CN109268840A - 一种二燃室结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于回转窑配套设备技术领域，具体公开了一种二燃室结构，包括炉体和位于炉体外的风机，炉体的上部侧壁连接有排烟通道和位于排烟通道下方的进气通道，进气通道的一端与风机连接；炉体的下部内设有两个平行相对并交错安装的燃烧器，燃烧器的喷嘴与炉体的内壁相切。本发明申请的技术方案能够有效解决通过通入大量的空气搅拌炉体内的烟气、燃料导致运营成本高的问题。

Description

一种二燃室结构

技术领域

本发明属于回转窑配套设备技术领域，尤其涉及一种二燃室结构。

背景技术

废弃物焚烧处置一般在回转窑中完成，对可能产生有机废气的废物，要求选用回转窑结 合二燃室协同处置工艺，回转窑用于完成废物的固、液态燃烧，实现减量化；二燃室的作用 是保证有机物质和可燃气体在二燃室内充分焚烧，同时在二燃室的高温条件下，二噁英类物 质可以被大部分分解破坏。

二燃室设计必须满足三大条件(3T原则)：1、燃室温度须大于950℃，一般温度需维持在1100℃；2、时间，为保证二噁英类能充分分解，烟气在二燃室的停留时间需大于2S； 3、湍流，保证燃烧气体的有效混合、发散。为保证燃烧气体的有效混合，现有二燃室一般 通过通入大量的空气搅拌炉体内的烟气、燃料，但是采用这种方式，通入的空气过多会降低 二燃室内的温度，使容积热负荷偏小的时候，此时则需要补充辅助燃料，设备成本及运营成本则相应提高。

二燃室炉体结构的密封程度是其质量及性能的重要影响因素之一，由于废物的成分存 在不稳定性及复杂性，处置过程产生的烟气常含有大量的SO₂、HCl等酸性气体，在温度低于 酸露点时会在露点温度界面凝结并渗流，对设备钢壳体内壁面造成酸腐蚀。二燃室设备外表 面温度为散热表面，温度高于环境温度，3T原则中要求烟气中氧含量存在一定富余，上述两 项因素会对腐蚀速率起到促进作用。目前国内已实施垃圾焚烧项目的二燃室炉墙结构均由耐 火层和壳体或耐火层、保温层及壳体组成，耐火层和保温层一般会通过砌筑、活动锚钩与壳 体连接等方式施工。但无论何种耐火材料，在900-1100℃高温范围使用时均会产生膨胀裂纹， 无法实现对烟气的充分隔离。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二燃室结构，以解决通过通入大量的空气搅拌炉体内的烟 气、燃料导致运营成本高的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种二燃室结构，包括炉体和位于炉体外的 风机，炉体的上部侧壁连接有排烟通道和位于排烟通道下方的进气通道，进气通道的一端与 风机连接；炉体的下部内设有两个平行相对并交错安装的燃烧器，燃烧器的喷嘴与炉体的内 壁相切。

本基础方案的有益效果在于：风机通过进气通道为炉体内提供含氧气体，燃烧器为炉体 提供燃料，回转窑内的烟气进入炉体内后，燃烧器对烟气进行燃烧，除去烟气中的有害成份。 炉体内两个燃烧器平行相对并交错安装，燃烧器喷出的燃料能够形成湍流，带动烟气充分流 动，使得烟气能被充分燃烧，有效除去烟气中的有害成分。

进一步，炉体的侧壁从内到外依次包括第一高温层、第二高温层、第一保温层、内层承 重钢板、第二保温层、外层防护钢板和防护层，第一高温层的厚度在200-230mm，第一高温 层内含有60-70％AL₂O₃耐火砖；第二高温层为厚度在110-120mm的高铝轻质砖。炉体侧壁从 内到外依次包括第一高温层、第二高温层、第一保温层、外层防护钢板，炉体内的气体通过 缝隙到达外层防护钢板时，温度在200度左右，避开了HCL等酸性气体对钢板的低温腐蚀、 高温腐蚀。采用外层防护钢板和内层承重钢板的双层结构设计，使得HCL等酸性气体物质减 少了对二燃室钢制筒壁造成的腐蚀，达到国家有关工业设备及管道绝热工程设计规则中的劳 动保护要求，同时减少二燃室外壁散热损失，从而达到二燃室整体筒壁蓄能目的，节约能量 及运行成本；同时由于抗腐蚀性的提高，可以延长二燃室设备的使用寿命。

进一步，防护层为厚度在18-22mm的硅酸铝纤维毡，硅酸铝纤维毡的外表面设有0.3-0.5mm厚的铝板。硅酸铝纤维毡隔热效果好，设置在外层能够避免外层温度过高而烫伤工人。

进一步，还包括位于炉体上方的除渣单元，除渣单元包括气管、固定块、环形刮块和伸 缩机构，伸缩机构内设有用于使伸缩机构收缩的拉簧，伸缩机构的上端固定在固定块上，固 定块内开有空腔，固定块上还开有连通空腔与伸缩机构的排气孔；气管上设有阀门，气管的 一端与进气通道连通，另一端与空腔连通，气管与进气通道的连接处设有三通阀；环形刮块 固定在伸缩机构的下端，环形刮块与炉体内壁的水平距离为30-100mm；环形刮块的底部铰接 有多块翻转板，翻转板与环形刮块之间连接有拉力弹簧；环形刮块内设有多个通道，通道的 一端与伸缩机构连通，另一端与翻转板相对；通道内设有压力阀。

本技术方案具有如下有益效果：

1、驱动伸缩机构伸缩的动力机构、为炉体提供空气的机构均为同一个风机，当不需燃 烧烟气时可通过调节三通阀使风机产生的空气进入伸缩机构内，驱使伸缩机构伸长，伸缩机 构带动环形刮块运动而对炉体内壁进行有效清理。使用同一个风机，一方面可简化二燃室的 结构，另一方面降低建造二燃室的成本。

2、环形刮块与炉体内壁的水平距离有30-100mm，当环形刮块沿着炉体内壁的上下运动 时，炉体内壁仍能留有几十毫米厚的熔渣层，该熔渣层可起到减少对第一高温层的磨损和延 长第一高温层寿命的作用。

3、利用伸缩机构驱动环形刮块运动，当不需清理炉体内壁时，使伸缩机构收缩，环形 刮块位于炉体的上方，避免炉体内的高温对环形刮块造成损坏。

进一步，除渣单元还包括隔绝部，隔绝部包括环形块和位于环形块内的环形圈，环形块 和环形圈均固定在炉体的上表面；炉体的顶部开有环形口，环形口位于环形块与环形圈之间； 环形块的内壁开有环形槽，环形槽内滑动连接有至少两个隔热块，环形槽内设有用于使隔热 块的一端紧贴在环形圈侧壁的推力弹簧，在推力弹簧的作用下，隔热块围成环形并将环形口 封堵，隔热块围成的环形中部开有圆台凹腔，圆台凹腔的大端面位于上方；环形刮块呈圆台 形，环形刮块的上端为小端面。

本技术方案具有如下有益效果：

1、现有的除渣单元一般位于炉体内，除渣单元长期经受炉体内的高温烘烤容易发生变 形，也有部分除渣单元设置在炉体外，当需要清理炉体内壁时，要先人为打开炉体，然后再 操作除渣单元进行除渣，较为麻烦。而本发明的除渣单元，由于设置了隔绝部，隔绝部将伸 缩机构、环形刮块等与炉体隔绝，有效避免炉体内的高温对环形刮块进行烘烤，导致环形刮 块变形。使用本除渣单元时，只需将风机产生的气体通入伸缩机构内，伸缩机构下行的过程 中可使隔热块自动缩入环形槽内，不需工人打开环形刮块进入炉体的通道，简化操作步骤。

2、燃烧残渣具有一定的粘性，环形刮块清理炉体内壁的燃烧残渣时，部分燃烧残渣会 粘附在环形刮块上。利用通入的空气使翻转板翻转，粘附在翻转板上的燃烧残渣在惯性力的 作用力被甩出，避免燃烧残渣粘附在环形刮块的底面。环形刮块上行到与隔热块接触时，隔 热块能将环形刮块外侧面的燃烧残渣刮落，避免燃烧残渣粘附在环形刮块的外侧面。隔热块 清理环形刮块外侧面的燃烧残渣后会滑入环形槽内，在这个过程中，炉体的上壁、环形块的 侧壁能将粘附在隔热块上的燃烧残渣刮落，使燃烧残渣落入炉体内。环形刮块上粘附的燃烧 残渣得到自动有效的清理，不需工人单独进行清洁。

进一步，伸缩机构包括固定在固定块上的固定筒和滑动连接在固定筒内的环形筒，环形 筒的外壁上开有沿高度方向延伸的限位槽，固定筒上设有滑动连接在限位槽内的凸起。往固 定筒内充入气体，气体能驱使环形筒沿着固定筒的内壁向外伸出，伸缩机构就可伸长。本发 明方案中的伸缩机构结构简单，操作方便。

进一步，进气通道螺旋环绕在炉体的侧壁上，排烟通道内设有夹层，进气通道内设有储 水层，夹层和储水层内装有水，夹层与储水层之间连接有连接管，连接管上设有循环泵。启 动循环泵，循环泵使夹层与储水层之间的水循环流动，经过燃烧净化的烟气从排烟通道排出， 由于烟气的温度较高，烟气在通过排烟通道时通过热传递将热量传递给夹层中的水，使水的 温度升高，由于夹层与储水层之间的水循环流动，储水层内的水温度也升高。往进气通道筒 通入空气时，储水层内的水加热空气，使通入炉体内的空气具有较高温度，避免由于通入的 空气温度过低而使炉体内的温度骤降。

附图说明

图1是本发明一种二燃室结构实施例的正向剖视图；

图2是图1中A-A的剖视图；

图3是图1中B部分的放大图；

图4是环形刮块的仰视图；

图5是燃烧器在炉体内的分布图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图1至5中的附图标记包括：炉体10、环形口11、排烟通道12、夹层121、 风机20、进气通道21、气管22、阀门221、环形块30、推力弹簧31、环形槽32、隔热块 33、紧急烟道40、排气阀41、环形圈50、固定块60、空腔61、排气孔62、环形刮块70、 拉力弹簧71、翻转板72、通道73、压力阀731、固定筒80、拉簧81、环形筒82、限位槽 821、燃烧器90。

如图1所示，一种二燃室结构，包括炉体10、除渣单元和位于炉体10外的风机20，炉体10的侧壁从内到外依次包括第一高温层、第二高温层、第一保温层、内层承重钢板、第 二保温层、外层防护钢板和防护层。第一高温层的厚度在200-230mm(在本实施中厚度设置 为220mm)，第一高温层内含有60-70％AL₂O₃耐火砖；第二高温层为厚度在110-120mm的高铝 轻质砖；防护层为厚度在18-22mm的硅酸铝纤维毡，硅酸铝纤维毡的外表面设有0.3-0.5mm 厚的铝板。炉体10的顶部设有紧急烟道40，紧急烟道40上设有排气阀41。

炉体10上部的侧壁连接有排烟通道12，还连接有位于排烟通道12下方的进气通道21， 进气通道21螺旋环绕在炉体10的侧壁上，进气通道21的进气端与风机20连接。排烟通道 12内设有夹层121，进气通道21内设有储水层，夹层121和储水层内均装有水，夹层121与储水层之间连接有连接管，连接管上设有循环泵，启动循环泵能使夹层121与储水层之间的水循环往复的流动。结合图5所示，炉体10的下部内安装有两个平行相对并交错安装的燃烧器90，燃烧器90的喷嘴与炉体10的内壁相切，使得燃烧器90喷出的燃料能够形成湍流，带动烟气充分流动。

除渣单元包括气管22、固定块60、环形刮块70、隔绝部和多个伸缩机构，在本实施例 中，伸缩机构共设有4个。结合图3所示，伸缩机构包括上端固定在固定块60上的固定筒80和多个直径逐渐减小的环形筒82，环形筒82滑动且密封连接在固定筒80内。在本实施 例中环形筒82共有三个，以下称为第一环形筒82、第二环形筒82和第三环形筒82，第一 环形筒82、第二环形筒82和第三环形筒82的直径依次逐渐减小。第一环形筒82、第二环 形筒82和第三环形筒82的外壁上均开有沿高度方向延伸的限位槽821，固定筒80上焊接有 滑动连接在第一环形筒82限位槽821内的凸起，第一环形筒82上焊接有滑动连接在第二环 形筒82限位槽821内的凸起，第二环形筒82上也焊接有滑动连接在第三环形筒82限位槽 821内的第二凸起，环形刮块70焊接在第三环形筒82的下表面。环形刮块70呈中部开有通 腔的圆台形，环形刮块70的上端为小端面。当环形刮块70伸入炉体10内时，环形刮块70 与炉体10内壁的水平距离有30-100mm(在本实施例中水平距离为40mm)，当环形刮块70 沿着炉体10内壁的上下运动时，炉体10内壁仍能留有40mm厚的熔渣层，该熔渣层可起到 减少对第一高温层的磨损和延长第一高温层寿命的作用。固定块60与环形刮块70之间连接 有拉簧81，拉簧81用于使伸缩机构收缩。

固定块60内开有空腔61，固定块60上还开有连通空腔61与固定块60的排气孔62。气管22上设有阀门221，气管22的一端与进气通道21连通，另一端与空腔61连通，气管 22与进气通道21的连接处设有三通阀，通过调节三通阀，可使风机20产生的空气从进气通 道21流向气管22，也可使风机20产生的空气直接流向进气通道21。结合图4所示，环形 刮块70的底部铰接有多块翻转板72，在本实施例中翻转板72设有4块，4块翻转板72沿 环形刮块70的周向均匀分布，每块翻转板72均与伸缩机构相对。环形刮块70的底部开有 凹槽，凹槽内设有拉力弹簧71，拉力弹簧71的一端与翻转板72的上表面连接，另一端与环 形刮块70连接，拉力弹簧71能使翻转板72紧贴在环形刮块70上。环形刮块70内设有多 个通道73，在本实施例中通道73设有4个，4个通道73沿环形刮块70的周向均匀分布， 每个通道73的一端与不同的伸缩机构连通，另一端与不同的翻转板72相对。通道73内设 有压力阀731，当伸缩机构内的压强增大到压力阀731的预设值时，压力阀731自动打开， 伸缩机构内的气体能够通过通道73吹向翻转板72，使得翻转板72克服拉力弹簧71的拉力 而向下翻转。

结合图2所示，隔绝部包括环形块30和位于环形块30内的环形圈50，环形块30和环形圈50均焊接在炉体10的上表面。炉体10的顶部开有环形口11，环形口11位于环形块 30与环形圈50之间，环形口11与环形刮块70相对。环形块30的内壁开有环形槽32，环 形槽32内滑动连接有4块隔热块33，环形槽32内设有推力弹簧31，推力弹簧31的一端与 环形块30连接，另一端与隔热块33连接，推力弹簧31用于使隔热块33的一端紧贴在环形 圈50的侧壁上，在推力弹簧31的作用下，4个隔热块33围成环形并将环形口11封堵，隔 热块33围成的环形为中部开有圆台凹腔的环形，圆台凹腔的大端面位于上方。

具体实施过程如下：回转窑产生的烟气进入炉体10内，启动风机20和燃烧器90，风机 20通过进气通道21为炉体10内提供含氧气体，燃烧器90为炉体10提供燃料，回转窑内的烟气进入炉体10内后，燃烧器90对烟气进行燃烧，除去烟气中的有害成份，燃烧后的气体通过排烟通道12排出。炉体10长时间工作内壁会粘附有大量的燃烧残渣，需定时清理。清理炉体10内壁时，调节三通阀，使风机20产生的空气从进气通道21流向气管22，空气通 过气管22依次进入空腔61、伸缩机构内，空气驱动第一环形筒82、第二环形筒82和第三 环形筒82向下伸出，环形刮块70随之一同向下运动。当环形刮块70下行到与隔热块33接 触时，环形刮块70对隔热块33施加作用力使得隔热块33克服推力弹簧31的作用力而向环 形槽32一侧滑动，当隔热块33全部置于环形槽32内时，由于没有了隔热块33的阻挡，环 形刮块70能够顺利的通过环形口11进入炉体10内。环形刮块70在炉体10内下行的过程 中会刮掉部分粘附在炉体10内壁的燃烧残渣，避免大量的燃烧残渣粘附在炉体10内壁上导 致炉体10的空间不足。在这个过程中大部分的燃烧残渣直接落下，小部分的燃烧残渣由于 具有较强的粘性而粘附在环形刮块70上。当伸缩机构伸长到极限位置时，伸缩机构的体积 不再增大，但风机20产生的空气仍运送到伸缩机构内，此时伸缩机构的压强不断增大，当 伸缩机构内的压强增大到压力阀731的预设值时，压力阀731自动打开，伸缩机构内的气体 通过通道73吹向翻转板72，使得翻转板72克服拉力弹簧71的拉力而向下翻转，由于翻转 板72突然向下翻转，粘附在翻转板72上的燃烧残渣在惯性力的作用力被甩出，避免燃烧残 渣粘附在环形刮块70上。

伸缩机构运动到下极限位置并过了一段时间后，关闭风机20并打开阀门221，此时伸缩 机构内的空气能够通过阀门221排出，伸缩机构在拉力弹簧71的作用下也逐渐收缩，环形 刮块70逐渐上行。当环形刮块70上行到与隔热块33的下端接触时，由于环形刮块70的外 侧面类似于斜面，环形刮块70能对隔热块33施加一个指向环形槽32的作用力，使隔热块33逐渐滑入环形槽32内。在隔热块33与环形刮块70相互接触的过程中，隔热块33的内侧 能够刮掉粘附在环形刮块70外侧面的燃烧残渣，而在隔热块33滑入环形槽32的过程中， 炉体10的上壁、环形块30的侧壁能将粘附在隔热块33上的燃烧残渣刮落，使燃烧残渣落 入炉体10内。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描 述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若 干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专 利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方 式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一种二燃室结构，其特征在于：包括炉体和位于炉体外的风机，炉体的上部侧壁连接有排烟通道和位于排烟通道下方的进气通道，进气通道的一端与风机连接；炉体的下部内设有两个平行相对并交错安装的燃烧器，燃烧器的喷嘴与炉体的内壁相切。

2.根据权利要求1所述的一种二燃室结构，其特征在于：炉体的侧壁从内到外依次包括第一高温层、第二高温层、第一保温层、内层承重钢板、第二保温层、外层防护钢板和防护层，第一高温层的厚度在200-230mm，第一高温层内含有60-70％AL₂O₃耐火砖；第二高温层为厚度在110-120mm的高铝轻质砖。

3.根据权利要求2所述的一种二燃室结构，其特征在于：防护层为厚度在18-22mm的硅酸铝纤维毡，硅酸铝纤维毡的外表面设有0.3-0.5mm厚的铝板。

4.根据权利要求1所述的一种二燃室结构，其特征在于：还包括位于炉体上方的除渣单元，除渣单元包括气管、固定块、环形刮块和伸缩机构，伸缩机构内设有用于使伸缩机构收缩的拉簧，伸缩机构的上端固定在固定块上，固定块内开有空腔，固定块上还开有连通空腔与伸缩机构的排气孔；气管上设有阀门，气管的一端与进气通道连通，另一端与空腔连通，气管与进气通道的连接处设有三通阀；环形刮块固定在伸缩机构的下端，环形刮块与炉体内壁的水平距离为30-100mm；环形刮块的底部铰接有多块翻转板，翻转板与环形刮块之间连接有拉力弹簧；环形刮块内设有多个通道，通道的一端与伸缩机构连通，另一端与翻转板相对；通道内设有压力阀。

5.根据权利要求4所述的一种二燃室结构，其特征在于：除渣单元还包括隔绝部，隔绝部包括环形块和位于环形块内的环形圈，环形块和环形圈均固定在炉体的上表面；炉体的顶部开有环形口，环形口位于环形块与环形圈之间；环形块的内壁开有环形槽，环形槽内滑动连接有至少两个隔热块，环形槽内设有用于使隔热块的一端紧贴在环形圈侧壁的推力弹簧，在推力弹簧的作用下，隔热块围成环形并将环形口封堵，隔热块围成的环形中部开有圆台凹腔，圆台凹腔的大端面位于上方；环形刮块呈圆台形，环形刮块的上端为小端面。

6.根据权利要求4或5所述的一种二燃室结构，其特征在于：伸缩机构包括固定在固定块上的固定筒和滑动连接在固定筒内的环形筒，环形筒的外壁上开有沿高度方向延伸的限位槽，固定筒上设有滑动连接在限位槽内的凸起。

7.根据权利要求1所述的一种二燃室结构，其特征在于：进气通道螺旋环绕在炉体的侧壁上，排烟通道内设有夹层，进气通道内设有储水层，夹层和储水层内装有水，夹层与储水层之间连接有连接管，连接管上设有循环泵。