CN105444179A - 杂物无害分烧炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种环保节能设备，即一种杂物无害分烧炉，特别是指能够以农作物秸秆或垃圾为燃料的直燃热解接合炉具，其特点是：所述杂物无害分烧炉包括直燃炉(1)和热解炉(6)，直燃炉(1)一侧设有燃料斗(3)，另一侧设有排热管(4)，直燃炉(1)的排热管(4)接热解炉(6)，热解炉(6)的一侧设有气料斗(5)，另一侧设有排气管(7)。其有益效果是：秸秆或垃圾等杂物可根据燃点分类处理，直燃炉适用燃点较低的燃料，热解炉适于燃点较高的燃料。直燃过程采用热风循环，可积累热量，提高温度，燃烧充分。热解过程热量充足，氧气可控，气化良好。因此，有害物质均能得到彻底的分解，既可利用热能，又不会污染环境，是处理秸秆或垃圾等杂物的优选设备。

Description

杂物无害分烧炉
技术领域
本发明涉及一种环保节能设备，即一种杂物无害分烧炉，特别是指能够以农作物秸秆或垃圾为燃料的直燃热解接合炉具。
背景技术
农作物秸秆以及生活垃圾等杂物，多采用焚烧的方式进行处理。可是，由于秸秆和垃圾的燃点都比较低，一般为300—500℃，而其中的许多有害成分的分解点都比较高，如生活垃圾焚烧排放的烟气中含有SO2、HCl、HF、Hg、Pb、Cd、NOx、二恶英和重金属等多种有害有毒物质，其分解温度多在800℃以上，如果采用简单的焚烧方法，焚烧过程中多种有害成分不能充分燃烧分解，则会造成严重的二次污染。据有关资料表明，大气环境中的二恶英90％来源于城市和工业垃圾焚烧。含铅汽油、煤、橡胶、防腐处理过的木材以及石油产品、各种废弃物，特别是医疗废弃物以及日常生活所用的胶袋、聚氯乙烯软胶等含氯垃圾，焚烧温度低于800℃则不完全燃烧，容易生成二恶英。燃烧后形成的氯苯也是二恶英合成的前体。特别是燃烧温度在400℃左右时极易产生二恶英。目前，为了提高垃圾焚烧的温度，人们多在焚烧过程中添加煤、油等高温助燃燃料，由此大幅增加了处理成本，难以普及应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够以秸秆或垃圾为燃料，在不添加高温助燃燃料的情况下，能够显著提高炉温，秸秆或垃圾等杂物都能够充分燃烧，有害物质彻底分解，既能高效获取燃料的热能，又能避免环境污染的杂物无害分烧炉。
上述目的是由以下技术方案实现的：研制一种杂物无害分烧炉，其特点是：所述杂物无害分烧炉包括直燃炉和热解炉，直燃炉一侧设有燃料斗，另一侧设有排热管，直燃炉的排热管接热解炉，热解炉的一侧设有气料斗，另一侧设有排气管。
所述直燃炉的外面设有风机，风机的送风管插入直燃炉内，燃料斗下面的送料管管通入送风管，风机的进风口接有热风管，热风管的另一端插入直燃炉内。
所述热解炉的炉膛下面设有炉排，炉膛上面设有密封气料斗，炉排下部接通直燃炉的排热管。
所述直燃炉的炉体呈圆筒状，助燃风机的送风管从圆筒的切线方向插入。
所述插入直燃炉内的送风管设有负压口，负压口是在送风管的一侧开口或两段相对的送风管之间的间隙，负压口前边缘有向下倾斜折边。
所述热解炉是一个可绕平置轴线转动的回转炉，回转炉两端设有转接盘，两端的转接盘分别与一个固定的定接盘转动密封连接，两端的定接盘分别与回转炉两侧的设备相连接。
所述回转炉外围设有回转齿轮，且与动力机带动的齿轮相传动。
所述回转炉内设有推进齿。
所述直燃炉下部设有灰烬排放口和水泥填料收集箱。
所述热解炉的下部设有金属颗粒收集器。
所述热解炉的炉体内设有平转盘，平转盘在动力机的带动下绕轴套转动，轴套一侧开有排放口，平转盘上方设有导向板，导向板的一端与排放口的一侧相连。
所述导向板是沿螺旋线延伸的螺旋板。
所述热解炉的炉体内设有传送链或抛送盘或流化床。
本发明的有益效果是：秸秆或垃圾等杂物可根据燃点分类处理，直燃炉适用燃点较低的燃料，热解炉适于燃点较高的燃料。直燃过程采用热风循环，可积累热量，提高温度，燃烧充分。热解过程热量充足，氧气可控，气化良好。因此，有害物质均能得到彻底的分解，既可利用热能，又不会污染环境，是处理秸秆或垃圾等杂物的优选设备。
附图说明
图1是第一种实施例的主视图；
图2是第二种实施例的主视图；
图3是第二种实施例的部件直燃炉的主视图；
图4是第二种实施例的部件直燃炉的俯视图；
图5是第三种实施例的部件直燃炉的俯视图；
图6是第四种实施例的部件直燃炉的主视图；
图7是第四种实施例的部件负压口的局部放大主视图；
图8是第四种实施例的部件负压口的局部放大主视图；
图9是第五种实施例的主视图；
图10是第五种实施例的部件热解炉的放大主视图；
图11是第五种实施例的部件热解炉的推进齿的放大主视图；
图12是第五种实施例的部件热解炉的推进齿的放大左视图；
图13是第六种实施例的主视图；
图14是第六种实施例的工作状态主视图；
图15是第六种实施例的部件金属颗粒收集器的放大主视图；
图16是第七种实施例的主视图；
图17是第七种实施例的部件平转盘装配主视图；
图18是第七种实施例的部件平转盘装配俯视图；
图19是第八种实施例的部件平转盘装配俯视图；
图20是第九种实施例的主视图；
图21是第十种实施例的主视图；
图22是第十一种实施例的主视图。
图中可见：直燃炉1，风机2，燃料斗3，排热管4，气料斗5，热解炉6，排气管7，储气管8，燃气炉9，送风管10，送料管11，热风管12，炉膛13，炉排14，密封气料斗15，上盖16，插板17，负压口18，折边19，回转炉20，回转齿轮21，转接盘22，定接盘23，推进齿24，搅龙25，灰烬排放口26，水泥填料收集箱27，金属颗粒收集器28，插管29，密封放料阀30，风管31，金属排放口32，平转盘33，轴套34，支撑杆35，排放口36，导向板37，托链38，传送链39，抛送盘40，流化床41。
具体实施方式
第一种实施例：图1介绍一种杂物无害分烧炉，主要特点是：既有直燃炉1又有热解炉6。直燃炉1一侧设有燃料斗3，另一侧设有排热管4，排热管4另一端接热解炉6。热解炉6的一侧设有气料斗5，另一侧设有排气管7。这种炉具的作用是，可以把秸秆或垃圾当中的低燃点和高燃点的燃料分开，如秸秆的叶片、细梢燃点较低，而茎秆、根部的燃点较高，垃圾中的塑料、纸片燃点较低，木料、炭渣等燃点较高。可以把低燃点杂物作为直燃炉1的燃料，而把高燃点杂物作为热解炉6的气化原料。低燃点材料经燃料斗3进入直燃炉1燃烧，形成的高温气体进入热解炉6。燃点高的材料经气料斗5进入热解炉6，被进入的高温气体点燃，但由于缺氧而不能燃烧，而只能缓慢的热解放出可燃气体。可燃气体经排气管7排出，既可以通过储气管8并且经过冷凝压缩成液化气储存起来，又可以送入燃气炉9进行燃烧供热。这样，燃料当中的各种成分都可以充分的燃烧分解，不会排出有害物质。
第二种实施例：如图2所示的炉具是在第一种实施例的基础上进一步优化而成，结合图3图4可见：直燃炉1的外面设有风机2，风机2的送风管10插入直燃炉1内，燃料斗3下面的送料管11通入送风管10，风机2的进风口接有热风管12，热风管12的另一端插入直燃炉1内。工作时，热风管12把炉内的热气抽出，进入风机，把氧气和燃料加热，再打入炉内，形成循环的热气流，炉内的热量不能排出，只能在炉内循环积累，炉温可以显著提高。据有关部门测定，秸秆和垃圾在燃烧20分钟内，炉温即可达到800℃以上，且可以在1000—1200℃内常态燃烧，超过了各种有害物质的分解温度，达到了无有害排放甚至无排放的目标。
在图2中还可看到：热解炉6的炉膛13下面设有炉排14，炉膛13上面设有密封气料斗15，炉排14下部接通直燃炉1的排热管4。密封气料斗15呈筒状，上面有可开关的上盖16，下面有可抽拉的插板17。工作时，关闭插板17，把气化原料装满压实，关闭上盖16，即可实现密封。对于空隙较大的材料，可以采用抽气的方式控制氧气的含量。当炉膛需要补充原料时，抽拉插板17，即可把密封气料斗15内的存料放到炉膛13内，再插好插板17，打开上盖16，再装入气化原料，关闭上盖16即可备用。直燃炉1的排热管从炉排14下面进入，使炉排4上面的气化原料受热分解，放出可燃气体，并且不断的下落，充满炉排14以下的空间，阻碍热气的直接流出，提高气化的温度和效力。所得到的可燃气体可以储存或直接送往燃气炉燃烧。
第三种实施例：如图5所示，在第二种实施例的基础上，改进了直燃炉1的构造。直燃炉1的炉体呈圆筒状，风机2的送风管10从圆筒的切线方向插入。这种结构，打入的热风和燃料会沿炉内壁旋转而形成飞行燃烧的火团，燃烧更加充分，热效率更高，有助于炉温的积累和增强。
第四种实施例：如图6所示，直燃炉1不仅可以是轴线直立的圆筒，也可以是轴线平置的圆筒。插入直燃炉1的内送风管10设有负压口18。结合图7可见：负压口18是在送风管10的上侧开口，负压口18前边缘有向下倾斜折边19，使负压口18处的管径缩小。结合图8可见：负压口18是送风管10断为两段而形成，断口前侧管径有折边19而缩小。这两种负压口18的原理和性能都是一样的。由有关定理可知，负压口18处的气流压强会大幅增加，从而把在炉内旋转的燃气吸入口内，再次打出，从而增强气流的循环速度和次数，使燃烧更加充分，炉温更高，有害物质的分解也更加彻底。
第五种实施例：如图9所示的炉具是在前述实施例的基础上进一步优化而成，其主要改进是：其中的热解炉6是一个可绕平置轴线转动的回转炉20。结合图10可见：回转炉20外围设有回转齿轮21，可在动力机带动下转动。回转炉20两端设有转接盘22，转接盘22各与一个固定的定接盘23转动密封连接，定接盘23分别与回转炉两侧的设备相连接，即一边的定接盘23与直燃炉1的热风管4外端相固连，另一边的定接盘23与热解炉6的排气管7相固连。直燃炉1的热风管后段设有搅龙25，可以把气料斗5里面的气化原料强制推到热解炉6里面。为了使热解炉6内的气化原料能够以一定的速度前移，在回转炉内20设有推进齿24。结合图11图12可见：推进齿24可以是多片沿螺旋线倾斜的板块，在随回转炉20转动的过程中能够把原料向另一端推移。
工作时，直燃炉1的热风进入回转炉20，回转炉20把里面的原料带起再抛下，使原料反复分散，从而均匀的受热分解。由于回转炉20是一个密封的容器，氧气来源十分有限，原料受热不能燃烧，只能分解为可燃气体。可燃气体在从排气管7排出，可储存也可送燃气炉8燃烧利用。大量实验表明：这种结构的各项性能指标均显著优化，可望成为秸秆或垃圾处理的最佳炉具。
第六种实施例：如图13所示的炉具是在第五种实施例的基础上进一步优化而成，其主要特点是：直燃炉1下部设有灰烬排放口26和水泥填料收集箱27。大量实验表明：由于直燃炉1不是或者不主要是通过烟道排放，基本上处于密闭的循环状态，燃烧温度高，燃烧后的遗留物非常少，而且少量的灰烬都成为坚硬的颗粒。经过实验认定，这种颗粒物非常适合用作水泥填料。为此，在直燃炉1的下端设有灰烬排放口26，下面设有水泥填料收集箱27，收集到的材料可直接装袋出售。
第七种实施例：如图14所示的炉具是在第五种实施例的基础上进一步优化而成，其主要特点是：热解炉6即回转炉20的下部设有金属颗粒收集器28。大量实验表明：这种热解炉6气化后留下的少量颗粒物主要是金属颗粒。为此，在炉外设置了金属颗粒收集器28。结合图15可见：这种金属颗粒收集器28前侧有插管29，可以通过定转盘23插入到热解炉6内，经过充分气化的颗粒在转动下落的过程中进入插管29。为了防止空气从插管29进入炉内，在插管29中部设有密封放料阀30，平时堵塞插管29，当颗粒积累到一定重量时，即可推开密封放料阀30，排放到金属颗粒收集器28中。金属颗粒收集器28的上方外侧设有风管31，风管31进入燃气炉9，金属颗粒收集器28下面的金属排放口32，可以关闭，定时打开，也可以常开。进入的风可以通过风管31为燃气炉9提供助燃。
第七种实施例：如图16所示，热解炉6的炉体内设有平转盘33，平转盘33在动力机的带动下绕轴套34转动。结合图17图18可见：轴套34固定在炉体中间，一侧开有排放口36。平转盘33上面设有固定的导向板37，导向板37为曲线板，一端与轴套34的排放口36的一侧相连。气料斗5最好采用密封控氧供料的方式，气料斗5下口与平转盘33相对，气料斗5内的原料放到平转盘33上面，随着平转盘33的缓慢转动，在输入热量的作用下，原料受热裂解为可燃气体，最后剩下少量固体物沿着弯曲的导向板37滑到轴套34的排放口36，从轴套34的内孔落下，被下面的金属颗粒收集器收集。可燃气体输出炉外可直接送入燃气炉燃烧，也可冷凝成液化气存储。实验证明，这种热解炉原料推进有秩，受热均匀，裂解充分，排放极少，环境效益非常显著。
本实施例的平转盘33也可以是由多片平板组成的沿椭圆形或矩形回路运行的结构，其工作原理和效果与圆形回路是等同的。
第八种实施例：如图19所示，这种导向板37是在第七种实施例所介绍的导向板37的基础上改进而成，主要特点是：导向板37是沿螺旋线盘绕延伸的螺旋板。显然，在这种导向板37的限制下，平转盘上气化原料的行程会更长，原料分布会更均匀，气化效果更好。
第九种实施例：如图20所示，热解炉6的炉体内设有传送链39，原料落在传送链39上，在随传送链39转动的过程中受热裂解，结构更加简单，热解效果也很好。
第十种实施例：如图21所示，热解炉6的炉体内设抛送盘40。抛送盘40呈板状，上面为波浪板面，在抛送部件的带动下，图中例举的是在曲柄连杆机构的带动下，把板面上的物料不断的向前抛送，其物料既有秩序，又受到翻动，热解条件更加均匀一致，热解效果更加优化。
第十一种实施例：如图22所示，热解炉6的炉体内设流化床41，流化床41可以采用筛板，底面由打入的热风为动力，也可以附加振动装置，使物料在流动中热解。

Claims (13)

1.一种杂物无害分烧炉，其特征在于：所述杂物无害分烧炉包括直燃炉(1)和热解炉(6)，直燃炉(1)一侧设有燃料斗(3)，另一侧设有排热管(4)，直燃炉(1)的排热管(4)接热解炉(6)，热解炉(6)的一侧设有气料斗(5)，另一侧设有排气管(7)。
2.根据权利要求1所述的杂物无害分烧炉，其特征在于：所述直燃炉(1)的外面设有风机(2)，风机(2)的送风管(10)插入直燃炉(1)内，燃料斗(3)下面的送料管(11)通入送风管(10)，风机(2)的进风口接有热风管(12)，热风管(12)的另一端插入直燃炉(1)内。
3.根据权利要求1所述的杂物无害分烧炉，其特征在于：所述热解炉(6)的炉膛(13)下面设有炉排(14)，炉膛(13)上面设有密封气料斗(15)，炉排(14)下部接通直燃炉(1)的排热管(4)。
4.根据权利要求1所述的杂物无害分烧炉，其特征在于：所述直燃炉(1)的炉体呈圆筒状，助燃风机(2)的送风管(10)从圆筒的切线方向插入。
5.根据权利要求1所述的杂物无害分烧炉，其特征在于：所述插入直燃炉(1)内的送风管(10)设有负压口(18)，负压口(18)是在送风管(10)的一侧开口或两段相对的送风管(10)之间的间隙，负压口(18)前边缘有向下倾斜折边(19)。
6.根据权利要求1所述的杂物无害分烧炉，其特征在于：所述热解炉(6)是一个可绕平置轴线转动的回转炉(20)，回转炉(20)两端设有转接盘(22)，两端的转接盘(22)各与一个固定的定接盘(23)转动密封连接，两端的定接盘(23)分别与回转炉(20)两侧的设备相连接。
7.根据权利要求6所述的杂物无害分烧炉，其特征在于：所述回转炉(20)外围设有回转齿轮(21)，且与动力机带动的齿轮相传动。
8.根据权利要求6所述的杂物无害分烧炉，其特征在于：所述回转炉(20)内设有推进齿(24)。
9.根据权利要求1所述的杂物无害分烧炉，其特征在于：所述直燃炉(1)下部设有灰烬排放口(26)和水泥填料收集箱(27)。
10.根据权利要求1所述的杂物无害分烧炉，其特征在于：所述热解炉(6)的下部设有金属颗粒收集器(28)。
11.根据权利要求1所述的杂物无害分烧炉，其特征在于：所述热解炉(6)内设有平转盘(33)，平转盘(33)在动力机的带动下绕轴套(34)转动，轴套(34)一侧开有排放口(36)，平转盘(33)上方设有导向板(37)，导向板(37)的一端与排放口(36)的一侧相连。
12.根据权利要求11所述的杂物无害分烧炉，其特征在于：所述导向板(37)是沿螺旋线延伸的螺旋板。
13.根据权利要求1所述的杂物无害分烧炉，其特征在于：所述热解炉(6)内设有传送链(39)或抛送盘(40)或流化床(41)。
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