无烟焚烧装置的制作方法

本实用新型涉及危险废物焚烧设备技术领域，尤其是涉及一种无烟焚烧装置。

背景技术：

目前，危险废料处置都采用焚烧法，都会产生烟气，因此，焚烧装置需要设置排放烟气的烟囱，并且排放的烟气会造成二次污染，还可能在焚烧的过程中产生剧毒致癌物二恶英；从而使得废料中的有机物燃烧后不能回收得到清洁能源，并且在废料燃烧以及水分蒸发中都需消耗大量能源和燃料，提高了燃烧成本。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种无烟焚烧装置，以缓解上述技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种无烟焚烧装置，其中，该装置包括：闪速室回转窑、燃烧室、还原室回转窑和沉灰室，闪速室回转窑的排气口与燃烧室的进气口连通，燃烧室的排气口与还原室回转窑的进气口连通，还原室回转窑的排气口与沉灰室连通；闪速室回转窑用于对进入到筒体的待焚烧物料进行干馏处理，以提取碳氢物质，并将碳氢物质输送至燃烧室，其中，碳氢物质包括碳氢气体和半焦；燃烧室用于对碳氢物质进行燃烧，以使碳氢物质裂解为包含c原子和h2分子的气体流，并将包含c原子和h2分子的气体流输送至还原室回转窑；还原室回转窑设置有光催化装置，用于将气体流中包含的c原子和h2分子合成为可燃气体，并将可燃气体输送至沉灰室进行沉灰处理，以便于对可燃气体进行回收。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，该装置还包括窑头罩和物料输送机，窑头罩中心孔的一侧面与闪速室回转窑的进料口连通，物料输送机穿过窑头罩中心孔延伸至闪速室回转窑的进料口；物料输送机用于将待焚烧物料输送至闪速室回转窑的筒体中进行干馏；窑头罩用于密封闪速室回转窑的进料口。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，闪速室回转窑包括第一加热器和螺旋导流板，第一加热器安装在闪速室回转窑的筒体与固定在闪速室回转窑的筒体保温材料之间形成的空腔内，其中，第一加热器为由碳棒或电热丝构成的加热器，螺旋导流板成螺旋状固定在闪速室回转窑的筒体内；第一加热器用于加热闪速室回转窑的筒体，以对待焚烧物料进行干馏处理；螺旋导流板用于使待焚烧物料与闪速室回转窑的筒体充分接触。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，上述装置还包括风冷却管，风冷却管在闪速室回转窑的筒体内环绕安装，其中，闪速室回转窑为卧式安装，风冷却管的进风口设在闪速室回转窑顶部的下部，风冷却管的出风口设在闪速室回转窑顶部的上部；风冷却管用于降低闪速室回转窑内的气体温度。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，燃烧室包括多功能枪，多功能枪置于燃烧室墙壁上而伸入燃烧室中，其中，多功能枪包括气化剂输入装置、燃气输入装置和点火装置；所述多功能枪用于向所述燃烧室内送入燃气、气化剂并点火引燃，使燃烧室的温度达到碳氢物质裂解的温度。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，燃烧室还包括半焦螺旋输送机，半焦螺旋输送机安装在燃烧室的底部，其中，半焦螺旋输送机为无盖装置；半焦螺旋输送机用于将从闪速室回转窑的排气口掉下的半焦输送至还原室回转窑。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还原室回转窑包括第二加热器、温度传感器探头和压力传感器探头，第二加热器安装在还原室回转窑的筒体与固定在还原室回转窑的筒体保温材料之间形成的空腔内，温度传感器探头和压力传感器探头安装在还原室回转窑的筒体内；温度传感器探头和压力传感器探头用于采集还原室回转窑筒体内的温度信息和压力信息，并将采集到的温度信息和压力信息发送至控制装置；第二加热器用于接收控制装置根据温度信息和压力信息发送的控制信号，并根据控制信号进行加热。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，还原室回转窑通过窑尾罩与沉灰室进行连通，还原室回转窑的筒体内安装有贯穿还原室回转窑的扬料板，扬料板设置为l型且随还原室回转窑的筒体转动；扬料板用于兜住半焦并带动半焦回转转动；并在窑尾罩上设有灰渣出口，用于将半焦变成的灰渣从灰渣出口处排出。

结合第一方面的第六种可能的实施方式或结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，闪速室回转窑的筒体或还原室回转窑的筒体上套有齿轮传动装置、多个轮带和挡轮；齿轮传动装置、多个轮带用于在电动机/减速器的驱动下带动闪速室回转窑的筒体或还原室回转窑的筒体进行转动；挡轮用于防止闪速室回转窑的筒体或还原室回转窑的筒体因倾斜而下移。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，闪速室回转窑的排气口与燃烧室的进气口连通处设有二道密封，燃烧室的排气口与还原室回转窑的进气口连通处设有二道密封，还原室回转窑的排气口与沉灰室连通处设有二道密封。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的一种无烟焚烧装置，能够通过闪速室回转窑对进入到筒体的待焚烧物料进行干馏处理，以提取碳氢物质，并将碳氢物质输送至燃烧室进行燃烧，以使碳氢物质裂解为包含c原子和h2分子的气体流，并将包含c原子和h2分子的气体流输送至还原室回转窑；可利用还原室回转窑设置的光催化装置，将气体流中包含的c原子和h2分子合成可燃气体，并将该可燃气体输送至沉灰室进行沉灰处理，以便于对可燃气体进行回收；实现在物料焚烧过程中只产生可回收的可燃气体不会造成二次污染，并且降低了燃烧成本。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种无烟焚烧装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种无烟焚烧装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种闪速室回转窑的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种沉灰室的结构示意图。

图标：

102-闪速室回转窑；104-燃烧室；106-还原室回转窑；108-沉灰室；200-二道密封；201-窑头罩；202-物料输送机；203-第一加热器；204-多功能枪；205-半焦螺旋输送机；206-第二加热器；207-窑尾罩；300-筒体；301-螺旋导流板；302-保温材料；303-齿轮传动装置；304-轮带；305-挡轮；400-隔板；401-仓室。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，危险废料处置都采用焚烧法，都会产生烟气，因此，焚烧装置需要设置排放烟气的烟囱，并且排放的烟气会造成二次污染，还可能在焚烧的过程中产生剧毒致癌物二恶英；从而使得废料中的有机物燃烧后不能得到能够回收的清洁能源，并且在废料燃烧以及水分蒸发中都需消耗大量能源和燃料，提高了燃烧成本，基于此，本实用新型实施例提供的一种无烟焚烧装置，可以缓解上述问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种无烟焚烧装置进行详细介绍。

本实用新型实施例提供了一种无烟焚烧装置，如图1所示的一种无烟焚烧装置的结构示意图，该装置包括：闪速室回转窑102、燃烧室104、还原室回转窑106和沉灰室108，其中，闪速室回转窑的排气口与燃烧室的进气口连通，燃烧室的排气口与还原室回转窑的进气口连通，还原室回转窑的排气口与沉灰室连通。

为了便于理解，图2示出了另一种无烟焚烧装置的结构示意图，如图2所示，在窑头罩与闪速室回转窑的进口连通处，在闪速室回转窑的排气口与燃烧室的进气口连通处，在燃烧室的排气口与还原室回转窑的进气口连通处，在还原室回转窑的气体出口与窑尾罩连通处，都设有二道密封200，由风机将二道密封的空腔抽为负压，使得闪速室回转窑、燃烧室以及还原室回转窑内正压可燃性气体不会泄漏出来。

具体实现时，闪速室回转窑用于对进入到筒体的待焚烧物料进行干馏处理，以提取碳氢物质，并将碳氢物质输送至燃烧室，其中，碳氢物质包括碳氢气体和半焦；燃烧室用于对碳氢物质进行燃烧，以使碳氢物质裂解为包含c原子和h2分子的气体流，并将包含c原子和h2分子的气体流输送至还原室回转窑；还原室回转窑设置有光催化装置，用于将气体流中包含的c原子和h2分子合成为可燃气体，将可燃气体输送至沉灰室进行沉灰处理，以便于对可燃气体进行回收。

在实际使用时，待焚烧物料被送入到闪速室回转窑的筒体中进行干馏处理后会得到碳氢气体和半焦，其中，碳氢气体也称为cnhm，cnhm气体和半焦会通过闪速室回转窑的排气口进入到燃烧室内，cnhm气体经燃烧室高达1200℃的明火燃烧后，瞬间裂解为包含c原子和h2分子的气体流，该气体流通过燃烧室的排气口进入到还原室回转窑的筒体内，经加热器调节温度，在某一温度区域内，还原室回转窑筒体内安装的扬料板会发出特定频率的光量子，c原子2s轨道的1对电子吸收该光子能量后便处于激发态，其中1个电子会跃迁入2pz空轨道，从而c原子形成sp3杂化轨道与4个h合成ch4可燃气体，最后ch4可燃气体经沉灰室除尘净化后可供内燃机发电，或直接供用户使用，也可安装单塔甲烷化设备加工天然气，该装置回收的可燃气体还可用于待焚烧物料的烘干，无需再外接电力和天然气等能源焚烧物料，从而可降低燃烧成本。

本实用新型实施例提供的一种无烟焚烧装置，能够通过闪速室回转窑对进入到筒体的待焚烧物料进行干馏处理，以提取碳氢物质，并将碳氢物质输送至燃烧室进行燃烧，以使碳氢物质裂解为包含c原子和h2分子的气体流，并将包含c原子和h2分子的气体流输送至还原室回转窑；可利用还原室回转窑设置的光催化装置，将气体流中包含的c原子和h2分子合成可燃气体，并将该可燃气体输送至沉灰室进行沉灰处理，以便于对可燃气体进行回收；实现在物料焚烧过程中只产生可回收的可燃气体不会造成二次污染，并且降低了燃烧成本。

如图2所示，该装置还包括窑头罩201和物料输送机202，窑头罩中心孔的一侧面与闪速室回转窑的进料口连通，物料输送机穿过窑头罩中心孔延伸至闪速室回转窑的进料口；物料输送机用于将待焚烧物料输送至闪速室回转窑的筒体中进行干馏；窑头罩用于密封闪速室回转窑的进料口。

通常，物料输送机的直径不会大于80公分，而闪速室回转窑直径可以达到4m-5m，物料输送机内没有物料输送时会漏气，为了防止漏气，本实施中物料输送机伸入窑头罩内这一端的端头0.3m-0.8m位置不设螺旋铰刀，物料到达这里被压实而挤进闪速室回转窑内进行干馏。

为了使闪速室回转窑的筒体温度达到待焚烧物料干馏的温度，如图2所示，闪速室回转窑包括第一加热器203和螺旋导流板，第一加热器安装在闪速室回转窑的筒体与固定在闪速室回转窑的筒体保温材料之间形成的空腔内，其中，第一加热器为由碳棒或电热丝构成的加热器，也可以是由燃烧机燃烧燃气产生的高温气体与空腔组成为加热器，螺旋导流板成螺旋状固定在闪速室回转窑的筒体内；第一加热器用于加热闪速室回转窑的筒体，以对待焚烧物料进行干馏处理；螺旋导流板用于使待焚烧物料与闪速室回转窑的筒体充分接触。

具体实现时，闪速室回转窑筒体中间包裹着第一加热器，使筒体内的待焚烧物料加热至接近400℃，使筒体内的待焚烧物料热解成碳氢cnhm气体和半焦，为了便于理解，图3示出了一种闪速室回转窑的结构示意图，如图3所示，该闪速室回转窑包括筒体300和固定在该筒体上的第一加热器203，并且在筒体内部有固定好的呈螺旋状的螺旋导流板301，该螺旋导流板随闪速室回转窑同步回转，使得待焚烧物料与闪速室回转窑的筒体充分接触。在加热区域安装有保温材料，闪速室回转窑筒体与固定不转的保温材料之间形成空腔，碳棒或电热丝安装在此空腔内固定不转；而加热区以外的回转窑筒体外表面钉有保温材料302随闪速室回转窑同步回转。闪速室回转窑是在电动机/减速器驱动套在闪速室回转窑筒体上的齿轮传动装置和多个轮带的作用下，带动闪速室回转窑转动的，如图3所示，在本实施例中是由套在闪速室回转窑筒体上的一个齿轮传动装置303和两个轮带304带动闪速室回转窑进行转动的，并且，在轮带下方还安装有防止闪速室回转窑筒体因倾斜而下移的挡轮305。

通常，闪速室回转窑口内的温度因受燃烧室明火辐射的影响其筒体内的温度高于400℃，为了使闪速室回转窑口内温度能够低于400℃，其无烟焚烧装置还包括风冷却管，风冷却管在闪速室回转窑的筒体内环绕安装，其中，闪速室回转窑为卧式安装，风冷却管的进风口设在闪速室回转窑顶部的下部，风冷却管的出风口设在闪速室回转窑顶部的上部；风冷却管用于降低闪速室回转窑内的气体温度。

在实际使用时，闪速室回转窑为卧式安装，因此将面向地面的闪速室回转窑的外表面称为闪速室回转窑顶部的下部，将与地面相对的另一面的外表面称为闪速室回转窑顶部的上部，而风冷却管的进风口设在闪速室回转窑顶部的下部，风冷却管的出风口设在闪速室回转窑顶部的上部，风从进风口进入风冷却管，在闪速室回转窑的筒体内环绕一圈从出风口排出，能够使闪速室回转窑筒体内的温度始终＜400℃，并且使得闪速室回转窑筒体内的气体从400℃滑至燃烧室700℃的时间＜0.2s，不会产生二恶英有害物质污染环境。燃烧室的外层为碳钢，内层为高铝或刚玉耐火材料铸成，可耐高温＞1400℃。

如图2所示，燃烧室包括多功能枪204，多功能枪置于燃烧室墙壁上而伸入燃烧室中，其中，多功能枪包括气化剂输入装置、燃气输入装置和点火装置；多功能枪用于向燃烧室内送入燃气、气化剂并点火引燃，使燃烧室的温度达到碳氢物质裂解的温度。

具体地，该多功能枪内部安装有输氧管、燃气管、自动点火棒和液化气管道。其中的输氧管经阀门送入氧气(也可以是空气)，燃气管经阀门送入本装置自产的可燃气体，液化气管道送入用于引燃火苗的液化气，自动点火棒每隔15秒打火15秒，点燃火苗，再由火苗引燃燃气着火可使燃烧室内的温度达到使cnhm气体裂解的温度。

进一步，如图2所示，燃烧室还包括半焦螺旋输送机205，半焦螺旋输送机安装在燃烧室的底部，其中，半焦螺旋输送机为无盖装置；半焦螺旋输送机的作用是，闪速室回转窑排气口掉下的半焦，由其输送至还原室回转窑。

在实际应用时，该半焦螺旋输送机为刚玉材质制成，可抗高温腐蚀和防热胀冷缩疲劳，并且该半焦螺旋输送机无上盖，便于接收由闪速室回转窑排气口掉下的半焦，并将接收到的半焦输送至还原室回转窑内。其中，该半焦螺旋输送机下部为三层构造，第一层与刚玉螺旋叶片接触的为刚玉底座，落在第二层耐热钢材质壳体上，以增强刚玉底座的耐折弯性能，耐热钢壳体与第三层壳体之间为通风空腔，冷却风使螺旋叶片内的半焦降温至颗粒状，防止半焦熔融。

如图2所示，还原室回转窑包括控制装置第二加热器206，温度传感器探头(图2中为示出)和压力传感器探头(图2中为示出)，第二加热器安装在还原室回转窑的筒体与固定在还原室回转窑的筒体保温材料之间形成的空腔内，温度传感器探头和压力传感器探头安装在还原室回转窑的筒体内；温度传感器探头和压力传感器探头用于采集还原室回转窑筒体内的温度信息和压力信息，并将采集到的温度信息和压力信息发送至控制装置；第二加热器用于接收控制装置根据温度信息和压力信息发送的控制信号，并根据控制信号进行加热。

具体应用时，还原室回转窑的筒体为耐热钢卷制的焊接件或碳钢卷制后内层浇筑耐火材料，筒体内层上安装有一千多片合成材料制成的扬料板，带有光催化功能，在300-1000℃温度下并且在一定压力情况下，该扬料板会发射出特定频率的光量子，使包含c原子和h2分子的气体流合成ch4可燃气体，因此需要保证还原室回转窑筒体的温度、压力，所以，在本实施例中需要在还原室回转窑的筒体内安装温度传感器、压力传感器来对还原室回转窑筒体的温度、压力进行监测，只有当还原室回转窑筒体内的压力和温度满足设定的条件时才会发射出特定频率的光量子，在还原室回转窑筒体的温度低于上述300℃温度时，控制装置向第二加热器发送加热信号，使还原室回转窑筒体内的温度不低于300℃。并且，该还原室回转窑与闪速室回转窑一样，在其筒体上套有齿轮传动装置、多个轮带和挡轮。

如图2所示，还原室回转窑通过窑尾罩207与沉灰室进行连通，还原室回转窑的筒体内安装有贯穿还原室回转窑的扬料板，扬料板设置为l型且随还原室回转窑的筒体转动；扬料板用于兜住半焦并带动半焦回转转动；并在窑尾罩上设有灰渣出口，用于将半焦变成的灰渣从灰渣出口处排出。

在实际应用时，还原室回转窑与窑尾罩的连通处设有二道密封200，防止生成的可燃气体泄漏，窑尾罩与沉灰室连通，使还原室回转窑内产生的可燃气体进入沉灰室内进行沉灰。在还原室回转窑的筒体内安装有6-20条贯穿还原室回转窑头尾的扬料板，每条扬料板贯穿还原室回转窑，即从燃烧室连接口到窑尾罩连接口都有扬料板，该扬料板含三氧化二铝是成分为60％-99％，该扬料板设置为l型，一侧与还原室回转窑筒体连接，另一端在还原室回转窑中心依靠其l型的形状兜住半焦，该扬料板随还原室回转窑的筒体转动，使得在扬料板上的半焦也随着回转转动，使筒体内形成微硫化态。

为了便于理解，图4示出了一种沉灰室的结构示意图，如图4所示，沉灰室是一个宽×高×长的空箱子，里面由3个隔板400划为4个仓室401，从还原室回转窑的窑尾罩排出的可燃气体可按如图4所示的箭头方向进入沉灰室中，由于沉灰室是静止的，且截面积比还原室回转窑大几倍，流速很低，所以可燃气体中携带的灰尘会从可燃气体中脱离出来，从而净化可燃气体。在窑尾罩的底部上设有灰渣出口，还原室回转窑倾斜安装，灰渣顺着倾斜角度随还原室回转窑的回转向窑尾罩的方向运动，最后，将灰渣通过上述灰渣出口排出该装置外。

采用上述无烟焚烧装置，可实现清洁能源的回收，综上所述，本实用新型实施例提供的无烟焚烧装置，具有以下有益效果：

(1)在物料焚烧过程中只产生可回收的可燃气体ch4而不产生烟气造成二次污染。

(2)本装置干馏＜400℃的气体进入到燃烧室＞700℃，其温升时间＜0.2s，不会产生二恶英有害物质。

(3)本实用新型提供的无烟焚烧装置，日处理固废48t的成套设备投资约400万元，日处理200t固废的成套设备约1000万元，仅仅相当于同等规模现有生活垃圾焚烧设备投资的约30％，因此设备投资小。

(4)本实用新型提供的无烟焚烧装置，回收的洁净可燃气体可以供内燃机发电，也可以供待焚烧物料烘干燃烧无需外接能源，降低了运行成本。

另外，在本实用新型实施例描述中，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型描述中需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。