CN1265119C - 垃圾焚化方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种垃圾焚烧方法和装置。本发明涉及一种垃圾焚烧方法和用于该方法的装置，其中，使用其中具有耐高温螺旋烟道(117)、并装备有用于加热烟道的加热装置和温度传感器(128)的燃烧炉(111)，通过控制空气的供给量和加热装置的温度而将烟道内部的温度保持在高温的同时，将由垃圾燃烧产生的排放烟气通过烟道以完全燃烧，从而完全消除排放烟气，本方法和装置适合用作可燃垃圾的焚烧方法和焚烧装置。

Description

垃圾焚化方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种新颖的垃圾焚化方法，该方法通过向烟道结构附加装置并在高温下处理排放烟气来抑制诸如二噁英的有害物质的排放，还涉及使用该方法的垃圾焚化装置。

背景技术

直至今日，已知一种代表性的用于焚化垃圾的装置，该装置的截面如图2所示。

在图2中，从投入口5，5’供给到燃烧炉1的燃烧腔2的可燃垃圾与从空气吸入口11进给的空气混合以便燃烧，产生的燃烧灰烬经过罩3的折边部分4，并集聚在燃烧炉的底部，以便从排出门6，6’排出。

在另一方面，由于燃烧产生的排放烟气经过在罩3上形成的数目众多的窗口7进给到加热腔8内，并在那里由燃烧器9加热。经过燃烧后，排放烟气经过烟囱件10。随后，在被冷却管12冷却之后，由于排放风扇13的作用，排放烟气被排放到装置的外部。

但是，在前面描述的方法之中，不可避免的，由于相关垃圾的种类不同、含水量不同和燃烧条件的不同，因此燃烧温度是波动的。结果，不可能完全燃烧排放的烟气并使其无烟。而且，为使已构成社会问题的有害物质一二噁英完全热分解，需要使用1400℃甚至更高的高温。但是，在现有技术的方法中，难于获得这种高温，由此，不可能避免由内含二噁英的排放烟气造成的环境污染。

发明内容

本发明是针对前述问题提出的，本发明的目的是提供一种新颖的垃圾焚化方法，其中当进行可燃垃圾的燃烧时，可使产生的排放烟气无烟，并由此抑制环境污染；另外提供一种实现该方法的焚化装置。

为了研发一种能使垃圾高效燃烧并且又不伴有有害排放烟气的方法，本发明申请的发明者进行了深入的研究。结果，发明者提出了一种方法，即通过采用燃烧热来干燥有关垃圾，随后使该垃圾燃烧，并且使由此产生的排放烟气经过具有长管道的烟道，在通道内将排放烟气加热到1400℃甚至更高，由此实现烟气的完全燃烧。通过这种方法，发明者发现产生的排放烟气是不含诸如二噁英等有害物质的烟气，基于这种认识，发明者实现了本发明。

换句话说，本发明提供一种垃圾焚烧方法，其中包括如下步骤：当焚烧垃圾时，使用其中具有耐高温螺旋烟道、并装备有用于加热烟道的外部加热装置和温度传感器的燃烧炉，控制空气的供给量和外部加热装置的温度，由此将烟道内部的温度保持在1400℃至1600℃的范围内，在将所述温度保持在所述值的同时，燃烧垃圾，将由垃圾燃烧产生的排放烟气通过烟道以完全燃烧，从而使该排放烟气无烟。本发明还提供一种垃圾焚烧装置，其中包括：

(a)燃烧炉主体，包括耐热的圆筒形件，所述圆筒形件的上部和下部的形状近似截头圆锥，其中上部形成了干燥腔，而下部形成了燃烧腔；

(b)烟囱件，以相对于燃烧炉的底部和顶部开口的方式设置在燃烧炉中，烟囱件由用耐高温材料制成的螺旋形管构成；

(c)安装到烟囱件上的加热器，用于提高所述烟囱件的内部温度；

(d)用于测量所述烟囱件内部的温度的温度传感器；和

(e)控制装置，用于根据由温度传感器获得的温度信息来调整供给到燃烧炉内的空气量和加热器的温度。

附图说明

图1是示出根据本发明的垃圾焚烧装置结构的实例的截面图；

图2是示出传统垃圾焚烧装置结构的实例的截面图。

具体实施方式

下面，参照附图详细描述本发明。

图1是示出根据本发明的垃圾焚烧装置结构的实例的截面图。该装置主要由燃烧炉主体111和烟道117构成，燃烧炉主体111包括耐热的圆筒形件，圆筒形件的上部和下部都形成类似截头圆锥的形状，烟道117包括容纳在主体111内的螺旋形的管。

并且，所述燃烧炉主体111被烟气收集罩114分成干燥腔112和燃烧腔113，干燥腔112包括上截头圆锥部，燃烧腔113包括倒置的下截头圆锥部。两个腔通过打开和关闭分隔门115而能够彼此连通。在这里所示的燃烧炉的情况下，燃烧炉主体111由耐火材料制成。

如图所示，前面提到的烟气收集罩114优选地形成为双壁结构。来自外部的空气流过内部，并且通过该措施，在空气和由于燃烧产生的排放烟气之间进行热交换。温度被提高的空气通过安装到烟气收集罩114的带孔管116供给到燃烧腔113中，以促进燃烧。但是，烟气收集罩114也可以设置成单壁的结构。

在另一方面，容纳在燃烧炉主体111中的烟道，例如，烟囱件117包括螺旋管。烟囱件117设置成其各对应端部相对于燃烧炉主体111的顶部和底部开口。在图中，尽管所述螺旋管是设置在竖直方向的，但是如果需要，该螺旋管也可以设置成水平方向或倾斜方向，或者既有水平方向的部分，又有倾斜方向的部分。

由于在高温下被加热，烟道117需要由耐高温材料制成，例如，在1400℃甚至更高的温度下具有稳定性的金属，合金，或者陶瓷。合适的金属有钛，锆，和铂；合适的合金有镍基超耐热合金，合适的陶瓷有矾土，氧化锆，高铝红柱石陶瓷，碳化硅，氮化硅，硅铝氧氮聚合材料(sialon)等。没有必要令烟道的整体都用各种耐高温材料制造，而仅需要令烟道的与排放烟气接触的内侧部分用耐高温材料制造。

在本发明中，需要为烟道117配备加热装置，以加热经过烟道117的排放烟气。该加热装置优选的是如下类型的加热装置，其中电加热丝围绕螺旋管缠绕，或者是其中烟道117的内部在不导电的基底上加热，但是，如果需要，也可以采用通过使用燃烧器从外部加热的系统。在图中示出的变压器129用作在使用电加热装置情况下的电加热控制器。

为了提高通过烟道117的排放烟气的热效率，该烟道117被反射材料壁118环绕和包围，由此形成加热腔119。该反射材料壁118使得热辐射集中到烟道117中，由此减少供给能量的损失。尽管并非总是必要，但是优选的是，在反射材料壁118的外侧还设置有隔板壁120。而且，在隔板壁120和反射材料壁118之间的间隙121中，还从其上侧、沿着烟气收集罩114的下侧引入或导入由于燃烧产生的排放烟气，由此利用该热量来加热加热腔119，以进一步提高烟道117的温度。

在所述反射材料壁118的顶部和底部形成的通气孔分别形成如下结构，其中通气孔的直径是可变的，由此可调节位于反射材料壁118外侧的排放烟气的温度，由此能够对烟道中排放烟气的燃烧速度进行控制。在这种情况下，还能关闭所有通气孔并使内部进入真空状态。

为了增加或减少空气量并控制燃烧炉的燃烧状态，开闭阀门123被装备到形成在烟气收集罩114的顶部的空气吸入口122上。

在前述装置中，由于燃烧腔113具有近似倒截头圆锥结构的壁表面，则当燃烧火焰沿着倾斜表面向上运动时，燃烧腔113是逐渐被加热的，而且使得燃烧进一步发展，同时在另一方面，燃烧产生的灰烬沿倾斜表面滑落，简单地集聚在底表面上。由此，可以提高燃烧速度，并能很容易地实现燃烧灰烬的收集。

而且，用于促进燃烧灰烬滑落的倾斜表面，例如图1中的倾斜壁124，可以单独地设置。对于该倾斜的表面，可以装备震动器，震动器对倾斜壁施加震动或冲击，由此能够调整被收集的燃烧灰烬的量，同时，还可以将粉碎不可燃材料的辊子设置在燃烧腔113中，由此提高焚烧速度。

而且，如果需要，还可以在燃烧腔113的底部设置燃烧灰烬取出口125。通过该取出口125，燃烧灰烬可以通过水平螺杆传送器126排出。在这种情况下，为了避免外部的冷空气进入燃烧腔113，优选的是，在即将移动和排出积聚的燃烧灰烬之前，停止水平螺杆传送器126的操作，并将操作切换到竖直螺杆传送器127。而且，为了使积聚的燃烧灰烬破碎成细小颗粒，还可以在螺杆传送器的螺旋外周部分设置刀片，或在内表面上提供突出部分。

在本发明中，为了去除在排放烟气中的诸如二噁英的有害物质，需要将排放烟气保持在温度高达1400℃至1600℃的烟道中。这通过如下方式实现，即在通过增加和减少通过调节阀131引入的空气量的同时，将设置在燃烧炉的合适位置上的温度传感器128与加热烟道的加热装置连锁，以全时控制烟道内的温度。尽管优选的是将温度传感器128设置在尽可能接近烟道的位置，但温度传感器128也可设置在燃烧炉主体111的壁表面上。如果借助计算机，则利用来自温度传感器128的信息对烟道内的温度进行的调整、以及对引入的空气量进行的调整将变得方便。

另，附图标记130指代垃圾投入口。

工业实用性

根据本发明，通过将烟道的温度保持在高温下并加长烟道的长度，由此高效地处理排放烟气，则能实现不排放诸如二噁英的有害物质的垃圾焚烧。而且，通过有效利用由热辐射和燃烧产生的排放烟气的热量，则能降低用于加热烟道的热能。

由此，本发明适合用作可燃垃圾焚烧方法和焚烧装置。

Claims (7)

1.一种垃圾焚烧方法，包括如下步骤：当焚烧垃圾时，使用其中具有耐高温螺旋烟道、并装备有用于加热所述烟道的外部加热装置和温度传感器的燃烧炉，控制空气的供给量和所述外部加热装置的温度，由此将所述烟道内部的温度保持在1400℃至1600℃的范围内，在将所述温度保持在所述值的同时，燃烧垃圾，将由所述垃圾燃烧产生的排放烟气通过烟道以完全燃烧，从而使烟气无烟。

2.一种垃圾焚烧装置，包括：

(a)燃烧炉主体(111)，包括耐热的圆筒形件，所述圆筒形件的上部和下部的形状近似截头圆锥，其中上部形成了干燥腔(112)，而下部形成了燃烧腔(113)；

(b)烟囱件(117)，以相对于燃烧炉的底部和顶部开口的方式设置在所述燃烧炉中，烟囱件由用耐高温材料制成的螺旋形管构成；

(c)安装到所述烟囱件上的加热器，用于提高所述烟囱件的内部温度；

(d)用于测量所述烟囱件内部的温度的温度传感器；和

(e)控制装置，用于根据由温度传感器获得的温度信息来调整供给到所述燃烧炉内的空气量和所述加热器的温度。

3.根据权利要求2所述的垃圾焚烧装置，其特征在于，所述烟囱件被热反射壁件(118)环绕和包围。

4.根据权利要求2所述的垃圾焚烧装置，其特征在于，烟气收集罩(114)设置在所述燃烧炉主体和所述烟囱件之间。

5.根据权利要求4所述的垃圾焚烧装置，其特征在于，所述烟气收集罩为双壁结构，来自外部的空气流过两个壁之间以实现热交换。

6.根据权利要求5所述的垃圾焚烧装置，其特征在于，将被加热的空气引入所述燃烧腔的带孔管(116)安装在所述烟气收集罩上。

7.根据权利要求2所述的垃圾焚烧装置，其特征在于，所述燃烧腔形成为与燃烧炉主体分离的近似漏斗的结构，由此当燃烧火焰沿倾斜表面上升时，所述燃烧部分则更容易被逐渐加热，并且由于燃烧产生的灰烬则更容易滑落，以便于灰烬的收集。