一种医废处理模块化组合式余热装置的制作方法

[0001]
本发明属于医疗垃圾处理设备技术领域，具体涉及一种医废处理模块化组合式余热装置。


背景技术：

[0002]
日常生活中的固体废物垃圾包括生活垃圾、工业固体废物、医疗废物等。其中医疗废物主要采用焚烧的方法处理，但是焚烧过程中将会产生大量的烟气，烟气中含有大量的有害污染物，必须采用烟气处理系统。现有技术中的烟气处理系统有急冷器，急冷器主要目的是降低高温烟气的温度，减小二噁英类有机污染物的生成，同时以便于对后续烟气进行处理。
[0003]
急冷器包括湿式急冷器与干式急冷器。湿式急冷器是通过在高温烟气的通道内设置喷淋系统，通过喷淋冷却介质对高温烟气接触而进行热交换，达到冷却高温烟气的目的，但是烟气中的粉尘容易导致喷淋系统的管道出现堵塞，并且对喷淋液造成污染，后续还需要采用水污染处理设备。干式急冷器是利用风或水隔着一层管壁对管内的烟气进行冷却，优点在于冷却介质不与烟气直接接触，不会造成水的二次污染，并且不会引起管道堵塞，同时不会增加烟气当中的含水量。但是现有的干式急冷器换热效率低，体积较大，制约了干式急冷器的广泛应用。此外，处理医疗废物焚烧产生的烟气仅仅采用干式急冷器，烟气中有害物质的降低效果并不是很理想。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是为了解决现有技术中降低医疗废物焚烧产生的烟气中的有害物质的技术手段不理想的问题，提出了一种医废处理模块化组合式余热装置。
[0005]
为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：
[0006]
一种医废处理模块化组合式余热装置，包括锅炉与干式急冷器；锅炉包括炉膛；干式急冷器包括上烟箱、下烟箱以及壳体；壳体的两端分别与上烟箱、下烟箱连接；所述壳体内设有数个烟管内部流通烟气，烟管外部与壳体之间流通冷却介质；所述壳体底部设有冷却介质进口，顶部设有冷却介质出口；上烟箱设有进烟区和排烟区；进烟区通过一部分烟管与下烟箱连通，下烟箱通过另一部分烟管与排烟区连通；所述进烟区设有进烟口，所述排烟区设有排烟口；炉膛出口与进烟口之间连接有烟道。
[0007]
进一步地，炉膛的壁面为膜式水冷壁；膜式水冷壁包括前膜式水冷壁、后膜式水冷壁、左膜式水冷壁以及右膜式水冷壁；炉膛由前膜式水冷壁、后膜式水冷壁、左膜式水冷壁、右膜式水冷壁以及上膜式水冷壁围绕而成。
[0008]
进一步地，沿前膜式水冷壁、后膜式水冷壁、左膜式水冷壁以及右膜式水冷壁围成的周向设有数个空气吹灰器；空气吹灰器的本体位于炉膛外，空气吹灰器的喷嘴深入炉膛内。
[0009]
进一步地，所述进烟区还设有回烟口，排烟口与回烟口之间连接有回烟管。
[0010]
进一步地，数个烟管在壳体内均匀排列，相邻烟管之间具有间隙。
[0011]
进一步地，所述炉膛内还间隔设有数个相互平行的水冷壁，每一水冷壁的四周分别与前膜式水冷壁、后膜式水冷壁、左膜式水冷壁、右膜式水冷壁连接；炉膛内的烟气垂直流向水冷壁；每一水冷壁均设有数个通孔，相邻两水冷壁的通孔错位设置。
[0012]
进一步地，所述上烟箱内设有隔板，进烟区和排烟区位于隔板的两侧；上烟箱的顶部与盖板密封连接，隔板与盖板密封连接；进烟区对应的盖板设有进烟检查孔，进烟检查孔设有进烟清灰门；排烟区对应的盖板设有排烟检查孔，排烟检查孔设有排烟清灰门。
[0013]
进一步地，所述盖板边缘依次设有连接成阶梯状的第一盖板面、第二盖板面、第三盖板面以及第四盖板面；所述上烟箱顶部边缘设有依次连接成阶梯状的第一上烟箱面、第二上烟箱面、第三上烟箱面、第四上烟箱面；第一盖板面、第二盖板面、第三盖板面以及第四盖板面分别与第一上烟箱面、第二上烟箱面、第三上烟箱面、第四上烟箱面正对，第二盖板面与第二上烟箱面之间设有密封圈，各正对面与密封圈结合形成迷宫式密封结构。
[0014]
进一步地，所述盖板沿进烟检查孔周向、排烟检查孔周向均设有一圈凹槽，所述进烟清灰门、所述排烟清灰门的边缘均设有一圈凸起；进烟清灰门的凸起、排烟清灰门的凸起各自插入对应的凹槽内。
[0015]
进一步地，所述盖板上方设有可旋转摆动的悬臂，壳体外壁连接有立柱，悬臂与立柱连接；立柱包括第一立管与第二立管，第一立管的顶端外套结法兰；第二立管的一端伸进第一立管内，另一端与悬臂连接；第二立管同时位于法兰内，法兰与悬臂相对；第二立管与悬臂整体绕安装有法兰的第一立管顶端转动。
[0016]
进一步地，所述法兰设有数个法兰定位通孔，所述悬臂设有一悬臂定位通孔；悬臂旋转到某一角时，悬臂的悬臂定位通孔与法兰的一法兰定位通孔相对应，销钉先后贯穿悬臂的悬臂定位通孔以及法兰的一法兰定位通孔，以便通过销钉对悬臂的旋转位置进行固定。
[0017]
进一步地，烟管内壁设有螺纹。
[0018]
进一步地，下烟箱为落灰斗，落灰斗底部设有落灰口。
[0019]
进一步地，锅炉与干式急冷器均为立式结构。
[0020]
进一步地，锅炉为角管式余热锅炉。
[0021]
与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：
[0022]
(1)本发明烟管内流动的烟气与烟管外流动的冷却介质进行换热，进烟区内的烟气经一部分烟管达到下烟箱内，下烟箱内的烟气经另一部分烟管达到排烟区内，烟气与冷却介质换热的整个过程中流经双倍烟管的长度，提高了干式急冷器换热效率，进入干式急冷器的烟气从550℃降低到220℃的停留时间小于0.5秒，有效降低烟气的排放温度，同时能够缩小干式急冷器的体积；锅炉与干式急冷器两种设备相互结合，能够最大限度地降低烟气中的有害物质；
[0023]
(2)炉膛内壁采用膜式水冷壁，密封性能好，漏风少，过量空气系数低，降低烟气温度，有利于降低二噁英类有害物质的生成量；
[0024]
(3)盖板开设进烟检查孔与排烟检查孔，可单独对进烟区或排烟区进行检修与清灰；对进烟区进行检修或清灰时，只需打开进烟清灰门即可；对排烟区进行检修或清灰时，只需打开排烟清灰门即可；
[0025]
(4)设有可旋转摆动的悬臂，悬臂挂设电葫芦，通过电葫芦勾起吊耳，以便打开进烟清灰门或排烟清灰门或盖板。
[0026]
(5)采用多种密封方式提供烟箱密封性，减少漏风，控制过量空气系数，有利于降低二噁英类有害物质的生成量；
[0027]
(6)烟管为螺纹烟管，采用高效传热的螺纹烟管，螺纹烟管竖直装设，不易积灰，有利于保持受热面清洁。
附图说明
[0028]
图1为本实施例一种医废处理模块化组合式余热装置结构图；
[0029]
图2为本实施例一种医废处理模块化组合式余热装置俯视图；
[0030]
图3为本实施例干式急冷器结构示意图；
[0031]
图4为本实施例锅炉结构示意图；
[0032]
图5为本实施例第一水冷壁结构示意图。
[0033]
图6为本实施例第二水冷壁结构示意图。
[0034]
图7为本实施例上烟箱结构图；
[0035]
图8为盖板结构图；
[0036]
图9为盖板边缘结构图；
[0037]
图10为上烟箱顶部边缘结构图；
[0038]
图11为悬臂与立柱连接剖面结构图；
[0039]
图12为悬臂与立柱连接结构图；
[0040]
图13为悬臂俯视图。
[0041]
图中，1炉膛、2上烟箱、3下烟箱、4壳体、5烟管、6进烟区、7排烟区、8烟道、9隔板、10回烟口、11前膜式水冷壁、12后膜式水冷壁、13左膜式水冷壁、14右膜式水冷壁、15空气吹灰器、16第一水冷壁、17第二水冷壁、18盖板、19进烟清灰门、20排烟清灰门、21第一盖板面、22第二盖板面、23第三盖板面、24第四盖板面、25第一上烟箱面、26第二上烟箱面、27第三上烟箱面、28第四上烟箱面、29密封圈、30凸起、31吊耳、32悬臂、33第一立管、34第二立管、35法兰、36法兰定位通孔、37销钉。
具体实施方式
[0042]
下面结合具体实施例对本发明进行进一步地描述，但本发明的保护范围并不仅仅限于此。
[0043]
如图1-4所示，本实施例一种医废处理模块化组合式余热装置，包括干式急冷器与锅炉。干式急冷器包括上烟箱2、下烟箱3以及壳体4。壳体4的两端分别与上烟箱2、下烟箱3连接。壳体4内设有数个烟管5，烟管5内部流通烟气，烟管5外部与壳体4之间流通冷却介质。上烟箱2内设有相互隔绝的进烟区6和排烟区7。进烟区通过一部分烟管5与下烟箱连通，下烟箱通过另一部分烟管5与排烟区连通。进烟区6设有进烟口，排烟区7设有排烟口。锅炉包括炉膛1，医疗废物燃烧产生的烟气首先通入锅炉的炉膛1内，在炉膛内降低烟气温度，可有效控制烟气中有害物质的生成。锅炉的炉膛1出口与进烟口之间连接有烟道8。一部分烟管5连接在进烟区6与下烟箱3之间，另一部分烟管5连接在排烟区7与下烟箱3之间。进烟区6的
烟气经过一部分烟管5到达下烟箱3，下烟箱3内的烟气经过另一部分烟管5到达排烟区7。
[0044]
烟管5内流动的烟气与烟管5外流动的冷却介质进行换热，能够实现较好的换热效果。烟气在烟管5内的流动方向与冷却介质在壳体4内的流动方向向反，增强换热效果。具体为壳体4底部设有冷却介质进口，顶部设有冷却介质出口，冷却介质在壳体4内从下往上流动。烟气沿烟管5内从上往下流动。烟气与冷却介质换热的整个过程中流经双倍烟管5的长度，延长了烟气的流通路径，提高烟气与冷却介质的换热效率，进入干式急冷器的烟气从550℃降低到220℃的停留时间小于0.5秒，有效降低烟气的排放温度，同时能够缩小干式急冷器的体积。降低温度的烟气从排烟口排出。干式急冷器底部的落灰可从下烟箱3中排出。冷却介质温度升高后从壳体4内排出，温度较低的冷却介质重新补充到壳体4内。锅炉为本实施例的第一模块，干式急冷器为本实施例的第二模块，本实施例采用锅炉与干式急冷器进行模块化组合来处理医疗废物焚烧产生的烟气，能够最大限度地降低烟气中的有害物质。
[0045]
炉膛1出口的所在位置高于炉膛1进口，烟气在炉膛1内整体从下往上流动。锅炉的炉膛1的壁面为膜式水冷壁，膜式水冷壁包括前膜式水冷壁11、后膜式水冷壁12、左膜式水冷壁13以及右膜式水冷壁14。炉膛1由前膜式水冷壁11、后膜式水冷壁12、左膜式水冷壁13以及右膜式水冷壁14围绕而成。前膜式水冷壁13向顶部弯曲延伸形成炉膛顶部。膜式水冷壁密封性能好，漏风少，过量空气系数低，降低烟气温度，有利于降低二噁英类有害物质的生成量。沿前膜式水冷壁11、后膜式水冷壁12、左膜式水冷壁13以及右膜式水冷壁14围成的周向设有数个空气吹灰器15。空气吹灰器15的本体位于炉膛外，空气吹灰器15的喷嘴深入炉膛内。本实施例的空气吹灰器15自动伸缩式压缩空气吹灰器。
[0046]
如图5、图6所示，炉膛1内还间隔设有数个相互平行的水冷壁。每一水冷壁的四周分别与前膜式水冷壁11、后膜式水冷壁12、左膜式水冷壁13、右膜式水冷壁14连接。炉膛1内的烟气垂直流向水冷壁。每一水冷壁均设有数个通孔，炉膛1内的烟气垂直流向水冷壁并从通孔中流出。相邻两水冷壁的通孔错位设置。炉膛内的烟气垂直流向水冷壁，从一水冷壁的通孔流出的烟气被其相邻的另一水冷壁遮挡。烟气被遮挡改变方向后从另一水冷壁的通孔中流出。水冷壁可对烟气中含有的固体杂质进行阻挡，使更多的烟灰沉降在炉膛1底部。本实施例水冷壁的个数为三个，依次为第一水冷壁16、第二水冷壁17以及第三水冷壁，烟气首先经过第一水冷壁16。水冷壁通孔形状可为圆形或长条形，具体数量可根据实际情况调整。
[0047]
为便于形成进烟区6和排烟区7，上烟箱2内有隔板9，进烟区6和排烟区7位于隔板9的两侧。烟气在炉膛1内流出后，经烟道8进入上烟箱2的进烟区6，在烟管5内流通的烟气被冷却介质降温后从上烟箱2的排烟区7排出。进烟区6还设有回烟口10，排烟口与回烟口10之间连接有回烟管。干式急冷器在使用过程中，可将排烟区7排出的烟气一部分返回至进烟区6，灵活调整进烟区6烟气的温度与流速，防止低负荷积灰。数个烟管5在壳体4内均匀排列，整体在壳体4中心区域排列为圆柱状。相邻烟管5之间具有间隙。间隙内为流动的冷却介质，保证每一烟管5四周均充满冷却介质，提高烟管5内烟气与烟管5外冷却介质的换热效率。烟管5内壁设有螺纹，螺旋状的条纹有利于烟气冲击烟管5内壁附着的烟尘，避免烟尘长时间在烟管5内壁堆积而阻塞烟管5，使烟管5保持通畅状态。本实施例采用高效传热的螺纹烟管，螺纹烟管竖直装设，不易积灰，有利于保持受热面清洁。
[0048]
如图7、图8所示，上烟箱2的顶部与盖板18密封连接，隔板与盖板18密封连接。进烟
区对应的盖板18设有进烟检查孔，进烟检查孔设有与盖板18密封连接的进烟清灰门19。排烟区对应的盖板18设有排烟检查孔，排烟检查孔设有与盖板18密封连接的排烟清灰门20。进烟清灰门19与排烟清灰门20的数量均为多个。需要检修或清灰时，无需拆卸掉整个盖板18。对进烟区进行检修或清灰时，只需打开进烟清灰门19即可。对排烟区进行检修或清灰时，只需打开排烟清灰门20即可。
[0049]
如图9、图10所示，盖板18边缘依次设有连接成阶梯状的第一盖板面21、第二盖板面22、第三盖板面23以及第四盖板面24，上烟箱2顶部边缘设有依次连接成阶梯状的第一上烟箱面25、第二上烟箱面26、第三上烟箱面27、第四上烟箱面28。第一盖板面21、第二盖板面22、第三盖板面23以及第四盖板面24分别与第一上烟箱面25、第二上烟箱面26、第三上烟箱面27、第四上烟箱面28正对，第二盖板面22与第二上烟箱面26之间设有密封圈29，各正对面与密封圈29结合形成迷宫式密封结构。迷宫式密封结构提高上烟箱2与盖板18之间的密封性。密封圈29的材质为石绵垫。盖板18与上烟箱2连接完成后，使用螺钉固定牢固。同时将隔板与盖板18通过螺钉固定牢固。拆卸盖板18时，将螺钉拆卸掉即可进行盖板18的拆卸。为保证进烟清灰门19与排烟清灰门20固定时的密封性，盖板18沿进烟检查孔周向、排烟检查孔周向均设有一圈凹槽，进烟清灰门19、排烟清灰门20的边缘均设有一圈凸起30。进烟清灰门19的凸起30、排烟清灰门20的凸起30各自插入对应的凹槽内。安装进烟清灰门19时，将进烟清灰门19边缘的凸起30按压到沿进烟检查孔周向设置的凹槽内即可，之后再使用螺钉将进烟清灰门19与盖板18固定。安装排烟清灰门20时，将排烟清灰门20边缘的凸起30按压到沿排烟检查孔周向设置的凹槽内即可，之后再使用螺钉将排烟清灰门20与盖板18固定。为方面起吊进烟清灰门19、排烟清灰门20以及盖板18，进烟清灰门19、排烟清灰门20、盖板18均设有吊耳31。
[0050]
如图11-13所示，盖板18上方设有可旋转摆动的悬臂32，悬臂32挂设电葫芦，通过电葫芦勾起吊耳31，以便打开进烟清灰门19或排烟清灰门20或盖板18。壳体4外壁连接有立柱，悬臂32与立柱连接。立柱与悬臂32构成悬吊机构。立柱包括第一立管33与第二立管34，第一立管33的顶端外套结法兰35，法兰35与第一立管33固定连接。第二立管34的一端伸进第一立管33内，另一端与悬臂32连接。第二立管34与悬臂32固定连接。第二立管34同时位于法兰35内，法兰35与悬臂32相对。第二立管34与悬臂32整体绕安装有法兰35的第一立管33顶端转动。
[0051]
法兰35设有数个法兰定位通孔36，悬臂32设有一悬臂定位通孔。数个法兰定位通孔36排列为圆弧状，每一法兰定位通孔36均对应悬臂32的一旋转角度。悬臂32旋转到某一角时，悬臂32的悬臂定位通孔与法兰35的一法兰定位通孔36相对应，销钉37先后贯穿悬臂32的悬臂定位通孔以及法兰35的一法兰定位通孔36，以便通过销钉37对悬臂32的旋转位置进行固定，避免悬臂32任意摆动而影响了进烟清灰门19、排烟清灰门20以及盖板18的起吊，保证悬臂32在起吊过程当中的稳定性。第一立管33、第二立管34均与悬臂32垂直。第一立管33、第二立管34均与圆管。悬臂32为相互拼接的两槽钢。两槽钢开口相对。拼接成一体的两槽钢开设有与第二立管34相适配的通孔，第二立管34的另一端伸入到通孔内。
[0052]
为便于清理烟灰，下烟箱3为落灰斗，落灰方便，无需停炉清理。落灰斗底部设有落灰口。烟气中的杂质颗粒在落灰斗中沉积，落灰口安装有阀门，定期打开阀门，及时将杂质颗粒从落灰斗内排出。炉膛1的底部也安装有一落灰斗，该落灰斗的结构、使用原理均与下
烟箱3相同。本实施例还包括设置于壳体4外部的循环泵，为冷却介质的循环流动提供动力。在循环泵的驱动作用下，温度较低的冷却介质从壳体4底部进入壳体4，吸收烟气中的热量后温度升高，升高温度的冷却介质从壳体4顶部流出。锅炉与干式急冷器均为立式结构，锅炉与干式急冷器均垂直放置于水平面上，减小整体装置的占地面积。锅炉为角管式余热锅炉，将管路系统作为锅炉的框架，能够大量节省钢材，降低锅炉造价，同时便于与干式急冷器进行模块化组合，灵活进行安装与拆卸，并且充分回收烟气内含有的热量。
[0053]
本实施例的使用方法为：将医疗废物燃烧产生的烟气通入锅炉炉膛1内；炉膛1出口排出的烟气进入干式急冷器，干式急冷器的上烟箱2、烟管5以及下烟箱3构成烟气通道，烟管5外部与壳体4之间的区域为冷却介质通道，烟气与冷却介质换热后由上烟箱2的排烟区7排出。试验结果表明，进入干式急冷器的烟气从550℃降低到220℃的停留时间小于0.5秒，同时最终排放的烟气中二噁英的含量符合国家标准。
[0054]
以上对本发明的实施例进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。