CN201621706U - 三段回转式燃烧炉 - Google Patents

Abstract

三段回转式燃烧炉，其特征是：在炉壳(10)中砌筑有炉衬(30)和中空炉排(20)；中空炉排(20)的外侧端与炉壳(10)的内表面接触，其里侧端上具有若干出气孔(22)将中空通道(21)与炉膛(12)连通；中空通道(21)又与炉壳(10)上的进气孔(11)、右进气孔(11A)相通。炉壳(10)中的炉膛(12)包括第一燃烧室(12A)、第二燃烧室(12B)和第三燃烧室(12C)，在第一燃烧室和第二燃烧室中，具有中空炉排(20)，中空通道(21)在第一燃烧室(12A)与第二燃烧室(12B)之间是隔开的。本燃烧炉能将生活垃圾彻底燃烧，除去燃烧气体中的二恶英等有害物，用本燃烧炉一台可代替现有的卧式回转炉和立式回转炉，投资低，环保效果好。本燃烧炉适于用气化-焚烧合成气方法进行的燃烧。

Description

三段回转式燃烧炉

技术领域

本发明涉及一种燃烧炉，特别是一种三段回转式燃烧炉。

背景技术

现有的焚烧炉的炉排形式为钢筋条炉排、链条炉排、风帽式沸腾炉排、机械往复炉排和滚筒炉排几种形式，带有这些炉排的焚烧炉有一个缺点，即不能完全焚烧城市生活垃圾，例如有机废水压滤而成的渣或其它生活垃圾的渣，该渣经烘干焚烧后，其颗粒很细小，未燃烧的废水渣将漏落到炉渣中造成污染。另外，燃烧气体中的二恶英等有害物不易去除。一种改进的燃烧方法，是由2段回转炉进行燃烧，设备由卧式回转炉和立式回转炉组成，第一段采用卧式回转炉进行为缺氧焚烧，加热时没有明火，炉膛温度≤600℃，使其产生可燃性气体；第二段采用立式回转炉，接受来自卧式回转炉的≤600℃的可燃性气体和碳化的垃圾，进行明火焚烧，温度可达1350℃。这种燃烧方法称为气化-焚烧合成气方法，较为先进，能将城市生活垃圾完全燃烧，显著减少污染。气化-焚烧合成气方法已被CDM执行理事会所接受，采用该法的垃圾焚烧工程可注册为CDM项目，应用AM0025《方法学》的基准线。

上述燃烧方法虽能解决燃烧污染问题，但采用2台设备，还需要输送≤600℃的可燃性气体和碳化的垃圾的设备。投资、运行费用巨大。

发明内容

本发明的目的是提供一种三段回转式燃烧炉及燃烧方法，它能解决上述的不足，能将焚烧城市生活垃圾彻底燃烧，以解决环境污染的问题，只用一台三段回转式燃烧炉即可将城市生活垃圾彻底燃烧，代替现有技术中的2台设备及输送≤600℃的可燃性气体和碳化的垃圾的设备；

极大地降低投资、改善环境卫生，不会有二恶英及未燃烧的废水渣造成污染。本发明特别适用于采用先进的气化-焚烧合成气法来处理垃圾。

本发明的目的是按如下的技术方案实现的。本发明是三段回转式燃烧炉，包括炉壳，其特征是：在所述的炉壳中砌筑有炉衬和中空炉排；所述的中空炉排为带有中空通道的炉排，中空炉排的外侧端与炉壳的内表面接触，其里侧端上具有若干出气孔将所述的中空通道与炉膛连通；所述的中空通道又与炉壳上的进气孔、右进气孔相通。

所述的中空炉排由若干炉排砖构成，所述的炉排砖带有通道，炉排砖的里侧端表面具有出气孔与所述的通道相通，各所述的炉排砖的外侧表面沿炉壳内表面的轴向砌筑，形成带有中空通道和出气孔的中空炉排。

所述的炉排砖由2件炉排元构成。

所述的炉壳中的炉膛包括第一燃烧室、第二燃烧室和第三燃烧室，三个燃烧室从前到后依次排列相通，在第一燃烧室和第二燃烧室中，具有所述的中空炉排，所述的中空炉排内的中空通道在第一燃烧室与第二燃烧室之间是隔开的。

在第一燃烧室、第二燃烧室的布有进气孔、右进气孔处的相应中空炉排处，在相应的炉衬的外表面上，具有通气沟槽，各通气沟槽分别与进气孔、右进气孔相通；且所述的各通气沟槽还分别与中空炉排的中空通道相通。

所述的焚化炉的轴心与水平面的倾角的正弦值为3％到4％。

在所述的焚化炉的头部，具有喷入石灰粉用的喷嘴。

本发明采用中空炉排，该中空炉排改变了该燃烧炉炉的送风方式，通过进气孔、通气沟槽向炉膛内不同位置的燃烧室送风，可调节风量；以本发明的一台燃烧炉代替现有技术的两台(卧式+立式)回转炉的燃烧过程。本发明在炉膛中设有首段(第一燃烧室)进行缺氧焚烧，产生可燃性合成气体；第二段(第二燃烧室)焚烧合成气，能产生高温将有害物质燃尽。本发明除代替现有技术的两台回转炉外，还省去了输送可燃性气体和碳化垃圾用的昂贵的输送装置，制造成本大幅下降。在炉体结构上，采用中空炉排，通过进气孔、通气沟槽向炉膛内不同位置的燃烧室部位送风，控制温度、风量，以保证按燃烧工艺要求送风输送风量，以进行缺氧加热和焚烧合成气。其燃烧彻底，在第三燃烧室中，利用前面燃烧室残余的燃烧空气，使垃圾充分燃尽，并可消除气体中的二恶英和炉渣总中的镉。采用专用的炉排砖，便于砌筑；该专用的炉排砖可用由模具批量制作的炉排元组成。用炉排砖砌筑中空炉排，其筑炉，维修，换件方便。本发明可根据工艺要求的温度、时间曲线进行工作，实现城市生活垃圾的彻底燃烧，以解决环境污染的问题。

综上所述，本发明能实现城市生活垃圾的彻底燃烧，以解决环境污染问题，环保效果好。其设备数量减少，结构简单，投资低。采用由模具批量制作的炉排元组成专用的炉排砖，其筑炉，维修，换件方便；投资、运行费用显著降低。本发明可根据工艺要求进行燃烧，尤适于采用气化-焚烧合成气的方法进行燃烧。

附图说明

图1为本发明的安装示意图。

图2为本发明的炉体示意图。

图3为图2中的A-A剖面放大图。

图4为图2中的B-B剖面放大图。

图5为图2中的C-C剖面放大图。

图6为图3中的D-D剖面放大图。

图7为图4中的E-E剖面放大图。

图8为图3中的F-F剖面放大图。

图中代号说明

10炉壳

11进气孔      11A右进气孔

12炉膛        12A第一燃烧室    12B第二燃烧室    12C第三燃烧室

13进料口      14排料口         15废气口

20中空炉排    20A炉排砖        20B炉排元    20C外侧部位    20D分界面

21中空通道    21A通道          22、22A出气孔    23耐火砖

30炉衬        31通气沟槽       32连接沟槽

40喷嘴

50滚轮座

60驱动机构    61电动机、62减速器    63、64齿轮

70进气机构    70A右进气机构

具体实施方式

如图1、2为本发明三段回转式燃烧炉的安装示意图。炉壳10被支撑在滚轮座50上，通过驱动机构60中的电动机61、减速器62、齿轮63、64驱动该炉壳10转动。进料口13、喷嘴40装在头部，排料口14装在尾部；从进料口13进料，经燃烧后从排料口14排出。进气机构70、右进气机构70A位于炉壳10的进气孔11、右进气孔11A处，由各进气机构向炉壳10上的各进气孔进气。文中所述的“里侧”指该件的距离轴心较近的部位，“外侧”指该件的距离轴心较远的部位；文中所述的“左、右方向”指按图1中图面的左、右方向。

如图3、5、6，在所述的炉壳10中砌筑有炉衬30和中空炉排20，所述的炉衬30砌筑在炉壳10内表面；炉排20嵌在炉衬30中(图4)。

所述的中空炉排20为带有中空通道21的炉排，中空炉排20的外侧与炉壳10的内表面接触，其里侧部位(突出于炉衬30)上，具有若干出气孔22，将所述的中空通道21与炉膛12连通；所述的中空通道21又与炉壳10上的进气孔11、11A(经通气沟槽31)相通；炉壳10外面的空气从进气孔11进入到中空通道21中，经若干出气孔22将空气送到炉膛12的各个燃烧部位，以调节炉膛12中的各个燃烧部位的温度。

所述的中空炉排20由若干炉排砖20A构成，所述的炉排砖20A带有通道21A，炉排砖20A的里侧端表面具有出气孔22A与所述的通道21A相通，各所述的炉排砖20A的外侧表面沿炉壳10内表面的轴向砌筑，形成带有中空通道(中空通道21的前、后2端封闭，)和出气孔的中空炉排20。

如图6中所示的炉排砖20A由2件炉排元20B构成，由分界面20D处(假想线所示)对接。为了便于用模具批量制作，以提高生产率保证质量，使用时将2件形状对称的炉排元20B对接，构成炉排砖20A。

如图3、6、8，在所述的炉衬30的外表面上具有通气沟槽31与进气孔11通连；所述的各通气沟槽31(各通气沟槽31之间具有连接沟槽32，以将各通气沟槽31连通)还与中空炉排20的中空通道21直接相通。砌筑时，将炉排砖20A的外侧部位20C(图6假想线所示)去掉一些，使中空通道21与炉衬30外表面上的通气沟槽31直接相通。

所述的焚化炉的炉壳10中具有若干燃烧室，在所述的各燃烧室中砌筑有所述的炉衬30和中空炉排20。如图1、2，本实施例中，所述的焚化炉的炉壳10中具有从左至右排列的第一燃烧室12A、第二燃烧室12B和第三燃烧室12C，在第一燃烧室和在第二燃烧室中，具有所述的中空炉排20：在中空炉排20的中空通道21中，各用耐火砖23将中空通道21隔开(参见图1)，形成单独的两个中空通道。本实施例在第二燃烧室12B的右端用耐火砖23将中空通道21封闭。使第一燃烧室从进气孔11处单独进气、第二燃烧室从右进气孔11A处单独进气，以便于调节各燃烧室内的燃烧温度。在位于第一燃烧室12A段，布有较少的进气孔11(主要用于加热产生可燃合成气时的送风)，在该处的相应炉衬30上具有通气沟槽31(图3、6)。在位于第二燃烧室12B段，布有较多的右进气孔11A(主要用于燃烧该合成气时的送风)，在该处的相应炉衬30上具有通气沟槽31。如图8，各通气沟槽31之间用连接沟槽32连通。该处的通气沟槽31与中空炉排20的中空通道21以及进气孔11直接相通(砌筑时将炉排砖20A的外侧去掉一些，使中空通道21与炉衬30外表面上的通气沟槽31直接相通，以顺利进入空气，根据要求来调节加热温度)；如图4、7，在未布有进气孔11、右进气孔11A的各相应中空炉排20处，在相应的炉衬30上无通气沟槽31(砌筑时将炉排砖20A的外侧保留)，使空气不会直接从炉壳外直接经经出气孔22向炉膛12送入空气；而是从远处的进气孔11、右进气孔11A经中空炉排20的一段中空通道21再经出气孔22向炉膛12送气。

如图1，所述的燃烧炉的轴心与水平面的倾角的正弦值为3％到4％。以头高尾低方式安装。在所述的燃烧炉的左端具有喷入石灰粉用的喷嘴40，用于喷入石灰粉，用石灰粉来化合烟气中的HCl，以去除二恶英。

本燃烧炉的工作方法是将被燃烧物质(例如生活垃圾)进行分阶段地移动燃烧，包括缺氧分解，合成气充分燃烧和完全燃烧三个阶段；且该三个阶段在一台本发明燃烧炉中完成：

1)第一阶段缺氧分解，在该阶段时，氧气不足，保持温度为400-600℃，使其分解产生可燃合成气；

2)第二阶段可燃合成气充分燃烧，在该阶段时，氧气充分，保持温度为1000-1080℃，使合成气体充分燃烧；

3)第三阶段完全燃烧，在该阶段时，将固体垃圾中的有机成分燃尽；保持温度为800-1000℃。

在第一阶段时，供给的空气量为30-40％；在第二阶段时，供给的空气量为60-70％；在第三阶段时，不再进入空气，利用前二阶段进入的空气量，将生活垃圾完全燃尽。

在所述的第一阶段中，从该燃烧阶段的头部供给空气量为10％，从该燃烧阶段的中部供给空气量为25％；在所述的第二阶段时，供给的空气量为65％。按以下步骤进行燃烧操作。起炉时，喷柴油点火，开始从进料口13送入垃圾。燃烧的过程为：

1)、在第一燃烧室12A中进行缺氧分解：控制送入的燃烧空气，从头部进料口13处进入燃烧空气总量的10％，用进气机构70从第一燃烧室12A的中部送入空气总量的25％，二者之和保持为35％。由于少于理论燃烧空气，不足以产生明火，垃圾被烘干气化分解，产生的大量碳氢化合物的可燃性气体(甲烷、一氧化碳、氢气等)，将焚烧温度控制在500℃左右；以流至第二燃烧室12B明火燃烧，燃烧热量的一部分回传至第一燃烧室12A。

2)、在第二燃烧室进行合成气充分燃烧：第一燃烧室的垃圾随回转炉的回转而下行，垃圾到第二燃烧室12B后，沉在炉膛12的下半部。由于蜂窝炉排20的气孔22是沿该燃烧室(回转炉)一圈均衡分布的，沉在下半部的垃圾，堵住了下半部的气孔22(进风小孔)，炉膛下半部处于缺氧的气化工况，会使垃圾继续分解产生可燃性气体。一、二燃烧室气化率合计≥90％。a.明火焚烧：从第二燃烧室的右进气机构70A进入第二燃烧室12B的空气占燃烧空气总量的65％，从蜂窝炉排20上半部的气孔22喷入炉膛。足量的燃烧空气，遇着可燃性气体着火，温度≥1200℃，而送入炉膛的燃烧空气温度≤220℃，二者混合，从而使炉膛温度降低，保持1000～1080℃。b.在进行燃烧时，用喷嘴40向炉膛12内喷射入生石灰粉，以中和所述的合成气中的HCl气体。

3)、在第三燃烧室进行完全燃烧。随回转炉的转动，碳化的垃圾进到第三燃烧室12C，第三燃烧室不再送入空气，利用前面燃烧室残余的燃烧空气，使固体垃圾充分燃尽。该燃烧室温度为950℃，炉尾排烟温度≥850℃。炉渣含碳量＜1％。

炉内垃圾焚烧时间约90分钟，烟气在炉内滞留时间＞2-3秒。炉渣从回转炉的炉尾处的出料口14排出；热烟气从排气口15送往发电厂。

本燃烧方法的优点：(1)第二燃烧室的温度控制1000-1080℃，避免了燃烧结块。由于这个温度不足以使二恶英彻底分解掉，所以采用将石灰粉喷入回转炉的炉膛内，以避免产生二恶英。将回转炉的结构做成轴向排列的蜂窝形的炉排，由于蜂窝炉排能够将炉膛内的垃圾随回转炉的回转而被带提起，自动连续滑落下来，形成微流化态焚烧，湍流度极好，所以，喷入炉膛内的石灰粉，在湍流度极好的情况下，能与炉膛内的HCl气体完全反应，生成CaCl₂以炉渣形式排出，炉膛内HCl气体得到连续清除。没有HCl气体的环境，二恶英无法生成。因为二恶英是苯环分子中的H原子被HCl气体中的Cl原子取代后生成的，没有HCl气体，就没有Cl原子取代苯环分子中的H原子，就不会生成二恶英。(2)炉渣不含镉，“镉”的气化温度767℃。垃圾在900℃--1080℃工况下焚烧，镉气化为烟气形态，流入后道烟气净化系统，被喷入的活性碳吸附，由布袋除尘器收集，垃圾炉渣不含镉，炉渣含碳量(C)＜1％。(3)燃烧彻底，第三燃烧室中不送入空气，利用前面燃烧室残余的燃烧空气，使垃圾充分燃尽。(4)全部燃烧在一台燃烧炉中完成。

Claims (7)

1.三段回转式燃烧炉，包括炉壳，其特征是：在所述的炉壳(10)中砌筑有炉衬(30)和中空炉排(20)；所述的中空炉排(20)为带有中空通道(21)的炉排，中空炉排(20)的外侧端与炉壳(10)的内表面接触，其里侧端上具有若干出气孔(22)将所述的中空通道(21)与炉膛(12)连通；所述的中空通道(21)又与炉壳(10)上的进气孔(11)、右进气孔(11A)相通。

2.根据权利要求1所述的三段回转式燃烧炉，其特征是：所述的蜂窝炉排(20)由若干炉排砖(20A)构成，所述的炉排砖(20A)带有通道(21A)，炉排砖(20A)的里侧端表面具有出气孔(22A)与所述的通道(21A)相通，各所述的炉排砖(20A)的外侧表面沿炉壳(10)内表面的轴向砌筑，形成带有中空通道(21)和出气孔(22)的中空炉排(20)。

3.根据权利要求2所述的三段回转式燃烧炉，其特征是：所述的炉排砖(20A)由2件炉排元(20B)构成。

4.根据权利要求1或2或3所述的三段回转式燃烧炉，其特征是：所述的炉壳(10)中的炉膛(12)包括第一燃烧室(12A)、第二燃烧室(12B)和第三燃烧室(12C)，三个燃烧室从前到后依次排列相通，在第一燃烧室和第二燃烧室中，具有所述的中空炉排(20)，所述的中空炉排(20)内的中空通道(21)在第一燃烧室(12A)与第二燃烧室(12B)之间是隔开的。

5.根据权利要求4所述的三段回转式燃烧炉，其特征是：在第一燃烧室(12A)、第二燃烧室(12B)的布有进气孔(11)、右进气孔(11A)处的相应中空炉排(20)处，在相应的炉衬(30)的外表面上，具有通气沟槽(31)，各通气沟槽(31)分别与进气孔(11)、右进气孔(11A)相通；且所述的各通气沟槽(31)还分别与中空炉排(20)的中空通道(21)相通。

6.根据权利要求5所述的三段回转式燃烧炉，其特征是：所述的燃烧炉的轴心与水平面的倾角的正弦值为3％到4％。

7.根据权利要求1所述的三段回转式燃烧炉，其特征是：在所述的燃烧炉的头部，具有喷入石灰粉用的喷嘴(40)。

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