CN1971138A - 焚化装置及包括该焚化装置的锅炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及利用木柴有效焚化废石油化学物，从而减少二噁英产生的焚化装置及锅炉。所述焚化装置包括：熔融气化室，其具有投入废石油化学物的废物投入口、供给空气的第1空气供给口及排出废石油化学物气化而成的气体的第1气体排出口；燃烧室，其具有投入木柴的木柴投入口、形成于木柴堆积燃烧的底部且用于流入第1气体排出口排出的废石油化学物气体的气体引入口、供给空气的第2空气供给口及排出木柴和废石油化学物气体燃烧产生的燃气的第2气体排出口；燃烧室位于熔融气化室上方，燃烧室内燃烧产生的热量供给到熔融气化室生成废石油化学物气体，废石油化学物气体通过气体引入口引导到燃烧室内燃烧的木柴上燃烧。

Description

焚化装置及包括该焚化装置的锅炉
【技术领域】
本发明涉及焚化装置及锅炉，具体地说涉及利用木柴有效焚化废石油化学物，从而减少二恶英的产生的焚化装置及锅炉。
【背景技术】
人们一直持续着如何对生活/工业废物不进行掩埋，在不污染环境的前提下进行焚烧的方法研究。特别是，进行了关于代表性环境污染物质二恶英的产生原因以及与其相对应的如何减少二恶英生成的研究。
研究表明，二恶英与燃烧室内不完全燃烧有密切关系。为了防止废物的不完全燃烧，i)应确保较高的燃气温度，使其进行充分氧化反应；ii)应确保燃气滞留在高温区域的充分时间，从而确保充分的氧化反应时间，使其进行充分的热分解，即氧化；iii)应确保燃料或未燃气体与空气充分混合(Turbulence)，使其与活性氧充分接触。即，要确保燃烧温度的稳定性和进行充分的氧化反应的运转温度。
为强化上述功能，工业废物焚化装置及利用此焚化装置的锅炉使用的以往燃烧室在燃烧空气的注入位置附近形成有突出部分，具有保证滞留时间及充分混合的结构。但是，以往的燃烧室不具有确保较高燃气温度的有效装置。
【发明内容】
本发明目的是提供能够确保较高的燃气温度，使其具有充分的氧化反应时间并充分混合，从而能够完全燃烧废石油化学物的焚化装置及锅炉。
为实现上述目的而提出的本发明的焚化装置，其特征是，上述焚化装置包括：熔融气化室，该熔融气化室具有投入废石油化学物的废物投入口、供给空气的第1空气供给口、以及排出上述废石油化学物气化而成的气体的第1气体排出口；燃烧室，该燃烧室具有投入木柴的木柴投入口、形成于木柴堆积燃烧的底部且用于使从上述第1气体排出口排出的上述废石油化学物气体流入的气体引入口、供给空气的第2空气供给口、以及排出上述木柴和废石油化学物气体燃烧产生的燃烧气的第2气体排出口；其中，上述燃烧室位于熔融气化室上方，将上述燃烧室内燃烧引起的热量供给到熔融气化室生成废石油化学物气体，废石油化学物气体通过上述气体引入口引导到燃烧室内燃烧的木柴上燃烧。上述燃烧室底部呈漏斗状，上述燃烧室底部凹陷的末端形成有向下凸出的下方燃烧室，上述下方燃烧室的底部又形成有气体引入口。或者，上述燃烧室底部呈漏斗状，上述燃烧室底部末端形成有气体引入口。此外，上述焚化装置还包括粉尘阻隔燃烧网，粉尘阻隔燃烧网作为通过燃烧气的细微的网，位于第2气体排出口处，在燃烧室的燃烧下加热成高温，以使通过的燃气燃烧。
本发明涉及的锅炉，其特征是，包括上述焚化装置，此外，还包括储存水的热水池以及发热系统烟道，上述发热系统烟道连接于上述第2气体排出口并贯通上述热水池，以使从上述第2气体排出口排出的燃气与上述热水池储存的水进行热交换，从而急速冷却。
此外，本发明涉及的锅炉还包括：烟道，所述烟道从上述发热系统烟道延伸形成；冷却系统烟道，所述冷却系统烟道从上述烟道延伸形成，并至少在内部或外部形成有能够流过冷却水的管道；冷却水吐出管，所述冷却水吐出管向上述冷却系统烟道供给冷却水；自动阀，所述自动阀设置于上述冷却水吐出管上；温度传感器，其用于测量贯通上述冷却系统烟道的燃气温度；控制部，其控制上述自动阀，以使上述温度传感器的测定温度为规定临界温度以下；以及高温送风机，其将上述冷却系统烟道的尾气提供给外部热地铺。
另外，本发明的锅炉包括：烟道，其从上述发热系统烟道延伸形成，并能够与上述燃烧室进行热交换；冷却系统烟道，所述冷却系统烟道从上述烟道延伸形成，并至少在内部或外部形成有能够流过冷却水的管道；冷却水吐出管，其向上述冷却系统烟道供给冷却水；自动阀，其设置于上述冷却水吐出管上；温度传感器，其用于测量贯通上述冷却系统烟道的燃气温度；控制部，其控制上述自动阀，以使上述温度传感器测定的燃气温度为规定临界温度以下。
此外，本发明的锅炉包括：冷却系统烟道，其从上述发热系统烟道延伸形成，并安装有向贯通的燃气喷射冷却水的喷射阀；温度传感器，其用于测定贯通上述冷却系统烟道的燃气温度；控制部，其控制喷射阀，以使上述温度传感器测定的燃气温度为规定临界温度以下。
【附图说明】
图1是本发明实施例涉及的锅炉的上部平面示意图。
图2是沿图1所示A-A’剖开的锅炉的剖面示意图。
图3是沿图1所示B-B’剖开的锅炉的剖面示意图。
图4是与本发明实施例涉及的锅炉连接的火炕及水路的剖面示意图。
<附图符号说明>
1：本体，2：燃烧室，3：空气供给管，4：粉尘阻隔燃烧网，5：下方燃烧室，6：木柴自动投入装置，7：气体供给管，8：热水池，9：发热系统烟道，10：冷却系统烟道，11：熔融气化室，12：废石油化学制品投入口，13：熔融气化室空气供给管，14：废油供给管，15：二次排出口，16：循环水引入管，17：循环水吐出管，18：铜线圈管，19：电热线，20：高温送风机，21：烟道，22：温度传感器，23：自动阀，24：冷却水吐出管，25：火炕，26：火炕下方烟道，27：水路，28：排水管，29：烟囱。
【具体实施方式】
下面参照附图对本发明实施例进行详细说明。
图1是本发明实施例涉及的包括焚化装置的锅炉的上部平面示意图，图2是沿图1所示A-A’剖开的锅炉的剖面示意图，图3是沿图1所示B-B’剖开的锅炉的剖面示意图。
如图1至图3所示，本发明的锅炉在本体1前面形成有可开关的门31，本体1内部中央形成有燃烧室2。
燃烧室2内部下方形成有能够充分供给燃烧所需空气的空气供给管3，燃烧室2内部中央下方形成有促进熔融气化室内废石油化学制品熔融气化并燃烧此时产生的气体的下方燃烧室5。燃烧室2内部中央上方形成有由特殊合金(铁铬合金等)制作的细微网状的粉尘阻隔燃烧网4。粉尘阻隔燃烧网4在燃烧室2内木柴的燃烧下加热到1000℃以上，对不完全燃烧的粉尘及不完全燃烧气体进行再次燃烧，并排出到烟道。
粉尘阻隔燃烧网4两旁设置有能够持续投入一定量木柴的木柴自动投入装置6，本体1中央上方形成有由导热性很好的铜板制成的发热系统烟道9，并与燃烧室外部烟道连接，而粉尘阻隔燃烧网4则设置于发热系统烟道9的入口处。
本体1下方形成有熔融气化室11，熔融气化室11形成有投入废石油化学制品的投入口12和废油供给管14。熔融气化室11内形成有熔融气化室空气供给管13，熔融气化室11和下方燃烧室5通过气体供给管7相连，从此掉落的灰烬将排出到2次排出口15。
燃烧室2上方和旁边形成有热水池8，能够对燃烧室2的热进行有效畜热，在1000℃以上的高温下也能够保护燃烧室2的壁面。热水池8内的热水温度上升到一定温度以上后，将供给到住宅的热地铺设置的暖房管道，为此还形成有热水循环用引入管16以及吐出管17。热水池8上方形成有用于生成不循环的干净热水的铜线圈管18，能够供给饮用以及沐浴用热水。考虑到季节影响，在急需更高温度热水时，可以利用电热线19进一步提高热水温度。
烟道21的入口部分形成有冷却系统烟道10，它的作用是在燃烧室温度很高，燃气通过发热系统烟道9后温度仍为规定临界温度以上时，通过热交换降低燃气的温度。为使热交换急速进行，冷却系统烟道10使用导热性好的铜管，并在其内部也用导热性好的铜板形成风扇状。
冷却系统烟道10的入口连接有供给冷却水的冷却水吐出管24，下方排气口形成有高温送风机20。高温送风机20前方设置有温度传感器22，能够测定冷却系统烟道10排出的尾气温度，并将温度传感器22测定的温度输入到控制部30。
控制部30可以使用微型控制器(micro controller)等实现，并与设置于冷却水吐出管24上的自动阀23相连。控制部30在温度传感器22测定的温度超过规定临界温度时，控制自动阀23供给冷却水，从而将尾气温度冷却到临界温度以下。
图1至图3公示的熔融气化室11形成有废油供给管14以及废石油化学制品投入口12，作为投入废石油化学物的废物投入口，而且形成有气体供给管7的流入口，作为排出废石油化学物的气体的第1气体排出口。在这里，废石油化学物包括家庭用或工业用乙烯树脂、塑料、聚酯塑料瓶、废油等。
燃烧室2形成有气体供给管7的排出口，作为使从第1气体排出口排出的废石油化学物气体流入的气体引入口，并且形成有空气供给管3，作为空气供给口。
下面对图1至图3所示的锅炉的运转情况进行详细说明。
向熔融气化室11的投入口12和废油供给管14投入废石油化学制品，通过木柴自动投入装置6向燃烧室2投入木柴，然后通过本体1前面的门31对木柴点火。
通过空气供给管3向燃烧室2供给空气并燃烧木柴，使燃烧室2的温度升到1000℃以上，急剧加热粉尘阻隔燃烧网4。
在这样高温的燃烧状态下，下方燃烧室5以及熔融气化室11的温度也会上升，使投入到熔融气化室11的废石油化学物熔融，并产生气体。
此外，随着木柴在燃烧室2中燃烧，会生成木炭等中间物质，堆积于下方燃烧室5，同时通过气体供给管7掉落到熔融气化室11。通过空气供给管13向熔融气化室11供给空气时，废石油化学物就会着火，产生更多的气体。
该气体通过气体供给管7供给到燃烧中的下方燃烧室5。由于燃烧室2成漏斗状，所有火势向下方燃烧室5集中，因此废石油化学物的气体将被引导到燃烧着的木柴，在接近完全燃烧的状态下燃烧。这样，二恶英就会几乎完全分解，燃烧室的火势则更加旺盛。
接着，燃烧室2中产生的高温燃气由于通过加热到1000℃以上的粉尘阻隔燃烧网4，所以部分未完全燃烧的粉尘和燃气就会在粉尘阻隔燃烧网4再次燃烧，从而使二恶英等环境污染物质完全燃烧。
通过粉尘阻隔燃烧网4的高温燃气在通过发热系统烟道9时，会瞬间将热量传递给热水池8，从而转变为低温气体。
此时，如果低温气体在通过设置于高温送风机20入口的温度传感器22时测定的温度为临界温度(200℃)以上，则控制部30就会控制设置于冷却水吐出管24上的自动阀23，向冷却系统烟道10供给冷却水。这样，使得贯通烟道的燃气温度降到临界温度以下，并通过高温送风机20供给到外部热地铺。
这里，临界温度设定为能够再合成二恶英的温度中最低的温度，具体设定为200℃以下至150℃。
上述实施例中，虽然发热系统烟道9对燃气进行冷却，但为了防止从发热系统烟道9到达冷却系统烟道10期间，出现能够再合成二恶英的温度，使这一区间与燃烧室2进行热交换以维持高温。
此外，也可以在烟道内部以及外部流过冷却水，或喷射冷却水使其混入气体中，从而使贯通冷却系统烟道10的燃气温度为临界温度以下。
从上述实施例可知，通过本发明的熔融气化室11、下方燃烧室5以及燃烧室2等机械装置，能够完全燃烧废石油化学物。即，通过燃烧室2以及下方燃烧室5的燃烧热，使熔融气化室11的废石油化学物与空气一起1次燃烧，熔融并气化，下方燃烧室5提供的木炭等中间物质(燃烧过程中产生的物质)将会促进熔融气化室11中的熔融气化过程。
此外，熔融气化室11只具有1个气体排出口，通过这个气体排出口将所有废石油化学物气体引导到燃烧室2的木柴，因此所有废石油化学物气体在高温的木柴上进行2次完全燃烧。接着，通过燃烧室2的气体排出口处设置的粉尘阻隔燃烧网4，将废石油化学物气体进行3次燃烧，以确保粉尘及废石油化学物完全燃烧。
在再合成二恶英过程中起催化剂作用的粉尘被细微的网滤去并燃烧，而且通过发热系统烟道9和/或冷却系统烟道10，能够急速冷却到可再合成二恶英的温度以下，因此能够有效防止二恶英的再合成。
图4是与本发明实施例涉及的锅炉连接的火炕及水路的剖面示意图。
如图4所示，上方形成有火炕25，火炕25下方形成有通向四方的火炕下方烟道26，火炕下方烟道26底部的边缘形成有水路27及排水管28。上述锅炉的高温送风机20与火炕下方烟道26连接，并形成有用于排出加热火炕后的尾气的烟囱29。
通过锅炉的高温送风机20供给到火炕下方烟道26的尾气和热水用于加热火炕，热水在火炕下方烟道26底部变凉，起到火炕25的加热及地板冷空气的阻断作用，水通过火炕下方烟道26底部边缘形成的水路27及排水管28向外排出，加热火炕25后的尾气则通过烟囱29排出。
【发明效果】
如上所述，本发明能够完全燃烧废石油化学物，有效防止二恶英的产生，从而提供能够有效防止二恶英再合成的装置。

Claims (10)

1、一种焚化装置，其特征是，所述焚化装置包括：熔融气化室，所述熔融气化室具有用于投入废石油化学物的废物投入口、用于供给空气的第1空气供给口、以及用于排出所述废石油化学物气化而成的气体的第1气体排出口；燃烧室，所述燃烧室具有用于投入木柴的木柴投入口、形成于所述木柴堆积燃烧的底部且用于使从所述第1气体排出口排出的所述废石油化学物气体流入的气体引入口、用于供给空气的第2空气供给口、以及用于排出所述木柴和废石油化学物气体燃烧产生的燃气的第2气体排出口；其中，所述燃烧室位于所述熔融气化室上方，所述熔融气化室吸收所述燃烧室内燃烧产生的热量后生成所述废石油化学物气体，所述废石油化学物气体通过所述气体引入口引导到所述燃烧室内燃烧的木柴上进行燃烧。
2、如权利要求1所述的焚化装置，其特征是，所述燃烧室的底部呈漏斗状，所述燃烧室底部凹陷的末端形成有向下凸出的下方燃烧室，所述下方燃烧室的底部形成有所述气体引入口。
3、如权利要求1所述的焚化装置，其特征是，所述燃烧室的底部呈漏斗状，所述燃烧室底部末端形成有所述气体引入口。
4、如权利要求1至3中任意一项所述的焚化装置，其特征是，所述焚化装置还包括粉尘阻隔燃烧网，所述粉尘阻隔燃烧网作为通过燃烧气的细微的网，位于所述第2气体排出口处，并在所述燃烧室的燃烧下加热成高温，以使通过的燃气燃烧。
5、一种锅炉，其特征是，所述锅炉包括权利要求1至4中任意一项所述的焚化装置。
6、如权利要求5所述的锅炉，其特征是，所述锅炉还包括用于储存水的热水池以及发热系统烟道，所述发热系统烟道连接于所述第2气体排出口并贯通所述热水池，以使从所述第2气体排出口排出的燃气与所述热水池内储存的水进行热交换，从而急速冷却。
7、如权利要求6所述的锅炉，其特征是，所述锅炉包括：烟道，所述烟道从所述发热系统烟道延伸形成；冷却系统烟道，所述冷却系统烟道从所述烟道延伸形成，并至少在内部或外部形成有能够流过冷却水的管道；冷却水吐出管，所述冷却水吐出管用于向所述冷却系统烟道供给所述冷却水；自动阀，所述自动阀设置于所述冷却水吐出管上；温度传感器，所述温度传感器用于测量贯通所述冷却系统烟道的燃气温度；控制部，所述控制部控制所述自动阀，以使所述温度传感器的测定温度为规定临界温度以下。
8、如权利要求7所述的锅炉，其特征是，所述锅炉还包括用于将所述冷却系统烟道的尾气提供给外部热地铺的高温送风机。
9、如权利要求6所述的锅炉，其特征是，所述锅炉包括：烟道，所述烟道从所述发热系统烟道延伸形成，并能够与所述燃烧室进行热交换；冷却系统烟道，所述冷却系统烟道从所述烟道延伸形成，并至少在内部或外部形成有能够流过冷却水的管道；冷却水吐出管，所述冷却水吐出管用于向所述冷却系统烟道供给所述冷却水；自动阀，所述自动阀设置于所述冷却水吐出管上；温度传感器，所述温度传感器用于测量贯通所述冷却系统烟道的燃气温度；控制部，所述控制部控制所述自动阀，以使所述温度传感器测定的所述燃气温度为规定临界温度以下。
10、如权利要求6所述的锅炉，其特征是，所述锅炉包括：冷却系统烟道，所述冷却系统烟道从所述发热系统烟道延伸形成，并安装有用于向贯通的燃气喷射冷却水的喷射阀；温度传感器，所述温度传感器用于测定贯通所述冷却系统烟道的燃气温度；控制部，所述控制部控制所述喷射阀，以使所述温度传感器测定的燃气温度为规定临界温度以下。
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