8.3、8.4和8.5，其中第一通道部分8.3大约垂直于第二通道部分8.4运行，且第二通道部分8.4大约垂直于第三通道部分8.5运行。第一和第三通道部分8.3、8.5平行，并彼此相距一定距离，且在自由端处分别形成入口8.1和出口8.2。第一至第三通道部分8.3、8.4和8.5经由弓形通道连接部分连接至连续烟道气返回通道8。在第二8.4和第三通道部分8.5之间的弓形通道连接部分中，燃烧空气供应通道7或来自燃烧空气供应通道7的分支通向烟道气返回通道8中。
通过在出口8.2的方向上从燃烧空气供应通道7在压力下供应燃烧空气，在烟道气返回通道8的第一和第二通道部分8.3和8.4中产生吸气作用。作为结果，如箭头11所示，已通过燃烧产生的烟道气被吸入烟道气返回通道8中。在烟道气返回通道8结合燃烧空气通道7的点处，被吸入的气体与新鲜燃烧空气混合，从而在燃烧室2中主导的温度下，气体混合物已在烟道气返回通道8的第三通道部分8.5中被点燃，从而在出口8.2处出现火焰。出口8.2优选以相对于待火化的物体的如下方式安置：在出口8.2处出现的火焰直接作用于待火化的物体。
图3显示了根据本发明的火化炉1的底部的截面图。在侧面方向上，至少部分将第一燃烧室部分2a与第二燃烧室部分2b分离的底部3被至少一个烟道气返回通道8穿过，所述至少一个烟道气返回通道8在其下侧上具有入口8.1，并在其上侧上具有出口8.2。在出口8.2的区域中，底部3具有升高部9，所述升高部9在所示的实施方案的实施例中为舌形。舌形升高部9以如下方式设计：在出口8.2的顶部由升高部9覆盖。这有效防止了燃烧残余物从第一燃烧室部分2a落入第二燃烧室部分2b。
通入烟道气返回通道8的燃烧空气供应通道7或来自燃烧空气供应通道7的分支也设置于底部3中。通过在燃烧空气供应通道7中供应加压燃烧空气，在烟道气返回通道8的入口8.1处产生吸气作用，这导致烟道气从第二燃烧室部分2b返回至第一燃烧室部分2a中。在燃烧通道8中，新供应的燃烧空气与来自第二燃烧室部分2b的返回烟道气混合，并在足够高的温度下在燃烧室2内被点燃，从而在烟道气返回通道8中，更特别地在出口8.2处产生火焰。在出口8.2处出现的火焰围绕待火化的物体的底部，从而在尸体位于棺材底部的位置处产生待火化的物体的更好的焚化。该效果由待火化的物体决定性地协助，所述待火化的物体通过升高部9以离底部3一定距离进行设置。

Claims (8)

1.火化炉(1)，其包括至少一个燃烧室(2)、热供应系统(4)、燃烧空气供应(5)和烟道气出口(6)，所述至少一个燃烧室(2)具有顶棚、壁(2.1)和底部(3)，待火化的物体置于所述底部(3)上，
其中在所述燃烧室(2)的顶棚和/或壁(2.1)和/或底部(3)内设置至少一个燃烧空气供应通道(7)和至少一个烟道气返回通道(8)，
其中在所述顶棚和/或壁(2.1)和/或底部(3)中的所述烟道气返回通道(8)具有入口(8.1)和出口(8.2)，
其中在所述燃烧室(2)的顶棚和/或壁(2.1)和/或底部(3)中，所述至少一个燃烧空气供应通道(7)通入所述至少一个烟道气返回通道(8)，从而通过使用所供应的燃烧空气而引起进入所述燃烧室(2)的所述燃烧空气供应的吸气作用，
其中至少部分在燃烧过程中产生的烟道气被吸入所述烟道气返回通道(8)的入口(8.1)中，并通过所述烟道气返回通道(8)的出口(8.2)而被排放至所述燃烧室(2)中，由此被再次供应至燃烧过程。
2.根据权利要求1所述的火化炉，其特征在于，至少一个燃烧空气供应通道(7)通入数个烟道气返回通道(8)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的火化炉，其特征在于，所述至少一个烟道气返回通道(8)的入口(8.1)在所述至少一个烟道气返回通道(8)的出口(8.2)之上安置于所述燃烧室的壁(2.1)中。
4.根据权利要求1所述的火化炉，其特征在于，所述燃烧室(2)具有第一燃烧室部分(2a)和第二燃烧室部分(2b)，其中所述第一燃烧室部分(2a)设计用于待火化的物体的焚化，所述第二燃烧室部分(2b)设计用于来自所述第一燃烧室部分(2a)的火化残余物的后燃和/或灰分的矿化。
5.根据权利要求4所述的火化炉，其特征在于，所述底部(3)使得所述第一燃烧室部分(2a)与所述第二燃烧室部分(2b)至少部分地分离。
6.根据权利要求4所述的火化炉，其特征在于，通过所述底部(3)中的至少一个烟道气返回通道(8)而在所述第一燃烧室部分(2a)和所述第二燃烧室部分(2b)之间产生连接部。
7.根据权利要求6所述的火化炉，其特征在于，所述底部(3)具有数个升高部(9)以用于以离开所述底部(3)一定距离来设置待火化的物体。
8.根据权利要求4所述的火化炉，其特征在于，所述烟道气出口(6)连接至所述第二燃烧室部分(2b)。
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