CN105202547B - 一种垃圾焚烧炉 - Google Patents

Abstract

一种垃圾焚烧炉，包括：炉体、炉排、中心进气管、导气槽和支撑墙；所述炉体由内至外的内层、保温层和防水层组成；所述内层底部设有导气槽，内层的中上方内开设有竖直方向的通气道；所述炉体底部通过支撑墙固定；所述炉体的顶部设有垃圾投入口和烟气出口；所述炉排固定在炉体的底部；所述中心进气管固定在炉体的中心，且中心进气管的顶部呈锥形，位于炉体炉身的1/3~2/3处，向炉体提供燃烧垃圾需要的氧气和热能；所述中心进气管的侧壁上设有气孔。本发明的垃圾焚烧炉的制作工艺简单，周期短，垃圾处理率高且成本低。

Description

一种垃圾焚烧炉

技术领域

本发明涉及一种垃圾处理装置，尤其是涉及一种垃圾焚烧炉。

背景技术

目前，我国生活垃圾每年正以10%的速度递增，而实施简易处理的垃圾仅占总量的2. 3%，目前我国历年垃圾堆存所占用耕地面积约为5亿平方米，直接经济损失达80亿元人民币。全国城市现已发展到660个，其中己有200个城市陷入垃圾包围之中。以城镇人口2. 6亿，每人每年产生440公斤垃圾计算，产生垃圾量为1. 14亿吨，可以使100万人口的城市覆盖1米。且每年还在以8-10%的速度在递增。

我国己成为世界上垃圾包袱最重的国家，生活垃圾的无害化、减量化和资源化处理已迫在眉睫。生活垃圾的处理方法主要有填埋、堆肥、焚烧等。近几年，随着我国经济的发展，生活垃圾量和垃圾热值的提高，焚烧处理法是最有效垃圾处理方法，能基本上达到无害化、减量化、资源化的目的，越来越受到人们的关注。目前的垃圾焚烧设备有很多，但大部分焚烧处理设备存在垃圾容易成团，焚烧时易熄火，焚烧不充分导致效率低下，垃圾处理成本高等问题。

CN 102226526 A公开了一种垃圾焚烧炉，包括炉体，鼓风机，燃烧机，垃圾入口，炉排，排渣口，烟囱；所述鼓风机，燃烧机，炉排和烟囱固定在炉体上；所述的炉体设置有垃圾入口和排渣口；所述的炉排设置落灰孔和热风孔，并固定在燃烧机助燃点火口下方。该焚烧炉的点火口在炉体的一侧，焚烧效率偏低，焚烧过程中火苗易熄火，导致燃烧机的使用寿命短，垃圾处理成本偏高。

CN 104713096 A公开了一种垃圾焚烧炉，包括：炉体；安装在炉体顶部的进料斗；逐层交错安装在炉体内的向下倾斜的垃圾承载板，其每层垃圾承载板的下端位于下一层垃圾承载板的上端，并密布多个通孔；位于炉体下部的燃烧室;设置在炉体上部一侧的烟气出口装置；其中，在有机物垃圾经由多个垃圾承载板下滑过程中，燃烧室燃烧垃圾产生的热量逐层对垃圾承载板上承载的有机物垃圾进行烘烤，将垃圾中残余水分烘干，使下滑到燃烧室的垃圾被快速焚烧。该垃圾焚烧炉中设有垃圾承载板，便于垃圾烘烤，提高焚烧效率，但该焚烧炉的垃圾也容易因垃圾承载板的间隔而导致焚烧效率偏低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种高垃圾处理率，制作工艺简单且成本低的垃圾焚烧炉，降低了垃圾处理成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种垃圾焚烧炉，包括：炉体、炉排、中心进气管、导气槽和支撑墙；所述炉体由内至外的内层、保温层和防水层组成；所述内层底部设有导气槽，内层的中上方内开设有竖直方向的通气道；所述炉体底部通过支撑墙或支撑架固定；所述炉体的顶部设有垃圾投入口和烟气出口，所述垃圾投入口上方设有活动盖；所述炉排固定在炉体的底部；所述中心进气管固定在炉体的中心，且中心进气管的顶部呈锥形，位于炉体炉身的1/3~2/3 处，向炉体提供燃烧垃圾需要的氧气和热能；所述中心进气管的侧壁上设有气孔。

进一步，所述气孔向炉体底部倾斜5~15°，优选10~15°。

进一步，所述中心进气管上相邻气孔之间的间距随中心进气管顶部离炉排的距离的增大而减小。

进一步，所述中心进气管的内径为炉体内层直径的1/10~1/18，优选1/12~1/15。

进一步，所述中心进气管的顶部处于炉体炉身的1/2 处。

进一步，所述保温层内部嵌入安装有蛇形水管。

进一步，所述支撑墙之间设有挡风防尘墙。

进一步，所述烟气出口与热交换器连接，所述热交换器的输出管与中心进气管底部连接。

进一步，所述炉排的中部设有振动棒，所述振动棒的中部连接有振动器，所述振动棒的两端固定在炉体上。

当中心进气管的顶部位于炉体炉身的1/3以下，由中心进气管进入炉体的热量和氧气容易被沉积在炉体底部的垃圾灰烬吸收，而对炉体内上端的垃圾的烘干作用较小，导致上端垃圾因水分含量高而成团，燃烧不充分，烟气出口排出的烟气的有害物质含量偏高，垃圾处理率偏低；当中心进气管的顶部位于炉体炉身的2/3以上，中心进气管中的热量会快速穿过垃圾，而导致热量快速散失，热利用率偏低。当中心进气管的顶部位于炉体炉身的1/3~2/3 处时，中心进气管侧壁内的气体和热量经气孔先朝炉体底部运动一段，然后沿着垃圾之间的间歇向炉体顶部移动，移动时，为炉体中部垃圾的焚烧提供热能和氧气，使垃圾燃烧更充分，且对炉体上端的垃圾有烘干作用，避免垃圾因水分含量高而成团，进而使垃圾燃烧更充分，且提高了垃圾处理率。

气孔向炉体底部倾斜5~15°，可以避免垃圾在焚烧过程中，垃圾堵塞中心进气管上的气孔，进而影响其内气体扩散；还可以增大气体在垃圾焚烧过程中的流动空间，延长气体和热量在垃圾中的存留时间，提高热利用率。

中心进气管的内径大于炉体内层直径的1/10时，垃圾焚烧炉的垃圾处理量偏小，垃圾焚烧虽然充分，但垃圾焚烧炉的热量利用率偏低，进而导致垃圾处理成本偏高；当中心进气管的内径小于炉体内层直径的1/18时， 中心进气管内的氧气和热能在炉体内的分散受到垃圾的阻碍，导致垃圾燃烧不充分，尤其是炉体周边的垃圾，在垃圾焚烧时，容易产生二噁英等有害气体，且降低了焚烧炉垃圾的处理效率。

炉体内层底部的导气槽，有利于气体同时从炉体底部的多个方位进入炉体内，进而提高垃圾焚烧炉的处理效率。

保温层内的蛇形水管可以对垃圾焚烧炉在垃圾焚烧过程中产生的热量进行循环利用，并降低了垃圾焚烧产生的热量对环境的影响。

本发明一种垃圾焚烧炉的工作原理及使用方法：垃圾从炉体顶部进入炉体内，用于垃圾焚烧的空气经中心进气管和导气槽进入炉体内，沼气等燃料燃烧产生的热能通过中心进气管，然后从气孔内穿出进入炉体，对炉体上端的垃圾进行烘干，对中部和下端的垃圾进行焚烧；燃烧过程产生的烟气通过烟气出口排放，烟气的余热通过热交换器进行回收，回收的余热或其他设备储存用于循环的热量经中心进气管进入炉体内用于垃圾的烘干或燃烧；保温层内的热水管可以回收并循环利用垃圾燃烧过程产生的热量。充分燃烧的垃圾产生的灰烬积压在炉排上，当启动振动棒中部的振动器时，振动棒随着振动器的振动，与炉排发生碰撞，进而使炉排上方的灰烬从炉排上掉落；当炉体内的灰烬排尽后，关闭振动器，振动棒停止对炉排的碰撞。

本发明一种垃圾焚烧炉的有益效果：

1）与传统的垃圾焚烧炉相比，该垃圾焚烧炉的制作工艺简单，周期短（最快只需要2个月即可完成垃圾焚烧炉的制作），成本低（处理量为150吨/天的垃圾焚烧炉的成本低至100万元，相当于同等处理量的现有垃圾焚烧炉造价的10%左右）；

2）该垃圾焚烧炉用于焚烧垃圾的成本为传统垃圾焚烧炉处理垃圾的成本的50%~60%，处理垃圾的成本甚至低至50元/吨垃圾；

3）该垃圾焚烧炉的垃圾处理能力为相同体积大小传统焚烧炉的处理能力的3~5倍；

4）中心进气管顶部为锥形，有利于进入炉体内的垃圾的分散，且避免垃圾落入中心进气管而使垃圾焚烧的火苗熄灭；其侧壁向炉体底部倾斜5~15°设计的气孔，有利于中心进气管内的气体和热能向垃圾分散，使垃圾燃烧更充分；

5）内层底部的导气槽和其中上方内开设有竖直方向的通气道，有利于气体在炉体内的分散，以及循环利用的热量进入炉体内；

6）保温层的蛇形水管可以有效循环利用垃圾焚烧炉产生的热量，降低了热量的散失；

7）挡风防尘墙可以避免垃圾焚烧炉炉排排出的垃圾灰烬在排出时被风吹起，避免扬尘；炉排中部的振动棒有利于积压在炉体底部的灰烬的排出。

附图说明

图1—为本发明一种垃圾焚烧炉的主视图；

图2—为本发明一种垃圾焚烧炉的俯视图；

图3—为图1中的中心进气管的放大示意图；

图4—为实施例2中一种垃圾焚烧炉的主视图；

图5—为实施例2中一种垃圾焚烧炉的俯视图；

图6—为实施例3中一种垃圾焚烧炉的主视图；

图7—为实施例3中一种垃圾焚烧炉的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

参照图1和图2，一种垃圾焚烧炉，包括：炉体、炉排2、中心进气管3、导气槽10和支撑墙1；所述炉体由内至外的内层5、保温层6和防水层7组成；所述内层5底部设有导气槽10，内层5的中上方内开设有竖直方向的通气道11；炉体建在窑洞内，其内层5采用红砖砌成，防水层7采用空心水泥砖垒砌而成，保温层6采用废弃的碳渣填充而成；所述炉体底部通过2面弧形的支撑墙1固定；所述炉体的顶部设有垃圾投入口和烟气出口9，所述垃圾投入口上方设有活动盖8；所述炉排2固定在炉体的底部；所述中心进气管3固定在炉体的中心，且中心进气管3的顶部呈锥形，位于炉体炉身的2/5处，向炉体提供燃烧垃圾需要的氧气和热能；所述中心进气管3的侧壁上设有气孔4。

参照图3，所述气孔4向炉体底部倾斜10°。

所述中心进气管3上相邻气孔4之间的间距随中心进气管3顶部离炉排2的距离的增大而减小，有利于中心进气管3内的氧气和热量主要分布在炉体中部，有利于垃圾的充分燃烧，提高焚烧炉处理垃圾的效率。

所述中心进气管3的内径为炉体内层5直径的1/12，如炉体内层5直径为7.2m，中心进气管3的内径为600mm。

所述保温层6内部嵌入安装有蛇形水管13。

所述支撑墙1之间设有挡风防尘墙14。

所述烟气出口9与烟气处理装置连接。

所述炉排2的中部设有振动棒12，所述振动棒12的中部连接有振动器，所述振动棒12的两端固定在炉体上。

本实施例的一种垃圾焚烧炉，制作周期为3个月，日处理垃圾量为150~200吨，制作成本约为120万元；每吨垃圾的处理成本为55~60元。

实施例2

参照图4和图5，一种垃圾焚烧炉，包括：炉体、炉排2、中心进气管3、导气槽10和支撑墙1；所述炉体由内至外的内层5、保温层6和防水层7组成；所述内层5底部设有导气槽10，内层5的中上方内开设有竖直方向的通气道11；炉体建在窑洞内，其内层5采用红砖砌成，防水层7采用空心水泥砖垒砌而成，保温层6采用废弃的碳渣填充而成；所述炉体底部通过2面弧形的支撑墙1固定；所述炉体的顶部设有垃圾投入口和烟气出口9，所述垃圾投入口上方设有活动盖8；所述炉排2固定在炉体的底部；所述中心进气管3固定在炉体的中心，且中心进气管3的顶部呈锥形，位于炉体炉身的2/3处，向炉体提供燃烧垃圾需要的氧气和热能；所述中心进气管3的侧壁上设有气孔4。

所述气孔4向炉体底部倾斜15°。

所述中心进气管3上相邻气孔4之间的间距随中心进气管3顶部离炉排2的距离的增大而减小，有利于中心进气管3内的氧气和热量主要分布在炉体中部，有利于垃圾的充分燃烧，提高焚烧炉处理垃圾的效率。

所述中心进气管3的内径为炉体内层5直径的1/15，如炉体内层5直径为7.0m，中心进气管3的内径为400mm。

所述烟气出口9与热交换器15连接，所述热交换器15的输出管与中心进气管3底部连接。

所述炉排2的中部设有振动棒12，所述振动棒12的中部连接有振动器，所述振动棒12的两端固定在炉体上。

本实施例的一种垃圾焚烧炉，制作周期为2个月，日处理垃圾量为150~180吨，制作成本约为110万元；每吨垃圾的处理成本为50~55元。

实施例3

参照图6和图7，一种垃圾焚烧炉，包括：炉体、炉排2、中心进气管3、导气槽10和支撑墙1；所述炉体由内至外的内层5、保温层6和防水层7组成；所述内层5底部设有导气槽10，内层5的中上方内开设有竖直方向的通气道11；炉体的内层5采用中空腔体的金属体，保温层6采用石棉填充而成，外层采用带防水层7的金属圆柱体组成；所述炉体底部通过3根金属制作的支撑架16固定；所述炉体的顶部设有垃圾投入口和烟气出口9，所述垃圾投入口上方设有活动盖8；所述炉排2固定在炉体的底部；所述中心进气管3固定在炉体的中心，且中心进气管3的顶部呈锥形，位于炉体炉身的1/2处，向炉体提供燃烧垃圾需要的氧气和热能；所述中心进气管3的侧壁上设有气孔4。

所述气孔4向炉体底部倾斜12°。

所述中心进气管3上相邻气孔4之间的间距随中心进气管3顶部离炉排2的距离的增大而减小，有利于中心进气管3内的氧气和热量主要分布在炉体中部，有利于垃圾的充分燃烧，提高焚烧炉处理垃圾的效率。

所述中心进气管3的内径为炉体内层5直径的1/10，如炉体内层5直径为7.0m，中心进气管3的内径为700mm。

所述保温层6内部嵌入安装有蛇形水管13。

所述烟气出口9与热交换器15连接，所述热交换器15的输出管与中心进气管3底部连接。

所述炉排2的中部设有振动棒12，所述振动棒12的中部连接有振动器，所述振动棒12的两端固定在炉体上。

本实施例的一种垃圾焚烧炉，制作周期为2个月，日处理垃圾量为180~200吨，制作成本约为100万元；每吨垃圾的处理成本为52~55元。

本发明一种垃圾焚烧炉的工作原理及使用方法：垃圾从炉体顶部进入炉体内，用于垃圾焚烧的空气经中心进气管3和导气槽10进入炉体内，沼气等燃料燃烧产生的热能通过中心进气管3，然后从气孔4内穿出进入炉体，对炉体上端的垃圾进行烘干，对中部和下端的垃圾进行焚烧；燃烧过程产生的烟气通过烟气出口9排放，烟气的余热通过热交换器15进行回收，回收的余热或其他设备储存用于循环的热量经中心进气管3进入炉体内用于垃圾的烘干或燃烧；保温层6内的热水管可以回收并循环利用垃圾燃烧过程产生的热量。充分燃烧的垃圾产生的灰烬积压在炉排2上，当启动振动棒12中部的振动器时，振动棒12随着振动器的振动，与炉排2发生碰撞，进而使炉排2上方的灰烬从炉排2上掉落；当炉体内的灰烬排尽后，关闭振动器，振动棒12停止对炉排2的碰撞。

本发明一种垃圾焚烧炉，所述中心进气管3顶部位于炉体炉身的1/3或3/5处；所述气孔4向炉体底部倾斜11°、13°或14°；所述中心进气管3的内径为炉体内层5直径的1/16或1/18；以上技术特征的改变，本领域的技术人员通过文字描述可以理解并实施，故不再另作附图加以说明。

Claims (8)

1.一种垃圾焚烧炉，其特征在于，包括：炉体、炉排、中心进气管、导气槽和支撑墙；所述炉体由内至外的内层、保温层和防水层组成；所述内层底部设有导气槽，内层的中上方内开设有竖直方向的通气道；所述炉体底部通过支撑墙固定；所述炉体的顶部设有垃圾投入口和烟气出口，所述垃圾投入口上方设有活动盖；所述炉排固定在炉体的底部；所述中心进气管固定在炉体的中心，且中心进气管的顶部呈锥形，位于炉体炉身的1/3~2/3 处；所述中心进气管的侧壁上设有气孔；所述中心进气管上相邻气孔之间的间距随中心进气管顶部离炉排的距离的增大而减小。

2.如权利要求1所述垃圾焚烧炉，其特征在于，所述气孔向炉体底部倾斜5~15°。

3.如权利要求1或2所述垃圾焚烧炉，其特征在于，所述中心进气管的内径为炉体内层直径的1/10~1/18 。

4.如权利要求1所述垃圾焚烧炉，其特征在于，所述中心进气管的顶部处于炉体炉身的1/2 处。

5.如权利要求1或2所述垃圾焚烧炉，其特征在于，所述保温层内部嵌入安装有蛇形水管。

6.如权利要求1或2所述垃圾焚烧炉，其特征在于，所述支撑墙之间设有挡风防尘墙。

7.如权利要求1或2所述垃圾焚烧炉，其特征在于，所述烟气出口与热交换器连接，所述热交换器的输出管与中心进气管底部连接。

8.如权利要求1或2所述垃圾焚烧炉，其特征在于，所述炉排的中部设有振动棒，所述振动棒的中部连接有振动器，所述振动棒的两端固定在炉体上。