CN2176488Y - 直燃式焚烧炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种焚烧处理垃圾、废弃物的直 燃式焚烧炉，炉体采用一、二燃室相叠布置，分段送 风。辅助燃烧器助燃的直燃再燃式结构，一燃室采用 三段曲拱形炉顶，斜拱密排气室送上燃风，灰室中有 上仰角的风口送下燃风，可提高气流湍流值，抑制燃 物扩散，增强焚烧效果。炉内设有切向旋流送风装 置，加强气体混合，减缓速度，增加滞留时间，使得在 变径圆柱形二燃室内进行充分燃烧。本实用新型结 构设计合理、适用范围广、焚烧性能好，可用于医院、 机关、宾馆、车站等单位焚烧处理垃圾及工业废料。

Description

本实用新型属于环境保护垃圾焚烧处理设备，具体地说是一种将垃圾、废弃物作焚烧处理的直燃式焚烧炉，可用于医院、机关、宾馆、饭店、机场、车站等单位垃圾、废弃物及工业废料的焚烧处理。

目前，我国用于焚烧医院的各种污物、人体组织、动物尸体、带菌垃圾的焚烧炉，主要有三种炉型：热解复式、热解逆燃式和直燃再燃式焚烧炉。炉体结构多采用简单的单燃室、附直立式或卧式小型二燃室，送风、助燃方式单一。这类炉型具有结构简单、操作方便、价格低的特点。但也普遍存在以下问题：1、由于燃室结构和送风方式简单，气流湍流强度弱，使得燃室供气不足，空气与燃物接触面小，燃烧效果不佳；2、由于燃烧性能不好、自燃性差，为保证所需的焚烧温度，必然增大燃料消耗量；3、造成燃烧性能不好的原因还在于燃室结构不合理，附加二燃室容积过小，烟气流速快、滞留时间短等因素。

之所以存在以上问题，我们认为是由于以往对焚烧炉的燃烧机理缺乏深入系统的研究，一般只考虑焚烧温度、滞留时间和空气量之间比例关系。垃圾焚烧过程是一个由传热、蒸发、热解，并伴随着化学反应的复杂过程。根据新的燃烧模型分析：燃烧粒子对周围气体的相对速度越大，则雷诺数越大，此时传热系数增大，加热时间缩短；在燃烧过程中，扩散速度被抑制时，燃烧时间随传质系数的增加而变小。因而供风量、供风方式，空气与物料接触面大小。气流湍流的强弱，空气与烟气的混合程度及流速等因素对燃烧效果都有较大影响，而这主要取于焚烧炉结构设计是否合理。

根据对燃烧机理的分析研究，本实用新型的目的是提供一种结构设计合理、适用范围广、焚烧效果好、节省燃料的直燃式焚烧炉。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的。

本实用新型采用一燃室在下、二燃室在上相叠布置的直燃再燃式炉体结构。一燃室下方为可摇动的方形密齿炉篦，将炉膛分成主燃室和灰室两部分。灰室中设有向上仰角的送风口和自然风进风口，给主燃室送下燃风。主燃室的炉顶采用三段曲拱形结构，且设有与外送风口相连的斜拱密排气室，通过气室上数十个风孔向主燃室输送上燃风。辅助燃烧器的喷嘴设在炉门下方，利用气流将燃料喷洒进主燃室起引燃，助燃作用。使垃圾处于表面燃烧为主的焚烧状态，以利于在500℃～800℃的中温状态下充分燃烧，即利用了温度升高、燃烧效率随之提高的直燃特点。

从一燃室到二燃室之间设置有两个依据切向旋流原理设计的切向旋流送风装置，造成一种风罩形式，以使烟气中未完全燃烧的物质与空气进行均匀混合，并延缓气流速度，增加在燃室中的滞留时间，增强焚烧效果。

二燃室是一个变径的圆柱形腔体，其辅助燃烧器的喷嘴口是按圆周切线方向设置的，可强制燃室内的混合气体在旋转中得到充分焚烧。

二燃室至烟囱之间的烟道中也设有切向旋流送风装置，这是为扩大本炉适用范围：利用补充过量空气使尚处于高温状态下的不完全氧化物氧化，并逐渐降温、防止氮氧化物的“冻结”现象产生，以防止二次污杂，以有利于处理工业有害废弃物而设置的。

本实用新型与现有国产同类焚烧炉相比，主要特点是：1、适应性强、焚烧处理范围宽。由于我国目前垃圾管理水平较低，分类处理能力差，本炉可有效地焚烧处理多种混合型垃圾、废弃物，例如含水量较大，热值低的垃圾，尤其对那些烟气量大的垃圾有更大的适应性。另外，还可作为工业污染废料的焚烧处理设备。本炉可采用多种燃料如燃油、天然气、煤气、石油液化气等作为辅助燃烧的燃料。2、炉体结构设计合理，焚烧效果好。主燃室的三段拱形炉顶、上、下燃风的送风、切向旋流送风装置的设置，变径圆柱形二燃室等新颖独特的结构设计，创造了良好的燃烧氛围，优良的焚烧性能，也为尾气的进一步处理创造了有利条件。3、整体结构紧凑、节能效果显著。采用一、二燃室相叠布局，分段送风方式，使整体结构紧凑，燃室升温快、自燃性强、节省燃料。

图1、直燃式焚烧炉外形图

图2、炉体纵剖视图

图3、炉体横剖视图

图中：1、炉壳；2、炉门；3、一燃室燃料喷嘴；4、排灰门；5、炉篦拨杆；6、7、8、9、10送风口；11、二燃室燃料喷嘴，12、通风管道；13、自然风进口；14、烟囱；15、灰室；16、炉篦；17、主燃室；18、风孔；19、斜拱密排气室；20、二燃室；21、烟道；22、23、24、切向旋流送风装置；25、防爆孔；26、过渡段；27、隔热层；28、29炉衬；30、圆周形管；31、通风管。

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

如图1所示，直燃式焚烧炉主要由炉壳1、炉门2、辅助燃烧器喷嘴3、11，排灰门4、拨杆5、通风管道12、送风口6、7、8、9、10、自然风进口13、烟囱14及壳内炉体所组成。

辅助燃烧器喷嘴3、11，是三通阀门，燃料（油或气）和由鼓风机产生的气流经管道在此同时进入喷嘴，喷洒进燃烧室燃烧。由鼓风机产生的气流还经过通风管道12分别经送风口6、7、8、9、10进入燃室和切向旋流送风装置。

如图2、3所示为炉体结构图，炉壳1内有用衬料浇注成型的一、二燃室壁28、29，以及用保温隔热材料灌注的隔热层27。

一燃室下方由可摇动的方形齿密排炉篦16将燃室分成主燃室17（炉腔）及灰室15两部分。灰室中有带上仰角的送风口6的出口，从送风口来的气流经分流由灰室内一排出口向主燃室输送下燃风，此外由自然风进口13来的自然风也经分流出口进入主燃室，可适当补充燃烧所需空气。炉篦的摇动由拨杆5操作，便于灰烬落入灰室储存、清除。灰烬由排灰门4清除。主燃室17采用三段曲拱形炉顶，即由中段大，前、后段稍小的曲率半径的曲拱段连接形成曲拱形炉顶。这种结构使主燃室顺序形成干燥段、高温段和过渡段三部分，使垃圾在助燃的情况下、在高温段得以集中辐射、传导等热量，以提高燃烧温度，达到节能的目的。炉顶内还设有与送风口7相连通的斜拱密排气室19，气室上有数十个风孔18组成网状上燃风孔，给主燃室送上燃风。斜拱密排气室是由与送风口7相连通的两个风道之间连通若干个（一般4－6个）拱形风管，每个风管上有十几个风孔18通向主燃室，并且利用变径的送风口及两个风道，拱形风管的直径不同来改变给风流动速度而使各风孔的风是均匀的送入主燃室。拱形风管的曲率半径应与炉顶的曲率半径相适应。

一燃室的结构设计使主燃室具有良好的焚烧性能，可充分利用辐射、传导热能，加快燃烧速度，节省燃料；增大气流湍流强度，抑制燃物扩散，增强焚烧效果；扩大空气与燃物接触面，升温快、自燃性强、节省燃料。

主燃室后上方通过筒状过渡段26连接二燃室20，二燃室相叠布置于一燃室上方。过渡段内设有与送风口8相连通的切向旋流送风装置24。在二燃室进口端同样装有与送风口10相连通的切向旋流送风装置23。

在烟道中也装有一个与送风口9相连通的切向旋流送风装置22，它是为使本炉有效地处理工业有害废料而设置的。

切向旋流送风装置22、23、24具有相同的结构形式；由与送风口相连通的圆周形管30的内圆周上设有若干根通风管31，通风管口是沿此处的炉壁圆周切线方向设置的。三个送风装置的直径分别与所处位置的炉壁直径相适应。

二燃室20采用变径圆柱形腔体结构（如图2所示），其辅助燃烧器的喷嘴口11，是沿圆周切线方向设置的（如图3所示）此为强制二燃室内的混合气体旋转起来，得到充分燃烧，以使排放到大气中的烟气更加洁净。

为使本实用新型能安全的使用燃气燃料（天然气、煤气、石油液化气等），在过渡段与二燃室之间的炉壁上设有防爆孔25。

本焚烧炉的一、二燃室还设有观察孔、热电偶插孔，以便于随时观察了解及控制焚烧作业。

本实用新型在实施时，炉壳采用普通钢板焊接而成，炉体（一、二燃室、过渡段等）采用耐高温混凝土衬料分别浇注成型，然后组装连接固定而成，且在其内壁上喷涂一种含有铅、镁、钛的新型涂料，以充分利用垃圾焚烧产业的辐射热。四壁的隔热保温层采用岩棉保温隔热材料灌注而成。（如图2所示）

本实用新型的主要配套设备有电气控制工作柜、鼓风机、送风管道、燃料输送管道以及净化装置。

作为实施例，现给出一种炉型的有关技术参数：一燃室容积：1.64m³、二燃室容积：0.22m³；一燃室温度（500～800）℃、二燃室温度（1000～1200）℃；升温速度（30～50）℃／分，焚烧量100kg／小时，可连续运转；排放标准符合国家环保要求。

Claims (8)

1、一种包括炉壳内装有带隔热层的炉体、炉门、灰室、可摇动炉篦、烟囱、辅助燃烧器，带送风口的送风管道的直燃式焚烧炉，其特征在于炉体采用有三段曲拱形炉顶的一燃室在下、变径圆柱形二燃室在上相叠布置，二者之间由筒状过渡段(26)相连通；二燃室经烟道(21)与烟囱(14)相通。

2、根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于一燃室下方的灰室（15）中有向上仰角出口的送风口（6）。

3、根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于一燃室的炉顶内设有与送风口（7）相连通的斜拱密排气室（19），其上有风孔（18）与主燃室相通。

4、根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于所述二燃室（20）的辅助燃烧器的喷嘴口（11）沿壁圆周切线方向设置。

5、根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于过渡段    （26）中和二燃室（20）进口端分别装有与送风口（10、8）相连通的切向旋流送风装置（24、23）。

6、根据权利要求1所述的焚烧炉，其特征在于烟道（21）中装有与送风口（9）相连通的切向旋流送风装置（22）。

7、根据权利要求5或6所述的焚烧炉，其特征在于所述切向旋流送风装置（24、23、22）为与送风口相通的圆周形管（30）上装有其出口与壁圆周相切的通风管（31）。

8、根据权利要求3所述的焚烧炉，其特征在于所述的斜拱密排气室（19）为与变径送风口（7）连通的两个风道之间连通带风孔（18）的拱形风管。

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