CN108716677B - 一种垃圾热解旋风焚烧炉以及垃圾热解旋风焚烧系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种垃圾热解旋风焚烧炉以及垃圾热解旋风焚烧系统，包括炉体，炉体包括炉壁、进料口、废渣出口，炉壁围绕形成焚烧腔室，进料口、废渣出口位于焚烧腔室两端；炉壁内设有气管，包括进气口、出气口，进气口从底部伸入至炉壁内与外部进气装置连通，出气口螺旋上升至顶部与焚烧腔室连通，气管包括至少两个支管，支管包括第一支管、第二支管，第一支管位于底部与焚烧腔室连通，第二支管位于中部与焚烧腔室连通；第一支管、第二支管、出气口、废渣出口的气流形成漩涡流，第一支管、出气口的气流方向与漩涡流相切，第二支管的气流方向与炉壁垂直，出气口、第一支管、第二支管呈错位设置；本发明环保、焚烧充分、抑制二噁英的形成等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种垃圾热解旋风焚烧炉。
背景技术
随着社会发展，科技进步，人们的生活水平逐渐提高，随着而来的问题也出现了，垃圾越来越多。而现有的垃圾的处理方式有以下三种：
1.卫生填埋；
2.高温堆肥；
3.焚烧。
而采用卫生填埋的方式，需要占用大量的土地，而且分解缓慢，效率低，由于垃圾中存在有害物质，污染土壤；高温堆肥，是通过细菌跟真菌分解实现垃圾的处理，处理后的废料成为肥料进行灌溉，但是此种方式不能满足城市的垃圾处理，城市的垃圾基本上通过焚烧进行垃圾处理，但是焚烧存在一个缺点是，垃圾中的有毒物质无法充分焚烧，会产生二噁英，二噁英是迄今为止人类已知的毒性最强的污染物，国际癌症研究中心已将其列为人类一级致癌物。
二噁英完全焚烧会进行分解，但是此种分解不代表二噁英完全消失，其分解物中的多氯联苯类物质在氧化铜等催化剂的作用下，在250℃-300℃期间会合成二噁英。现急缺一种能够适用于城市的进行快速分解垃圾以及抑制二噁英的产生的焚烧装置。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种快速焚烧分解垃圾以及抑制二噁英的产生的一种垃圾热解旋风焚烧炉。
本发明所解决其技术问题所采用的技术方案是：一种垃圾热解旋风焚烧炉，其中，包括炉体，炉体包括炉壁、进料口以及废渣出口，炉壁围绕形成一个焚烧腔室，进料口位于炉体的顶端且与焚烧腔室连通，垃圾从进料口进入焚烧腔室内焚烧；废渣出口位于炉体底端且连通焚烧腔室与外部空气；炉壁内设有气管，气管包括进气口以及出气口，进气口从炉壁底部伸入至炉壁内且与外部进气装置连通，外部进气装置提供助燃气体，出气口围绕焚烧腔室螺旋上升至炉壁顶部且与焚烧腔室连通，气管上还包括至少两个支管，支管包括第一支管以及第二支管，第一支管位于炉壁底部且与焚烧腔室连通，第二支管位于炉壁中部且与焚烧腔室连通；第一支管、第二支管、出气口以及废渣出口的输送气流形成一个漩涡流，第一支管以及出气口的气流方向与漩涡流相切，第二支管的气流方向与炉壁垂直设置，出气口与第一支管以及第二支管呈错位设置。
采用螺旋式气管设置，在使用过程中，第一支管、第二支管、出气口以及废渣出口的输送气流形成一个漩涡流，主要为第一支管形成一个向上的气流，出气口形成一个向下的气流，由于气流从第一支管到出气口的流量逐步减少，使得第一支管、第二支管以及废渣出口的气流形成一个漩涡形状的旋风，使得垃圾以及有害物质在焚烧腔室内充分焚烧。
其具体的工作原理如下，通过外部进气装置向焚烧腔室内输送气体，形成一个漩涡流，此处外部进气装置提供助燃气体，主要为自然气体（即空气），直接将空气输送至焚烧炉内，由于空气中含氧量为21%，能够加速焚烧效果。通过外部一个小火苗将其点燃，由于垃圾中存在大量的可燃物，垃圾从进料口进入，首先在漩涡流顶端（出气口位置）焚烧，通过漩涡流的作用，然后再漩涡流中间充分焚烧（第二支管位置），再漩涡流底部进行废渣焚烧（第一支管位置），废渣掉落至废渣出口。通过三层焚烧，由于漩涡流的旋转，使得垃圾充分焚烧，由于漩涡流的作用使得炉内的温度快速提升，20分钟内炉内温度即可到达800℃-1200℃。同时，焚烧产生的烟气也由于漩涡流的旋转，使得烟气在漩涡流内停留大于2秒钟以上，使得多氯联苯物质进行完全充分焚烧，减少二噁英的形成；由于焚烧腔室的温度在800℃-1200℃，氧化铜等催化剂无法进行催化，从而抑制了二噁英的产生。在高温状态下，烟气中的氯化氢（HCL）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）等有害物质被分解成可燃分子，增加焚烧效果；采用此种漩涡焚烧方式，相对比现有的焚烧方式，此种漩涡焚烧方式不需要煤炭等任何燃烧物质助燃，仅仅通过助燃气体以及垃圾的热能进行焚烧达到抑制二噁英的行程，达到无害化、环保、节省能源的效果。
其中，支管的数量为五个，其从下至上为第一支管、第三支管、第二支管、第四支管以及第五支管，第一支管与炉壁的夹角为A，25°≤A≤45°；第三支管位于第一支管与第二支管之间且与焚烧腔室连通，第三支管与炉壁的夹角为B,45°≤B≤80°；第四支管以及第五支管均位于第二支管以及出气口之间，第四支管以及第五支管均与焚烧腔室连通，第四支管与炉壁的夹角为C,100°≤C≤115°；第五支管与炉壁的夹角为D,115°≤D≤135°；出气口与炉壁的夹角为E，135°≤E≤155°；第一支管、第三支管、第二支管、第四支管、第五支管以及出气口均为错位设置。
采用五个支管以及出气口的设置，加强漩涡流整体的强度，使得整体旋转更加稳定，漩涡流的强度更好，同时，角度的限定，使得支管输出口的方向更加有利用漩涡流的行程，同时采用错位设置，提高整体的持续性，保证漩涡流的稳定流动、旋转，此处多个支管形成一个漩涡流，支管的数量不仅仅只为五个，也可以为8个，10个，甚至更多。
其中，第一支管、第三支管、第二支管、第四支管、第五支管以及出气口均伸入至焚烧腔室内， 且伸入长度为1-5cm。
支管以及出气口伸入至焚烧腔室内，使得漩涡流更好的形成，焚烧更加充分。
其中，相邻两个支管之间的高度差相等。
采用高度差相等的设置，保证每一个支管能为漩涡流提供能量，保证漩涡流的持续性。
其中，炉壁上设有与支管适配的导向柱，导向柱朝向焚烧腔室延伸，且导向柱的假想中心线与支管的假想中心线在同一直线上，导向柱的长度为1-5cm，支管部分嵌入至导向柱内。
导向柱的设置，使得支管固定更为方便，通过导向柱进行气流方向的导向，同时，支管无需整体伸入至导向柱内，减少支管的长度，便于安装。
其中，炉体包括上部以及下部，上部的横截面积大于下部的横截面积，气管位于下部的炉壁上。
炉体分为上部以及下部的设置，使得在完全焚烧后的烟气，从上部缓慢流出，由于炉体内的温度达到800℃-1200℃，抑制二噁英的形成，使得焚烧后的烟气达到了无害化处理的效果。
其中，上部与下部的连接处上设有呈圆周阵列分布的连接件，连接件一端与下部连接，另一端与上部连接。
采用连接件连接，加强整体的连接强度，保证在使用过程中整体的强度。
其中，第一支管、第二支管以及出气口的输出气流比为1:2:4。
气流比采用等比的设置，使得漩涡流更为稳定，同时，出气口的气流提高焚烧效果。
其中，外部进气装置提供高温助燃气体，高温助燃气体的温度大于800℃。
采用高温助燃气体的设置，使得焚烧腔室能够进一步快速升温，实现快速焚烧，相对比常温气体的输入，还需要炉内进一步加热，影响使用效率，此处外部进气装置将助燃气体进行预热，达到需要的温度。
其中，炉壁上设有与废渣出口连通的炉门，炉门上设有把手；废渣出口上设有呈阵列分布的隔离筋。
炉门的设置，使得炉渣更好的清理，打开炉门即可将炉渣扒出，进行内部清理。
一种垃圾热解旋风焚烧系统；其中，还包括上述任意一项的一种垃圾热解旋风焚烧炉、进料装置、二燃室、旋风除尘装置Ⅰ、冷却塔、脱硫箱、旋风除尘装置Ⅱ以及烟气净化设备，炉体顶部设有排烟口，垃圾通过进料装置传送，进料装置一端与进料口连通，垃圾从进料口进入焚烧腔室内焚烧，焚烧排出的废气从排烟口进入二燃室焚烧，再进入旋风除尘装置Ⅰ进行除尘，继续进入冷却塔冷却，之后进入脱硫箱进行脱硫，然后进入旋风除尘装置Ⅱ进行二次除尘，最后进入烟气净化设备进行净化，最后将净化后的气体达标排放。
垃圾从焚烧炉焚烧后的废气，依次通过二燃室、旋风除尘装置Ⅰ、冷却塔、脱硫箱、旋风除尘装置Ⅱ以及烟气净化设备，使得废气的有毒、有害物质完全分解，使得排出的气体达到标准排放标准。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例1的剖视图；
图3是本发明实施例1的仰视图；
图4是本发明实施例1中炉体与外部进气装置连接示意图；
图5是本发明实施例1中气管的结构示意图；
图6是图5的主视图；
图7是图5的后视图；
图8是图5的俯视图；
图9是本发明实施例2的剖视图；
图10是本发明实施例3中气管的主视图；
图11是本发明实施例3中气管的后视图；
图12是本发明实施例4中气管的主视图；
图13是本发明实施例4中气管的后视图；
图14是本发明实施例5的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
参照附图1-8所示，一种垃圾热解旋风焚烧炉，包括炉体1，炉体1包括上部11以及下部12，上部11的横截面积大于下部12的横截面积，即上大下小的形状。上部11与下部12的连接处上设有呈圆周阵列分布的连接件2，连接件2一端与下部12连接，另一端与上部11超出下部12的底面连接，此处连接件2具体为直角三角形，直角位置与上部11、下部12的连接处相抵固定。进一步，下部12底端设有支撑环3，支撑环3用于加强整体的固定，支撑环3与下部12的连接同样通过阵列分布的连接件2连接，此处与上述的连接方式一致，故不多加赘述。
上部11上设有进料口4以及固定环5，进料口4为漏斗形，漏斗底部与焚烧腔室6连通，垃圾通过进料口4投入至焚烧腔室6内。固定环5的数量为两个，两个固定环5分设在进料口4两侧，固定环5的作用主要通过外部大型运输器械进行勾调，实现搬运定位安装。
炉体1包括炉壁13，炉壁13围绕形成一个焚烧腔室6，炉壁13内设有气管7，气管7包括进气口76以及出气口77，进气口76从炉壁13底部伸入至炉壁13内且与外部进气装置8连通，进气口76上设有连接部761，通过连接部761与外部进气装置8进行连接，外部进气装置8提供自然助燃风（常温空气）。出气口77围绕焚烧腔室6螺旋上升至炉壁13顶部且与焚烧腔室6连通，此处气管7整体的横截面积大小一致，保证在使用过程中可以合理控制气流大小，此处气管7具体位于下部12上，气管7具体为耐高温材质。
气管7上还包括至少两个支管，由于此处支管数量可以为多个，此处仅以五个支管为例，其余支管的设置与其类似，故不多加赘述。
支管的数量为五个，其从下至上为第一支管71、第三支管73、第二支管72、第四支管74以及第五支管75，第一支管71位于炉壁13底部且与焚烧腔室6连通，第一支管71与炉壁13的夹角为A，25°≤A≤45°，此处最优为30°；第二支管72位于炉壁13中部且与焚烧腔室6连通，第二支管72的气流方向与炉壁13垂直设置；第三支管73位于第一支管71与第二支管72之间且与焚烧腔室6连通，第三支管73与炉壁13的夹角为B,45°≤B≤80°，此处最优为60°；第四支管74以及第五支管75均位于第二支管72以及出气口77之间，第四支管74以及第五支管75均与焚烧腔室6连通，第四支管74与炉壁13的夹角为C,100°≤C≤115°，此处最优为105°；第五支管75与炉壁13的夹角为D,115°≤D≤135°，此处最优为120°；出气口77与炉壁13的夹角为E，135°≤E≤155°，此处最优为150°；第一支管71、第三支管73、第二支管72、第四支管74、第五支管75以及出气口77均为错位设置，第一支管71、第三支管73、第二支管72、第四支管74、第五支管75、出气口77以及废渣出口的输送气流形成一个漩涡流，此处漩涡流具体为，第一支管71与第三支管73形成一个向上的旋转风，第二支管72为一个水平的风，第四支管74、第五支管75以及出气口77形成一个向下的旋转风，废渣出口为垂直向上的风，此四个方向的风形成一个对流，形成类似漩涡的球体。每个支管（除第二支管72外）与漩涡流相切，第一支管71、第三支管73、第二支管72、第四支管74、第五支管75以及出气口77均为错位设置，错位设置具体是指两者不在同一水平线或同一垂直线上。此处由于支管与炉壁13存在夹角，故其与水平面上也存在夹角，两个夹角呈互补设置。
进一步，第一支管71、第三支管73、第二支管72、第四支管74、第五支管75以及出气口77均伸入至焚烧腔室6内， 且伸入长度为1-5cm，且两个支管之间的高度差相等，由于气管7整体的横截面积一致，故自下到上的气流流通比为二分之一：四分之一：八分之一：十六分之一：三十二分之一：六十四分之一，例如，假设从进气口76进入的气流流量为1，第一支管71的流量为二分之一；第三支管73的流量为四分之一；第二支管72的流量为八分之一；第四支管74的流量为十六分之一；第五支管75的流量为三十二分之一；出气口77的流量为六十四分之一。
进一步，外部进气装置8提供高温助燃气体通过进气口76进入至气管7内，高温助燃气体的温度大于800℃，采用高温助燃气体的设置，使得焚烧腔室6能够进一步快速升温，实现快速焚烧，相对比常温气体的输入，还需要炉内进一步加热，影响使用效率。
废渣出口9位于炉体1底端且连通焚烧腔室6与外部空气，废渣出口9上设有呈阵列分布的隔离筋91，废渣出口9主要用于焚烧废渣的收集；炉壁13上设有与废渣出口9连通的炉门131，炉门131上设有把手132，把手132的设置，使得炉门131容易开启，操作员通过打开炉门131进行焚烧废渣的清理。
其具体的工作原理如下，通过外部进气装置8向焚烧腔室6内输送气体，各个支管合作形成一个漩涡流，通过外部一个小火苗将其点燃（此处可以为工人点燃纸张扔入至焚烧腔室6内，也可通过内部自动点火设置实现点火），由于垃圾中存在大量的可燃物，垃圾从进料口进入，首先在漩涡流顶端（出气口位置）焚烧，通过漩涡流的作用，然后再漩涡流中间充分焚烧（第二支管位置），再漩涡流底部进行废渣焚烧（第一支管位置），废渣掉落至废渣出口。通过三层焚烧，由于漩涡流的旋转，使得垃圾充分焚烧，由于漩涡流的作用使得炉内的温度快速提升，20分钟内炉内温度即可到达800℃-1200℃。同时，焚烧产生的烟气也由于漩涡流的旋转，使得气体在漩涡流内停留大于2秒钟以上，使得多氯联苯物质进行完全充分焚烧，减少二噁英的形成；由于焚烧腔室的温度在800℃-1200℃，氧化铜等催化剂无法进行催化，从而抑制了二噁英的产生，使得产生的烟气中不存在二噁英等有害物质。在高温状态下，烟气中的氯化氢（HCL）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）等有害物质被分解成可燃分子，增加焚烧效果；采用此种漩涡焚烧方式，相对比现有的焚烧方式，此种漩涡焚烧方式不需要煤炭等任何助燃体，仅仅通过助燃气体以及垃圾的热能进行焚烧达到抑制二噁英的行程，达到无害化、环保、节省能源的效果。
实施例2：
参照附图9所示，实施例2与实施例1之间的区别在于，炉壁13上设有与支管9适配的导向柱133，导向柱133朝向焚烧腔室6延伸，且导向柱133的假想中心线与支管9的假想中心线在同一直线上，导向柱133的长度为1-5cm，支管9部分嵌入至导向柱133内；导向柱133的设置，使得支管9固定更为方便，通过导向柱133进行气流方向的导向，同时，支管9无需整体伸入至导向柱133内，使得气管整体安装更为方便。
实施例3：
参照附图10-11所示，实施例3与实施例1之间的区别在于，第一支管71与炉壁13的夹角为A，A为25°；第三支管73与炉壁13的夹角为B,B为45°；第四支管74与炉壁13的夹角为C,C为115°；第五支管75与炉壁13的夹角为D,D为135°；出气口77与炉壁13的夹角为E，E为155°。
实施例4：
参照附图12-13所示，实施例4与实施例1之间的区别在于，第一支管71与炉壁13的夹角为A，A为45°；第三支管73与炉壁13的夹角为B,B为80°；第四支管74与炉壁13的夹角为C,C为100°；第五支管75与炉壁13的夹角为D,D为110°；出气口77与炉壁13的夹角为E，E为135°。
实施例5：
参照附图14所示，一种垃圾热解旋风焚烧系统，包括一种垃圾热解旋风焚烧炉10、进料装置101、二燃室102、103、冷却塔104、脱硫箱105、旋风除尘装置Ⅱ106以及烟气净化设备107，垃圾热解旋风焚烧炉10的具体结构已经在实施例1中详细赘述，故在此不多加描述。炉体顶部设有排烟口，垃圾通过进料装置101传送，进料装置101一端与进料口连通，进料装置101可以为一个传送带将垃圾传送到进料口上方，垃圾从进料口进入焚烧腔室内焚烧，焚烧排出的废气从排烟口进入二燃室102焚烧，二次焚烧防止还存在有未分解的有毒物质，再进入103进行除尘，继续进入冷却塔104冷却，此处冷却塔的数量为两个，之后进入脱硫箱105进行脱硫，然后进入旋风除尘装置Ⅱ106进行二次除尘，最后进入烟气净化设备107进行净化，最后将净化后的气体达标排放。
垃圾从焚烧炉焚烧后的废气，依次通过二燃室102、103、冷却塔104、脱硫箱105、旋风除尘装置Ⅱ106以及烟气净化设备107，使得废气的有毒、有害物质完全分解，使得排出的的气体达标排放。此处在废气排放口可以防止一个检测设备，如排放的废气中存在有害物质，则报警通知操作人进行操作处理，检查设备整体运行正常。
Claims (7)
1.一种垃圾热解旋风焚烧炉，其特征在于：包括炉体，炉体包括炉壁、进料口以及废渣出口，炉壁围绕形成一个焚烧腔室，进料口位于炉体的顶端且与焚烧腔室连通，垃圾从进料口进入焚烧腔室内焚烧；废渣出口位于炉体底端且连通焚烧腔室与外部空气；炉壁内设有气管，气管包括进气口以及出气口，进气口从炉壁底部伸入至炉壁内且与外部进气装置连通，外部进气装置提供助燃气体，出气口围绕焚烧腔室螺旋上升至炉壁顶部且与焚烧腔室连通，气管上还包括至少两个支管，支管包括第一支管以及第二支管，第一支管位于炉壁底部且与焚烧腔室连通，第二支管位于炉壁中部且与焚烧腔室连通；第一支管、第二支管、出气口以及废渣出口的输送气流形成一个漩涡流，第一支管以及出气口的气流方向与漩涡流相切，第二支管的气流方向与炉壁垂直设置，出气口与第一支管以及第二支管呈错位设置；支管的数量为五个，其从下至上为第一支管、第三支管、第二支管、第四支管以及第五支管，第一支管与炉壁的夹角为A，25°≤A≤45°；第三支管位于第一支管与第二支管之间且与焚烧腔室连通，第三支管与炉壁的夹角为B,45°≤B≤80°；第四支管以及第五支管均位于第二支管以及出气口之间，第四支管以及第五支管均与焚烧腔室连通，第四支管与炉壁的夹角为C,100°≤C≤115°；第五支管与炉壁的夹角为D,115°≤D≤135°；出气口与炉壁的夹角为E，135°≤E≤155°；第一支管、第三支管、第二支管、第四支管、第五支管以及出气口均为错位设置；第一支管、第三支管、第二支管、第四支管、第五支管以及出气口均伸入至焚烧腔室内， 且伸入长度为1-5cm；外部进气装置提供高温助燃气体，高温助燃气体的温度大于800℃。
2.如权利要求1所述的一种垃圾热解旋风焚烧炉，其特征在于：相邻两个支管之间的高度差相等。
3.如权利要求1所述的一种垃圾热解旋风焚烧炉，其特征在于：炉壁上设有与支管适配的导向柱，导向柱朝向焚烧腔室延伸，且导向柱的假想中心线与支管的假想中心线在同一直线上，导向柱的长度为1-5cm，支管部分嵌入至导向柱内。
4.如权利要求1所述的一种垃圾热解旋风焚烧炉，其特征在于：炉体包括上部以及下部，上部的横截面积大于下部的横截面积，气管位于下部的炉壁上。
5.如权利要求4所述的一种垃圾热解旋风焚烧炉，其特征在于：上部与下部的连接处上设有呈圆周阵列分布的连接件，连接件一端与下部连接，另一端与上部连接。
6.如权利要求1所述的一种垃圾热解旋风焚烧炉，其特征在于：炉壁上设有与废渣出口连通的炉门，炉门上设有把手；废渣出口上设有呈阵列分布的隔离筋。
7.一种垃圾热解旋风焚烧系统；其特征在于：还包括如权利要求1-6任意一项的一种垃圾热解旋风焚烧炉、进料装置、二燃室、旋风除尘装置Ⅰ、冷却塔、脱硫箱、旋风除尘装置Ⅱ以及烟气净化设备，炉体顶部设有排烟口，垃圾通过进料装置传送，进料装置一端与进料口连通，垃圾从进料口进入焚烧腔室内焚烧，焚烧排出的废气从排烟口进入二燃室焚烧，再进入旋风除尘装置Ⅰ进行除尘，继续进入冷却塔冷却，之后进入脱硫箱进行脱硫，然后进入旋风除尘装置Ⅱ进行二次除尘，最后进入烟气净化设备进行净化，最后将净化后的气体达标排放。
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