CN86102025A - 焚化炉 - Google Patents

Abstract

一种用于可燃性废物的焚化炉包括一个燃烧室，它有一个基面不低于燃烧室中平面的侧装料口。推杆把与侧装料门连接的长形料斗中废料送入燃烧室，炉门升高使装料口打开，降下使装料口关闭。料斗下设置的升降机用于装废料并且在升到料斗的底面直到升降机平台成为在与装料口基底处于同一水平面上的料斗的底为止。后燃烧室可以置于燃烧室之上。热量回收装置于后燃烧室之上，以便从燃烧中回收热量，用于外部加热或取暖装置。

Description

本发明涉及燃烧可燃性废物和垃圾的焚化炉，特别涉及中速焚化炉。

这种焚化炉所碰到的问题之一是装料的方法。这里所说的焚化炉一般以两种方法装料。一种方法是把废物装入燃烧室的底部，另一种方法是燃烧室重力顶装料，这种方法是将废物升高到燃烧室上面即完全超过燃烧室，然后使废物进入燃烧室。本发明人的美国专利第3881431号叙述了顶装料法。

顶装料的问题在于将废物升高到完全超过燃烧室时会消耗大量能量。

底装料的问题在于必须将废物塞入焚化炉。这要耗能。此外，塞入的废物不能完全燃烧。

米勒（Miller）的美国专利第4074638号叙述了一个试图解决这些问题的发明。在该发明中，主燃烧室的下部装有一根往复运动的液压推杆。与推杆相对设置的是一扇卸料门。推杆进入燃烧室并搅拌塞得密实的废物，还把灰和非可燃性废物推向收集部位

米勒发明的问题在于未解决处于燃烧室下部的废物的塞入间题。将废物升高和塞进燃烧室所消耗的能量使废物压得非常密实，以致它们不易燃烧。此外，还需要两根推杆，一根用于塞废物，一根用于搅拌和排除。

除了本人的上述的专利之外，焚化炉技术领域中别的已有专利有：1974年12月24日颁发给休斯（Hughes）的美国专利第3855950号和1973年7月31日颁发给伯顿·杰尔的美国专利第3749031号。本人的专利第3881431号中所讨论的专利包括颁发给霍斯金森（Hoskinson）的美国专利第3215101号、第3248178号、第3355254号，还有美国专利第3610179号、美国专利3631823号、美国专利第3651771号、美国专利3567399号。本人的先前的专利中所提到的专利有美国专利第3552332号、第3651771号、第3664277号、第3749031号和第3782301号。

还应指出，在焚化炉焚化过程中，大量的能量被损失在大气中。冬季，这种能量损失导致焚化炉的低工作效率，甚至当废物的燃烧是百分之百的高效率时也是如此，输入的能量完全损失掉了。

还应指出，这里所讨论的这类焚化炉中，有很多还包括一个在燃烧室上方的后燃烧室。这类后燃烧室在本人的先前美国专利第3881431号和米勒的美国专利第4074638号中均有涉及。在这两份专利中都叙述了焚化炉领域中众所周知的缺乏空气的燃烧系统。

本发明中所提供的焚化炉系统包括一个具有水平的中平面的燃烧可燃性废物的燃烧室。该燃烧室具有一个侧面装料入口，入口的底边不低于，最好配置在水平的水平面中平面上。在空间上与侧装料入口共同扩张的侧装料装置适合于把废物装入燃烧室。空气通过压力以相反的方向沿着燃烧室的底部出口进入燃烧室的下部。

侧装料装置包括一个长的适合于存放废物的卧式料斗箱。料斗箱有一个在空间上与侧装料入口和相对端壁共同扩张的出口。带有平台的升降机在平台处于上升位置时形成料斗箱的底壁。当升降机处于较低位置时，它低于燃烧室的中平面。平台由外壳围住，外壳有一个由用铰链转动的装料门盖住的装料门道，以致在基本上处于地平面位置处可以容易地把废物装入平台。液压传动推杆适合于把料斗箱中的废物通过侧装料入口推入燃烧室中。在燃烧室装料之前，为了打开侧装料门由液压缸提升炉门。当炉门上升到其顶部位置时，炉门框架上的微动开关被关闭，以便触发升降机平台移动，在预定的时间间隔之后，又触发推杆的运动使燃烧室装料。

该系统包括一个在主燃烧室上方的后燃烧室，它可以是缺乏空气型的燃烧室。后燃烧室的下游最好配置一种热量回收装置。

在燃烧室纵向底部出口的相对两侧上一般以切向角设置几排相对排列的耐火砖。耐火砖形成了许多空气通道，通道的下游出口在底部出口的相对两侧上而上游入口则与焚化炉的鼓风机和管道系统相连接。燃烧室具有一个假设的垂直的纵向中心平面，而底部出口则沿中心平面与耐火砖的空气出口形成一直线，以形成与中心平面成接近直角的喷射气流。

附图说明：

图1为本发明焚化炉的正视图;

图2为焚化炉的侧视图;

图3为焚化炉端视剖视图;

图4为表示进气喷口的主燃烧室底部剖视端视的分离视图;

图5为焚化炉排气管处的热量回收装置和副燃烧室的分离示意图。

现结合附图进行详细地叙述，图中同样的零部件用相同的编码表示。

上文中叙述的焚化炉系统基于具有后燃烧室的缺乏空气型的焚化炉。

这类炉子在本人的先前的美国专利第41179311号中仅作实例叙述。以下叙述的发明特征可以用于任何类型的缺乏空气的焚化炉。

图1、2和3表示一种燃烧可燃性废物的焚化炉系统10，它包括一个在基座14上安装的伸长圆筒形壳体12。壳体12形成具有内表面并具有高度的主燃烧室16。主燃烧室呈圆筒形，具有一根水平方向延伸的纵向轴线17（图2），其横截面则呈圆形，横截面的水平中心线或镜面轴线与主燃烧室16的假设水平中平面18对准，在本文中称为中平面18。如图3和图4所示，耐火材料20以该技术领域所公知的方式设置在壳体12内壁的绝热层上。耐火砖24被固定在扁钢支架26的上表面上，扁钢支架26沿壳体12内表面的大约三分之一长度上形成一个“V”形的角度，其间有一个纵向的开口部分，适合于把灰从主燃烧室16通过自耐火砖24之间的开口区域延伸出去的许多通道28引入收集槽30（图3）。

焚化炉系统10还包括一个后燃烧室或者副燃烧室32，它置在主燃烧室16之上，在焚化操作中与主燃烧室相连，一个置在副燃烧室32之上，在焚化操作中与其相连的排气管组合件34，一只风机或者鼓风机38，用于使空气加压分别经上、下管道40和42进入后燃烧室32之上的吸气环44和进入主燃烧室16的下部，后者下面将详细地加以讨论。空气控制系统46使主燃烧室16中保持负压，通过自动主空气调节板（图中未画出）的调整耒保证其中产生缓慢、不完全燃烧、非湍流烟雾的火焰。在主燃烧室16中建立一个在后燃烧室32底部测得的负压结合切向燃烧的后燃烧室以再燃烧上升飞灰和气体的好处已在本人的美国专利第3881431号中较详细地讨论和叙述，这里引用它作为公开的一部分。

焚化炉系统10还包括壳体12上有一个进入主燃烧室16的侧装料门道或者进口48，主燃烧室16有与主燃烧室16的中平面18对齐的底侧50。一个矩形、伸长、水平的料斗箱52构成一个料斗室54，适用于贮存废物（图中未画出）。料斗箱52的长的一边大体上垂直于纵轴线17。料斗箱52有一个出口管道56，与壳体12的侧装料进口48和相对的端壁58在空间上共同扩张。料斗室54具有一个与装料进口48的底侧50和主燃烧室16的中平面18对齐的水平底平面。

圆筒形结构的细长的水平外液压推杆管60一端与料斗箱52和另一端与盲板62的纵向垂直。在外推杆管60中同心地设置的圆筒形内部推杆管64一端与端壁58连接，而另一端与盲板62之间有一定间距。圆筒形推杆活塞66与推杆64同心地设置，并且可在内部推杆管64中移动，它通过端壁58伸入料斗室54。推杆活塞66大体上垂直于通过燃烧室16的纵轴线17的垂直平面。料斗室54中设置一个装在推杆活塞66内端上的矩形而垂直放置的推杆翼68。通过液压管道系统72与内、外推杆管64和60连接的液压动力装置70（图2）能够推动推杆活塞在内推杆管64中往复运动。主控制板74包括与液压动力装置70连接的液压控制装置。推杆活塞66能够使料斗室54中的推杆翼68在第一和第二位置之间移动。在第一位置时，推杆翼68被置于接近料斗箱52的端壁58，如图1中虚线以及图3中虚线所示。在第二位置时，推杆翼68被置于主燃烧室16的侧装料进口48上，如图3中实线所示，并且以推杆翼68A表示。如图3所示，推杆活塞66业已被液压力推入料斗室54并以活塞66A表示。通过控制板74驱动液压装置使推杆活塞和推杆翼从其第一位置66和68移动到其第二位置66A和68A时，使料斗室54中的废物从料斗室送入主燃烧室16。

废物由安装在料斗箱52之下的支架78上的升降机76装入料斗室54中。支架一侧由脚80支承，另一侧连接在基座14上。如图2中所示，门82在铰链上转动，铰链固定在平行于推杆活塞66的支架78上。在垂直位置时，门82关闭支架78形成的装料门道84，在如图2所示的水平位置时，则门道84打开，可装废物。升降机76还包括一个大体上水平的升降机平台，图2和图3所示为下降的位置，以平台86表示，图1和图3所示为上升位置，以平台86A表示。在以平台86A表示的上升位置中，平台成为料斗箱52的底壁，如前所述，料斗箱具有一个与主燃烧室16的中平面18成对齐的底平面。升降机76一般由电驱动，与外部电源连接。

炉门88适合于关闭壳体12的装料进口48，门88垂直滑动安装于垂直框架90中，与中平面18和料斗箱52垂直。炉门88上框架90中的液压缸92通过液压管道系统（图中未画出）与液压动力装置70连接。在图1中，门88处于其通常下降位置，盖住进口48。在图3中炉门88处于上升位置，准备由料斗室54中装废料。

在炉门88上升位置88A的向上拖板的端部处装有微动开关94，使炉门88拨动在框架90上部的微动开关94，通过电路（图中未画出）产生电信号使液压缸停止炉门88的上升。微动开关94还同时通过电路（图中未画出）产生电信号送给升降机76的电源装置，使装载平台上升到位置88A。炉门88触发微动开关94时还通过电路（图中未画出）产生电信号使液压动力装置70，在一预定延迟时间间隔之后启动，推杆活塞66在料斗箱52中移动，以便迫使废料正好由升降机76提升到料斗室54，再从料斗室通过装料进口48送入主燃烧室16。然后把推杆翼68置于装料进口48的底侧50上，以便盖住装料进口48的整个面积，起到临时的炉门的作用，如图3中所示，图中推杆翼以68A表示。在这时，操作人员自主控制板74发送出一个信号，驱动与上述顺序相反的运动。当推杆翼达到它的68A位置时，自动定时装置就可以启动作反向运动。首先，推杆活塞的反向运动把推杆翼68拉回到接近端壁58的位置上，其次，炉门88从其打开位置88A降落到其关闭位置88，在这里它起炉门的作用，接着，接通升降机平台的电源，使平台从其上升位置88A移动到其下降位置86。

从鼓风机38发出的压缩空气通过上管道40通到副燃烧室32，通过下管道42通到主燃烧室16底部的耐火砖24的“v”形的两侧，具体地说，通到在每块耐火砖24中的气道中。如图4示意图所示，压缩空气被送到置于钢支架板26下面的一对集气管96中，每块耐火砖24的一根根气管98，再把空气传送给每块耐火砖24的阶梯形部分，再至出口100，使空气以垂直于主燃烧室16的垂直平面102的大体上横向的方向排出，亦即空气向着离燃烧室底部上一定间距的运动线流动。在燃烧过程中，空气的这种流动可使推落下的废料松散。空气的这种底部运动与落下的废料结合在一起可使废料百分之百燃烧，留下的仅仅是烟灰。

图3具体地说明了排烟管道104，它可使装料过程中进入料斗箱52中的任何烟气返回主燃烧室16。

图5所示为热量回收装置106，它把燃烧热量引入到副燃烧室32，再送到某一地区供大楼取暖或水加热之用。热量回收装置106包括一个旁通管道108，它从副燃烧室的上面的主排气管道起以直角延伸，接着呈“U”形弯曲，再返回到排气管组合件34和吸气环44之下的一个位置。从燃烧区32出耒的高温气体以“A”方向在主排气管道110中直接向上通过或者以与A向成直角的B向通到旁通管道108，经旁道管道108再返回到主排气管道110。旁通管道108中设置一个旁通管道控制调节板114。图中实线表示旁通控制调节板114完全打开的位置，虚线114A表示完全关闭的位置。旁通控制阀的下游方向是一只吸风机116，用于把高温气体从主排气管道110中抽入旁道管道108。吸风机116的下游方向是一个热交换装置118，它具有与取暖装置（图中未画出）连接的进口管道120和出口管道122。热交换装置118在图上示意表示，它可以采用该领域中公知的许多热交换装置中的任何一种。旁通调节板114和吸风机可以调节高温气体，即流过A方向的高温气体多些，还是流过B方向的多些。例如，在冬季，调节板和吸风机可以被调节到B向流量大于A向流量，而夏季，可以使A向流量大于B向流量。

可以用一种该领域中公知的谐和动作的调节板耒代替图5所示的吸气环。

附图中所示的别的特征包括在用螺栓固定在壳体12上的端盖125的中心处的小铰链门124。观察孔127位于小门124的中心。打开门124可手工点燃主燃烧室16中的废料和观察燃烧室16。

后燃烧室或者副燃烧室32的细节已在本人的美国专利第3881431号中提及。如图4工作原理示意图所示，切向气体喷射在副燃烧室32的底面周围，它通过气管130供给燃料。电子控制系统（图中未画出）可以为这种气体点火。副燃烧室32中燃烧的补充氧气通过许多切向气体喷口133供给，气体则由鼓风机38经气管40提供。

由光-螺旋开关（Photo-helixswitch）（未画出）调节通过下气管42和气体喷口出口100流到主燃烧室的气流量。主燃烧室顶部的确切的负气压取决于燃烧的废物的类型。所要求的负气压由主控制箱74中压力调节器（图中未画出）预定。如果主燃烧室16中空气压力比燃烧所要求的负得太多，则光-螺旋开关触发限界阀（图中未画出）使自动空气调节板（见上面关于鼓风机38的讨论）打开，使较多空气通过底面流向燃烧室。

Claims (15)

1、一种用于燃烧废物的焚化炉系统包括：

一个基座，一个置于所说基座上的长形壳体，壳体形成一个具有内表面和具有高度的燃烧室和一个在高度一半处横截所说的壳体的假设的水平中平面，所说的壳体形成一个上出口和一个下出口，一个排气管组合件置于所说的燃烧室的所说的上出口之上并与所说的燃烧室的上出口操作上相连接，所说的壳体形成一个装料口，其底侧位于不低于所说的主燃烧室的所说的水平中平面，所说的装料装置为了把废物装入所说的燃烧室在空间上与所说的装料口共同扩张，风机和管道用于把空气从接近所说的下出口的相对空气喷口供给所说的燃烧室。

2、如权利要求1所述的一种焚化炉系统，其特征在于所说的壳体的侧装料口的底侧与所说的壳体的中平面对齐。

3、如权利要求1所述的一种焚化炉系统，其特征在于所说的侧装料装置包括一个长形大体上水平的料斗箱，它形成一个适合于存放废物的料斗室，并具有一个出口端和一个相对的端壁，所说的出口端在空间上与所说的装料口共同扩张，所说的料斗箱具有一个在与所说的底装料口大体上对齐的平面上的底面积。

4、如权利要求3所述的一种焚化炉系统，其特征在于所说的侧装料装置还包括一根水平外部推杆管和一根内部推杆管，两管同心地设置并且呈流体相连的，所说的内、外推杆管连接在所说的料斗箱的所说的端壁，一根推杆活塞同心地安置在所说的内推杆管中并通过所说的端壁伸入所说的料斗箱，一个推杆翼安置在料斗箱中并滑动地在空间与所说的料斗箱共同扩张且固定在所说的推杆活塞上，液压动力装置与所说的内、外推杆管以及启动所说的液压控制装置的液压控制装置在操作上连接，所说的推杆活塞能够在液压动力装置的驱动下使所说的推杆翼在第一和第二位置之间运动，在第一位置时，所说的推杆翼接近所说的料斗箱的所说的外壁，在第二位置时所说的推杆翼被置于主燃烧室的装料口上，所说的推杆翼适合于把所说的料斗箱中所有废物都推入所说的燃烧室。

5、如权利要求4所述的一种焚化炉系统，其特征在于所说的侧装料装置还包括一个置于所说的料斗箱下的升降机平台，一个封闭的外壳适合于可移动地容纳所说的升降机平台，所说的平台可在外壳中作上、下位置之间的移动，在下部位置时，平台低于所说的燃烧室的中平面一定距离，在上部位置时，所说的平台与中平面对齐并与所说的料斗箱的底面对齐，以便在大体上与所说的侧装料口的所说的底侧成一直线的平面上形成所说的料斗箱的下壁，所说的封闭的外壳形成一个口，适合于在所说的平台处于所说的下位置时使废物进入所说的平台，所说的外壳具有一个接在所说的外壳上的装料门，适合于打开和关闭所说的装料口，升降机电源装置用于使所说的平台在所说的上、下位置之间移动。

6、如权利要求5所述的一种焚化炉系统，其特征在于所说的侧装料装置还包括一个重直炉门，一个靠近所说的侧装料口安置的垂直框架，适合于滑动地接纳所说的炉门，一个液压缸置于所述垂直框架之上，垂直框架与所说的炉门以及所说的液压动力装置操作上相连，所说的炉门可在上、下位置之间移动，在下位置时炉门关闭所说的燃烧室的侧装料口，在上位置时，所说的侧装料口打开。

7、如权利要求6所述的一种焚化炉系统，其特征在于所说的侧装料装置还包括使所说的炉门向所说的上位置移动的液压动力装置不动作的同步装置，使所说的平台从所说的下位置向所说的上位置移动的所说的升降机电源装置动作的同步装置，使所说的推杆活塞在预定延迟时间之后向所说的侧装料门移动的所说的液压动力装置动作的同步装置，以此，炉门停止其向上移动，让侧装料门开着，升降机平台使废物升到料斗箱中，推杆活塞把废物推入燃烧室。

8、如权利要求7所述的一种焚化炉系统，其特征在于所说的同步装置包括一只置于所说的炉门垂直框架上并在所说的炉门的上位置的顶上的微动开关和与所说的升降机电源装置和所说的液压动力装置连接的电路，所说的微动开关能够由所说的炉门触动，以便通过所说的电路把电信号送给所说的升降机电源装置和所说的液压动力装置。

9、如权利要求8所述的一种焚化炉系统，其特征在于风机和管道系统包括在所说的底出口的相对侧边上以大体上成切向角一排排相对排列的耐火砖，所说的耐大砖形成很多具有相对的上游出口和下游进口的空气通道，所说的风机和管道系统把空气供给所说的下游进口。

10、如权利要求9所述的一种焚化炉系统，其特征在于所说的燃烧室具有一个假设的垂直的纵向中心平面，所说的底出口沿所说的中心平面成一直线，所说的耐火砖在所说的底出口的相对两侧上列成行，所说的出口安排得使所形成的喷气流大体上与所说的中心平面成直角。

11、如权利要求10所述的一种焚化炉系统，其特征在于所说的壳体呈圆筒形，具有一根纵向大体水平的轴线，所说的圆筒形壳体还具有垂直截面轴线，所说的中心平面与所说的垂直轴线对齐。

12、如权利要求11所述的一种焚化炉系统，其特征在于所说的壳体还包括一个置于所说的燃烧室的所说的上出口之上，在所说的排气管组合件之下的后燃烧室，所说的风机和管道系统还用于把空气供给所说的后燃烧室。

13、如权利要求12所述的一种焚化炉系统，其特征在于所说的壳体还包括置于所说的后燃烧室之上的热量回收装置，所说的热量回收装置用于从燃烧废物产生的高温气体中回收热量并且把所说的回收到的热量传送给外部加热和取暖装置。

14、如权利要求13所述的一种焚化炉系统，其特征在于所说的热量回收装置包括置于所说的后燃烧室之上并在其下游的主排气管道，一条旁通管置于所说的后燃烧室的下游，所说的旁通管道具有以流体连接到主排气管道上的一个进口和一个出口，所说的进口是所说的出口的上游，旁通控制调节板置在所说的旁通管道中，紧接在所说进口的下游，吸风机置在所说的旁通管道之中，后者在所说的旁道控制调节板的下游，热交换装置置在所说的旁通管道之中，并在所说的吸风机的下游，所说的热交换装置接有进、出口管道系统，所说的进、出口管道系统接在外部加热和取暖装置上，所说的管道能把热交换器收集的热量传送到外部取暖装置，所说的吸风机和所说的控制调节板能够有选择地设置，以便从所说的后燃烧室和所说的主排气管道有选择地把所需要的高温气流量送给所说的热交换装置。

15、如权利要求1所述的一种焚化炉系统，其特征在于还包括一个置于所说的燃烧室的所说的上出口之上，在所说的排气管组合件之下的后燃烧室，所说的风机和管道系统还用于把空气供给所说的后燃烧室，还包括置于所说的后燃烧室之上的热量回收装置，所说的热量回收装置用于从燃烧废物产生的高温气体中回收热量并且把回收到的热量传送给外部加热取暖装置，其中所说的热量回收装置包括置于所说的后燃烧室之上并在其下游的主排气管通，旁通道管在所说的后燃烧室的下游，所说的旁通管道具有以流体连接到所说的主排气管上的一个进口和一个出口，所说的进口在所说的出口的上游，吸风机置在所说的旁道管道中并在所说的旁道控制调节板下游，热交换装置置在所说的旁通管道中，在所说的吸风机的下游，所说的热交换装置接着进、出口管道系统，所说的进、出口管道系统接在外部加热取暖装置上，所说的管道系统能够把由所说的热交换装置收集到的热量传送给外部加热取暖装置，所说的吸风机能够有选择地调节，以便有选择地从所说的后燃烧室和所说的主排气管道选择所需要的高温气流量送给所说的热交换装置。

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