CN1229895A

CN1229895A - 熔灰炉

Info

Publication number: CN1229895A
Application number: CN98119606A
Authority: CN
Inventors: 石田美智雄; 关口善利; 佐佐木邦夫; 下谷英雄
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1992-06-24
Filing date: 1993-06-23
Publication date: 1999-09-29
Anticipated expiration: 2013-06-23
Also published as: DE69313195T2; CN1163691C; EP0575874B1; CN1080989A; EP0575874A1; DE69313195D1; DK0575874T3; US5320050A; ATE157070T1; CN1043075C; KR940005919A; SG44372A1; KR970003610B1

Abstract

由一加热炉加热和熔化灰的熔灰炉,炉体形成有一预热腔和一熔化腔,在熔化腔12的底壁靠近进灰孔部分,其横截面呈凸形而底壁靠近排出口部分,其横截面则呈凹形。

Description

熔灰炉

本发明与熔灰炉的改进有关，其中从市区或工业垃圾焚烧炉内排出烧尽的灰通过用一加热炉加以熔化再冷却、固化，为的是减小焚化灰的体积并使其无害。

在这种公知的熔灰炉内，炉体底壁从焚化灰的进口侧到熔渣的排放侧是向下倾斜，而且具有一加热炉装在其内的熔化腔位于炉体的排放侧，同时为了干燥和加热排入炉体内的焚化灰，一预热腔安置在炉体的入口侧。再则进灰漏斗和灰推出装置安装在炉体的入口侧。

炉体的底壁是直的，也就是在横向剖面上是一平面。

因此，在预热腔中通过来自熔化腔的燃烧后的排气来干燥和加热由灰推出装置推出的并由进灰漏斗排入炉体的焚化灰，而同时焚化灰在炉体的倾斜底壁上移到排出侧，这样已预热的焚化灰就移入到熔化腔，在里面，焚化灰由装在熔化腔内的燃烧炉加热并熔化，随后，熔化的灰流向底壁直到通过在排放侧开的一熔渣排放口而向下落入一冷却槽。在冷却槽内，焚化灰被冷却和固化。

然而，因为炉体底壁的横向截面形状是直的，即整个宽度上是一平面，这样就使由燃烧炉的横向均匀加热变得困难，中心区的灰熔化快而在宽度的相对二侧的灰则熔化慢。

因此，在底壁上在不同区域熔渣向下的流速是变化且排放熔渣的状态是不均匀的。因为底壁的上表面是笔直倾斜到排出侧，灰的停留时间就短。所以就会有灰往往在熔化之前就排出的问题，另一问题是熔渣向底壁的整个面延伸，这往往会降低熔渣的温度而使熔渣更易固化而堵住了排出口。

已妥善解决上述问题的本发明提供了一通过一个燃烧炉来加热和熔化灰的熔灰炉，它包含有在其一端开有灰排入口和在另一端开有熔灰排出口的炉体，炉体底壁从一端向另一端倾斜，在炉体一端的底壁上设有一灰预热腔而在炉体另一端的底壁上设有一熔化腔并有一加热燃烧炉装在熔化腔内，其中上述底壁靠近熔化腔进口孔部分的横截面是凸的，而底壁靠近熔化腔排出口部分的横截面是凹的。

使用这种布置，由于在熔化腔底壁的上游部分，其横截面是凸的而熔化炉底壁的下游部分，其横截面是凹的，熔化灰也就在炉体的宽度方向上移动，所以熔化灰处于均匀的状态，灰的停留时间延长，使要熔化的灰不会未经熔化就移入到排出口。

再则，在底壁的下游部分，由于熔灰炉积聚在中心区而流到排出口，其温度降就小。同时由于移到排出口的熔化灰还保持一很大的惯性力，发生堵死排出口的情况就可避免。

图1是根据本发明第一实施例的熔灰炉的一示意布置的剖视图；

图2是上述熔灰炉的主要平面图；

图3是图2中沿I-I剖面线所取的剖视图；

图4是图2中沿II-II剖面线所取的剖视图；

图5是根据本发明第二实施例的熔灰炉的主要水平剖视图；

图6是图5中沿III-III剖面线所取的剖视图；

图7是图5中沿IV-IV剖面线所取的剖视图；

图8是上述实施例的一主要水平剖视图；

图9是根据本发明第三实施例的熔灰炉的示意布置的整套装置剖视图；

图10是上述实施例的一主要剖视图；

图11是在图10中取自箭头V-V方向所示的视图；

图12是在图9中，沿VI-VI剖面线所取的剖视图；

图13是一相当于沿VI-VI剖面的视图以表示第三实施例的改型；

图14是根据本发明第四实施例熔灰炉的示意布置的整套装置剖视图。

图1到图4表示本发明的第一实施例。

在图1中标号1表示通过一加热炉熔化灰的熔灰炉，熔灰炉的炉体2的底壁3从灰进口侧(在一端)到灰排出侧(在另一端)向下倾斜。

炉体2的进口侧端壁开有一灰进口孔21而在排出侧的端壁开有一熔化灰排出口22(也叫出渣口例如由一水冷壁限定的出渣口)，在下文中熔化灰就称为熔渣。

邻近进口孔21的炉体2部分限定了一灰预热腔11而邻近排出口22的炉体部分限定了一用来加热和熔化灰的预热腔。

进而缩小了在炉体2内预热腔11和熔化腔12之间的连通空间13，邻近连通空间13的预热腔11的上壁9向上延伸并扩大的，也就是上壁9向上倾斜，也就尽量减小在收缩部分产生的压降。

在炉体2的预热腔11和熔化腔12之间的附面层中，底壁3形成有一水平差区域6，这样熔化腔12就处于较低的水平面上，该水平差区域6的高度H根据预热腔11内的灰层厚度来决定，也就是所定高度H约为1至2倍灰层厚度(一般在100毫米至200毫米之间)，该水平差区域6高于熔化腔12底壁上所附的灰层，即熔化侧底壁5上所附的灰层。

灰推出装置的力作用线与熔化侧底壁5的上面之间的交点设计成位于朝内足够向着排出口侧，也就是在熔化侧底壁5的倾角小于预热侧底壁的倾角(即预热腔11的底壁)。此外，预热侧底壁4的倾角小于底壁4上灰的摩擦角，例如：该摩擦角约为10°～30°。

熔化侧底壁5分成一上游段和一下游段，上游段底壁5a在纵向的倾角是在0°至5°的范围，例如约2°，而下游段度壁5b在纵向的倾角是在10°至20°的范围，例如约15°。

如图2至图4所示，上游段底壁5a的横剖面呈凸形，而下游段底壁5b的横剖面呈凹形。

此外，上游段底壁5a的横剖面的倾角θ，例如在2°至5°的范围。

一用于加热灰的加热炉31连接熔化腔21的上壁9，在预热腔11上壁9的位置，通过一定距离L与进口孔21形成的端壁7隔开，从而形成一燃烧排气排出孔23，上述排出孔23设置一排气排出管24。

进灰的装灰漏斗25连到上述炉体2的进口孔21，而连到上述装灰漏斗25底部的灰推出装置26用于把装灰漏斗25中的灰推出到炉体2内。

该灰推出装置26有一适于从进口孔21推进到炉体2内的推出件27和作动筒装置28。而作动筒装置28用来推进和缩回上述推出件27。

在炉体2的排出口22之下装有一用于冷却通过排出口22排出的熔融灰渣的冷却槽32，一耙式传送带33装在上述冷却槽32内用来耙出在熔渣冷却和固化后所形成的颗粒状渣。

此外，熔化侧底壁的表面的起伏是由水冷管或水冷套粗略成形，最后由具有高导热率材料制成的衬层，诸如碳化硅材料，进行调整。

在上述布置中，焚化灰A由排出装置26从装灰漏斗25送入炉体2内，用从熔化腔12流过连通空间13的燃烧排气B进行预热(干燥和加热)，焚化灰A从预热腔11移入到熔化腔12，在熔化腔12内，灰由燃烧炉31加热到熔化的高温。

熔融的灰即熔渣，从排出口22排入到冷却槽32，在槽内，熔渣被冷却和固化，然后上述渣由耙式传送带33取出运走。

在这方面，如上所述从预热腔11移到熔化腔12的灰由加热炉31熔化，在前底壁5a上，该熔渣移向相对的横向壁10，如图2箭头所示，然后再移到下游段底壁5b，在下游段内，熔渣移向底壁中间再移向排出口22。

由于在熔化侧底壁5上的熔渣C也沿炉体2的宽度方向移动，这样在中间区成熔融状态的灰与相对横向侧壁区未熔化的灰相混合而形成一均匀的混合物。再则由于在熔化腔内的灰停留时间延长，从而防止灰在未熔化状态下移入排出口22。

还有在下游段的底壁5b，熔融的渣集积在中间区然而再流入到排出口22，这样熔渣流到排出口22就会有更小的温降和更大的惯性力，结果避免了堵死排出口22。

另外，通过排出装置26，在预热腔11的灰移到熔化腔12。在此情况下，熔化侧底壁5的水平面低于预热侧底壁4的水平面，该水平差相当于至少为灰层的厚度，因此即使在熔化腔12内形成一粘附层，被推出预热腔11的灰也会推动上述粘附层。

故而在熔化腔12内灰的工况(输送速度)，炉温以及熔渣的粘度都能从外部进行控制。

再则水平位差区域6引起了灰层的差位改变而增加了灰的受热面积，结果能取得更有效地熔化灰的效果。

另外由于灰越过水平位差区域6的移动很顺利，几乎没有可能使灰向上飞扬，这样在燃烧排气中的飞灰含量就减到最少。

因此，这种像未熔化的灰越过粘附层以及在熔化腔内灰的失控现象就可避免。

由于在预热腔11和熔化腔12之间的连通空间13缩小，防止发自加热炉31的辐射热直接射到预热腔11。

由于燃烧排气的排出孔23由一定距离L与炉体2的端壁7隔开，流入预热腔11的燃烧排气一旦撞到具有进口孔21的端壁7，这样就以迂回路线移动，随后排气再从燃气排气管24排出。所以在燃烧排气中所含灰分在其曲折迂回行进中下落故而燃烧排气中所含的飞灰量减到最小。

连通空间的收缩结构使来自加热炉的辐射热不会辐射到预热腔，结果灰在熔化腔内就被有效地加热。

图5到图8表示一本发明的第二实施例。

这实施例设计成炉体底壁的断面形状不同于第一实施例底壁的断面形状，表明第二实施例整个布置的图已省略，相同部件可用第一实施例中所示的相同标号以免重复赘述。

在靠近炉体2底壁3中的排出口22外的熔化侧底壁5，在灰移动方向，分成两部分且上游段底壁5a在纵向的倾角在0°至5°的范围，例如该倾角约为2°而下游段底壁5b在纵向的倾角在10°至30°的范围，例如该倾角约为15°。

如图6和图7所示，上游段和下游段的底壁5a和5b的横断面都呈凹形。

上游段和下游段底壁5a和5b在宽度方向的倾角θ在例如2°至5°的范围。

在该实施例中，如图8所示，在炉体2沿宽度方向安置多台(至少3台)推出装置26，每台推出装置26与灰的输送方向成平行延伸。

当然，每台推出装置26包含有适于从进口侧推进到炉体2内的推送件27，作动筒件28用来推进和缩回上述推进件27。

在上述布置中，从装灰漏斗借助推出装置26把焚化、灰推入炉内并由从熔化腔流过连通空间的燃烧排气进行预热(干燥和加热)而且该焚化灰从预热腔推送到熔化腔12，在熔化腔12内，灰由加热炉加热到熔化的高温。

熔融的灰即熔渣从排出口22排入冷却槽，在冷却槽内，熔渣被冷却和固化，并由耙式传送带取出送走。

在这方面，从预热腔移到熔化腔的灰由加热炉来熔化，在上游段底壁5a和下游段底壁5b，该熔渣从相对横向侧壁10移到中心区，如图5箭头所示，随后再移到排出口22。

在此时，安置在中间区域的排出装置26A比安置在相对两横向侧边的排出装置26B动作更快，这使在中间区域熔化的熔渣更快地移到排出口22而在相对两侧边的熔渣则引到中间区域，从而使熔渣均匀化。

由于在熔化侧底壁5上的熔渣也沿炉体2的宽度方向移动，这样就能达到与第一实施例相同的优点。

所以根据本发明第二实施例的布置，熔化腔底壁的横断面呈凹形且在中间区域的熔渣移动得更快同时熔渣也沿宽度方向移动，结果熔渣呈均匀状态。再则由于在熔化腔内的灰停留时间延长，尺防止灰未经熔化就移入到排出口22。还有熔渣先集积在中间区域然后再流入排出口22，结果熔渣流到排出口22时就会有较小的温降和更大的惯性力，从而避免了堵死排出口22。

图9到图13表明一本发明的第三实施例。

根据本实施例的熔灰炉，其整体布置与上述实施例的整体布置大致相同，差异是在炉体底壁上，而在简述本实施例装置的其余部分时，讲述重点将放在炉体底壁上。

图9蝇，标号101表示通过一加热炉熔灰的熔灰炉，其炉体102的底壁103从进灰侧到排灰侧向下倾斜。

在炉体102端边的侧壁104上开有一进灰孔111，而在炉体另一端边的侧壁105上开有一熔渣C排出口112(排渣口)。

如图10和图11所示，该开有排出口112的端壁105的下部有点向外倾斜而上述排出口112则呈椭园形。

邻近进灰孔11的炉体102部分限定了一灰预热腔107，其邻近排出口112的部分限定一用于加热和熔化灰的熔化腔108，另外，炉体102内的预热腔107和熔化腔108之间的连通空间109是收缩的。

底壁103在上述炉体102的预热腔107和熔化腔108之间的附面层上设有一水平位差区110，这样熔化腔108就处于稍低的水平面上。

底壁103可以由铺满底面的水冷管121组成(或水冷套冷却件的一例子)。熔化侧底壁103b的水冷管121的上面，也即熔化腔108的底壁，盖上一衬层122。

此外，预热侧底壁103a的倾角也即预热腔107底壁的倾角小于底壁103a上灰的摩擦角(例如倾角约为10°至30°)。再则熔化侧底壁103b在靠近排出口部分的倾角稍大于靠近进灰孔部分的底壁倾角。

一用于加热灰的加热炉131连到熔化腔108的上壁106，在预热腔107的上壁106的位置处由一预定距离，与开有进灰孔111端壁104相间隔开，这样就形成了一燃烧排气排出口113。

一用于进灰的装灰漏斗115连到上术炉体102的进灰孔111，而灰推出装置116连到装灰漏斗115的底部用于把在装灰漏斗内的灰，通过进灰孔111推入炉体102内。

该推出装置116(其结构同于其它实施例中推出机构的结构)有一安置在装灰漏斗115底部的推出件117并适于从进灰口111推进到炉体102内而一作动筒装置118用于推进和缩回上述推出件117。

在与炉体102排出口相连的下方区域，装有一用于冷却从排出口112排出熔渣C的冷却槽132，一耙式传送带133装在上述冷却槽132内用来耙出熔渣冷却和固化后形成的渣粒。

在上述布置中，当由作动筒装置118带动推出装置116的推出件117推进和缩回时，装灰漏斗115内底部的焚化灰A通过进灰孔111连续不断输入到预热腔107。由推出装置116推出灰的速度可加以选择以使焚化灰在到达熔化腔108的入口孔之前灰的表面熔化还未开始。

此外，由推出装置116推出灰的速度是可加以选择以使焚化灰到达熔化腔108的入口孔之前灰的表面还未开始熔化。

输入到预热侧底壁的焚化灰A由从熔化腔108流过连通空间109的燃烧排气来进行预热(干燥和加热)。

在预热腔107预热的焚化灰A移过连通空间109进入熔化腔108，在熔化腔内灰由加热炉131加热到其熔化的高温。

熔化灰也就是熔渣从排出口112排入冷却槽132，在槽内熔渣被冷却和固化，上述渣粒由耙式传送带133取出。

由于来自装灰漏斗115的焚化灰A，始于装灰漏斗115的底部由推出装置116的推出件117穿过进灰孔111连续不断地输入到炉体102内。不像装灰漏斗的开口直接连到炉体预热腔的上区，不可能会有冷或湿的焚化灰进入预热腔，因此炉体内的工况维持在稳定状态，这就能防止在排出熔渣时不会发生麻烦或防止未熔化灰不会混入到熔渣内。

另外，底壁的面层采用了水冷管121，在预热侧的底壁103a的水冷管的表面是暴露的，因此即使焚化灰A熔结在预热侧的底壁103a上，这些灰从不会粘附在预热侧的底壁103a的表面上。

在该实施例中，一单一的推出装置116已装在跨过炉体102的整个宽度上，然而如图13所示，在炉体102的宽度方向也可以安置3台推出装置116以根据炉体102内的熔化状态，单独地控制灰的输送。

再则，在上述实施例中，开有排出口112的端壁105下部有点向下倾斜，但是该端壁105下部也可以与其上部一样是垂直的，另外，该排出口112可以呈园形或菱形。

根据该第三实施例的布置，来自装灰漏斗输出的灰，始于装灰漏斗底部部分由推出装置穿过进灰孔连续不断地输入炉体内。不像装灰漏斗的开口直接连到炉体预热腔的上区，不可能会有冷或湿的焚化灰进入预热腔，因此炉体内的工况维持在稳定状态，这就能防止在排出熔渣时发生麻烦或防止未熔化灰混入到熔渣内。

另外，底壁的面层采用了水冷管121，在预热侧的底壁103a的水冷管的表面是暴露的，因此即使焚化灰A熔结在预热侧的底壁103a上，这些灰从不会粘附在预热侧底壁103a的表面上。再则由于熔渣排出口开有斜的或垂直的端壁上，其开口可呈椭园形、园形或菱形，熔渣则汇积在排出口的下方部分。因此只有单一熔渣流流出进入熔渣冷却腔且其热发散量减小以使阻碍熔渣流动性降到最低，这样就能防止堵死排出口。

图14表明一本发明的第四实施例。

该第四实施例与熔渣的冷却腔有关，因为其基本布置都同于上述实施例中所述的布置，故对其基本布置的详细叙述就省略了。

标号201表示熔灰炉的炉体，一装灰漏斗202装在炉体的一端且穿过进灰口202，一推出装置204装在上述进灰口202内，每次按预定量把来自装灰漏斗的焚化灰A输入炉内。

在炉体201的另一端(下游段部分)有一形成其内的熔渣冷却腔206，该冷却腔通过一熔渣排出口205与炉体相通而一冷却槽207安置在熔渣冷却腔206下方以冷却熔渣C产生颗粒状渣。

在上述炉体201，一熔化腔208安置在一端而一预热腔安置在另一端，上述熔化腔208和预热腔209的底壁从炉体一端的进灰孔202到另一端的排出口205是向下倾斜。上述熔化腔208的上壁208b有一装在其上的加热炉210，预热腔209的上壁209a有一开在炉体内的排出孔211用于排出燃烧排气，上述排出孔211有一连在其孔上的排出管212。

熔渣冷却腔206的上壁在相对于熔渣排出口205位置处装有一辅助加热炉213，该辅助助加热炉213连接的位置使其直接对着排出口205和排放的熔渣C。

此外，上述尾气排出管212有一连在其上的预热器214。风机215输出的助燃空气由预热器214进行预热，该预热助燃空气通过空气输送管216A和216B输入到加热炉210和辅助加热炉213。

在上述布置中，在装灰漏斗203内的焚化灰由推出装置204从预热腔209推入到熔化腔204，在此时，焚化灰A由从对着上述焚化灰的二个加热炉210和213流出的燃烧排气B进行预热。

预热的焚化灰A则由加热炉210熔化成熔渣C，该熔渣从排出口205掉入在熔渣冷却腔206内的冷却槽207，在冷却槽内，熔渣冷却和固化变成颗粒状渣D。

在此时，熔渣C被辅助加热炉213加热，这就能防止熔渣降温不会太低而粘附在排出口205上，因此就不会堵死排出口205。再则，在熔化腔208和预热腔209内，由于来自加热炉210和辅助加炉213的燃烧排气B流入预热腔208，就不会有未熔化灰流入熔渣冷却腔206且粘附在熔渣表面的未熔化灰一起被辅助加热炉213加热和熔化，因此未熔化灰，即未燃尽物质不会包含在颗粒状渣内，这样就能获得优质的颗粒渣。

根据本发明第上实施例的布置，由于来自熔化腔穿过排出口传到熔渣冷却腔的熔渣由辅助加热炉加热，这就防止了熔渣粘附在排出口周边而堵死排出口。

所有来自辅助加热炉和加热炉的燃烧排气通过对着焚化灰流的预热腔流入尾气排出管，这样燃烧尾气的热量就能有效地利用，因此熔灰炉的运行成本降低且可防止未熔化灰流入熔渣冷却腔。

由于粘附到熔渣表面的未熔化灰被辅助加热炉熔化，通过冷却熔渣所获得的颗粒渣内所含未燃尽物质的比例减到最少，因此颗粒渣质量得到改进且可增强灰渣的再利用率。

所有必要的管道布置只包含用于加热炉和辅助加热炉的管道和尾气排气管，这样就能简化管道布置。

由于熔渣的排出口开在熔化腔的横向壁，最高温的火焰可加热排出口，也加热流出排出口的熔渣，结果使熔渣不会堵死排出口。

Claims

1.一个由加热炉加热和熔化灰的熔灰炉，有一炉体，炉体的一端开有进灰孔，而炉体的另一端开有熔化灰的排出口，上述炉体底壁从一端到另一端是倾斜的，在一端的底壁上方形成一灰预热腔，在另一端的底壁上方形成一熔化腔并有一加热炉装在炉体的上区，其特征在于，一燃烧排气的排出口开在与炉体一端端壁隔开一距离位置的预热腔上。

2.根据权利要求1所述的熔灰炉，其特征在于一收缩的连通空间设置在上述预置在上述预热腔和上述熔化腔之间。

3.一个由加热炉加热和熔化灰的熔灰炉，有一炉体，炉体的一端开有进灰孔，而炉体的另一端开有熔化灰的排出口，上述炉体底壁从一端到另一端是倾斜的，在一端的底壁上方形成一灰预热腔，在另一端底壁上方形成一熔化腔并有一加热炉装在炉体上区内，其特征在于多个灰推出装置安置在上述炉体的宽度方向，各推出装置在灰的输送方向相互平行延伸，上述熔化腔底壁的横截面是凹的，上述中间一个推出装置运行速度比相对二侧的推出装置运行速度快。

4.一个由加热炉加热和熔化灰的熔灰炉，有一炉体，炉体的一端开有进灰孔，而炉体的另一端开有熔化灰的排出口，上述炉体底壁从一端到另一端是倾斜的，在一端的底壁上方形成一灰预热腔，在另一端底壁上方形成一熔化腔并有一中热炉装在炉体上区内，其特征在于一装灰漏斗与进灰孔相通，一推出装置适于从上述进灰孔推进入炉体内并从炉体内缩回以便把装灰漏斗内的灰从进灰孔推出并进入预热腔，至少预热腔的上述底壁部分形成一冷却件。

5.一个由加热炉加热和熔化灰的熔灰炉，有一炉体，炉体一端开有进灰孔，炉体另一端穿过一熔灰排出口设有一熔渣冷却腔，一装灰漏斗连到上述进灰孔，在一端，上述炉体形成一预热腔，在另一端，上述炉体形成一熔化腔并装有一加热炉，其特征在于，排出孔开在端壁上，该端壁可以是垂直的或以一预定角倾斜，排出口可以是圆形、椭圆形或菱形。

6.一个由加热炉加热和熔化灰的熔灰炉有一炉体，炉体在一端有一进灰孔，在另一端有一穿过熔化灰排出口的熔渣冷却腔，一装灰漏斗连到上述进灰孔，在上述炉体的一端形成一预热腔，在上述炉体的另一端形成熔化腔和加热炉，以及一辅助加热炉则装在上述熔渣冷却腔内，在该位置就可使辅助加热炉适于加热上述熔化的灰。