CN108240626B - 连续式垃圾高温热裂解炉 - Google Patents

Abstract

本发明的连续式垃圾高温热裂解炉，炉体包括由上到下的干燥段、炭化段和燃烧段；在炉体内壁上设置多根凸出炉体内壁的抽气管，抽气管上端开口、下部连接回气管且最终连接配氧管，抽气管的上端开口处于干燥段上部；在炉体内设置气体导向排管，气体导向排管之上设置遮盖顶；气体导向排管包括主管和与主管连通的向下的支管；主管开有导气孔，支管的管口向下；主管处于干燥段上部，支管的管口处于干燥段下部；配氧管的向上或斜向上的侧壁开有气孔；配氧管之下设置活动承料板。该连续式垃圾高温热裂解炉，垃圾不板结，无炉条，活动承料板发挥承料、接灰、点火等多种作用，排气和回气利用方面设计合理，燃烧效果好，可以实现连续式垃圾高温热裂解。

Description

连续式垃圾高温热裂解炉

技术领域

本发明涉及垃圾处理装置，具体是连续式垃圾高温热裂解炉。

背景技术

垃圾高温热裂解处理时，垃圾经过了干燥、燃烧、炭化三个阶段，其炭化温度可达到1300℃以上，垃圾可以实现百分百完全燃烧，燃气中基本没有了有毒有害气体。

然而，无论什么样的垃圾焚烧处理方式，炉体的结构对处理的综合效果有着极大的影响。目前的炉体的内壁都是光滑的，由于垃圾自重的压力以及炉体壁的约束限制，挨近炉体内壁的垃圾会被压实，形成板结，不利于燃烧。

另外，目前的炉体都设置有炉条、功能单一的点火装置，在排气和回气利用方面设计不尽合理，结构复杂，燃烧效果不好，难以实现连续式垃圾高温热裂解炉。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供一种连续式垃圾高温热裂解炉。

为了实现本发明目的，本发明采用如下的技术方案：

连续式垃圾高温热裂解炉，包括炉体、排气管、配氧管和垃圾进料口，炉体包括由上到下的干燥段、炭化段和燃烧段；垃圾进料口设置在炉体顶部，在炭化段设置排气管，在燃烧段设置配氧管；

在炉体内壁上设置多根凸出炉体内壁的抽气管，抽气管上端开口、下部连接回气管且最终连接配氧管，抽气管的上端开口处于干燥段上部；

在炉体内设置气体导向排管，在气体导向排管之上设置用于遮盖气体导向排管的遮盖顶；

所述气体导向排管包括主管和与主管连通的向下的支管；主管开有导气孔，支管的管口向下；主管处于干燥段上部，支管的管口处于干燥段下部；

所述配氧管水平放置，为中空的三角形、上半圆形或梯形，配氧管的向上或斜向上的侧壁开有气孔；

所述配氧管之下设置活动承料板。

本发明中，炉体内壁上设置的凸出炉体内壁的抽气管，使的内壁凹凸不平，改善挨近炉体内壁的垃圾会被压实而形成板结的状况，形成很多空隙，有利于气体流动，便于干燥和燃烧。另外，气体导向排管上的遮盖顶也可以使垃圾进料时受到撞击而分散，并改变垃圾下落轨迹，不会形成中部压实，可以防止炉体中部垃圾板结。气体导向排管形成导气通道，可以将炉体下部热的气体（密度小于冷的气体）自然导向上部，利用气体导向排管的热辐射、导热作用和热气对上部冷的垃圾的直接接触传热，对垃圾进行预干燥。预干燥后的垃圾后续更容易燃烧，而且干垃圾不易板结。

由于炭化段热量对干燥段垃圾的作用，干燥段垃圾被干燥和不完全燃烧，所以产生的气体含有水分、未完全燃烧的有机物和无机物，而未完全燃烧的有机物如果排放出去会污染空气，未完全燃烧的无机物不仅仅是排放出去会污染空气，而且还是可以当作可燃物加以利用的，将其进行二次燃烧会释放热量起到助燃效果。本发明技术方案设计抽气管上端开口、下部连接回气管且最终连接配氧管，上端开口处于干燥段上部，这样干燥段产生的气体就可以回到燃烧段，一方面将未完全燃烧的有机物继续充分燃烧，另一方面将未完全燃烧的无机物进行二次燃烧释放热量助燃。

而在炭化段由于进行了充分的完全燃烧，并且温度最高，所以本发明在炭化段设置排气管，将热气体所载有的热量引出，用于其它利用，如加热冷水、供暖或发电。

配氧管的气孔是向上或斜向上的侧壁开设的，氧气和/或回气直接喷向垃圾，充分发挥助燃作用。

活动承料板用于承料、接灰、点火，打开后漏灰至出灰容器。所以活动承料板发挥着多功能的作用。

总之，本发明的连续式垃圾高温热裂解炉，垃圾不会板结，没有炉条，通过活动承料板发挥承料、接灰、点火等多功能的作用，排气和回气利用方面设计合理，结构简单，燃烧效果好，可以实现连续式垃圾高温热裂解，即首次点燃后可以不断加入垃圾而保持燃烧，以后长期不再需要点火。

本发明进一步的改进和选择如下。

为便于对回气加热，以利于二次燃烧，抽气管的下部处于炭化段。

为了更好地防止垃圾板结，本发明还设置有沿抽气管从上到下分布的多块长条块，长条块的上边缘固定连接着处于炉体内壁一个面上的所有抽气管，长条块的下边缘斜向下。长条块可以使垃圾进料时垃圾在内壁附近受到撞击而分散，并改变垃圾下落轨迹，且在长条块之下形成一个空隙。这样一来，挨近炉体内壁的垃圾就不会板结，而且长条块之下形成的空隙还有利于气体流动，便于干燥和燃烧。

进一步，本发明还设置有抽气管开口遮挡板，所述抽气管开口遮挡板的上边缘固定连接垃圾进料口的炉体内壁，下边缘固定连接所有抽气管的上部，将抽气管开口遮挡，防止垃圾堵住抽气管开口。

为了使得排气顺利，所述排气管为分布于炉体炭化段内壁的多根，均开有气孔，所有排气管连接排气主管。由一根排气主管与分布于炉体炭化段内壁的每一根排气管连通，炭化段内的气体通过各根排气管的气孔进入，再进入到排气主管，统一由这根排气主管连接炉体外部，将热气体所载有的热量引出，用于其它利用，如加热冷水、供暖或发电。又或者还经过气体净化处理而排放。

同样地，为了更好地防止垃圾板结和垃圾堵塞排气孔，还在排气管上端设置有长条块，长条块的上边缘固定连接着处于炉体内壁一个面上的所有抽气管，长条块的下边缘斜向下。

为了达到更好的配氧助燃效果，特别是对于较大型的连续式垃圾高温热裂解炉，一根配氧管是不够的，为此本发明较佳的方案是：配氧管为多根，多根配氧管连接配氧主管。由一根配氧主管与每一根配氧管连通，统一由这根配氧主管连接炉体外部。

进一步，为了保护配氧管，使配氧管经久耐用，优选的方案是在配氧管下设置与配氧管平行并可进行热交换的水管。水管冷却配氧管，使配氧管不会一直处于高温状态。

另外，作为一种选择，水管连接炉体夹层，使得炉体外壁为非高温状态，避免烫伤，同时夹层热水可用作供暖或发电。

优选地，所述气体导向排管的主管处于干燥段上部1/3位置之上；所述气体导向排管的支管的管口处于干燥段下部1/2位置之下。

进一步，所述气体导向排管为两个或多个。特别是对于较大的炉体，设置两个或多个气体导向排管，效果更好。

进一步，所述遮盖顶为中间高两侧低的形状。

更进一步，所述遮盖顶为人字形状或开口向下的弧状。

本发明更加优选的方案是，还包括回气处理装置，回气管进入回气处理装置，回气处理装置的出气管通过阀门与设置有空气进风管的风机连接，风机的送风管连接配氧管。

如前所述，干燥段产生的气体含有水分、未完全燃烧的有机物和无机物，通过回气处理装置分离去水分和未完全燃烧的有机物，回气处理装置的出气管引出的气体则含有较多的未完全燃烧的无机物，而含有较少的水分和未完全燃烧的有机物，减少了二次燃烧的负担。

所述的回气处理装置最简单的就是一个密闭的装有水或机油的容器，回气管进入容器的水或机油中，出气管的管口在水面之上。其它已知的凡是可以分离去水分和未完全燃烧有机物的装置，都可以用作本发明的回气处理装置。

本发明的连续式垃圾高温热裂解炉可以是长方形、正方形、圆柱形或倒梯形。

本发明的连续式垃圾高温热裂解炉为了防止垃圾板结，还可以在炉体干燥段和炭化段的内壁上设置多个凸起。进一步，多个凸起均匀分布于炉体干燥段和炭化段的内壁，且在上下方向成交错分布。更进一步，还可以将连接在抽气管以及排气管上的长条块取消，替换成凸起。

所述凸起可以是上边连接着炉体内壁、抽气管或排气管而下边斜向下的梯形块。

附图说明

图1是本发明的一种长方体连续式垃圾高温热裂解炉从长度方向看的内部结构示意图。

图2是气体导向排管结构示意图。

图3是燃烧段侧视图。

图4是图3的俯视图。

图5是配氧管与配氧主管连接的一种方式的俯视图。

图6是水管与主水管连接的一种方式的俯视图。

图7是十字交叉设置气体导向排管的长方体炉体内部结构俯视图。

图8是十字交叉设置气体导向排管的圆形炉体内部结构俯视图。

图9是干燥段为方形、炭化段和燃烧段成倒梯形的炉体外形图。

图10是干燥段为圆形、炭化段和燃烧段成倒锥形的炉体外形图。

图11是在炉体干燥段和炭化段的内壁上设置多个凸起的炉体内部结构示意图。

图中的附图标记如下：炉体外壁1，炉体内壁2，进料口3，抽气管开口遮挡板4，遮盖顶5，抽气管Ⅰ6，抽气管Ⅱ7，长条块Ⅰ8，长条块Ⅱ9，抽气管主管10，回气管11，空气进风管12，风机13，出气管14，回气处理装置15，机油16，主水管17，配氧主管18，出灰容器19，配氧管20，水管21，排水管22，排气管23，外排气管24，排气主管25，支管28，主管29，左端斜壁31，配氧管下斜板Ⅰ32，配氧管下斜板Ⅱ33，活动承料板34，右端斜壁35，出灰层36，配氧连接管37，配氧主管Ⅱ38，水管连接管39，主水管Ⅱ40，主管Ⅰ41，主管Ⅱ42，主管Ⅲ43，主管Ⅳ44，主管Ⅴ45，圆形炉体外壁46，圆形炉体内壁47，主管Ⅵ48，右侧斜壁49，左侧斜壁50，方形干燥段51，倒梯形炭化段和燃烧段52，圆形干燥段53，倒锥形炭化段和燃烧段54，梯形块Ⅰ55，梯形块Ⅱ56。

具体实施方式

实施例1

如图1~图4。是一种长方体连续式垃圾高温热裂解炉。

炉体由炉体外壁1和炉体内壁2构成，包括由上到下的干燥段C、炭化段B和燃烧段A。

垃圾进料口3设置在炉体顶部，在炭化段B设置排气管23，在燃烧段A设置配氧管20。

在炉体内壁2上设置多根凸出炉体内壁的抽气管（包括位于左右侧内壁的多根抽气管Ⅰ6和位于前后两端内壁的多根抽气管Ⅱ7），抽气管上端开口、下部连接回气管11且最终连接配氧管20，抽气管的上部开口处于干燥段C上部；抽气管的下部处于炭化段B。

沿抽气管从上到下分布两块长条块（长条块Ⅰ8有上下两块，长条块Ⅱ9也有上下两块），长条块的上边缘固定连接着处于炉体内壁2一个面上的所有抽气管（如位于左右侧内壁面的多根抽气管Ⅰ6和位于前后两端内壁面的多根抽气管Ⅱ7），长条块的下边缘斜向下。

抽气管开口遮挡板4的上边缘固定连接垃圾进料口3的炉体内壁，下边缘固定连接所有抽气管的上部，将抽气管开口遮挡，防止垃圾堵住抽气管开口。

在炉体内设置气体导向排管，在气体导向排管之上设置用于遮盖气体导向排管的遮盖顶5；所述遮盖顶5为人字形状，完全盖住主管29，则实际上遮盖住了整个气体导向排管。

主管29的两端固定连接在炉体内壁上。遮盖顶5固定连接在炉体内壁上，也可以固定连接在主管29上，由主管29支撑。本实施方式采用前一种方式。

气体导向排管包括主管29和与主管29连通的向下的支管28；主管29和支管28均开有导气孔，支管28的管口向下；主管29处于干燥段C上部1/3位置；支管28的管口处于干燥段C下部1/3位置之下。

所述配氧管20水平放置，为中空的三角形，配氧管20的斜向上的侧壁（三角形的两条腰边）开有气孔；

配氧管20为多根，所有配氧管20连接配氧主管18，统一由这根配氧主管18连接炉体外部风机13送风管。

燃烧段A如图3、图4。三角形配氧管20的两条腰边分别连接配氧管下斜板Ⅰ32和配氧管下斜板Ⅱ33，一个配氧管的配氧管下斜板Ⅰ32与相邻的另一个配氧管的配氧管下斜板Ⅱ33之间形成上大下小的空间，活动承料板34位于这个空间之下，最后形成了一个既是承料、也是接灰、还用做点火的多功能区域，就相当于农村土灶的灶膛。

左端斜壁31、右端斜壁35、右侧斜壁49和左侧斜壁50构成长方体连续式垃圾高温热裂解炉燃烧段A的一个收缩区。因为垃圾燃烧或部分燃烧后体积会缩小，通过收缩便于集中垃圾灰。当垃圾灰填满后打开活动承料板34出灰，将垃圾灰放出到出灰层36的出灰容器19中。

同时，上述活动承料板34之上的上大下小的空间以及燃烧段A的收缩区的设计，也利于顺利点火和节省点火燃料。

回气管11进入回气处理装置15，回气处理装置15的出气管14连接风机13，风机13设置有空气进风管12，风机13设置阀门以控制调节出气管14和空气进风管12的气体量（即回气量和新风量），并调节回气量和新风量的比例，从而控制燃烧过程。调配好后由风机13的送风管送到配氧主管18，再分配至每一根配氧管20。

配氧管20下设置与配氧管20平行并可进行热交换的水管21。水管21连接炉体夹层，排水管22连接炉体夹层，伸出炉体外，位置低于水管21，也低于炉体夹层最低水位，便于在需要时将水排放干净。炉体上端设置夹层热水出口（图中未画出），以便将热水引出利用。

所述配氧管20之下设置活动承料板34。

所述排气管23为分布于炉体炭化段内壁的多根，均开有气孔，多根排气管23连接排气主管25。排气主管25连接外排气管24，通过外排气管24连接炉体外部。

实施例2

如图5。与实施例1的不同之处在于，配氧管与配氧主管连接的方式略有不同，其多根所有的配氧管20都是通过对应的配氧连接管37连接在配氧主管Ⅱ38上。

实施例3

如图6。与实施例1的不同之处在于，水管与主水管连接的方式略有不同，其多根所有的水管21都是通过对应的水管连接管39连接在主水管Ⅱ40上。

实施例4

如图7。是另一种长方体连续式垃圾高温热裂解炉。

与实施例1的不同之处在于，十字交叉地设置了三个气体导向排管。主管Ⅱ42是宽度方向上的气体导向排管的主管，主管Ⅰ41是长度方向上左边的气体导向排管的主管，主管Ⅲ43是长度方向上右边的气体导向排管的主管。主管Ⅱ42两端连接炉体内壁，主管Ⅰ41和主管Ⅲ43则都是一端连接炉体内壁，另一端连接主管Ⅱ42。

实施例5

如图8。是本发明的另一种连续式垃圾高温热裂解炉，为圆形炉体。

其结构与实施例1的不同之处在于，一方面是炉体为圆形，由圆形炉体外壁46和圆形炉体内壁47构成；另一方面是十字交叉地设置了三个气体导向排管。主管Ⅴ45是横向径向方向上的气体导向排管的主管，主管Ⅳ44是垂直径向方向上上边的气体导向排管的主管，主管Ⅵ48是垂直径向方向上下边的气体导向排管的主管。主管Ⅴ45两端连接圆形炉体内壁47，主管Ⅳ44和主管Ⅵ48则都是一端连接圆形炉体内壁47，另一端连接主管Ⅴ45。

实施例6

如图9。是一种干燥段为方形、炭化段和燃烧段成倒梯形的炉体的连续式垃圾高温热裂解炉。

炉体由方形干燥段51和倒梯形炭化段和燃烧段52构成。

实施例7

如图10。是一种干燥段为圆形、炭化段和燃烧段成倒锥形的炉体的连续式垃圾高温热裂解炉。

炉体由圆形干燥段53和倒锥形炭化段和燃烧段54构成。

实施例8

如图11。在炉体干燥段和炭化段的内壁上设置多个凸起的炉体也包括炉体外壁1，炉体内壁2，进料口3，由主管29和与主管29连通的向下的支管28构成的气体导向排管之上设置遮盖顶5。

本实施例中，所述凸起是上边连接着炉体内壁2、下边斜向下的梯形块。梯形块Ⅰ55是连接在长方体宽度边内壁上的，梯形块Ⅱ56是连接在长方体长度边内壁上的。实际上梯形块Ⅰ55梯形块Ⅱ56的大小形状、以及安置方式（即斜度）都是相同的。

多个梯形块凸起均匀分布于炉体干燥段C和炭化段B的炉体内壁2。且在上下方向成列分布。

Claims (10)

1.连续式垃圾高温热裂解炉，包括炉体、排气管、配氧管和垃圾进料口，其特征在于：炉体包括由上到下的干燥段、炭化段和燃烧段；垃圾进料口设置在炉体顶部，在炭化段设置排气管，在燃烧段设置配氧管；

在炉体内壁上设置多根凸出炉体内壁的抽气管，抽气管上端开口、下部连接回气管且最终连接配氧管，抽气管的上端开口处于干燥段上部；

在炉体内设置气体导向排管，在气体导向排管之上设置用于遮盖气体导向排管的遮盖顶；

所述气体导向排管包括主管和与主管连通的向下的支管；主管开有导气孔，支管的管口向下；主管处于干燥段上部1/3位置之上，支管的管口处于干燥段下部1/2位置之下；

所述配氧管水平放置，为中空的三角形、上半圆形或梯形，配氧管的向上或斜向上的侧壁开有气孔；

所述配氧管之下设置活动承料板。

2.根据权利要求1所述的连续式垃圾高温热裂解炉，其特征在于：抽气管的下部处于炭化段。

3.根据权利要求1所述的连续式垃圾高温热裂解炉，其特征在于：还设置有沿抽气管从上到下分布的多块长条块，长条块的上边缘固定连接着处于炉体内壁一个面上的所有抽气管，长条块的下边缘斜向下。

4.根据权利要求1所述的连续式垃圾高温热裂解炉，其特征在于：还设置有抽气管开口遮挡板，所述抽气管开口遮挡板的上边缘固定连接垃圾进料口的炉体内壁，下边缘固定连接所有抽气管的上部，将抽气管开口遮挡，防止垃圾堵住抽气管开口。

5.根据权利要求1所述的连续式垃圾高温热裂解炉，其特征在于：所述排气管为分布于炉体炭化段内壁的多根，均开有气孔，多根排气管连接排气主管。

6.根据权利要求1或5所述的连续式垃圾高温热裂解炉，其特征在于：还在排气管上端设置有长条块，长条块的上边缘固定连接着处于炉体内壁一个面上的所有抽气管，长条块的下边缘斜向下。

7.根据权利要求1所述的连续式垃圾高温热裂解炉，其特征在于：配氧管为多根，所有配氧管连接配氧主管。

8.根据权利要求1或7所述的连续式垃圾高温热裂解炉，其特征在于：配氧管下设置与配氧管平行并可进行热交换的水管。

9.根据权利要求1所述的连续式垃圾高温热裂解炉，其特征在于：所述气体导向排管为多个。

10.根据权利要求1所述的连续式垃圾高温热裂解炉，其特征在于：还包括回气处理装置，回气管进入回气处理装置，回气处理装置的出气管通过阀门与设置有空气进风管的风机连接，风机的送风管连接配氧管。