使用辊式炉排的立式垃圾焚烧炉的制作方法
【专利摘要】使用辊式炉排的立式垃圾焚烧炉，涉及城市生活垃圾处理设备技术领域。本实用新型包括立圆柱形的炉体和炉体外围的保温层以及金属骨架。其结构特点是，所述炉体侧壁从下至上依次设有位置相对应的两个复燃烟道、两个烟气出口一和两个排烟通道，进料口设置在炉体的上部。炉体的上方为拱形封顶，拱形封顶的顶部设有垂直向上的烟气出口二。炉体底部中心设有塔篦炉栅，塔篦炉栅的下方连接驱动轴。炉体下方设有出渣口并在出渣口的侧壁上设有进风口。炉体内腔中部设有燃烧炉排，炉体内腔上部进料口附近设有干燥炉排。同现有技术相比，本实用新型增加了辊式炉排，并采用烟气分层加分级处理，实现垃圾的连续燃烧及可控燃烧，满足生活垃圾的高效焚烧。
【专利说明】
使用辊式炉排的立式垃圾焚烧炉
技术领域
[0001]本实用新型涉及城市生活垃圾处理设备技术领域，特别是使用辊式炉排的立式垃圾焚烧炉。
【背景技术】
[0002]垃圾焚烧处理是上世纪新兴起来的垃圾处理方式，其对城市生活垃圾减容化、无害化、资源化的处理是最有效的、最彻底的。垃圾焚烧炉是实现焚烧生活垃圾的核心设备。近些年来，垃圾焚烧炉的种类很多，并已在一些项目上进行了较长时间的运行，但是随着相关国家及国际标准的相继出台，将会对目前运行的垃圾焚烧系统提出更高的要求。
[0003]现有技术中，目前我国绝大多数城市的生活垃圾热值处在3000kj/kg?6000kJ/kg之间，而在某些较高的地区，垃圾中的含沙率也较高，可达40%以上，即便在比较发达的北京、上海等地区，据近几年可查的数据显示，生活垃圾热值也仅维持在6000kJ/kg上下。现有的各式垃圾焚烧炉都不太适用于上述低热值、高灰份生活垃圾的处理。若采用进口焚烧炉进行焚烧处理，不仅设备成本高，运行费用高，而且垃圾的焚烧质量也难以维持稳定。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种使用辊式炉排的立式垃圾焚烧炉。它增加了辊式炉排，并采用烟气分层加分级处理，实现垃圾的连续燃烧及可控燃烧，满足生活垃圾的高效焚烧。
[0005]为了达到上述发明目的，本实用新型的技术方案以如下方式实现:
[0006]使用辊式炉排的立式垃圾焚烧炉，它包括立圆柱形的炉体和炉体外围的保温层以及金属骨架。其结构特点是，所述炉体侧壁从下至上依次设有位置相对应的两个复燃烟道、两个烟气出口一和两个排烟通道，进料口设置在炉体的上部。炉体的上方为拱形封顶，拱形封顶的顶部设有垂直向上的烟气出口二。炉体底部中心设有塔篦炉栅，塔篦炉栅的下方连接驱动轴。炉体下方设有出渣口并在出渣口的侧壁上设有进风口。炉体内腔中部设有燃烧炉排，炉体内腔上部进料口附近设有干燥炉排。
[0007]在上述立式垃圾焚烧炉中，所述干燥炉排和燃烧炉排都是由多根炉条排列组成，干燥炉排按照垃圾的进炉方向形成一倾斜的物料面。
[0008]在上述立式垃圾焚烧炉中，所述炉条包括圆筒形的辊柱及其两端的支撑件，炉条通过支撑件固定在炉体侧壁上。辊柱的材料采用耐高温陶瓷，辊柱表面置有四排羽翅件，每排羽翅件按螺旋曲线排列。
[0009]在上述立式垃圾焚烧炉中，所述炉体采用耐火砖材料。
[0010]在上述立式垃圾焚烧炉中，炉体内腔和各烟道处都设有多个温度测量点。所述炉体腔内、复燃烟道至烟气出口一之间的燃烧区设置多个摄像机头。
[0011 ]在上述立式垃圾焚烧炉中，所述复燃烟道内置有热辐射组件。
[0012]本实用新型由于采用了上述结构，以立式炉体为基础、层状燃烧技术为辅，增设了辊式炉排，在炉内烟气采用多级+分层的处理方式，具有燃烧连续及燃烧可控等特点。本实用新型适用于对低热值、高灰份生活垃圾的处理，是一种生活垃圾的无害化、减容化和资源化处理的产品。本实用新型经焚烧试验证明性能指标达到预期效果，实用性较高，处理效果理想。
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的结构不意图；
[0015]图2是本实用新型中炉条的结构示意图；
[0016]图3是本实用新型实施例中的炉内温度曲线图。
【具体实施方式】
[0017]参看图1和图2，本实用新型使用辊式炉排的立式垃圾焚烧炉，它包括立圆柱形的炉体13和炉体13外围的保温层14以及金属骨架15，炉体13采用耐火砖材料。炉体13侧壁从下至上依次设有位置相对应的两个复燃烟道4、两个烟气出口一7和两个排烟通道9，复燃烟道4内置有热辐射组件5，进料口 12设置在炉体13的上部。炉体13的上方为拱形封顶11，拱形封顶11的顶部设有垂直向上的烟气出口二10。炉体13底部中心设有塔篦炉栅3，塔篦炉栅3的下方连接驱动轴I ο炉体13下方设有出渣口 16并在出渣口 16的侧壁上设有进风口 2。炉体13内腔中部设有燃烧炉排6，炉体13内腔上部进料口 12附近设有干燥炉排8ο炉体13内腔和各烟道处都设有多个温度测量点，炉体13腔内、复燃烟道4至烟气出口一7之间的燃烧区设置多个摄像机头。干燥炉排8和燃烧炉排6都是由多根炉条排列组成，干燥炉排8由三根炉条组成并按照垃圾的进炉方向形成一倾斜的物料面。炉条包括圆筒形的辊柱17及其两端的支撑件18，炉条通过支撑件18固定在炉体13侧壁上，辊柱17的材料采用耐高温陶瓷。辊柱17表面置有四排羽翅件19，每排羽翅件19按螺旋曲线排列。
[0018]本实用新型立式垃圾焚烧炉的炉体13分为三个区:从炉体13底部至复燃烟道4为燃尽区，从复燃烟道4至烟气出口一7为燃烧区，从烟气出口一7至排烟通道9为干燥区。从进料口 12进入的垃圾在燃烧区点燃，热量一方面来自燃烧区上方的辐射、烟气的对流热，另一方面来自垃圾的内部。干燥炉排8和燃烧炉排6自身的运动使其上方燃烧的垃圾翻滚、搅动，不断的更新垃圾上下层，引燃下层的垃圾。同时，两组炉排的特殊运动(翻滚、搅动)疏松垃圾层，使垃圾层更加蓬松、透气，利于垃圾的燃烧。同时，本实用新型几组烟道的设计使炉排上方的空气以最佳的层状分布。焚烧炉的炉体13采用耐火砖设计，不仅蓄热量大，还可使垃圾焚烧时不用助燃。
[0019]本实用新型炉体13内壁不同区域的耐火材料可因温度的不同而不同，如高温区:主要以热传导系数高、耐温性能好的不定形耐火泥浇注而成，其他区域采用不/定型类的通用耐火材料砌成。同时，炉体13设置两个检修门及多个温度测量点，燃烧区设置摄像机头多个观察点，以便观察炉内垃圾的燃烧情况。本实用新型整个焚烧过程的控制，如进料速度、炉排运转时间以及风量等，通过微处理器分析各温度测量点的温度数据来实现，从而实现整个过程的全自动化操作。
[0020]本实用新型中的干燥炉排8和燃烧炉排6都是由多根炉条排列组成，而且炉条排列方位是根据炉体13结构特征和燃烧工艺的特点而确定的。对于不同区炉条的区别，仅体现在挡料羽翅件19尺寸的不同，辊柱17的主要材料是耐高温陶瓷。验证试验说明:辊柱17的材料可以耐得住1200°C的高温，并可长期工作，而且1000°C时有不小于300mPa的三点抗弯强度。金属羽翅件分为宽羽翅、窄羽翅，呈辐射状，用于干燥区和燃烧区炉排上，嵌装在由辊柱17烧结而成的基础槽内。宽羽翅件19安装并定位后，相邻的两羽翅件19会在轴向有重叠，是对细颗粒垃圾物料不易掉落的考虑。炉膛内的一次、二次风来自羽翅件19间的横向间隙(间隙40mm?50mm)。干燥炉排8里的炉条按照垃圾的进炉方向形成一倾斜的物料面，进而使进炉的物料得以充分铺开，干燥-燃烧-燃尽。燃烧过程中，炉条不断转动，垃圾上下翻层，水分被逐渐脱除，随热风上升，进而形成炉膛上部的干燥区。燃烧炉排6在两层间呈相间布置，形成一个立体式的燃烧布局，燃烧区的物料在炉排转动的疏导下，适时、适量的进入燃尽区。干燥炉排8和燃烧炉排6分别设置独立的驱动装置，较链式炉排，操作灵活。燃烧过程伴随炉条的运动及二次风的供给，进炉垃圾先后干燥、燃烧、燃尽。通过验证试验，本实用新型的焚烧炉具有炉排运转高效、燃烧效果好的特点，更对入炉垃圾有强的适应能力。
[0021]本实用新型的炉体13按照如下数据设计:
[0022]I)、干燥区:炉体13上部，占炉膛容积20%左右；
[0023]2)、燃烧区:炉体13中部，较干燥区内膛直径略小，在轴向方向，其占内膛的35%?
40%左右；
[0024]3)、燃烬区:炉体13下部，约占炉膛40%?50%的高度，其中约70%的空间贮存炉渣，而炉渣表层是高温的燃烧区，大约有40%?50%的未燃烬垃圾滑落至此进一步燃烧完全。
[0025]本实用新型中塔篦炉栅3采用建材行业的构件，其设置在炉膛的底部，转动速度的调整通过分析炉渣燃烧情况而实现，进而调节出渣的速度。同时，在出渣过程中，炉渣及未燃尽垃圾随之蓬松，大块物被挤压碾碎，进而使主风道不受干扰，有利于燃尽区的进一步燃尽。因此，塔篦炉栅的设计特别适合我国生活垃圾的特点，如含灰高、水分含量波动大等。
[0026]本实用新型焚烧炉内膛顶端采用的是全封闭结构，在其两侧设置有烟气出口。垃圾进炉、升温、干燥、脱水，脱除的水蒸气与炉膛内上升的高温烟气混合，进而在炉膛顶部形成以烟气为主的缺氧区，即干燥区。干燥区的烟气经过烟气出口二 10被排出炉体13，随之进入烟气再处理系统，经过降温脱水处理后回炉做进一步的无害化处理。燃烧区产生的烟气外排至烟气处理系统。燃烧区采用富氧区设计，通过二次风实现，干燥区下落的垃圾在燃烧区干燥、预热、燃烧，产生的烟气通过烟气出口一7排出，随之进入复燃烟道4经升温、复燃后通过排烟通道9排出炉体13。本实用新型通过验证试验可知:烟气出口一 7和复燃烟道4的温度可达100°C以上。通过本实用新型焚烧炉的烟气分层隔离措施，可以避免燃烧区烟气与干燥区烟气混排的弊端，降低燃烧区烟气污染物浓度。同时，外排烟气在850°C下停留时间大于2s0
[0027]本实用新型工作中，入炉垃圾的热值越高，余热利用系统的规模就越大;而当垃圾的热值偏低时，预处理设备就要适当增加。因此，焚烧系统的设置要根据实际的需要来确定，在确保垃圾能得到无害化处理的前提下，可以有效地实现垃圾减容化、资源化目的的处理工艺是该垃圾焚烧系统的终极目标。
[0028]按照本实用新型结构，制造了按实际尺寸1:3的试验用焚烧炉，处理量约50t/d左右，进炉垃圾组分及热值评估为中等偏下。本次试验过程:
[0029]I)点火时间:上午8时；
[0030]2)引燃物:木柴；
[0031]3)进料速度:25?45kg/min;
[0032]4)垃圾:居民区生活垃圾(含灰率30%?40%，含水率35%)；
[0033]当炉温升至正常范围后，人工投放垃圾，入炉垃圾未分拣、未预处理，经过2.5h后停止辅助燃料的添加，连续焚烧直至当天15时30分停炉。试验炉内温度测量点的分布如图1所示:a、b、c、d、e、f共六处。参看图3，表示了炉内四个重要部位(a、c、d、e)的温度曲线。从中可以看出(Tc-干燥区烟气排放温度;Te-燃烧区烟气排放温度;Td-复燃烟道温度;Ta:燃烬区燃烧炉膛温度):
[0034]l)Tc:平均温度为550V，超过设计温度，有利于燃烧；
[0035]2)Te:午后Te—直在820°C以上，基本接近设计值；
[0036]3)Td: 3h后，Td比Te超出80。0 120Γ，效果较理想；
[0037]4)Ta:—直维持在100cC以上的水平。
[0038]试验结论:
[0039](I)缩小后的试验炉的实验结果基本达到甚至超过设计标准，炉膛内的温度在900°01100°C区间，而且维持将近3h，焚烧炉出口烟气温度超过8500C，而且容易达到，保证了二噁英的分解及达标排放。
[0040](2)该焚烧炉的烟气隔离处理措施效果明显，隔离差值维持在4000C到500°C，实际用处广泛。同时，TcUTe之间的差值也超过80°C。根据分析，如果能在一定程度上提高辐射设备的性能，焚烧效果将更理想。
[0041](3)根据数据可知，相比设计温度，干燥区的烟气温度略高，即使实验过程中采取了加大风机转速的措施也没有降低的趋势。主要原因是加料过程中有空气的进入，致使无氧区燃烧的发生，但此种情况也有利于焚烧过程。
【主权项】
1.使用辊式炉排的立式垃圾焚烧炉，它包括立圆柱形的炉体(13)和炉体(13)外围的保温层(14)以及金属骨架(15)，其特征在于，所述炉体(13)侧壁从下至上依次设有位置相应的两个复燃烟道(4)、两个烟气出口一(7)和两个排烟通道(9)，进料口(12)设置在炉体(13)的上部，炉体(13)的上方为拱形封顶(11)，拱形封顶(11)的顶部设有垂直向上的烟气出口二(10)，炉体(13)底部中心设有塔篦炉栅(3)，塔篦炉栅(3)的下方连接驱动轴(I)，炉体(13)下方设有出渣口(16)并在出渣口(16)的侧壁上设有进风口(2)，炉体(13)内腔中部设有燃烧炉排(6)，炉体(13)内腔上部进料口( 12)附近设有干燥炉排(8)。2.根据权利要求1所述使用辊式炉排的立式垃圾焚烧炉，其特征在于，所述干燥炉排(8)和燃烧炉排(6)都是由多根炉条排列组成，干燥炉排(8)按照垃圾的进炉方向形成一倾斜的物料面。3.根据权利要求2所述使用辊式炉排的立式垃圾焚烧炉，其特征在于，所述炉条包括圆筒形的辊柱(17)及其两端的支撑件(18)，炉条通过支撑件(18)固定在炉体(13)侧壁上，辊柱(17)的材料采用耐高温陶瓷，辊柱(17)表面置有四排羽翅件(19)，每排羽翅件(19)按螺旋曲线排列。4.根据权利要求3所述使用辊式炉排的立式垃圾焚烧炉，其特征在于，所述炉体(13)采用耐火砖材料。5.根据权利要求4所述使用辊式炉排的立式垃圾焚烧炉，其特征在于，所述炉体(13)内腔和各烟道处都设有多个温度测量点，所述炉体(13)腔内、复燃烟道(4)至烟气出口一(7)之间的燃烧区设置多个摄像机头。6.根据权利要求5所述使用辊式炉排的立式垃圾焚烧炉，其特征在于，所述复燃烟道(4)内置有热辐射组件(5)。
【文档编号】F23G5/05GK205535841SQ201620043241
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月18日
【发明人】卢卫凌, 刘春阳, 宋清国, 朱宏
【申请人】同方环境股份有限公司