CN114396627B - 旋转炉排及立式焚烧炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水泥窑协同处置危废技术领域，提供一种旋转炉排及立式焚烧炉，旋转炉排包括至少两个炉篦，炉篦包括：箅轴、一对箅齿组和安装组件；箅轴采用中空结构，箅轴的两端适于连接液冷装置；一对箅齿组连接箅轴，一对箅齿组绕箅轴的周向排布，箅齿组的各箅齿之间沿箅轴的轴向间隔分布；安装组件设置在箅轴靠近两端的位置，适于使箅轴上安装箅齿组的部分转接在炉内。本发明提供的旋转炉排及立式焚烧炉，通过液冷的方式对旋转炉排进行降温，替代现有技术中冷风降温的形式，能够保证炉箅的冷却效果，避免高温烟气中酸性气体的腐蚀，有效提高炉排的寿命。箅齿组的分布形式能够便于分散输送物料，更有助于物料与空气充分接触，促进物料的燃烧过程。

Description

旋转炉排及立式焚烧炉

技术领域

本发明涉及水泥窑协同处置危废技术领域，尤其涉及一种旋转炉排及立式焚烧炉。

背景技术

随着社会经济的发展，危险废物产量大幅提升，但现阶段危废处置能力不足，通常可以采用水泥窖进行协同处理。水泥窑协同处置危废是借助水泥回转窑温度高、热稳定性好及体量大的特点，将危险废物无害化、资源化进行焚烧、分解的处置工艺，有投资低、处置能力大和处置效果优等优点，近年来发展势头强劲。

当前水泥窑协同处置危废工艺技术大都是直接将危险废物送入水泥窑生产系统里面，这种直接进料方式对水泥生产工艺影响较大，同时也会引起熟料质量的变化，同时增加操控难度。

为解决上述问题，部分采用了焚烧炉与水泥窑串联协同的方法。但现有技术中的焚烧炉的炉排在危废焚烧领域并不适用，炉排的布风装置通常与炉排融合在一起，冷风通过炉排表面虽然能起到一定的冷却效果，但冷却效果不佳，并且容易使高温烟气中的酸性气体形成酸露腐蚀炉排，严重影响炉排的寿命。

发明内容

本发明提供一种旋转炉排及立式焚烧炉，用以解决现有技术中炉排不适用于危废焚烧的问题。

本发明提供一种旋转炉排，包括至少两个炉篦，所述炉篦包括：

箅轴，采用中空结构，所述箅轴的两端适于连接液冷装置；

一对箅齿组，连接所述箅轴，一对所述箅齿组绕所述箅轴的周向排布，所述箅齿组的各箅齿之间沿所述箅轴的轴向间隔分布；

安装组件，设置在所述箅轴靠近两端的位置，适于使箅轴上安装所述箅齿组的部分转接在炉内。

根据本发明提供的一种旋转炉排，所述箅轴上设置有安装孔，所述箅齿的一端插入所述安装孔内固定。

根据本发明提供的一种旋转炉排，所述箅齿包括防护套和导热棒，所述防护套设置有安装槽，所述导热棒的一端插入所述防护套内，另一端插入所述安装孔内。

根据本发明提供的一种旋转炉排，所述防护套采用钢材质；和/或所述导热棒采用铝材质。

根据本发明提供的一种旋转炉排，所述安装组件包括：

一对密封装置，分置于所述箅齿组沿所述箅轴的轴线方向的两侧，用于实现所述箅轴与炉壁的旋转密封；以及

一对轴承，分置于一对所述密封装置远离所述箅轴中心的两侧，适于连接炉壁。

根据本发明提供的一种旋转炉排，所述炉篦还包括：

分置于所述箅轴两端的第一旋转接头和第二旋转结构；

所述第一旋转接头适于连接所述液冷装置的供液管，所述第一旋转接头的入水口向下；

所述第二旋转接头适于连接所述液冷装置的回液管，所述第二旋转接头的出水口向上。

根据本发明提供的一种旋转炉排，所述炉篦还包括：

传动件，连接所述箅轴，并适于连接驱动装置。

根据本发明提供的一种旋转炉排，所述箅轴的至少部分区段和\或所述箅齿组涂覆有隔离层。

本发明还提供一种立式焚烧炉，包括上述任一项所述的旋转炉排。

根据本发明提供的一种立式焚烧炉，所述旋转炉排设置有至少两层，各层所述旋转炉排向下依次布置，同一层的所述旋转炉排的各所述炉篦沿倾斜向下的方向逐个排列，且相邻层之间倾斜方向相反。

本发明提供的旋转炉排，其箅轴采用中空结构，从而能够适于连接液冷装置，通过液冷的方式对旋转炉排进行降温，替代现有技术中冷风降温的形式。不仅能够达到更好的冷却效果，并且能够避免高温烟气中酸性气体的腐蚀，有效提高炉排的寿命。箅齿组的分布形式不仅不会在转动过程中挤压物料使物料更加紧实，而且便于分散输送物料，更有助于物料与空气充分接触，促进物料的燃烧过程。

进一步，本发明提供的立式焚烧炉，由于具备如上所述的旋转炉排的全部特征，因此同样具备如上所述的优势

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的立式焚烧炉整体结构示意图；

图2是本发明提供的炉篦的整体结构示意图；

图3是本发明提供的旋转炉排中的箅齿结构示意图；

图4是本发明提供的旋转炉排中表现箅齿组位置关系的结构示意图；

图5是本发明提供的立式焚烧炉的运行方法的流程图；

附图标记：

1、推料装置；2、炉体；3、进风口；4、补风口；5、旋转炉排；6、出渣口；7、烟气出口；8、箅轴；9、箅齿组；10、密封装置；11、轴承；12、传动件；13、滑动轨道；14、第一旋转接头；15、第二旋转接头；16、防护套；17、导热棒；18、折料板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1-图4描述本发明实施例的旋转炉排5，本发明实施例的旋转炉排5适于安装在立式焚烧炉上，该立式焚烧炉能够用于进行垃圾焚烧处理。本发明实施例的立式焚烧炉包括炉体2和至少一层旋转炉排5。炉体2采用立式的长方形结构，炉体2形成有进料口、进风口3、出渣口6和烟气出口7，其中进料口适于连接推料装置1，推料装置1能够将物料由进料口推入炉体2内进行焚烧。进风口3用于供应燃烧所需的空气，炉内燃烧所产生的烟气由烟气出口7排出。出渣口6可以排出炉内残渣，并且将出渣口6连接到水泥窖的分解炉，还可以对残渣进行利用。

旋转炉排5设置在炉体2上，旋转炉排5设置有至少一层，每层旋转炉排5包括至少两个炉篦，炉篦旋转轴线水平，并且各旋转炉排5的旋转轴线相互平行。位于同一层的各炉篦沿倾斜向下的方向逐个排列。可选地，同一层的各炉篦排布方向与水平面的夹角为：20°至30°。当物料掉落在同一层中位于最高位置的炉篦时，旋转位于该层最高位置的炉篦可以使物料转移到第二高度的炉篦，依次类推，通过控制炉篦的转动，可以使物料逐渐向下移动。此过程中，炉篦可以反复地对物料进行翻腾疏松，使物料与空气充分接触，促进物料的焚烧。

在本发明一些实施例中，旋转炉排5设置有至少两层，各层旋转炉排5向下依次布置，且相邻层之间倾斜方向相反。位于上一层旋转炉排5末端(下端)的炉篦翻转时可以将物料翻转至位于下一层旋转炉排5首端(上端)的炉篦上。由此，物料可以在至少两排炉篦上进行移动，使其燃烧更充分。

可选地，炉体2的内壁上设置有折料板18，折料板18位于相邻两层旋转炉排5之间，折料板18的上侧形成斜面结构，能够保证上层旋转炉排5上的物料全部掉落到下层的旋转炉排5上，避免其直接掉落到出渣口6。

需要说明的是，为使物料能够在相邻炉篦之间顺利传递，可使相邻炉篦的旋转范围不交叉，但在同一水平面上的正投影部分重叠。当前一个炉篦旋转时，可将物料顺利投放至下一个炉篦。

在本发明一些实施例中，第一层中处于最高位置的炉篦的箅轴8与进料口的竖向距离介于800mm至1000mm之间；上一层中处于最低位置的炉篦的转轴至下一层中处于最高位置的炉篦的转轴竖向距离介于1000mm至1500mm之间；每一层中处于最高位置的炉篦与炉体2上垂直于箅轴8方向上的内壁的最小距离介于20mm至50mm之间；每一层中处于最低位置的炉篦与炉体2上垂直于箅轴8方向上的内壁的最小距离介于400mm至600mm之间。

在本发明一些实施例中，炉篦包括箅轴8、一对箅齿组9和安装组件。

箅轴8采用中空结构，箅轴8的两端适于连接液冷装置，液冷装置运行时，其循环冷却液经过箅轴8，对炉篦进行降温，避免炉篦温度过高。

可选地，箅轴8由2520材质的钢管加工而成，其壁厚不小于20mm，箅轴8的长度由炉体2的长度确定。

箅齿组9由多个箅齿构成，各箅齿相互平行且沿箅轴8的径向与箅轴8固定连接。且同一箅齿组9中的个箅齿之间沿箅轴8的轴向间隔分布。一对箅齿组9绕箅轴8的周向排布。

可选地，一对箅齿组9之间的夹角a为170°，由此，当炉篦旋转时箅齿组9可以更好地拨动物料移动。

安装组件设置在箅轴8靠近两端的位置，以适于使箅轴8上安装箅齿组9的部分转接在炉内。

在本发明一些实施例中，箅轴8上设置有安装孔，该安装孔沿箅轴8的轴向设置，其一端连通箅轴8的内部空腔，另一端贯穿箅轴8的侧壁。箅齿的一端插入安装孔内固定，箅齿插入安装孔内后，箅齿的端部可以直接与箅轴8内的冷却液接触，使箅齿上的热量可以直接传导至冷却液，对箅齿的冷却效果更好。箅齿插入安装孔内后，可以通过焊接的方式进行加固，使其与箅轴8的连接更牢固。

可选地，箅齿包括防护套16和导热棒17。防护套16设置有安装槽，安装槽沿防护套16的轴向设置，使防护套16的一端形成开口，另一端封堵。导热棒17的一端插入防护套16内，另一端插入安装孔内。防护套16将热量传递至导热棒17后，导热棒17可以直接将热量传导至冷却液，既能保证箅齿具有良好的耐火、耐磨性质，又能使其具有良好的热传导能力。

可选地，防护套16采用钢材质，具有耐高温，耐腐蚀，耐磨等优点，有效降低高温酸性气体对箅齿的损坏。

可选地，导热棒17采用铝材质，具有良好的导热性。

需要说明的是，由于导热棒17和防护套16的膨胀系数不同，箅齿受热后，导热棒17与防护套16将会贴合的更加密实，足够保证导热棒17不从防护套16中脱落。并且，为进一步使箅齿的结构牢固，可将防护套16的开口端与箅轴8焊接固定。

可选地，安装组件包括一对密封装置10和一对轴承11。一对密封装置10分置于箅齿组9沿箅轴8的轴线方向的两侧，用于实现箅轴8与炉壁的旋转密封。密封装置10可以采用常见的机械密封结构，在箅轴8内冷却液的降温作用下，可以保证密封装置10不会因为温度过高损坏。

一对轴承11分置于一对密封装置10远离箅轴8中心的两侧，适于连接炉壁。将轴承11与炉体2的炉壁固定后，可以支撑箅轴8稳定旋转。

在本发明一些实施例中，炉篦还包括第一旋转接头14和第二旋转接头15，第一旋转接头14和第二旋转结构分置于箅轴8的两端。第一旋转接头14适于连接液冷装置的供液管，第二旋转接头15适于连接液冷装置的回液管。冷却液可以由第一旋转接头14引入箅轴8内，并由第二旋转接头15引出。进一步地，第一旋转接头14的入水口向下，第二旋转接头15的出水口向上，可以保证冷却水可以充满箅轴8的中空区域，进而保证冷却效果。需要说明的是，本发明实施例中并未对第一旋转接头14、第二旋转接头15以及液冷装置的结构做出改进，取用常见的旋转接头及液冷装置即可满足本发明实施例的使用需求，因此，未对第一旋转接头14、第二旋转接头15以及液冷装置进行赘述。

可选地，炉篦还包括传动件12，传动件12连接箅轴8，并适于连接驱动装置，以便于将驱动装置的动力传递至箅轴8，驱动箅轴8旋转。

在一种可选方式中，传动件12采用传动齿轮，传动齿轮与箅轴8同轴固定，驱动装置采用液压缸带动的齿条，齿条与传动齿轮相互啮合，液压缸伸缩过程可带动齿条移动，进而带动箅轴8往复转动。进一步地，为避免齿条与传动齿轮之间偏移，可在传动齿轮下方配置滑动轨道13，对齿条起到导向作用。滑动轨道13内衬聚四氟乙烯板，以起到润滑作用。

当然，传动件12也可以采用例如链轮、皮带轮等其他传动结构，并且，用于驱动箅轴8的驱动装置也可以采用例如伸缩电机、气缸或伺服电机等其他装置。

在本发明一些实施例中，相邻层的炉篦的传动件12位于炉体2的相对侧，从而便于将相邻层的传动件12及与传动件12连接的驱动装置布置在炉体2的两侧，既能减小炉体2的单侧压力，又能够保证驱动装置具有足够的安装空间。

本发明实施例中，各炉篦单独配置驱动装置，且各驱动装置单独控制，从而保证各炉篦可以独立转动。

可选地，箅轴8的至少部分区段涂覆有隔离层，该隔离层可以对箅轴8的外侧进行整体包覆，也可以仅包覆箅轴8位于炉体2内的部分。

可选地，箅齿组9涂覆有隔离层。

本发明实施例中的隔离层为激光熔覆的耐磨、耐腐蚀、耐高温的合金金属材料，其厚度可以介于1mm至2mm之间。隔离层可以长期暴露在高温酸性环境下，使炉箅机体材料与恶劣的烟气环境隔绝，确保机体材料不被腐蚀。

在本发明一些实施例中，炉篦可拆卸连接于炉体2，以便于对炉篦进行更换、维护。

可选地，炉体2上设置有出入孔，出入孔贯穿炉体2的一侧侧壁，炉篦可以由该出入孔出入炉体2。出入孔内设置有第一浇注块、第二浇注块和法兰盖。第一浇注块和第二浇注块为对称结构，将第一浇注块和第二浇注块拼合时，第一浇注块和第二浇注块之间形成通孔，该通孔的直径不小于箅轴8的直径。箅轴8穿设于通孔，密封装置10与法兰盖固定连接。本发明实施例中，需要取出炉篦时仅需要将第一浇注块和第二浇注块由出入孔内取出即可。

可选地，第一浇注块和第二浇注块上设置有把手，该把手可以直接浇筑固定在第一浇注块和第二浇注块上，通过设置把手能够便于对第一浇注块和第二浇注块进行拆装。

在本发明一些实施例中，炉体2的顶部和侧壁中的至少一者上设置有补风口4，通过补风口4能够向炉体2内补入空气，使物料的燃烧更充分。其中设置在侧壁上的补风口4可以具体布置在相邻层的炉篦之间。

可选地，炉体2上还设置有热电偶和压力表的安装接口、高温电视的安装接口等，通过安装热电偶、压力表、高温电视等，可以采集炉体2内的压力、温度等信息，并且便于直接观测到炉内燃烧情况。

本发明实施例的炉体2，可以由炉壳和内衬构成，其中内衬取用350mm-400mm的耐火浇注料，可以保证炉壳外侧的温度维持在180℃左右。

本发明实施例还提供一种危废处理系统，包括推料装置1、水泥窑以及如上所述的立式焚烧炉。推料装置1设置在入料口，推料装置1运行时可将物料推入炉体2内，并且使物料落在炉篦上。烟气出口7和出渣口6连接至水泥窑的分解炉，物料在立式焚烧炉内进行燃烧后形成的残渣作为原料进入水泥窖的分解炉充分利用，高温烟气也进入到水泥窖的分解炉，并且最后排出。

可选地，进风口3连接水泥窑的三次风管，水泥窑的部分三次风，经过配冷作为立式焚烧炉的助燃风，其温度维持在500℃左右。助燃风与物料运动方向为顺流，都是自上而下运动，助燃风为高温风，在立式焚烧炉内可穿过料层、旋转炉排5，能够与物料充分接触。采用三次风管内的三次风作为高温助燃风后，可以不再设置辅助燃烧器。

下面结合图5描述本发明实施例的立式焚烧炉的运行方法，下文描述的立式焚烧炉的运行方法可以与上文描述的旋转炉排5和立式焚烧炉相互对应参照。

本发明实施例的立式焚烧炉的运行方法包括：

S1、通过进料口加入物料。

启动推料装置1，使物料由进料口进入炉体2内，进入炉体2内的物料可掉落在位置最高的炉篦上。

S2、各炉篦自上而下依次间隔预设时间进行往复旋转，直至物料由出渣口6排出。

当物料掉落在位置最高的炉篦上时，物料在该炉篦上燃烧；在经过预设时间后，通过驱动装置驱动该炉篦进行一次往复旋转后，物料转移至第二个炉篦上；在第二个炉篦上燃烧预设时间后，通过驱动装置驱动第二个炉篦进行一次往复旋转，使物料转移至第三个炉篦上……以此类推，各炉篦逐个进行一次往复旋转直至物料由位于最低位置的炉篦掉落，并由出渣口6排出。

可选地，本发明实施例中所述的预设时间为6min。

物料在各炉篦的驱动下进行多次转移，此过程中可以使物料疏松，与空气接触更充分，能够保证物料彻底燃烧。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种立式焚烧炉，其特征在于，包括旋转炉排，所述旋转炉排包括至少两个炉篦，所述炉篦包括：

箅轴，采用中空结构，所述箅轴的两端适于连接液冷装置，所述箅轴上设置有安装孔；

一对箅齿组，连接所述箅轴，一对所述箅齿组绕所述箅轴的周向排布，所述箅齿组的各箅齿之间沿所述箅轴的轴向间隔分布，所述箅齿的一端插入所述安装孔内固定，箅齿的端部直接与箅轴内的冷却液接触，使箅齿上的热量直接传导至冷却液；所述箅齿包括防护套和导热棒，所述防护套设置有安装槽，安装槽沿防护套的轴向设置，使防护套的一端形成开口，另一端封堵，所述导热棒的一端插入所述防护套内，另一端插入所述安装孔内，防护套将热量传递至导热棒后，导热棒直接将热量传导至冷却液，所述防护套采用钢材质，所述导热棒采用铝材质；

安装组件，设置在所述箅轴靠近两端的位置，适于使箅轴上安装所述箅齿组的部分转接在炉内；

所述炉篦还包括传动件，所述传动件连接所述箅轴，所述传动件适于连接驱动装置；

所述传动件采用传动齿轮，所述传动齿轮与所述箅轴同轴固定，所述驱动装置采用液压缸带动的齿条，所述齿条与所述传动齿轮相互啮合，所述液压缸伸缩过程可带动所述齿条移动，进而带动所述箅轴往复转动，所述传动齿轮下方配置有滑动轨道，对齿条起到导向作用，所述滑动轨道内衬聚四氟乙烯板。

2.根据权利要求1所述的立式焚烧炉，其特征在于，所述安装组件包括：

一对密封装置，分置于所述箅齿组沿所述箅轴的轴线方向的两侧，用于实现所述箅轴与炉壁的旋转密封；以及

一对轴承，分置于一对所述密封装置远离所述箅轴中心的两侧，适于连接炉壁。

3.根据权利要求1所述的立式焚烧炉，其特征在于，所述炉篦还包括：

分置于所述箅轴两端的第一旋转接头和第二旋转接头；

所述第一旋转接头适于连接所述液冷装置的供液管，所述第一旋转接头的入水口向下；

所述第二旋转接头适于连接所述液冷装置的回液管，所述第二旋转接头的出水口向上。

4.根据权利要求1所述的立式焚烧炉，其特征在于，所述箅轴的至少部分区段和\或所述箅齿组涂覆有隔离层。

5.根据权利要求1所述的立式焚烧炉，其特征在于，所述旋转炉排设置有至少两层，各层所述旋转炉排向下依次布置，同一层所述旋转炉排的各所述炉篦沿倾斜向下的方向逐个排列，且相邻层之间倾斜方向相反。