内热式回转炉用聚集燃烧装置的制作方法

本发明涉及锅炉技术领域，尤其涉及一种内热式回转炉用聚集燃烧装置。

背景技术：

原油在勘探、开采、运输以及储存过程中均会对土壤造成污染，含油土壤因原油存在发生理化性质的变化，并可通过地下水的污染以及污染的转移构成对人类生存环境多个层面上的不良胁迫。含油土壤的存在不仅影响环境、制约经济发展，而且土壤中原油资源难以进行再进行利用。

工业尾废是指工业生产过程产生的固废、气废等，如布袋除尘器滤掉的尾尘、污水处理厂经干燥后的污泥等。基于目前很多锅炉的燃烧技术，尾尘中仍含有较大量的碳颗粒，经测验尾尘燃烧值仍可达到1000大卡，污泥中仍残存较多的有机物，所以直接对尾废进行处理不仅会增加处理难度，提高处理成本，而且也造成尾废资源浪费。

医疗垃圾是指医疗机构在医疗、预防、保健以及其他相关活动中产生的具有直接或间接感染性、毒性以及其他危害性的废物，具体包括感染性、病理性、损伤性、药物性、化学性废物。这些废物含有大量的细菌性病毒，而且有一定的空间污染、急性病毒传染和潜伏性传染的特征，如不加强管理、随意丢弃，易造成疾病传播，严重危害人的身心健康。医疗垃圾中占总重量92％的组分为可燃性成分，目前高温焚烧法处理医疗垃圾为主流方法，但鲜有能彻底将其充分燃烧、降低二次污染的焚烧方法。

发明人致力于燃烧技术的研究与应用，并发明了一种对高低热值能源以及低可燃物含量物质均可进行燃烧应用、燃烧过程充分、二次污染小的燃烧技术用以解决上述问题，本发明创造由此而生。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种内热式回转炉用聚集燃烧装置，可以将含油土壤、工业尾废、医疗垃圾等资源进行燃烧利用，燃烧过程充分，二次污染小。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：内热式回转炉用聚集燃烧装置，包括同步转动且同心设置的炉外筒和炉内筒，所述炉外筒的端部动密封连接有聚集燃烧端座，所述炉内筒内设有将物料向所述聚集燃烧端座方向输送的内筒推料装置，所述炉外筒内设有将物料向排渣口输送的外筒返料装置，所述聚集燃烧端座上设有伸入所述炉内筒内的燃烧隔离体，所述燃烧隔离体上对应所述炉内筒的集料区设有聚集燃烧通道，所述聚集燃烧端座与所述炉内筒之间设有位于所述聚集燃烧通道的末端的落渣口；所述燃烧隔离体上位于所述聚集燃烧通道处设有若干朝向所述集料区喷吹的助燃供风管，所述助燃供风管伸出所述聚集燃烧端座连接有助燃供风机，所述炉内筒内对应所述聚集燃烧通道处设有环形耐火层；所述聚集燃烧端座与所述集料区外的所述炉内筒之间设有防止所述炉内筒的气体向所述炉外筒流动的阻气装置，所述炉内筒连接有补气装置。

作为优选的技术方案，所述阻气装置包括设置在所述聚集燃烧端座与所述集料区外的所述炉内筒之间的避筒间隙，所述聚集燃烧端座位于所述避筒间隙处设有朝向所述炉内筒的端面喷吹的隔离风管，所述燃烧隔离体上对应所述避筒间隙设有内导风斜面，所述隔离风管伸出所述聚集燃烧端座连接有隔离风机；所述隔离风管和所述隔离风机兼作所述补气装置。

作为优选的技术方案，所述隔离风机兼作所述助燃供风机。

作为优选的技术方案，所述聚集燃烧端座上设有伸入至所述炉外筒内且朝向所述炉内筒外表面喷吹的内筒冷却风管，所述内筒冷却风管伸出所述聚集燃烧端座连接有冷却风机；所述助燃供风机兼作所述冷却风机。

作为优选的技术方案，所述炉内筒对应所述聚集燃烧通道处呈沿输料方向逐渐扩口的锥形，所述环形耐火层的内周面对应呈逐渐扩口的锥形。

作为优选的技术方案，所述助燃供风管斜向输料方向设置，所述助燃供风管的设置密度沿所述聚集燃烧通道的宽度方向由中心向两侧逐渐减小。

作为优选的技术方案，所述聚集燃烧端座位于所述集料区的末端设有刮料装置。

作为优选的技术方案，所述助燃供风管连接有天然气供给装置。

作为优选的技术方案，所述聚集燃烧端座上位于所述落渣口处设有淘洗砂供给装置。

由于采用了上述技术方案，本发明燃烧热量经所述炉外筒的环腔，会对所述炉内筒起到加热作用，所述炉内筒内温度较高，可对原料进行预热，对有机物组分进行析出和热解气化，在风流作用下，可燃物多以气态方式到达所述聚集燃烧通道并形成聚集，可燃物密度升高，可被点燃后形成集中且剧烈的燃烧，剧烈的燃烧同时对到达聚集燃烧通道处的原料进行进一步高温加热，促使原料内部残余可燃物充分燃烧，所述聚集燃烧通道处形成集中高温燃烧环境，有机物可被充分分解燃烧，尾气中有害物质明显减少，燃烧的热量可进行利用。本发明不仅可以对含油土壤、工业尾废、医疗垃圾等资源进行燃烧利用，对褐煤、生物质等也可进行燃烧利用，甚至可进行岩棉原料预热工作，具有广泛的使用前途。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例一的结构示意图，图中以箭头示意气流方向；

图2是图1的a-a结构放大示意图；

图3是本发明实施例二的结构示意图，图中以箭头示意气流方向；

图4是本发明实施例三的结构示意图，图中以箭头示意气流方向。

图中：2-炉外筒；23-外筒返料装置；4-聚集燃烧端座；41-燃烧隔离体；42-聚集燃烧通道；43-避筒间隙；44-内导风斜面；45-落渣口；46-导渣斜面；47-刮料装置；48-检修门；5-隔离风机；51-助燃供风管；52-隔离风管；53-内筒冷却风管；54-天然气供给管；6-炉内筒；61-内筒推料装置；62-环形耐火层；63-集料区；8-淘洗砂供给装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

实施例一：如图1和图2所示，内热式回转炉用聚集燃烧装置，本实施例可对褐煤、含油土壤等含矿物质成分的原料进行燃烧利用，并以含油土壤进行本实施例的具体结构原理说明。

本实施例包括同步转动且同心设置的炉外筒2和炉内筒6，所述炉外筒2可通过托轮装置进行转动安装，通过外筒驱动装置进行驱动转动。所述炉外筒2的端部动密封连接有聚集燃烧端座4，所述动密封连接为公知技术，在此不再赘述。所述炉外筒2和所述炉内筒6的另一端也通过动密封连接端座的方式进行密封和连接排烟口、排渣口等结构，这些以及所述托轮装置和所述外筒驱动装置均属于内热式回转炉的现有技术，在此不再赘述且在图中未示出。

所述炉内筒6内设有将物料向所述聚集燃烧端座4方向输送的内筒推料装置61，所述内筒推料装置61用以将含油土壤输送来，所述炉外筒2内设有将物料向排渣口输送的外筒返料装置23，所述外筒返料装置23用以将燃烧的残渣输送出去。本实施例所述内筒推料装置61包括若干固定设置在所述炉内筒6的内壁上且呈螺旋状布置的内推料铲，所述外筒返料装置23包括若干设置在所述炉外筒2内壁上且呈螺旋状布置的外返料铲，所述内推料铲和所述外返料铲均起到输料和翻料的作用。当然所述内筒推料装置61和所述外筒返料装置23均可采用输料螺旋或者输料螺旋与输料铲同时使用的结构，这些结构设置都应在本发明保护范围之内。

本实施例示意所述炉外筒2的固定设置为部分所述外返料铲的顶端与所述炉内筒6的外壁固定连接的方式，部分所述外返料铲对所述炉内筒6形成至少两处周向的固定支撑。当然本实施例也可在所述炉外筒2内壁上单独设置两组支撑连接板用以对所述炉内筒6进行固定，各组所述支撑连接板为周向均布。

所述聚集燃烧端座4上设有伸入所述炉内筒6内的燃烧隔离体41，本实施例所述燃烧隔离体41为耐火砖堆砌而成，当然也可为其他耐火材料制成。所述燃烧隔离体41上对应所述炉内筒6的集料区63设有聚集燃烧通道42，所述聚集燃烧端座4与所述炉内筒6之间设有位于所述聚集燃烧通道42的末端的落渣口45。如图2所示，在所述炉内筒6旋转过程中，含油土壤并不是固定位于所述炉内筒6的正下部的，而是会随着所述炉内筒6的旋转一起运动，当旋转到一定高度后，因自身重力原因会出现滑落，且上述过程是不断循环的，所以在所述炉内筒6旋转过程中，含油土壤会形成在下部、以及旋转方向一段上集料的情况，该集料的区域即为本实施例所述集料区63，这点本领域技术人员通过本实施例的描述可以很容易理解。本实施例对应所述集料区63在所述燃烧隔离体41上设置所述聚集燃烧通道42，相当于顺着所述炉内筒6内的含油土壤输送方向，将气体也通过所述聚集燃烧通道42输送，这样使得所述炉内筒6所有固气类物质在所述聚集燃烧通道42处形成聚集，可燃物浓度可显著升高，有利于形成良好的燃烧环境。所述落渣口45可方便含油土壤燃烧后落下。

所述聚集燃烧通道42处设有若干朝向所述集料区63喷吹的助燃供风管51，所述助燃供风管51伸出所述聚集燃烧端座4连接有助燃供风机。含油土壤及可燃挥发分在所述聚集燃烧通道42处被点燃后，可形成燃烧环境，本实施例利用所述助燃供风管51向所述聚集燃烧通道42内供给富足的氧气，可燃物可在所述聚集燃烧通道42内富氧燃烧，加之含油土壤在旋转运动及自由滑落的循环作用下可形成自动翻料，所述助燃供风管51从含油土壤表面供风，含油土壤内油分可被充分裂解并气化燃烧，所述聚集燃烧通道42内形成高温燃烧环境。本实施例所述助燃供风管51斜向输料方向设置，这样可形成由所述炉内筒6到所述炉外筒2的风流，所述炉内筒6内可燃挥发分更容易聚集到所述聚集燃烧通道42处。本实施例所述炉内筒6内对应所述聚集燃烧通道42处设有环形耐火层62，可减少高温烧蚀对结构件的影响。所述炉内筒6对应所述聚集燃烧通道42处呈沿输料方向逐渐扩口的锥形，所述环形耐火层62的内周面对应呈逐渐扩口的锥形，这样通过锥形设置，含油土壤可形成自身滑落输送，故在所述聚集燃烧通道42处可不设置所述内筒推料装置61，减少所述内筒推料装置61被烧蚀的发生，使本实施例使用更为可靠。所述环形耐火层62也可根据高温燃烧环境的温度分布合理设计各处的厚度，但其内周面总体上沿输送方向应是呈逐渐扩口的锥形的。

所述聚集燃烧端座4位于所述集料区63的末端设有刮料装置47，所述刮料装置47可以为固定设置在所述燃烧隔离体41上的刮料板，也可以为固定设置在所述聚集燃烧端座4上的刮料板，所述燃烧隔离体41上设置与所述刮料板对应的刮板避让口。在高温环境下，含油土壤可能会部分烧结在所述炉内筒6的内壁上，所述刮料板可起到实时刮料并促使含油土壤重新落回所述聚集燃烧通道42处的作用。

所述聚集燃烧端座4与所述集料区63外的所述炉内筒6之间设有防止所述炉内筒6的气体向所述炉外筒2流动的阻气装置，所述炉内筒6连接有补气装置。所述阻气装置包括设置在所述聚集燃烧端座4与所述集料区63外的所述炉内筒6之间的避筒间隙43，所述聚集燃烧端座4位于所述避筒间隙43处设有朝向所述炉内筒6的端面喷吹的隔离风管52，所述燃烧隔离体41上对应所述避筒间隙43设有内导风斜面44，所述隔离风管52伸出所述聚集燃烧端座4连接有隔离风机5；所述隔离风管52和所述隔离风机5兼作所述补气装置。通过所述隔离风管52向所述炉内筒6端面喷出风流，风流会从所述炉内筒6的端面分为两股，一股吹入所述炉内筒6，一股进入所述炉外筒2，进入所述炉内筒6的风流可明显对所述炉内筒6内的气体起到隔离作用，使其无法自由扩散到所述炉外筒2处，且所述隔离风管52和所述助燃供风管51可形成共同作用，使所述炉内筒6内整体形成向所述聚集燃烧通道42的风流，所述炉内筒6内气体只能通过所述聚集燃烧通道42，所以能更好地在所述聚集燃烧通道42处形成聚集并燃烧。在所述助燃供风管51产生的风流带动下，所述炉内筒6内易形成负压，为保证气流正常形成，所述隔离风管52和所述隔离风机5还起到向所述炉内筒6补气的效果。所述助燃供风管51的设置密度沿所述聚集燃烧通道42的宽度方向由中心向两侧逐渐减小，所述聚集燃烧通道42两侧均为隔离风流，两侧所述助燃供风管51的供风逐渐减弱，可利于隔离风流与供风流合流。当然本实施例所述阻气装置也可直接采用大半环状的动密封连接来实现，在所述聚集燃烧端座4上另行设置所述补气装置，该结构设置也应在本发明保护范围之内。本实施例所述隔离风机5兼作所述助燃供风机，所述隔离风机5可借用燃烧尾气余温加热的自然风作为风源，可提高供风初始温度，有助于高温燃烧。

所述聚集燃烧端座4上设有伸入至所述炉外筒2内且朝向所述炉内筒6外表面喷吹的内筒冷却风管53，所述内筒冷却风管53伸出所述聚集燃烧端座4连接有冷却风机，所述聚集燃烧端座4靠近所述聚集燃烧通道42，容易布置喷向所述炉内筒6的所述内筒冷却风管53，可避免所述炉内筒6因高温被烧蚀，提高本实施例结构件使用的可靠性。所述助燃供风机兼作所述冷却风机，即本实施例所述隔离风机5、所述助燃供风机、所述冷却风机共用。

本实施例所述燃烧隔离体41中空设置，所述聚集燃烧端座4上对应所述燃烧隔离体41中空部分可设置检修门48等，检修门48的设置属于公知技术，在此不再赘述。

本实施例的工作原理为：所述炉外筒2带动所述炉内筒6同步旋转，所述助燃供风管51持续供风，所述隔离风管52保持风幕隔离，所述炉内筒6到所述炉外筒2形成稳定的气流；含油土壤供入所述炉内筒6后，在所述内筒推料装置61的作用下逐渐向所述聚集燃烧端座4输送，在此过程中，通过翻料和受热，含油土壤中油分可被加热析出并在持续吸热后裂解气化，含油土壤最终到达所述聚集燃烧通道42处，可燃挥发分随风流也到达所述聚集燃烧通道42处，在所述助燃供风管51的富氧供风条件下，可燃挥发分会被迅速点燃并形成剧烈燃烧，所述聚集燃烧通道42处形成高温燃烧环境，到达此处的含油土壤在翻料作用和高温作用下，内部油分会被充分加热析出和裂解气化，油分可被燃烧殆尽，含油土壤最终从所述落渣口45落至所述炉外筒2上，并经所述外筒返料装置23送出，含油土壤可被脱油修复；燃烧的热量随风流经所述落渣口45、所述炉外筒2的环形腔后排出，在此过程中，热量首先被所述炉内筒6吸收一部分，用于加热后续供入的含油土壤，形成自供热，其余大部分热量可被吸收利用，这样本实施例形成自供热良性循环，可不断优化聚集燃烧环境。

本实施例利用自供热可使大部分有机成分在所述炉内筒6内提前裂解气化，形成的可燃挥发分可在所述聚集燃烧通道42处聚集，在富氧环境下可迅速燃烧形成高温环境，对含油土壤也形成更强烈的燃烧作用，尾气中vocs含量就较低，含油土壤最终可被脱油修复，内部原油成分可被燃烧利用，解决了含油土壤含油量低难以进行热能利用的技术难题，属于含油土壤资源利用及脱油修复的突破性技术，具有很高的经济价值和社会价值。本实施例虽以含油土壤进行结构原理说明，但本领域技术人员应该可以认识到，褐煤等低热值能源也可基于本实施例同样的结构原理进行更好的燃烧利用。

实施例二：如图3所示，本实施例可用于工业尾废，如锅炉尾尘、有机污泥等含有一定可燃物的原料进行燃烧利用，本实施例以有机污泥的燃烧进行具体结构原理的说明。

本实施例与实施例一结构的不同之处在于：所述助燃供风管51连接有天然气供给装置，所述天然气供给装置供给天然气的公知技术，在此不再赘述且在图中仅示出天然气供给管54。本实施例示意所述天然气供给管54通过与所述助燃供风管51一一对应的分管与各所述助燃供风管51分别连通，在所述助燃供风管51的喷口附近形成混合气体。

本实施例有机污泥供入所述炉内筒6，当然有机污泥为提前进行干燥处理过后的污泥，有机污泥在所述炉内筒6内可被预热，内部有机成分会出现热裂解和气化，最终有机污泥和可燃挥发分聚集在所述聚集燃烧通道42处；所述天然气供给管54进入所述助燃供风管51，可在所述聚集燃烧通道42处形成有焰供给，天然气燃烧的能量可大幅提高所述聚集燃烧通道42内的温度，可为有机污泥提高很好的高温燃烧环境，有机污泥及可燃挥发分因为聚集作用，不论是有机物浓度还是气化出的可燃挥发分浓度都会升高，所以有机污泥内有机物可在高温燃烧环境下进行充分燃烧，释放其中热量，这样通过简单的改进，本实施例可对有机污泥进行燃烧利用。本实施例有机污泥可在供入前制成粒状，经过高温燃烧后，有机污泥可被烧结成为陶粒，该陶粒可应用于建筑行业，使得有机污泥的处理转换为资源化利用的有机循环，可大幅改善污泥处理的现状，同样具有很高的经济价值和社会价值。

本实施例虽以有机污泥作为原料进行说明，但本领域技术人员应该可以认识到，本实施例同样可利用天然气辅助燃烧对锅炉尾尘进行二次燃烧利用。

实施例三：如图4所示，本实施例可用于医疗垃圾、甚至生活垃圾的燃烧利用，本实施例燃烧医疗垃圾时的结构与实施例一相同，但其工作原理为：所述炉外筒2带动所述炉内筒6同步旋转，所述助燃供风管51持续供风，所述隔离风管52保持风幕隔离，所述炉内筒6到所述炉外筒2形成稳定的气流；医疗垃圾供入所述炉内筒6，在所述内筒推料装置61的作用下逐渐向所述聚集燃烧端座4输送，在此过程中，医疗垃圾通过翻料均匀受热，部分有机成分可被裂解气化，医疗垃圾最终到达所述聚集燃烧通道42处，可燃挥发分随风流也到达所述聚集燃烧通道42处，在所述助燃供风管51的富氧供风条件下，可燃挥发分会被迅速点燃并形成剧烈燃烧，到达此处的医疗垃圾在高温燃烧作用下，表面的医疗垃圾会迅速发生油化和裂解气化，所述助燃供风管51可将热量带至医疗垃圾内部，医疗垃圾很快在高温环境下全部油化，并大部分裂解气化和燃烧，部分油化粘附在所述炉内筒6内壁上的油焦会被所述刮料装置47刮下，并一直处于高温燃烧环境内，所有医疗垃圾最终会裂解气化并燃烧，鉴于医疗垃圾可燃物含量较高，所述聚集燃烧通道42处可形成相当高的高温，各种细菌病毒均可在此高温下被杀死，燃烧产生的热量同样随风流经所述落渣口45、所述炉外筒2的环形腔排出，在此过程中，热量也被所述炉内筒6吸收一部分，用于加热后续供入的医疗垃圾，形成自供热。

当本实施例用于处理生活垃圾时，所述聚集燃烧端座4上位于所述落渣口45处设有淘洗砂供给装置8，所述淘洗砂供给装置8为密封进料，本领域技术人员可采用能获知的现有技术实现，在此不再赘述。所述淘洗砂供给装置8可用于供给垃圾分类时淘洗处的砂体，这些砂体里含有一定量的有机物，可借助所述落渣口45处也被动形成的高温环境，对内部有机物进行燃烧利用，可降低砂体内有机物含量，使砂体可直接排放或者用于建筑、岩棉生产等领域。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。