CN113108290A - 一种焚烧炉布风系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焚烧炉布风系统，包括焚烧炉，所述焚烧炉中部为燃烧仓，所述燃烧仓内设置有布风系统，所述燃烧仓的仓底设置有炉床，所述布风系统包括设置于炉床内的布风管组，所述布风管组包括有延伸向燃烧仓中部的出风口，所述出风口上设置有风帽。通过在炉床内设置布风管组，利用布风管组上设置的出风口对炉床上的危废物进行补氧，确保焚烧过程中燃烧仓内形成稳定气流，在提供氧气保证燃烧状态符合设计要求的同时，利用气流对危废物进行搅动，避免物料堆积停滞产生灰渣结块导致熄炉，进一步提升燃烧效果。

Description

一种焚烧炉布风系统

技术领域

本发明涉及危废物焚烧处理技术领域，尤其是涉及一种焚烧炉布风系统。

背景技术

焚烧炉是常用于医疗及生活废品、动物无害化处理方面的一种无害化处理设备，其原理是利用煤、燃油、燃气等燃料的燃烧，将要处理的焚烧物进行高温的焚毁碳化，以达到消毒的目的；现有的焚烧炉基本采用单一的大管进风，存在烟气所含杂质燃烧不充分，处理有机物所需的焚烧时间长等缺点。同时由于废气的流动不定性，因此其间断性的浓度差异会比较大，这样在燃烧过程中可能会出现瞬间的局部燃烧过高的情况发生。

例如一种在中国专利文献上公开的“一种环保型废气焚烧炉”，其公告号“CN110812951A”，焚烧炉的侧身上开设有环形开口；环形开口上设有进风管道；进风管道包括上挡板、下挡板、旋流板和过滤装置；上挡板和下挡板均呈圆形状；旋流板设于焚烧炉外部的上挡板和下挡板之间；过滤装置设于焚烧炉内部的上挡板和下挡板之间；进风管道的一侧还设有进气口；焚烧炉的顶端设有输气管道；输气管道下方设有燃气进气管；燃气进气管上设有喷头。这种装置通过机械设计采用物理过滤法，降低废气中颗粒杂质的含量；同时结构设计更加合理，在充分利用热交换能量的同时，降低设备的侵蚀情况，并更利于焚烧炉内废料的排出，但是这种焚烧炉在进行强腐蚀性污染物焚烧处理，例如进行含氟危废处理时，上述焚烧炉无法保证强腐蚀性环境下稳定焚烧环境，很难在燃烧过程中对危废进行持续翻动维持充足氧气供应。

发明内容

针对现有技术中焚烧过程中无法保证对强腐蚀危废维持充足氧气环境的问题，本发明提供了一种焚烧炉布风系统，通过在炉床内设置布风管组，利用布风管组上设置的出风口对炉床上的危废物进行补氧，确保焚烧过程中燃烧仓内形成稳定气流，在提供氧气保证燃烧状态符合设计要求的同时，利用气流对危废物进行搅动，避免物料堆积停滞产生灰渣结块导致熄炉，进一步提升燃烧效果。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种焚烧炉布风系统，包括焚烧炉，所述焚烧炉中部为燃烧仓，所述燃烧仓内设置有布风系统，所述燃烧仓的仓底设置有炉床，所述布风系统包括设置于炉床内的布风管组，所述布风管组包括有延伸向燃烧仓中部的出风口，所述出风口上设置有风帽。所述布风管组设置于炉床底部，通过出风口连通燃烧仓，并通过出风口上的风帽与炉床上的危废物料直接接触；由于危废物料可能具有较强腐蚀性，因此风帽一般采用耐腐蚀材料降低腐蚀性影响。布风管组内的干燥空气携带氧气经风帽进入燃烧仓，辅助燃烧工作进行，在保证燃烧过程氧气充足的同时，在燃烧仓内形成气体流动，引导火焰对危废物料燃烧，还能对烟气流动方向产生影响，进一步提升充分燃烧效果，以此减少烟气中的含尘量。

作为优选，所述燃烧仓内还设置有搅拌机构，所述搅拌机构包括设置于焚烧炉炉底的联结主轴，所述联结主轴上设置有搅拌臂，所述布风系统还包括设置于搅拌臂上的若干中空管，所述中空管上设置有若干补氧孔。所述联结主轴用于驱动搅拌臂对炉床上的危废物料进行搅拌，可使得炉内温度均匀稳定。搅拌臂上的中空管与布风管组作用相似，在搅拌物料的同时对物料进行补氧，确保其燃烧效果稳定且充分；其补氧孔持续向外输出干燥空气，既可避免阻塞，亦可保证干燥空气持续向危废物料内补充气体，优化燃烧条件，同时可冷却在燃烧完成后产生的灰渣。

作为优选，所述布风系统还包括助燃空气风箱，所述助燃空气风箱与搅拌臂上的中空管连通。所述助燃空气风箱在鼓风装置的驱动下产生持续风力，确保布风系统获得稳定干燥空气。

作为优选，所述布风管组包括若干设置于炉床内的环形布风管，所述环形布风管沿炉床径向方向均匀布置。若干环形布风管以炉床中心为圆心呈靶体状态均匀分布，风帽在环形布风管圆周上设置，用于保证焚烧过程中燃烧仓底可获得稳定且均匀的干燥空气，有效避免仓内燃烧不均匀的现象，稳定控制燃烧状态扰动。

作为优选，所述风帽上设置有排风口，所述排风口倾斜向下设置。所述排风口倾斜向炉床方向出风，与水平倾角在0~30°之间，用于保证干燥空气进入危废物料底部，以此起到翻动物料的作用，使得远离搅拌臂的底层危废物料得到充分搅动和充足氧气，以此保证上下层燃烧的均匀性。

作为优选，所述风帽上设置有排风口，所述排风口以风帽中心为轴心螺旋向下分布。螺旋结构的排风口与直线型排风口不同，在排出干燥空气的同时，还能在风帽周围形成小型涡流，用于汇集燃烧过程产生的未充分燃烧颗粒物，避免其直接排出焚烧炉，而是继续在炉床上进行燃烧，配合搅动壁即回旋气道产生的炉内涡流提高物料翻转频率，以此实现物料充分燃烧，避免未燃烧物的生成程度。

作为优选，所述风帽可拆卸连接于出风口。由于危废物料具备较强腐蚀性，因此在焚烧过程中与物料直接接触的风帽会不可避免的遭到腐蚀，改为可拆卸设置的风帽便于对布风系统进行维护，延长了焚烧炉的使用周期，降低运行维护成本。

作为优选，所述中空管竖直设置于搅拌臂下方，中空管沿搅拌臂长度方向延伸排列，搅拌臂距连接主轴远端的中空管上的补氧孔数目多于距连接主轴近端的中空管上的补氧孔数目。由于由内向外的中空管线速度逐步增加，为保证燃烧仓各区域补氧量均匀，由内向外的中空管上的补氧孔数目逐步增加，使得补充进入燃烧仓内的空气流量由内向外逐步提升，有效保证固相和气相危废的燃烧均匀性。

作为优选，补氧孔由上至下排列在中空管的管壁上，且孔径逐渐变大。由于搅拌臂设置于炉床上方，因此炉床上的危废物料由上至下所接触的空气含量呈降低趋势，尤其是处于底层的贴合于炉床的危废物料所获得氧气是最少的，因此中空管上的补氧孔孔径随着深入危废物料的过程逐步增大，以此保证氧气的充分提供。

作为优选，所述燃烧仓侧壁上环设有回旋气道，所述回旋气道上设置有连通于燃烧仓的切向进气管。回旋气道为焚烧炉提供旋转动力空气；回旋气道的风道类型可以多样，可以是方形、圆形、半圆形、椭圆形等，设置方式可以是炉体外侧或嵌入炉体壁内；风道与焚烧炉壁上设置有切向进气管，进气管与炉壁切向角度范围在0-30°；自回旋气道进入的空气沿炉壁切向运动，使炉内燃烧火焰形成旋转状态，使悬浮物料在炉膛上部完全燃烧。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）通过在炉床内设置布风管组，利用布风管组上设置的出风口对炉床上的危废物进行补氧，确保焚烧过程中燃烧仓内形成稳定气流，在提供氧气保证燃烧状态符合设计要求的同时，利用气流对危废物进行搅动，避免物料堆积停滞产生灰渣结块导致熄炉，进一步提升燃烧效果；（2）搅拌臂上的中空管与布风管组作用相似，在搅拌物料的同时对物料进行补氧，确保其燃烧效果稳定且充分；其补氧孔持续向外输出干燥空气，既可避免阻塞，亦可保证干燥空气持续向危废物料内补充气体，优化燃烧条件，同时可冷却在燃烧完成后产生的灰渣；（3）风帽在环形布风管圆周上设置，用于保证焚烧过程中燃烧仓底可获得稳定且均匀的干燥空气，有效避免仓内燃烧不均匀的现象，稳定控制燃烧状态扰动；（4）排风口倾斜向炉床方向出风，起到翻动物料的作用，使得远离搅拌臂的底层危废物料得到充分搅动和充足氧气，以此保证上下层燃烧的均匀性。

附图说明

图1为本发明的半剖结构示意图。

图2为本发明的侧剖图。

图3为图2中布风管组的俯视图。

图4为图2中风帽的放大图。

图中：100-干化区域、101-热解区域、102-热解炭燃烧区域、103-灰渣冷却区域、1-焚烧炉、11-燃烧仓、12-灰渣排出口、2-炉床、3-布风管组、31-出风口、32-风帽、321-排风口、33-环形布风管、4-联结主轴、5-搅拌臂、6-中空管、61-补氧孔、7-助燃空气风箱、8-辅助燃烧器、9-回旋气道、91-切向进气管。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1、2所示，一种焚烧炉布风系统，包括焚烧炉1，所述焚烧炉中部为燃烧仓11，所述燃烧仓内设置有布风系统，所述燃烧仓的仓底设置有炉床2，所述布风系统包括设置于炉床内的布风管组3，所述布风管组包括有延伸向燃烧仓中部的出风口31，所述出风口上设置有风帽32。所述燃烧仓内还设置有搅拌机构，所述搅拌机构包括设置于焚烧炉炉底的联结主轴4，所述联结主轴上设置有搅拌臂5，所述布风系统还包括设置于搅拌臂上的若干中空管6，所述中空管上设置有若干补氧孔61。所述布风管组设置于炉床底部，通过出风口连通燃烧仓，并通过出风口上的风帽与炉床上的危废物料直接接触；由于危废物料可能具有较强腐蚀性，因此风帽一般采用耐腐蚀材料降低腐蚀性影响。布风管组内的干燥空气携带氧气经风帽进入燃烧仓，辅助燃烧工作进行，在保证燃烧过程氧气充足的同时，在燃烧仓内形成气体流动，引导火焰对危废物料燃烧，还能对烟气流动方向产生影响，进一步提升充分燃烧效果，以此减少烟气中的含尘量。所述联结主轴用于驱动搅拌臂对炉床上的危废物料进行搅拌，可使得炉内温度均匀稳定。搅拌臂上的中空管与布风管组作用相似，在搅拌物料的同时对物料进行补氧，确保其燃烧效果稳定且充分；其补氧孔持续向外输出干燥空气，既可避免阻塞，亦可保证干燥空气持续向危废物料内补充气体，优化燃烧条件，同时可冷却在燃烧完成后产生的灰渣。

如图3所示，所述布风管组包括若干设置于炉床内的环形布风管33，所述环形布风管沿炉床径向方向均匀布置。若干环形布风管以炉床中心为圆心呈靶体状态均匀分布，风帽在环形布风管圆周上设置，用于保证焚烧过程中燃烧仓底可获得稳定且均匀的干燥空气，有效避免仓内燃烧不均匀的现象，稳定控制燃烧状态扰动。如图4所示，所述风帽上设置有排风口321，所述排风口倾斜向下设置。所述风帽可拆卸连接于出风口。所述排风口倾斜向炉床方向出风，与水平倾角在0~30°之间，用于保证干燥空气进入危废物料底部，以此起到翻动物料的作用，使得远离搅拌臂的底层危废物料得到充分搅动和充足氧气，以此保证上下层燃烧的均匀性。由于危废物料具备较强腐蚀性，因此在焚烧过程中与物料直接接触的风帽会不可避免的遭到腐蚀，改为可拆卸设置的风帽便于对布风系统进行维护，延长了焚烧炉的使用周期，降低运行维护成本。

所述中空管竖直设置于搅拌臂下方，中空管沿搅拌臂长度方向延伸排列，搅拌臂距连接主轴远端的中空管上的补氧孔数目多于距连接主轴近端的中空管上的补氧孔数目。补氧孔由上至下排列在中空管的管壁上，且孔径逐渐变大。由于由内向外的中空管线速度逐步增加，为保证燃烧仓各区域补氧量均匀，由内向外的中空管上的补氧孔数目逐步增加，使得补充进入燃烧仓内的空气流量由内向外逐步提升，有效保证固相和气相危废的燃烧均匀性。由于搅拌臂设置于炉床上方，因此炉床上的危废物料由上至下所接触的空气含量呈降低趋势，尤其是处于底层的贴合于炉床的危废物料所获得氧气是最少的，因此中空管上的补氧孔孔径随着深入危废物料的过程逐步增大，以此保证氧气的充分提供。所述中空管上设置有抄板，中空管底部还设置有“一”字型出气槽。

所述燃烧仓侧壁上环设有回旋气道9，所述回旋气道上设置有连通于燃烧仓的切向进气管91。回旋气道为焚烧炉提供旋转动力空气；回旋气道的风道类型可以多样，可以是方形、圆形、半圆形、椭圆形等，设置方式可以是炉体外侧或嵌入炉体壁内；风道与焚烧炉壁上设置有切向进气管，进气管与炉壁切向角度范围在0-30°；自回旋气道进入的空气沿炉壁切向运动，使炉内燃烧火焰形成旋转状态，使悬浮物料在炉膛上部完全燃烧。

所述布风系统还包括助燃空气风箱7，所述助燃空气风箱与搅拌臂上的中空管连通。所述助燃空气风箱在鼓风装置的驱动下产生持续风力，确保布风系统获得稳定干燥空气。

本实施例中，焚烧物料由“进料机”和“输送泵”投入炉床的水平层面上部以后，按由外向内螺旋式运行轨迹进行热解焚烧过程。整个过程由搅拌臂提供的动力和助燃空气以及风帽与圆周侧面提供助燃空气完成，整个物料在热解焚烧过程中，由炉床圆周向圆心处移动，需要经过如图-2所示的四个区域，每个区域基本都成圆环形分布，分别为“干化区域100”、“热解区域101”、“热解炭燃烧区域102”、“灰渣冷却区域103”。

在干化区域焚烧物料被搅拌臂带动的中空管以及抄板不断的翻炒，水分被蒸发和被中空管底部“出气槽”吹出的干空气带走，同时物料边干化边向炉床中心方向，呈螺旋式缓慢移动；在“干化区域”范围内，中空管上不设置补氧孔。随着物料被干化后，自身温度上升到约200℃，物料中挥发性物质开始蒸发释放到炉膛中，物料也在搅拌臂的作用下按螺旋轨迹运动至热解区域；在“热解区域”范围内搅拌臂上连接的中空管，其上补氧孔孔数相对稀疏，热解区需要的助燃空气较少；物料中的有机质在200℃-600℃时产生热分解，同时形成热解气体和热解炭化物。这些可燃性挥发物和热解气体与从搅拌臂上设置的中空管以及风帽吹出的助燃空气一起开始气体燃烧。又因为搅拌装置以每分钟数转的速度在炉床上进行搅动旋转，所以，被干化物料的表面始终不断的被翻炒更新，从而使可燃性热解气体在炉床上均匀产生。再加上从炉壁周围设置的回旋气道的回旋空气吹入口进入的空气，沿炉壁切向运动，使炉内燃烧火焰形成旋转状态，使之在炉膛上部完全燃烧。特别的，焚烧炉炉壁上设置有辅助燃烧器8，辅助燃烧器为系统稳定运行提供辅助热量。

物料中可燃气体释放完全后剩余的固相，统称为热解炭化物，是以碳素为主，在搅拌臂的旋转推动下，进入炉床中的“热解炭燃烧区”，呈现灼热态，温度在(500℃～800℃)。热解炭化物在被搅拌的同时，和从搅拌臂相连的中空管吹出的空气接触并开始燃烧，边燃烧边翻炒搅拌，在燃烧的同时渐渐地沿螺旋轨迹向炉床中心移动。在“热解炭焚烧区”范围内中空管上的补氧孔数量相较于热解区变多，因此区需要的助燃空气更多；热解碳化物燃烧完全后，变成了灰渣，进去炉床中的“灰渣冷却区”，由搅拌臂上的中空管吹出空气冷却；冷却后的灰渣，最终移动到炉床中心部，从灰渣排出口12排出，再进入出渣装置，后被输送出去。在“灰渣冷却区”范围内中空多孔管上的补氧孔数量最为密实，因此区需要较多的空气对灰渣进行冷却；既使灰渣的温度降低，便于后面的输送，又回收了灰渣中的热量使助燃空气温度升高，节约辅助燃料。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例中，所述排风口以风帽中心为轴心螺旋向下分布。螺旋结构的排风口与直线型排风口不同，在排出干燥空气的同时，还能在风帽周围形成小型涡流，用于汇集燃烧过程产生的未充分燃烧颗粒物，避免其直接排出焚烧炉，而是继续在炉床上进行燃烧，配合搅动壁即回旋气道产生的炉内涡流提高物料翻转频率，以此实现物料充分燃烧，避免未燃烧物的生成程度。

除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本发明没有详细描述的实施例也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种焚烧炉布风系统，包括焚烧炉，所述焚烧炉中部为燃烧仓，其特征是，所述燃烧仓内设置有布风系统，所述燃烧仓的仓底设置有炉床，所述布风系统包括设置于炉床内的布风管组，所述布风管组包括有延伸向燃烧仓中部的出风口，所述出风口上设置有风帽。

2.根据权利要求1所述的一种焚烧炉布风系统，其特征是，所述燃烧仓内还设置有搅拌机构，所述搅拌机构包括设置于焚烧炉炉底的联结主轴，所述联结主轴上设置有搅拌臂，所述布风系统还包括设置于搅拌臂上的若干中空管，所述中空管上设置有若干补氧孔。

3.根据权利要求1所述的一种焚烧炉布风系统，其特征是，所述布风系统还包括助燃空气风箱，所述助燃空气风箱与搅拌臂上的中空管连通。

4.根据权利要求1所述的一种焚烧炉布风系统，其特征是，所述布风管组包括若干设置于炉床内的环形布风管，所述环形布风管沿炉床径向方向均匀布置。

5.根据权利要求1所述的一种焚烧炉布风系统，其特征是，所述风帽上设置有排风口，所述排风口倾斜向下设置。

6.根据权利要求1所述的一种焚烧炉布风系统，其特征是，所述风帽上设置有排风口，所述排风口以风帽中心为轴心螺旋向下分布。

7.根据权利要求1所述的一种焚烧炉布风系统，其特征是，所述风帽可拆卸连接于出风口。

8.根据权利要求2所述的一种焚烧炉布风系统，其特征是，所述中空管竖直设置于搅拌臂下方，中空管沿搅拌臂长度方向延伸排列，搅拌臂距连接主轴远端的中空管上的补氧孔数目多于距连接主轴近端的中空管上的补氧孔数目。

9.根据权利要求2所述的一种焚烧炉布风系统，其特征是，补氧孔由上至下排列在中空管的管壁上，且孔径逐渐变大。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种焚烧炉布风系统，其特征是，所述燃烧仓侧壁上环设有回旋气道，所述回旋气道上设置有连通于燃烧仓的切向进气管。

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