一种处理生活垃圾的清洁高温共燃炉的制作方法

本发明属于生活垃圾无害化处理技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧设备，特别是涉及一种处理生活垃圾的清洁高温共燃炉。

背景技术：

在我国农村地区，随着人们生活水平的提高，垃圾的产生数量在逐年递增，随意倾倒垃圾、垃圾围村的现象仍未彻底解决。据住建部统计数据显示，目前我国城市垃圾每年清运量1.79亿吨，农村垃圾每年产生量是1.5亿吨左右，而城市的垃圾处理率可达90%，农村垃圾处理率只有50%左右。垃圾随意倾倒，不仅仅影响乡村的卫生状况和人居环境，它带来的深层次危害更不容忽视。

目前，农村垃圾处理仍以填埋为主，处理技术简单、处理量大，但填埋对场地选址要求较高，对于乡镇村庄相距较远、人口分散地区，垃圾收运、填埋处理成本巨大，造成只有集中收运部分的垃圾得到有效处理，而居住分散点的垃圾得不到有效处理，就地无害化处理的小型焚烧炉可以解决这一难题。

小型垃圾焚烧技术中，全混燃式垃圾焚烧炉是一种应用较广泛的垃圾焚烧设备，其结构在如专利号为cn201520943232.0的一种小型焚烧炉、专利号为cn03120293.4的带有外气隔断投入装置的小型焚烧炉、申请号为cn201410052291.9的一种垃圾的焚烧处理装置等专利文本中均有所描述。生活垃圾一次性填入焚烧设备后，任其自燃，操作简单，但垃圾原料表面燃烧温度高，垃圾内部燃烧温度低，造成内部垃圾燃烧不充分，一氧化碳、二噁英等有毒有害物质大量产生。此外，上燃式垃圾焚烧设备也有较多产品，结构如申请号为cn201710780831.9的一种预热垃圾的处理用焚烧炉，在储料箱以及进料腔内的垃圾受下方垃圾燃烧余热来预热垃圾，烘干水分，此类垃圾焚烧设施的缺点在于烘干处的垃圾在低于充分燃烧的温度下热解，产生vocs类小分子有机物、二噁英、一氧化碳等进入烟气，而烟气未进入着火面充分燃烧，直接排入后端设施，加重了尾气处理负担。

以上发明对传统的垃圾焚烧设施进行了结构调整，提高了垃圾焚烧效率，缩短了垃圾处理周期，一定程度上解决了垃圾处理困难的问题。但是，市场现有的垃圾焚烧处理设施在处理原生生活垃圾过程中普遍存在着燃烧不充分、有毒有害物质处理不完全的问题，如烟气不充分燃烧产生焦油等难处理的二次污染物。因此，对现有的垃圾焚烧处理设施进行结构改良以进一步提高垃圾处理效果仍是本领域研究人员的追求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种能够高效、环保地处理生活垃圾的清洁高温共燃炉。经由本发明的清洁高温共燃炉，炉体设计合理，可连续投料稳定运行，垃圾焚烧彻底，处理效率高，二次污染物产生量低。

为实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：一种处理生活垃圾的清洁高温共燃炉，将热值不同的原生生活垃圾各组分共同焚烧处理；设备由垃圾一燃室a和烟气二燃室b组成，分别由钢结构和耐火材料包覆而成，其中垃圾一燃室a包括进料口1、一燃室炉膛2、炉排3、一次进风口4、集渣坑5、除渣口6；烟气二燃室b包括二燃室炉膛7、二次进风口8、除灰口9、排烟口10、隔墙11；垃圾一燃室a和烟气二燃室b二者之间由耐火材料构成的烟气通道12连接。

所述的垃圾一燃室a和烟气二燃室b的炉体为整体结构，采用耐火砖、耐火泥、纤维板、钢结构组成，炉体表面可降至低于60℃。

所述的垃圾一燃室a采用下燃式焚烧技术，进料口位于垃圾一燃室a正上方，由上方进料口1投料并压实，垃圾存储于垃圾一燃室炉膛2，垃圾一燃室炉膛2内放置少量干燥木柴或煤炭引燃物料，垃圾燃烧面仅限于垃圾底层。

所述的一燃室炉排3为固定式炉排，炉排3呈上弓形，减小变形；物料在垃圾一燃室a内挤压密实，不呈现全部掉落至炉排状态，当有块状物料掉落，在炉排上进行燃烧。

所述的垃圾燃烧面与一次进风口4及通道12位于同一水平面；与炉排3的弓形顶部高度落差为10-20cm；该垃圾焚烧处理设备采用层燃技术，着火面仅在一次进风口4及垃圾一燃室a与烟气二燃室b之间的通道12水平面上。

所述的一次进风口4和二次进风口8均设有调节进风量的调节阀，根据垃圾组分、燃烧速度调节燃烧室内空气流量。

所述的集渣坑5与垃圾一燃室a合为一体，所述的除渣口6分布于垃圾一燃室a下方的前侧，所述的除灰口9分布于烟气二燃室b下方的两侧。

所述的排烟口10与烟气二燃室b底部落差10-20cm，烟气中的灰渣沉降在排烟口10前侧，避免进入后端尾气处理系统。

所述的隔墙11完全横置在烟气二燃室b内，长度与烟气二燃室b宽度相同，延长烟气停留时间。

本发明具有下述有益效果：

本发明杜绝了传统的混燃式或上燃式垃圾焚烧处理设施导致的诸多缺陷，从焚烧设施的燃烧方式进行炉体的整体设计，使其避免了低温燃烧或燃烧不充分导致的vocs、一氧化碳、二噁英等二次污染物的大量生成。

本发明的清洁高温共燃炉，采用下燃式层燃焚烧技术，燃烧面仅在一燃室内垃圾最下层，燃烧需要的空气来向分两个方向，一是进料口，后端引风机作用造成炉膛内负压，空气穿过垃圾层到达燃烧面，可以带走垃圾中的部分水气，提高后续焚烧的效率，同时气流不会导致着火面进入垃圾内部，造成不充分的燃烧；二是垃圾一燃室的一次进风口，进风口与垃圾燃烧面处于同一高度，气流方向为一次进风口—垃圾燃烧面—通往二燃室的通道，不会被垃圾堵住管口，造成供气不畅，影响燃烧效果，一次进风口上设置通气流量调节阀门，根据炉膛内负压数据，调整阀门开启程度，炉膛内垃圾焚烧速度保持在稳定范围。

烟气二燃室侧面设置的二次进风口，也设置有通气流量调节阀门，调整进入烟气二燃室的风量，具有调节二燃室温度的作用；垃圾焚烧过程中在850-950℃范围内氮氧化物产生量最低，通过二次进风口上的阀门调节烟气二燃室的温度，可明显降低氮氧化物等二次污染物的生成量。

清洁高温共燃炉的诸多内部结构设计，如通道位置、烟气二燃室内隔墙高度、排烟口与烟气二燃室底部的高度差等设计，延长了烟气在燃烧室内的停留时间，可明显降低二次污染物的生成。

本发明的清洁高温共燃炉操作简单，引燃只需要少量木柴或煤炭；设备启动后，可以24小时连续运行，也可以间歇性运行，设备故障率低，运行稳定。

附图说明：

图1为一种处理生活垃圾的清洁高温共燃炉整体结构示意图；

图中各标号与本发明各部位名称的对应关系如下：

垃圾一燃室a、烟气二燃室b、进料口1、一燃室炉膛2、炉排3、一次进风口4、集渣坑5、除渣口6、二燃室炉膛7、二次进风口8、除灰口9、排烟口10、隔墙11、烟气通道12；

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

本发明的具体结构，参照图1所示，包括垃圾一燃室a和烟气二燃室b；垃圾一燃室a由上至下分别为进料口1、一燃室炉膛2、炉排3、一次进风口4、集渣坑5、除渣口6；二燃室内排布二燃室炉膛7、二次进风口8、除灰口9、排烟口10、隔墙11；垃圾一燃室a和烟气二燃室b之间由烟气通道12相连。

垃圾物料由人工或机械设备从进料口1投入一燃室炉膛2，为达到较好的焚烧效果，进行简单的压实，物料压实并与炉壁相互作用，不会直接落到炉排3上，而是悬空燃烧，因一次进风口4与垃圾一燃室a和烟气二燃室b之间的烟气通道12在同一水平面上，造成垃圾物料在燃烧时，因气流作用，仅在此水平面焚烧，达到最佳焚烧效果；此时，最佳物料投加量以填满一燃炉膛2的2/3为宜。

垃圾一燃室a正下方为炉排3和集渣坑5，焚烧后的灰渣和生活垃圾中的建筑垃圾、玻璃、金属等通过炉排掉落至集渣坑5，集渣坑5内灰渣达到2/3量时，通过除渣口6去除1/3的灰渣，剩余1/3作为炉体保温作用；一些未燃烧完全的有机物掉落至炉排3上后继续燃烧，直至燃烧完全。

垃圾一燃室炉膛2上开设的一次进风口4上设有调节进风量的调节阀，根据炉膛内的燃烧情况，调节进风量，垃圾一燃室a内的温度保持在850-1100℃。

垃圾原料经过垃圾一燃室a燃烧后产生的小分子有机物进入烟气，达到烟气二燃室b进行再次燃烧，利用二燃室炉膛7上开设的二次进风口8调节烟气二燃室b的炉膛温度，控制在850-950℃，最大限度的减少氮氧化物、二噁英等二次污染物的产生量。

烟气二燃室b下方沉降烟气中的灰渣，利用排烟口10与底板之间的10cm高度差，再次阻止烟气中的灰渣进入后续的烟气处理系统；烟气二燃室b中设立隔墙11，隔墙的宽度与烟气二燃室b的宽度相同改变烟气流动方向，确保烟气停留时间≥2s。