专利名称：城市垃圾焚烧锅炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于城市垃圾焚烧的焚烧锅炉，特别是一种封闭环境下对城市垃圾进行充分燃烧的焚烧锅炉。
背景技术：
城市垃圾包括生活垃圾和医疗垃圾，现有的城市垃圾(以下简称垃圾)的处理多采用具有炉排的垃圾焚烧炉进行焚烧，焚烧以后产生熔渣和飞灰，飞灰中含有灰尘颗粒和有害气体，经烟道处理后排出。现有的垃圾处理设备有以下一些缺点由于炉排的机械设计，无法将焚烧炉封闭，焚烧时飞灰中的有害气体难免排出；其次，焚烧温度低，垃圾燃烧不充分，二恶英类有害物质无法得到有效的抑制；第三，机械传动的炉排使用时间长，维护工作较重。第四，焚烧的垃圾由于含有机物多，含水量大，焚烧时不充分，产生的有害气体量大，对环境污染较大。
发明内容为克服以上问题，现提出以下技术方案城市垃圾焚烧锅炉，包括锅炉体，水箱，燃烧室，进料口，出渣口，燃烧室设置有焚烧板，宽度与燃烧室宽度一致的，与水平面成倾斜设置，焚烧板与水平面夹角为10°至 40°，焚烧板将燃烧室分隔成各自独立的燃烧腔和助燃腔。进料口与燃烧腔连通，进料口设置在焚烧板高端上面，出渣口与焚烧板低端相接。燃烧室上部设有飞灰出口，飞灰出口与燃烧腔连通，飞灰出口上设有集热器。燃烧腔内还设有点火燃烧器，用于通入天然气等燃烧气体点燃焚烧锅炉内垃圾；焚烧板为凹槽型，焚烧板开有通孔，通孔的上开口在焚烧板表面上，下开口在焚烧板底面，通孔将燃烧腔与助燃腔连通，下开口的开口大于上开口 ；助燃腔设有助燃剂喷嘴，60% -70%的混合氧气等助燃剂经过助燃剂管道通过助燃剂喷嘴喷入到助燃腔中，使助燃剂经过通孔从通孔上开口处喷出。垃圾出渣口与螺旋输送机相连，焚烧后的炉渣通过螺旋输送机排出。飞灰出口还设有一个空气吸热器，其输出管与助燃剂管道连通，用于提高助燃剂温度，同时降低飞灰的温度。进一步的是，焚烧板两边设有输氧管道，输氧管道内为通入的富氧或混和氧，输氧管道上设有喷嘴，喷嘴开口于焚烧板表面上，用于向燃烧腔内喷入纯氧或混和氧。喷嘴向焚烧板低端倾斜，与输氧管道形成的夹角b为15° -70°，使垃圾更充分燃烧的同时，吹动垃圾向出渣口移动。进一步的是，焚烧板开有多个通孔，通孔上开口中心与下开口中心连线线方向与燃烧底板平面夹角c为15° -60°。进一步的是，焚烧板板由耐高温材料制成，如由高温陶瓷制成，可以承受较高的温度。进一步的是，螺旋输送机与水平面成倾斜设置，与水平方向成10° -45°夹角，螺旋输送机与水管连通，保持有水，用于对垃圾燃烧后的熔渣的降温和防止炉渣飞灰排放到空气中。进一步的是，垃圾出渣口上部大于其与螺旋输送机连接的下部，炉渣能堆积在垃圾出渣口内，一是防止飞灰排出，二是螺旋输送机中的水蒸气能对熔渣进行降温。进一步的是，焚烧板下面设有振动器，在垃圾焚烧产生堆积时，通过振动器使垃圾向出渣口移动。进一步的是，助燃剂喷嘴和点火燃烧器为扇形。进一步的是，燃烧腔的水箱壁上设有吸热管。为便于观察垃圾焚烧情况，在锅炉壁上还设有观察窗。垃圾从进料口进入燃烧腔，在助燃剂喷嘴喷入浓度为30%以上的富氧后，通过点火燃烧器点燃垃圾，混合氧通过开口上小下大的通孔后形成气流，由于通孔与焚烧板有一定夹角，气流吹向出渣口方向，可以将垃圾吹起进行充分燃烧，同时将燃烧的垃圾吹向出渣口方向。如果观察到垃圾焚烧不足充，还可以能通过焚烧板上的管道通入高纯氧或富氧， 由于管道上的喷嘴也是向出渣口方向倾斜，进一步增强垃圾焚烧的燃烧充分和向出渣口方面移动。同时，点火燃烧器也可以喷入如天然气等的燃烧剂，用以加大垃圾的焚烧。如果焚烧垃圾形成堆积，可以启动振动器，使垃圾向出渣口移动。整个燃烧腔产生的熔渣在出渣口堆积，飞灰不会从出渣口排出，只能从飞灰出口排出，这时，由于焚烧充分，焚烧温度达到 850°以上，能有效抑制二噁英、呋喃的产生，给下一步的飞灰处理程序带来方便。焚烧后的炉渣通过螺旋输送机排出，由于焚烧温度高，可达到850°以上，螺旋输送机与水平面成倾斜设置，在螺旋输送机与水管连通，保持有入水，能持续地对炉渣的降温和防止炉渣飞灰排放到空气中。而经过高温产生的炉渣经处理后可用于制砖或铺路原料。焚烧垃圾产生的热用于加热水箱中的水，高温气体通过蒸气管道排出，可用于发电、热水等其它用途，这样垃圾焚烧的能源可再次利用。进水管道保证水箱中的水充足。为进一步增加焚烧效果，在垃圾进料口还设有一个干燥装置。该干燥装置位置高于焚烧锅炉进料口，并与进料口密封连接，其包括干燥室，设在干燥室上部的垃圾皮带机或高温垃圾皮带机，设在干燥室内的干燥器，干燥室顶部设有抽风管道，用于收集干燥垃圾后产生的气体，抽风管道与助燃腔连通，通过抽风管道送到助燃腔，最后通过通孔送到燃烧腔进行燃烧；也可以将收集的气体通过抽风管道进入到助燃剂管道中，最后送到燃烧腔内燃烧。干燥器由蛇形管道构成，高温蒸汽通过蛇形管道进气端进入干燥器，高温蒸汽经过蛇形管道散热时用于干燥垃圾，蒸汽通过蛇形管道排气端端排到空气中或用作热水等其它用途，蛇形管道可多排设置。干燥室底板与水平方面倾斜设置，有一定坡度，底板下面还设有垃圾振动器。进一步的是，蛇形管道进气端与蒸汽管道连通，这样可利用焚烧锅炉产生的热量用于垃圾的干燥。垃圾在经过分捡、破碎后，如果要更好地对垃圾进行燃烧，可以将垃圾和煤泥混合后，经过垃圾皮带机传送到干燥室内，自然落下，经过干燥器干燥后，落入干燥室下部的底板上，由于底板与水平面有一定夹角，垃圾能自由滑入或经振荡器振荡滑入到进料口中，进入燃烧腔进行焚烧。干燥垃圾后产生的水蒸气和异味在抽风管道的作用下进入到燃烧腔烧掉，而且干燥装置与进料口封闭连接，避免了水蒸气和异味直接排到大气中。经过干燥后的垃圾在燃烧腔内焚烧，减少了垃圾中的水份，垃圾燃烧快而且更充
4分，这样进一步减少有害气体的产生。以上装置还有以下有益效果垃圾燃烧锅炉结构简单，无炉排设计，维护性好，采用通入混和氧对干燥后的垃圾进行燃烧，能保证垃圾的充分燃烧，如果发现垃圾燃烧不充分，可以通过输氧管道输入富氧提高燃烧效率，由于燃烧温度可达850°以上，能抑制二噁英、肤有害气体的产生，通过对吹入混合氧压力控制，配合振动棒的使用，能使城市垃圾在燃烧腔内停留2秒以上，达到焚烧要求。而封密式设计，在焚烧过程中产生的飞灰只能从飞灰出口排出，保证焚烧场的环境质量。同时，产生的水蒸气可以二次再利用。
图1 焚烧锅炉结构示意图。图2:焚烧板截面示意图。图3:焚烧锅炉侧视图。图4:焚烧板底面示意图。图5 输氧管道结构示意图。图中编号1锅炉体，2水箱，3燃烧室，4进料口，5出渣口，6飞灰出口，7焚烧板，8 燃烧腔，9助燃腔，10空气吸热器，11点火燃烧器，12通孔，13输氧管道，14喷嘴，15助燃剂喷嘴，16螺旋输送机，17振动器，18观察窗，19干燥装置，20干燥室，21垃圾皮带机，22干燥器，23抽风管道，24进气端，25排气端，26底板，27蒸汽管道，28进水管道，29垃圾振动器，30鼓风机，31助燃剂管道，32上开口，33下开口，34吸热管，35支撑架。
具体实施方式
如附图1，城市垃圾焚烧锅炉，包括锅炉体1，水箱2，燃烧室3，进料口 4，出渣口 5， 水箱2上设有与之连通的蒸汽管道27和进水管道28。燃烧室3内有与燃烧室3宽度一致的焚烧板7，焚烧板与水平面夹角为25°，焚烧板7由高温陶瓷构成，由支撑架35支撑，焚烧板7将燃烧室3分隔成各自己独立燃烧腔8 和助燃腔9，燃烧室8两侧壁及顶部为水箱2体，助燃腔9底面四周可用高温橡皮密封，保证助燃腔9内混合氧不会从助燃腔漏出。焚烧板安装时可以采用螺转千斤顶调节好高度后进行使用，焚烧板可预先制成多块，扣合而成。进料口 4设置在焚烧板7高端上面，出渣口与焚烧板7低端相接。燃烧室3上部有一飞灰出口 6，与燃烧腔8连通，飞灰出口 6上设有空气吸热器10， 其输出管与助燃剂管道31连通。在鼓风机30作用下，能加快空气吸热器10吸热，同时增加混合氧温度。在焚烧板7和进料口 4中间设有一点火燃烧器11，用于通入天然气等燃烧气体点燃焚烧锅炉内垃圾。焚烧板7为凹槽型，焚烧板开有通孔12，通孔12的上开口在焚烧板7表面上，下开口在焚烧板7底面，通孔12将燃烧腔8与助燃腔9连通，下开口的开口大于上开口，焚烧板7开有多个通孔12，通孔12上开口中心与下开口中心连线线方向与燃烧底板平面夹角为 30°。焚烧板7采用钢结构支撑架35进行支撑。焚烧板两边设有输氧管道13，输氧管道13上设有喷嘴14，喷嘴开口于焚烧板7表面上，喷嘴14向焚烧板7低端倾斜，与输氧管道12形成的夹角c为30°，使垃圾更充分燃烧的同时，吹动垃圾向出渣口移动。在垃圾燃烧不充时，通过输氧管道13输入高纯氧，使垃圾达到充分燃烧的目的。助燃腔9有一扇形助燃剂喷嘴15，采用60%的富氧经过助燃剂管道31在鼓风机 30的作用下，通过助燃剂喷嘴15在喷入到助燃腔中，使富氧经过通孔12从通孔上开口处喷
出ο垃圾出渣口 5与螺旋输送机16相连，螺旋输送机16与水平面成倾斜设置，与水平方向成25°夹角，水管17向螺旋输送机16中输入水，用于对垃圾燃烧后的熔渣的降温和防止熔渣飞灰排放到空气中。焚烧后的熔渣通过螺旋输送机16排出。焚烧板下面设有振动器17，振动器与支撑焚烧板的钢结构件支撑架35连接。在垃圾焚烧产生堆积时，通过振动器使垃圾向出渣口移动，由于混合氧气持续地喷入助燃腔，燃烧腔内的高温不会影响到振动器的应用。在锅炉体1壁上还设有观察窗18，燃烧腔8水箱壁上设有吸热管34。如图1，为进一步增加焚烧效果，在垃圾进料口还设有一个干燥装置19。该干燥装置19高于进料口 4，并与进料口 4封闭连接，包括干燥室20，设在干燥室20上部的高温垃圾皮带机21，设在干燥室内的干燥器22，干燥室顶部设有抽风管道23，抽风管道23与助燃剂管道31连通，再经过高压鼓风机30与助燃腔9连通。干燥垃圾后产生的气体经过抽风管道23，进入助燃剂管道31中，在高压鼓风机30作用下，由扇形助燃剂喷嘴15送入助燃腔 9，最后通过通孔12送到燃烧腔8进行燃烧。干燥器22由蛇形管道构成，蛇形管道进气端 24与蒸汽管道27连通，高温蒸汽进入干燥器22后，经过蛇形管道散热时用于干燥垃圾，蒸汽通过蛇形管道排气端25排到空气。干燥室底板沈与水平面倾斜，有一定坡度，底板下面还设有垃圾振动器四。上述焚烧锅炉结构简单合理，维护量小，同时产生的热可很容易用于发电等其它用途，能大幅降低运行成本，而且全密封设计，燃烧充分，飞灰只能从飞灰出口排出，为下一步飞灰处理带来方便，排出的熔渣是经过高温燃烧的，存放安全，不损害环境，也可很容易用于它途，比如制砖、筑路碎石、浙青路面中的填充材料、或用着制造水硬性水泥。上述焚烧锅炉用于替代现有的很多单排、多排焚烧炉会产生很大的社会效益和经济效益。如果采用水箱为10吨的焚烧锅炉设计，每小时至少能处理20吨以上的垃圾，特别是适用现在需要大量处理的城市垃圾。该焚烧锅炉需要氧气助燃，可在焚烧锅炉附近建一座氧气厂，用于提供混和氧或富氧。
权利要求1.城市垃圾焚烧锅炉，包括锅炉体(1)，水箱0)，燃烧室(3)，进料口0)，出渣口(5)， 飞灰出口(6)，其特征是燃烧室设置有与燃烧室宽度一致的焚烧板(7)，焚烧板(7)与水平面夹角为10° -40°，焚烧板(7)将燃烧室(3)分为燃烧腔(8)和助燃腔(9)，进料口(4) 与燃烧腔⑶连通，进料口⑷出口设置在焚烧板(7)高端上面，出渣口(5)与焚烧板(7) 低端相接，飞灰出口(6)与燃烧腔(8)连通，飞灰出口(6)上设有空气吸热器(10)，其输出管与助燃剂管道(31)连通；燃烧腔⑶内还设有点火燃烧器(11)；焚烧板(7)为凹槽型， 焚烧板开有通孔(12)，通孔(12)的上开口(32)在焚烧板表面上，下开口(33)在焚烧板底面，助燃腔(9)通过通孔(12)与燃烧腔(8))连通，下开口(33)的开口大于上开口(32)； 助燃腔(9)设有助燃剂喷嘴(15)；出渣口(5)与螺旋输送机(16)封闭相连。
2.根据权利要求1所述城市垃圾焚烧锅炉，其特征是焚烧板两边设有输氧管道(13)， 输氧管道(13)上设有喷嘴(14)，喷嘴(14)开口于焚烧板表面上，喷嘴(14)向焚烧板(7) 低端倾斜，与输氧管道(13)形成的夹角b为15° -70°。
3.根据权利要求2所述城市垃圾焚烧锅炉，其特征是焚烧板(7)开有的通孔(12) 为多个，通孔(12)上开口(32)中心与下开口(33)中心连线与燃烧底板平面夹角c为 15° -60°。
4.根据权利要求1或2或3所述的城市垃圾焚烧处理的焚烧炉，其特征是焚烧板(7) 由耐高温材料制成。
5.根据权利要求4所述城市垃圾焚烧锅炉，其特征是螺旋输送机(16)与水平方向成倾斜设置，螺旋输送机(16)与水管连通。
6.根据权利要求5所述的城市垃圾焚烧处理的焚烧炉，其特征是燃烧腔(8)水箱壁上设有吸热管(34)。
7.根据权利要求6所述的城市垃圾焚烧处理的焚烧炉，其特征是喷嘴(14)与输氧管道(13)形成的夹角b为30°。
8.根据权利要求7所述的城市垃圾焚烧处理的焚烧炉，其特征是焚烧板(7)与水平面夹角为25°。
9.根据权利要求4所述城市垃圾焚烧锅炉，其特征是还包括一干燥装置(19)，包括干燥室(20)，所述干燥室00)上部设有垃圾皮带机(21)，干燥室00)内设有干燥器(22)，干燥室顶部设有抽风管道03)；干燥器02)由蛇形管道、进气端04)和排气端05)构成； 干燥室底板06)与水平面成倾斜设置，与进料口(4)连接；干燥室底板06)下面设有垃圾振动器09)；所述干燥装置(19)高于锅炉体(1)，与进料口(4)封闭连接。
10.根据权利要求9所述城市垃圾焚烧锅炉，其特征是干燥器0 进气端04)与蒸汽管道07)连通。
专利摘要本实用新型提供一种用于城市垃圾焚烧封闭式焚烧锅炉，包括锅炉体，水箱，燃烧室，飞灰出口，燃烧室设置有与燃烧室宽度一致的焚烧板，焚烧板将燃烧室分为燃烧腔和助燃腔，焚烧板为凹槽型，开有通孔，通入的混合氧通过助燃腔后，通过焚烧板上的通孔进入燃烧腔内对经过干燥器干燥后的垃圾进行助燃燃烧。该焚烧锅炉燃烧温度可达850度以上，垃圾焚烧可控制在2秒以上，能有效抑制二噁英、呋喃的产生，产生的飞灰(烟气)只能从飞灰出口排出，为飞灰处理带来方便。
文档编号F23G5/46GK202040816SQ20112015003
公开日2011年11月16日 申请日期2011年5月10日 优先权日2011年5月10日
发明者李凤山, 杨涛, 毕宏 申请人:李凤山, 杨涛, 毕宏