CN204042912U - 一种高效处理生活垃圾的水泥回转窑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效处理生活垃圾的水泥回转窑装置，包括循环连接的垃圾给料预热装置、焚烧用水泥回转窑装置和余热循环通道；所述垃圾给料预热装置为螺旋上升式预热炉，包括预热炉体、预热炉腔、设置在预热炉腔内的螺旋上升式导轨和预热炉加热装置；所述焚烧用水泥回转窑装置包括回转窑体、内燃室和炉排；所述回转窑体设置进风口、烟气出口和观察孔且均与内燃室连通；所述进风口与设置供氧入口的炉排连接；所述回转窑体为多层结构，包括从外向内的结构层、隔热层、炉衬层和耐火层；所述炉衬层内设置高温加热装置；所述垃圾给料预热装置和焚烧用水泥回转窑装置均设置测温装置。本实用新型保证垃圾焚烧过程温度较高且稳定、焚烧充分且高效。

Description

一种高效处理生活垃圾的水泥回转窑装置

技术领域

本实用新型涉及垃圾焚烧技术领域，具体是指一种高效处理生活垃圾的水泥回转窑装置。

背景技术

目前生活垃圾的处理普遍在水泥工业中进行。国外城市生活垃圾的收集方式是分类收集，垃圾水分低、热值高、灰分少、易于燃烧。城市生活垃圾经过预处理后被制作为二次燃料，直接替代水泥工业中煤等一次燃料。垃圾焚烧后产生的少量灰渣进入到水泥回转窑中生产熟料，当作生产水泥的原料。这样既保护了环境，又节约了资源。利用水泥回转窑系统处理生活垃圾是目前比较有效的处理生活垃圾的方法。但是国内垃圾的收集未进行分类，水分高、热值低、成分复杂且波动幅度大，若直接进入水泥回转窑系统中进行燃烧，会出现如下问题：

1、水分高、热值低，影响水泥回转窑内的烧成温度，若焚烧温度低，易产生二恶英等有毒气体，污染环境；

2、垃圾成分复杂，焚烧时间不足，部分垃圾为充分焚烧，影响水泥熟料的质量；焚烧时间过长，效率低、浪费资源。

为解决垃圾焚烧时温度较低、温度不稳定、焚烧不充分等缺点，迫切需要研究出一种适应中国国情的高效处理生活垃圾的水泥回转窑装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高效处理生活垃圾的水泥回转窑装置，保证垃圾焚烧过程温度较高且稳定、焚烧充分且高效。

本实用新型通过下述技术方案实现：包括循环连接的垃圾给料预热装置、焚烧用水泥回转窑装置和余热循环通道；所述垃圾给料预热装置为螺旋上升式预热炉，包括预热炉体、预热炉腔、设置在炉腔内的螺旋上升式导轨和预热炉加热装置；所述焚烧用水泥回转窑装置包括回转窑体、内燃室和炉排；所述回转窑体设置进风口、烟气出口和观察孔，且均与内燃室连通；所述进风口与设置供氧入口的炉排连接；所述回转窑体为多层结构，包括从外向内的结构层、隔热层、炉衬层和耐火层；所述炉衬层内设置高温加热装置；所述垃圾给料预热装置和焚烧用水泥回转窑装置均设置有测温装置。

经过破碎处理的生活垃圾落入垃圾给料预热装置的螺旋上升式导轨上，从低到高缓慢上升，在200℃-400℃进行预热处理；再进入焚烧用水泥回转窑的内燃室中，在850℃-950℃进行燃烧，燃烧过程中不断通过炉排向内燃室内通入富含氧气的热风辅助垃圾燃烧；燃烧后产生的余热经过余热循环通道进入垃圾给料预热装置中为其提供热量。预热可使得进入焚烧用水泥回转窑进行燃烧的垃圾提前缓慢升温，具有以下优势：一是垃圾在升温过程中伴随水分的蒸发可减少其含水量；二是垃圾升温过程中在热气流的作用下膨胀而产生空隙，增加空气接触面积；三是垃圾先升温至中低温，活化其分子活跃度，有利于高温状态下的充分燃烧，而无需一味的扩大焚烧装置空间。最重要的是，预热过程中的热量主要依靠垃圾燃烧过程中产生的余热，此余热通常可使得预热炉腔内的温度维持在于250℃-400℃，预热炉加热装置仅在预热炉内温度低于200℃时才会开启加热，极大的利用废弃物，减少新能源的使用。

所述烟气出口用于排除垃圾焚烧过程中产生的烟气，有利于焚烧用水泥回转窑内燃室里空气流通；所述观察孔用于观察内燃室内的工作状态；所述炉排设置供氧入口并与连通内燃室连接，在鼓风同时带入氧气，热气打散垃圾使垃圾与不断补充氧气的空气充分接触，有利于充分燃烧；所述炉衬层内设置的高温加热装置用于焚烧用水泥回转窑的加热控温，保证垃圾焚烧过程的稳定。

所述结构层采用钢材结构，支撑整个焚烧用水泥回转窑；所述隔热层用于隔热，使得焚烧用水泥回转窑的外壁处于低温，保证周围工作人员安全，同时防止结构层因长期处于高温状态而导致使用寿命减段；所述炉衬层用于放置高温加热装置，为焚烧用水泥回转窑的内燃室加温；所述耐火层与内燃室连接，可承受长时间火焰灼烧。 

进一步地，所述垃圾给料预热装置设置有给料预热进料端、给料预热出料端、余热进气端和废气排气端；所述给料预热出料端与内燃室连接；所述余热进气端与余热循环通道连接。

经过破碎处理的生活垃圾落入垃圾给料预热装置的给料预热进料端，随着螺旋上升式导轨从低到高缓慢上升，有给料预热出料端进入焚烧用水泥回转窑的内燃室；内燃室中燃烧的余热从预热循环通道从余热进气端进入垃圾给料预热装置的预热炉腔；预热炉腔内的废气通过废气排气端排除，保持预热炉腔内气压平稳。

进一步地，所述测温装置包括气体温度传感器和火焰温度传感器；所述气体传感器分别设置在预热炉腔内和炉衬层；所述火焰温度传感器设置在内燃室中。所述测温装置用于测量并反馈预热炉腔内温度、内燃室外壁温度及内燃室内燃烧火焰的温度。

进一步地，所述预热炉加热装置、高温加热装置和测温装置均与智能30段可编程自动控温装置连接。所述智能30段可编程自动控温装置采用工业精度0.2级的智能仪表PID进行调节，具备30段可编程升温曲线，自动化程度高。智能30段可编程自动控温装置为现有技术，且本实用新型的改进点也不在于此，故不再赘述。

进一步地，所述预热炉加热装置包含高温加热元件；所述高温加热元件环状均匀分布在炉衬层中；所述高温加热元件采用含钼电阻丝。所述含钼电阻丝的最高工作温度为1200℃以上，且具有较好的防腐蚀性。

进一步地，所述螺旋上升式导轨的外侧设置挡板。所述挡板的设置有效防止传输过程中垃圾的脱落。

进一步地，所述隔热层中填充有隔热绝缘材料。所述隔热绝缘材料，使得装置外壁具有较低温度，保证操作人员的安全。

进一步地，所述炉衬层采用高纯氧化铝聚轻材料。所述高纯氧化铝使用温度高、蓄热量小、耐急热急冷、保温性能好。

进一步地，所述炉排为无级变速的窄炉排。所述无级变速的窄炉排可有效控制通入气体的流量。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型通过设置垃圾给料预热装置，减少垃圾中的含水量、增加垃圾与空气接触面积、提高垃圾中分子的活跃性，减少垃圾进入焚烧用水泥回转窑时引起的温度波动并促使垃圾充分燃烧。

（2）本实用新型通过设置余热循环通道，充分利用燃烧过程中产生的余热给带燃烧的垃圾加热，减少新能源的使用。

（3）本实用新型通过增设炉排并通入氧气，辅助垃圾燃烧更充分。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为回转窑体的结构示意图。

其中：1—垃圾给料预热装置，11—预热炉体，12—预热炉腔，13—螺旋上升式导轨，14—预热炉加热装置，2—焚烧用水泥回转窑装置，21—回转窑体，211—进风口，212—烟气出口，213—观察孔，214—高温加热装置，215—结构层，216—隔热层，217—炉衬层，218—耐火层，22—内燃室，23—炉排，3—余热循环通道。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

本实施例，如图1所示，包括循环连接的垃圾给料预热装置1、焚烧用水泥回转窑装置2和余热循环通道3；所述垃圾给料预热装置1为螺旋上升式预热炉，包括预热炉体11、预热炉腔12、设置在预热炉腔12内的螺旋上升式导轨13和预热炉加热装置14；所述焚烧用水泥回转窑装置2包括回转窑体21、内燃室22和炉排23；所述回转窑体21设置进风口211、烟气出口212和观察孔213，且均与内燃室22连通；所述进风口211与设置供氧入口的炉排23连接；所述回转窑体21为多层结构，包括从外向内的结构层215、隔热层216、炉衬层217和耐火层218；所述炉衬层217内设置高温加热装置214；所述垃圾给料预热装置1和焚烧用水泥回转窑装置2均设置有测温装置。

经过破碎处理的生活垃圾落入垃圾给料预热装置1的螺旋上升式导轨13上，从低到高缓慢上升，在200℃-400℃进行预热处理；再进入焚烧用水泥回转窑的内燃室22中，在850℃-950℃进行燃烧，燃烧过程中不断通过炉排23向内燃室22内通入富含氧气的热风辅助垃圾燃烧；燃烧后产生的余热经过余热循环通道3进入垃圾给料预热装置1中为其提供热量。预热可使得进入焚烧用水泥回转窑进行燃烧的垃圾提前缓慢升温，具有以下优势：一是垃圾在升温过程中伴随水分的蒸发可减少其含水量；二是垃圾升温过程中在热气流的作用下膨胀而产生空隙，增加空气接触面积；三是垃圾先升温至中低温，活化其分子活跃度，有利于高温状态下的充分燃烧，而无需一味的扩大焚烧装置空间。最重要的是，预热过程中的热量主要依靠垃圾燃烧过程中产生的余热，此余热通常可使得预热炉腔12内的温度维持在于250℃-400℃，预热炉加热装置14仅在预热炉内温度低于200℃时才会开启加热，极大的利用废弃物，减少新能源的使用。

所述烟气出口212用于排除垃圾焚烧过程中产生的烟气，有利于焚烧用水泥回转窑内燃室22里空气流通；所述观察孔213用于观察内燃室22内的工作状态；所述炉排23设置供氧入口并与连通内燃室22连接，在鼓风同时带入氧气，热气打散垃圾使垃圾与不断补充氧气的空气充分接触，有利于充分燃烧；所述炉衬层217内设置的高温加热装置214用于焚烧用水泥回转窑的加热控温，保证垃圾焚烧过程的稳定。

所述结构层215采用钢材结构，支撑整个焚烧用水泥回转窑；所述隔热层216用于隔热，使得焚烧用水泥回转窑的外壁处于低温，保证周围工作人员安全，同时防止结构层215因长期处于高温状态而导致使用寿命减段；所述炉衬层217用于放置高温加热装置214，为焚烧用水泥回转窑的内燃室22加温；所述耐火层218与内燃室22连接，可承受长时间火焰灼烧。 

实施例2：

本实施例在上述实施例基础上做进一步优化，进一步地，所述垃圾给料预热装置1设置有给料预热进料端、给料预热出料端、余热进气端和废气排气端；所述给料预热出料端与内燃室22连接；所述余热进气端与余热循环通道3连接。

经过破碎处理的生活垃圾落入垃圾给料预热装置1的给料预热进料端，随着螺旋上升式导轨13从低到高缓慢上升，有给料预热出料端进入焚烧用水泥回转窑的内燃室22；内燃室22中燃烧的余热从预热循环通道从余热进气端进入垃圾给料预热装置1的预热炉腔12；预热炉腔12内的废气通过废气排气端排除，保持预热炉腔12内气压平稳。本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例基础上做进一步优化，进一步地，所述测温装置包括气体温度传感器和火焰温度传感器；所述气体传感器分别设置在预热炉腔12内和炉衬层217；所述火焰温度传感器设置在内燃室22中。所述测温装置用于测量并反馈预热炉腔12内温度、内燃室22外壁温度及内燃室22内燃烧火焰的温度。本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例基础上做进一步优化，进一步地，所述预热炉加热装置14、高温加热装置214和测温装置均与智能30段可编程自动控温装置连接。所述智能30段可编程自动控温装置采用工业精度0.2级的智能仪表PID进行调节，具备30段可编程升温曲线，自动化程度高。智能30段可编程自动控温装置为现有技术，且本实用新型的改进点也不在于此，故不再赘述。本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例基础上做进一步优化，进一步地，所述预热炉加热装置14包含高温加热元件；所述高温加热元件环状均匀分布在炉衬层217中；所述高温加热元件采用含钼电阻丝。所述含钼电阻丝的最高工作温度为1200℃以上，且具有较好的防腐蚀性。本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例基础上做进一步优化，进一步地，所述螺旋上升式导轨13的外侧设置挡板。所述挡板的设置有效防止传输过程中垃圾的脱落。本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例7：

本实施例在上述实施例基础上做进一步优化，进一步地，所述隔热层216中填充有隔热绝缘材料。所述隔热绝缘材料，使得装置外壁具有较低温度，保证操作人员的安全。本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例8：

本实施例在上述实施例基础上做进一步优化，进一步地，所述炉衬层217采用高纯氧化铝聚轻材料。所述高纯氧化铝使用温度高、蓄热量小、耐急热急冷、保温性能好。本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例9：

本实施例在上述实施例基础上做进一步优化，进一步地，所述炉排23为无级变速的窄炉排23。所述无级变速的窄炉排23可有效控制通入气体的流量。本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高效处理生活垃圾的水泥回转窑装置，其特征在于：包括循环连接的垃圾给料预热装置（1）、焚烧用水泥回转窑装置（2）和余热循环通道（3）；所述垃圾给料预热装置（1）为螺旋上升式预热炉，包括预热炉体（11）、预热炉腔（12）、设置在预热炉腔（12）内的螺旋上升式导轨（13）和预热炉加热装置（14）；所述焚烧用水泥回转窑装置（2）包括回转窑体（21）、内燃室（22）和炉排（23）；所述回转窑体（21）设置进风口（211）、烟气出口（212）和观察孔（213），且均与内燃室（22）连通；所述进风口（211）与设置供氧入口的炉排（23）连接；所述回转窑体（21）为多层结构，包括从外向内的结构层（215）、隔热层（216）、炉衬层（217）和耐火层（218）；所述炉衬层（217）内设置高温加热装置（214）；所述垃圾给料预热装置（1）和焚烧用水泥回转窑装置（2）均设置有测温装置。

2.根据权利要求1所述的一种高效处理生活垃圾的水泥回转窑装置，其特征在于：所述垃圾给料预热装置（1）设置有给料预热进料端、给料预热出料端、余热进气端和废气排气端；所述给料预热出料端与内燃室（22）连接；所述余热进气端与余热循环通道（3）连接。

3.根据权利要求1所述的一种高效处理生活垃圾的水泥回转窑装置，其特征在于：所述测温装置包括气体温度传感器和火焰温度传感器；所述气体传感器分别设置在预热炉腔（12）内和炉衬层（217）；所述火焰温度传感器设置在内燃室（22）中。

4.根据权利要求3所述的一种高效处理生活垃圾的水泥回转窑装置，其特征在于：所述预热炉加热装置（14）、高温加热装置（214）和测温装置均与智能30段可编程自动控温装置连接。

5.根据权利要求4所述的一种高效处理生活垃圾的水泥回转窑装置，其特征在于：所述预热炉加热装置（14）包含高温加热元件；所述高温加热元件环状均匀分布在炉衬层（217）中；所述高温加热元件采用含钼电阻丝。

6.根据权利要求1所述的一种高效处理生活垃圾的水泥回转窑装置，其特征在于：所述螺旋上升式导轨（13）的外侧设置挡板。

7.根据权利要求1所述的一种高效处理生活垃圾的水泥回转窑装置，其特征在于：所述隔热层（216）中填充有隔热绝缘材料。

8.根据权利要求1所述的一种高效处理生活垃圾的水泥回转窑装置，其特征在于：所述炉衬层（217）采用高纯氧化铝聚轻材料。

9.根据权利要求1所述的一种高效处理生活垃圾的水泥回转窑装置，其特征在于：所述炉排（23）为无级变速的窄炉排（23）。