CN110542099B - 一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置及其焚烧方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置及其焚烧方法，包括双层炉体结构、旋转驱动机构、鼓风机构、排气机构和固定支架，双层炉体结构包括可旋转的卧式圆柱壳内胆和截面为椭圆的柱形壳体，内胆设置为开口式，便于排料，并且内胆内壁上设置的螺旋凸台可实现搅动和通气功能，有利于废气与新鲜空气及时隔离、待燃物与废渣及时分离，降低因燃烧不充分产生有毒气体的排量，同时提高物料燃烧效率。

Description

一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置及其焚烧方法

技术领域

本发明涉及焚烧处理设备技术领域，尤其是一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置及其焚烧方法，适用于生活垃圾焚烧处理、工业废料焚烧处理和燃料燃烧加热等。

背景技术

生活垃圾、工业废料的无害化焚烧处理、焚烧效率的提升和燃烧热量再利用的手段等一直是环保技术领域的研究热点。

众所周知，当物料燃烧不充分时，一方面会大大降低物料的燃烧效率；另一方面，由于供氧不足容易产生一氧化碳等有毒气体。现有的焚烧装置普遍存在燃烧不充分的问题，分析归纳其原因主要包括：一是，焚烧炉内整体供氧量不足。炉内通入空气的流量偏小；二是，焚烧炉内氧气分布不均。多数焚烧装置的鼓风通道设置不均匀，导致炉内氧气分布不均；三是，没有实现精准供养。物料焚烧时，由于不同位置的物料燃烧程度不同，焚烧炉内各处耗氧量不同；四是，灰渣覆盖待燃物阻碍与氧气接触。

中国专利(201721318938.3)公开了一种工业废物回转立式焚烧炉的废物焚烧机构。其进风口设置单一且在火焰上方，不能实现按燃烧程度按需供氧。焚烧筒与螺旋叶片配合旋转可以使物料搅翻，但是其搅翻幅度相对较大，易在引燃初期使物料覆盖火焰导致引燃失败，同时由于没有做到灰渣与物料分离，在搅翻的时候灰渣会混合在物料中，会阻碍物料与空气的接触，使得燃烧不充分。中国专利(201310699342.2)和中国专利(201410466211.4)分别公开了一种旋转式双滚筒焚烧炉和一种回转立式垃圾焚烧炉，其所设计焚烧筒/炉的设置均没有实现灰渣与待燃物分离，依旧存在燃烧不充分问题。

针对上述问题，本发明提出如下解决思路：一方面根据燃烧程度不同按需供氧、精准供氧；另一方面，灰渣与待燃物及时分离。内胆设置为开口式，便于排料。并且内胆内壁上设置的螺旋凸台可实现搅动和通气功能，有利于废气与新鲜空气及时隔离、待燃物与废渣及时分离，降低因燃烧不充分产生有毒气体的排量，同时提高物料燃烧效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置及其焚烧方法，有利于废气与新鲜空气及时隔离、待燃物与废渣及时分离，降低因燃烧不充分产生有毒气体排量，同时提高物料燃烧效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置，包括炉体、固定支撑炉体的固定支架、设置在炉体上的通气机构和排气机构以及驱动炉体旋转的旋转驱动机构，所述的炉体包括外炉体和置于外炉体内的内胆，所述的内胆为卧式圆柱状壳体，其两端分别同轴连接有进料通道和动力轴，动力轴另一端与旋转驱动机构相连，所述的外炉体是截面为椭圆的柱形壳体，其两端通过轴承分别与进料通道和动力轴的外壁相连接，进料通道端口设置进料舱门,外炉体底部设置排料舱门，所述的固定支架支撑外炉体并与地面固定，所述的通气机构包括均布在外炉体侧面底部的鼓风通道、与鼓风通道相连的鼓风机构，所述的排气机构包括设置在外炉体顶部的排气口和排气管道，所述的内胆顶部开设通长的排渣通道，排渣通道对应的圆周角度α为5～180°，内胆内壁位于排渣通道两侧轴向对称设置螺旋凸台和矩形通孔，矩形通孔与螺旋凸台相间隔布置，两者的组合个数为n,n取2～50，螺旋凸台上开设贯穿通气孔内胆内与排渣通道径直对应的部分未开设矩形通孔，排渣通道两侧的矩形通孔上设置金属网，进一步，所述的金属网网格孔面积为5～10000mm²，螺旋凸台可为但螺旋、双螺旋或多螺旋结构，其截面可为三角形、半圆形、梯形以及其他组合形状。

进一步，所述的外炉体与地面呈5～20°倾斜角。

进一步，所述的内胆的外壁与外炉体椭圆状截面的短轴方向内壁间距为5～30mm,内胆两端与外炉体两端内壁间距为5～30mm。

进一步，所述的鼓风通道均匀排布在外炉体两侧底部，鼓风通道的延长线指向内胆轴线，鼓风通道位于内胆内的部分为管状凸台，管状凸台口处设置金属过滤网，避免废渣堵塞通道。

进一步，所述的外炉体椭圆状截面的长轴与短轴的比值为1.4～8。

进一步，所述的螺旋凸台的螺旋升角为-150～150°，且相邻两螺旋凸台的螺旋升角值相反，有利于旋转时实现左右搅翻。

进一步，开设在所述的螺旋凸台上的贯穿通气孔直径为5～100mm，内胆内壁上未开设矩形通孔的部分开设通孔，通孔直径为5～50mm。

进一步，所述的螺旋凸台与矩形通孔的组合个数n取4，螺旋凸台的总个数为圆周均布的6个，矩形通孔分布在排渣通道两侧各2个。

进一步，所述的旋转驱动机构选用具备调速功能的驱动机构，能够使内胆以0.2～50r/min的转速稳定运行，并可分为低速、中速及高速三档，鼓风机构4选用具备气体流速调节功能的鼓风机构，其可调范围为500～100000m³/h,可分为低速、中速及高速三档调速功能。

本发明的一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置，其焚烧方法为：

步骤1、进料并引燃：打开进料舱门，将物料经进料通道送入内胆中，加入引燃煤；引燃后关闭舱门；

步骤2、内胆静止，低速鼓风：启动鼓风机构，以低流速向炉内通新鲜空气，以补充炉内氧气消耗；

步骤3、内胆低速旋转，低速鼓风：待物料进入干燥阶段后，启动旋转驱动机构，使内胆在一定角度内以低速旋转正反运行，转速为0.3-0.6r/min；

步骤4、内胆中速旋转，中速鼓风：待物料焚烧由干燥阶段进入燃烧阶段后，启动旋转驱动机构，使内胆在一定角度内以中速旋转正反运行，转速为0.8-1.2r/min，同时，调节鼓风机构气体流速至中速；

步骤5、内胆高速旋转，高速鼓风：待物料完全被引燃时，调节旋转驱动机构使内胆在一定角度内以高速旋转正反运行，转速为1.5-2r/min，同时，调节鼓风机构气体流速至高速；

步骤6、内胆低速旋转，高速鼓风：待物料焚烧由燃烧阶段进入燃尽阶段后，调节旋转驱动机构，转速设为低级转速，转速为0.3-0.6r/min；

步骤7、内胆停止旋转：待炉内物料燃尽后停止旋转；

步骤8、冷却：鼓风机构继续通高流速气体，将炉体冷却至室温；

步骤9、排料：启动旋转驱动机构使焚烧炉内胆排料通道处于底部位置，打开舱门，打开内胆排渣通道，启动旋转驱动机构将内胆排渣通道口置于底部将废渣排出，打开外炉体排料舱门将炉内废渣排出。

本发明的一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置及其焚烧方法，其有益效果是：

1、将炉体内部隔成储渣腔、燃烧腔和废气腔三个空间，有利于将废气与新鲜空气及时隔离、将待燃物与废渣及时分离；

2、内胆内部设置螺旋凸台，旋转时可实现物料的上下左右搅翻，有利于将废渣与待燃物及时分离；

3、内胆上的螺旋凸台设置贯穿孔，插入待燃物料中通气，解决了气体难以透过厚层待燃物导致燃烧不充分产生有毒气体的问题；

4、内胆侧面设置矩形金属网的部分与设置螺旋凸台的部分交替分布，且相邻两处的螺旋凸台螺旋升角值相反，有利于旋转时实现左右搅翻，有利于将待燃物与废渣及时分离，同时避免待燃物在某一侧堆积；

5、内胆设置为开口式，便于排料。

6、本发明提供的焚烧方法，燃烧结束时，利用鼓风机高速鼓风，有利于实现炉体的快速降温，并且可获得干燥的灰渣，可用作干燥剂。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置的整体示意图；

图2为本发明的一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置的纵向剖视图；

图3为内胆整体结构示意图；

图4为内胆的横向剖视图；

图5为内胆侧面内壁展开示意图；

图中：1.炉体、2.排气机构、3.旋转驱动机构、4.鼓风机构、5.固定支架、6.进料舱门、7.进料通道、8.矩形通孔、9.排渣通道、10.金属网、11.贯穿通气孔、12.螺旋凸台、13.排气管道、14.排气口、15.通孔、16.动力轴、17.外炉体、18.内胆、19.鼓风通道、20.排料舱门。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-5所示的一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置，包括炉体1、固定支撑炉体1的固定支架5、设置在炉体1上的通气机构和排气机构2以及驱动炉体1旋转的旋转驱动机构3，炉体1包括外炉体17和置于外炉体17内的内胆18，内胆18为卧式圆柱状壳体，其两端分别同轴连接有进料通道7和动力轴16，动力轴16另一端与旋转驱动机构3相连，外炉体17与地面呈5～20°倾斜角，其是截面为椭圆的柱形壳体，椭圆截面的长轴与短轴的比值为1.4～8，其两端通过轴承分别与进料通道7和动力轴16的外壁相连接，进料通道7端口设置进料舱门6,外炉体17底部设置排料舱门20，内胆18的外壁与外炉体17椭圆状截面的短轴方向内壁间距为5～30mm,内胆18两端与外炉体17两端内壁间距为5～30mm，固定支架5支撑外炉体17并与地面固定，通气机构包括均布在外炉体17侧面底部的鼓风通道19、与鼓风通道19相连的鼓风机构4，鼓风通道19均匀排布在外炉体17两侧底部，鼓风通道19的延长线指向内胆18的轴线，鼓风通道19位于内胆18内的部分为管状凸台，管状凸台口处设置金属过滤网，避免废渣堵塞通道，排气机构2包括设置在外炉体17顶部的排气口14和排气管道13，内胆18顶部开设通长的排渣通道9，排渣通道9对应的圆周角度α为5～180°，内胆18内壁位于排渣通道9两侧轴向对称设置螺旋凸台12和矩形通孔8，矩形通孔8与螺旋凸台12相间隔布置，两者的组合个数为n取4，螺旋凸台12的总个数为6个，矩形通孔8的数量为4个，螺旋凸台12的螺旋升角为-150～150°，且相邻两螺旋凸台12的螺旋升角值相反，有利于旋转时实现左右搅翻，螺旋凸台12上开设贯穿通气孔11，贯穿通气孔11直径为5～100mm，内胆18内与排渣通道9径直对应的部分未开设矩形通孔，未开设矩形通孔的部分开设直径为5～50mm的通孔15，矩形通孔8上设置金属网10，金属网10网格孔面积为5～10000mm²。

旋转驱动机构3选用具备调速功能的驱动机构，能够使内胆以0.2～50r/min的转速稳定运行，并可分为低速、中速及高速三档；鼓风机构4选用具备气体流速调节功能的鼓风机构，其可调范围为500～100000m³/h,可分为低速、中速及高速三档调速功能。

本发明的一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置的焚烧方法为：

步骤1、进料并引燃：打开进料舱门6，将物料经进料通道送入内胆18中，加入引燃煤；引燃后关闭舱门；

步骤2、内胆18静止，低速鼓风：启动鼓风机构4，以低流速向炉内通新鲜空气，以补充炉内氧气消耗；

步骤3、内胆18低速旋转，低速鼓风：待物料进入干燥阶段后，启动旋转驱动机构3，使内胆18在一定角度内以低速旋转正反运行，转速为0.3-0.6r/min；

步骤4、内胆18中速旋转，中速鼓风：待物料焚烧由干燥阶段进入燃烧阶段后，启动旋转驱动机构3，使内胆18在一定角度内以中速旋转正反运行，转速为0.8-1.2r/min，同时，调节鼓风机构4气体流速至中速；

步骤5、内胆18高速旋转，高速鼓风：待物料完全被引燃时，调节旋转驱动机构3使内胆18在一定角度内以高速旋转正反运行，转速为1.5-2r/min，同时，调节鼓风机构4气体流速至高速；

步骤6、内胆18低速旋转，高速鼓风：待物料焚烧由燃烧阶段进入燃尽阶段后，调节旋转驱动3机构，转速设为低级转速，转速为0.3-0.6r/min；

步骤7、内胆18停止旋转：待炉内物料燃尽后停止旋转；

步骤8、冷却：鼓风机构4继续通高流速气体，将炉体冷却至室温；

步骤9、排料：启动旋转驱动机构3使焚烧炉内胆排料通道处于底部位置，打开进料舱门6，打开内胆排渣通道9，启动旋转驱动机构3将内胆排渣通道9口置于底部将废渣排出，打开外炉体排料舱门20将炉内废渣排出。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置，其特征是：包括炉体(1)、固定支撑炉体(1)的固定支架(5)、设置在炉体(1)上的通气机构和排气机构(2)以及驱动炉体(1)旋转的旋转驱动机构(3)，所述的炉体(1)包括外炉体(17)和置于外炉体(17)内的内胆(18)，所述的内胆(18)为卧式圆柱状壳体，其两端分别同轴连接有进料通道(7)和动力轴(16)，动力轴(16)另一端与旋转驱动机构(3)相连，所述的外炉体(17)是截面为椭圆的柱形壳体，其两端通过轴承分别与进料通道(7)和动力轴(16)的外壁相连接，进料通道(7)端口设置进料舱门(6),外炉体(17)底部设置排料舱门(20)，所述的固定支架(5)支撑外炉体(17)并与地面固定，所述的通气机构包括均布在外炉体(17)侧面底部的鼓风通道(19)、与鼓风通道(19)相连的鼓风机构(4)，所述的排气机构(2)包括设置在外炉体(17)顶部的排气口(14)和排气管道(13)，所述的内胆(18)顶部开设通长的排渣通道(9)，排渣通道(9)对应的圆周角度α为5～180°，内胆(18)内壁位于排渣通道(9)两侧轴向对称设置螺旋凸台(12)和矩形通孔(8)，矩形通孔(8)与螺旋凸台(12)相间隔布置，两者的组合个数为n,n取2～50，螺旋凸台(12)上开设贯穿通气孔(11)，内胆(18)内与排渣通道(9)径直对应的部分未开设矩形通孔，排渣通道(9)两侧的矩形通孔(8)上设置金属网(10)，金属网(10)网格孔面积为5～10000mm²。

2.根据权利要求1所述的一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置，其特征是：所述的外炉体(17)与地面呈5～20°倾斜角。

3.根据权利要求1所述的一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置，其特征是：所述的内胆(18)的外壁与外炉体(17)椭圆状截面的短轴方向内壁间距为5～30mm,内胆(18)两端与外炉体(17)两端内壁间距为5～30mm。

4.根据权利要求1所述的一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置，其特征是：所述的鼓风通道(19)均匀排布在外炉体(17)两侧底部，鼓风通道(19)的延长线指向内胆(18)的轴线，鼓风通道(19)位于内胆(18)内的部分为管状凸台，管状凸台口处设置金属过滤网。

5.根据权利要求1所述的一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置，其特征是：所述的外炉体(17)椭圆状截面的长轴与短轴的比值为1.4～8。

6.根据权利要求1所述的一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置，其特征是：所述的螺旋凸台(12)的螺旋升角为-150～150°，且相邻两螺旋凸台(12)的螺旋升角值相反。

7.根据权利要求1所述的一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置，其特征是：开设在所述的螺旋凸台(12)上的贯穿通气孔(11)直径为5～100mm，内胆(18)内壁上未开设矩形通孔的部分开设通孔(15)，直径为5～50mm。

8.根据权利要求1所述的一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置，其特征是：所述的螺旋凸台(12)与矩形通孔(8)的组合个数n取4，螺旋凸台(12)的总个数为圆周均布的6个，矩形通孔(8)分布在排渣通道(9)两侧各2个。

9.根据权利要求1所述的一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置，其特征是：所述的旋转驱动机构(3)、鼓风机构(4)均为具备低速、中速及高速三档调速功能的机构。

10.根据权利要求1所述的一种带旋转开口式内胆的双层炉体焚烧装置的焚烧方法，其特征是：包括

步骤1、进料并引燃：打开进料舱门(6)，将物料经进料通道送入内胆(18)中，加入引燃煤；引燃后关闭舱门；

步骤2、内胆(18)静止，低速鼓风：启动鼓风机构(4)，以低流速向炉内通新鲜空气，以补充炉内氧气消耗；

步骤3、内胆(18)低速旋转，低速鼓风：待物料进入干燥阶段后，启动旋转驱动机构(3)，使内胆(18)在一定角度内以低速旋转正反运行，转速为0.3-0.6r/min；

步骤4、内胆(18)中速旋转，中速鼓风：待物料焚烧由干燥阶段进入燃烧阶段后，启动旋转驱动机构(3)，使内胆(18)在一定角度内以中速旋转正反运行，转速为0.8-1.2r/min，同时，调节鼓风机构(4)气体流速至中速；

步骤5、内胆(18)高速旋转，高速鼓风：待物料完全被引燃时，调节旋转驱动机构(3)使内胆(18)在一定角度内以高速旋转正反运行，转速为1.5-2r/min，同时，调节鼓风机构(4)气体流速至高速；

步骤6、内胆(18)低速旋转，高速鼓风：待物料焚烧由燃烧阶段进入燃尽阶段后，调节旋转驱动(3)机构，转速设为低级转速，转速为0.3-0.6r/min；

步骤7、内胆(18)停止旋转：待炉内物料燃尽后停止旋转；

步骤8、冷却：鼓风机构(4)继续通高流速气体，将炉体冷却至室温；

步骤9、排料：启动旋转驱动机构(3)使焚烧炉内胆排料通道处于底部位置，打开进料舱门(6)，打开内胆排渣通道(9)，启动旋转驱动机构(3)将内胆排渣通道(9)口置于底部将废渣排出，打开外炉体排料舱门(20)将炉内废渣排出。

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