一种炉渣分离组件以及应用该组件的循环硫化床焚烧炉的制作方法
【专利摘要】本发明属于垃圾焚烧设备领域，具体涉及一种炉渣分离组件以及应用该组件的循环硫化床焚烧炉。炉渣分离组件包括筒体，筒体上开设进料口，筒体底部开设出料口；筒体侧壁沿其轴线由上至下凹设有螺旋状凹槽和/或凸设有螺旋状导轨；应用该炉渣分离组件的循环硫化床焚烧炉则至少包括主焚烧室以及烟道，烟道处设置热能利用组件，所述炉渣分离组件夹设于主焚烧室及烟道之间；螺旋状凹槽和/或螺旋状导轨的出口端连通主焚烧室的炉腔布置。本发明其处理方式智能而便捷，可自动化的实现未燃尽炉渣的高效分拣处理效果，同时有效降低操作人员的劳动强度，在具体实现其组件的炉渣分离效果的同时，有效保证焚烧炉炉体自身的工作可靠性和高效性。
【专利说明】一种炉渣分离组件以及应用该组件的循环硫化床焚烧炉
【技术领域】
[0001]本发明属于垃圾焚烧设备领域，具体涉及一种炉渣分离组件以及应用该组件的循环硫化床焚烧炉。
【背景技术】
[0002]在循环硫化床焚烧炉机组里，通常由焚烧室、气固分离器等设备构成燃烧系统(亦即物料循环系统)；以水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器及尾部烟道构成焚烧炉的热能交换传输系统；以除尘器等构成焚烧炉的烟气净化系统；各者间以风机的风能驱动为其串联循环动力。实际工作时，垃圾在焚烧炉的焚烧室内燃烧，其产生的热能通过焚烧室室壁乃至各烟道炉壁上的水冷壁等诸多热能交换组件进行吸取，水冷壁将吸取的热量传导至其内部储水内，水受热产生热蒸汽上升，热蒸汽进入加热器中二次加热，经过水汽分离器进行水气分离后的热干蒸汽从设置于炉顶的干蒸汽出口排除并进入外部汽轮机组，从而驱动其转动以实现其工业价值；空气预热器和省煤器则布置于烟道内，以保证对于待入焚烧室的空气和待入水冷壁内的冷水的初步加热目的。
[0003]上述焚烧炉结构，其用于焚烧生活垃圾的焚烧室内温度至少需要达到800摄氏度以上高温，且烟气在焚烧室内停留3秒左右，才能有利于实现对二噁英和各种有害气体的高温分解目的；而由于目前生活垃圾由于水份问题而自身热值较低，再加上焚烧室内布置的水冷壁管道，往往反而造成了焚烧室内燃烧温度的降低，不但难以满足外部汽轮机组的热干蒸汽的硬性需求，同时该炉体最终排放出的燃烧后气体内含有大量二噁英等有害物质，从而对周围环境造成二次污染。现如今，某些厂家致力于通过在方形焚烧室内解除水冷壁，而仅在烟道内布置水冷壁进行水加热的方式，来提升焚烧室内的固有燃烧温度；然而，由于目前焚烧室的炉体构造特点，水冷壁不仅仅是作为水的加热载体，同时也作为炉体上保温耐火泥的承力载体，保温耐火泥在内部水冷壁和外部炉壳的双重夹持下方才不至于倾塌，一旦取出水冷壁，如何保证整个方形炉体的正常工作而不至于倒塌就成为难题。又有某些厂家通过将钢制穿杠钉入保温耐火泥的方式来进行保温耐火泥的附着，以便于实现耐火泥对于炉体的保温性能，但是，一方面，穿杠在钉入保温耐火泥的同时，其自身也成了导热体，从而易于将焚烧室内好不容易积累的高温传导出去；另一方面，耐火泥对于其使用环境要求较为苛刻，对于水份含量较大的生活垃圾，耐火泥往往在使用时就伴随着稀释酥化现象，需要人工频繁维护；此外，作为气固分离器的旋风分离器的设置也存在问题，传统的循环硫化床焚烧炉机组，仍是采用抽取热空气进行热能利用，而将其分理出的固体炉渣视情况返至主焚烧室或者直接进行排出处理，不论其所谓的“视情况”所带来的操作繁琐和对操作人员的操作经验要求的问题，单论高温固体炉渣如果需要排出并最终引至外部大气环境，就必须要经过大量的直接水冷等强制降温工序，其资源占用量大而操作成本高，同时又白白浪费的本能够回收利用的巨大热量，从而给现场操作人员以及焚烧运营厂家带来极大困扰。
【发明内容】
[0004]本发明的其中一个目的在于提供一种结构合理而实用的炉渣分离组件，其处理方式智能而便捷，可自动化的实现焚烧炉内引出热风中所夹杂未燃尽炉渣的高效分拣处理效果，同时有效降低操作人员的劳动强度；其另一个目的则在于提供一种应用上述炉渣分离组件的循环硫化床焚烧炉，从而在具体实现其组件的炉渣分离效果的同时，有效保证焚烧炉炉体自身的工作可靠性和高效性。
[0005]为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:
[0006]一种炉渣分离组件，包括具备圆筒状中空内腔的筒体，筒体上贯穿其筒壁开设有用于进渣以及提供风压以使炉渣于筒体内腔产生离心动作的进料口，所述进料口的出料路径与筒体内腔轴线间彼此呈异面直线布置，所述筒体底部开设有连通筒体内腔与外部处理设备的出料口 ；所述筒体侧壁处沿其轴线由上至下凹设有螺旋状凹槽和/或凸设有螺旋状导轨，所述螺旋状凹槽和/或螺旋状导轨的延伸方向与筒体内腔的炉渣的离心旋转方向同向布置，螺旋状凹槽和/或螺旋状导轨的出口端贯穿筒体且连通至外部回收设备。
[0007]所述炉渣分离组件外形呈轴线铅垂布置的直筒体状，其下端部具备漏斗状底面且其底面最低端构成出料口，进料口的出料路径与筒体内腔轴线间空间垂直布置；筒体沿其径向方向由外而内至少包括外筒壳层、筒体保温棉层、内筒壳层以及筒体耐火砖层；所述螺旋状凹槽沿筒体耐火砖层内壁凹设螺旋布置。
[0008]一种应用炉渣分离组件的循环硫化床焚烧炉，至少包括主焚烧室以及布置于主焚烧室旁侧的与其连通布置的烟道，烟道处设置热能利用组件，所述炉渣分离组件夹设于主焚烧室及烟道之间；炉渣分离组件的进料口连通主焚烧室上端处的热能引出端，其出料口连通烟道进口端布置；所述螺旋状凹槽和/或螺旋状导轨的出口端连通主焚烧室的炉腔布置。
[0009]所述主焚烧室沿其径向由外而内至少包括外炉壳层、炉体保温棉层、内炉壳层以及炉体耐火砖层，其外炉壳层、炉体保温棉层、内炉壳层以及炉体耐火砖层共同构成主焚烧室的中空圆柱筒形复合层构造。
[0010]所述烟道整体呈卧式布局，热能利用组件包括挂设于烟道内的用于储水加热的水冷壁以及与之连通的位于烟道外壁处用于执行水汽分离的蒸汽包；烟道下方处设置有用于储渣及排灰的排料漏斗。
[0011]所述排料漏斗为多个且沿烟道的长度方向依次布置，以上述依次布置的排料漏斗为一列，所述排料漏斗为并列布置的对称双列布局。
[0012]所述排料漏斗的出口端处设置有用于控制其出料量的拨动辊。
[0013]所述主焚烧室下端设置有进风室，进风室上布置用于提供燃烧风力的风帽，各风帽整体形成主焚烧室的焚烧基面；主焚烧室内布置有排渣口，所述排渣口位于进风室中部且贯穿主焚烧室底部布置；所述热能利用组件还包括布置于烟道出口端处的空气加热器，所述空气加热器的出风端连通至进风室处。
[0014]所述主焚烧室侧壁处还布置有二次进风口 ；所述二次进风口的出风路径垂直主焚烧室轴线且两者呈异面直线布置。
[0015]所述主焚烧室与炉渣分离组件间并列布置，主焚烧室的炉腔相对侧处对称布置有用于进料的进料渠道。[0016]本发明的主要优点如下:
[0017]I)、摒弃了传统旋风分离器所产生的固体废渣排除困难、对操作人员经验要求高、操作繁琐乃至废渣处理效果不理想和高成本化等一系列缺陷，以筒形内腔的布置，保证了炉渣在离心力作用下的高动作动能；以进料口的斜向异面布置，也即进料口出料路径与筒体轴线空间相交布置的方式，来确保筒体内螺旋风向的形成；更为重要的是，以附着在筒体内壁处的螺旋向下布置的导轨或凹槽的设计，在炉渣于风压作用下沿筒体内壁螺旋下落时，大质量或者说是未完全焚烧完的相对重量较重的炉渣会被“甩”至上述导轨或凹槽内，并沿上述顺延形成的“轨道”而持续的在风力作用下引导下落，最终沿其出口端被引导至指定的外部回收设备(如设置于旁侧的焚烧炉的炉腔)内，炉渣内的质量相对较轻的粉尘和完全焚烧后的燃尽渣灰等则随之排入外部处理设备(诸如热能回收利用系统)中，从而实现其积存热量的释放和回收；其结构简单而使用，处理方式智能而便捷，可高效实现焚烧炉内引出热能中所夹杂的未燃尽炉渣的自动化分拣处理效果。
[0018]实际上，对于上述“相对重量较重的炉渣”等描述仅作为比较语，这是因为焚烧炉内焚烧的炉渣在高恒温作用下基本已经燃烧殆尽，即使存在未燃烧的部分，能通过焚烧炉的热能引出端引出的炉渣，其本身重量就已经相当的轻，这样才能随风力上升并由焚烧炉上端部处逸出至炉渣分离组件内实现处理，而被引出且未燃尽的炉渣质量必然比燃烧殆尽的灰烬的重量要重；因此，其风压才能够得以有效驱使相应质量的炉渣产生沿其凹槽和导轨的抛射和离心引出动作，而过轻的灰烬和燃烧完全的渣灰则自然快速旋转下落并引出处理，最终无需依靠操作人员的实际操作经验，而系统本身即可完成其高效化的针对性的炉渣自动分离效果，此外，原本需要在老式的旋风分离器出料口配置的冷渣机不再需要，这样也就极大的降低了原本的风力乃至水力降温成本，同时其原本浪费的大量燃尽后热炉渣直接进入烟道，使烟道的热能利用进一步提高，最终有效提升了烟道内各热能利用组件的实际工作效率。
[0019]2)、本发明在实际操作时，无需耐火泥而直接将筒体耐火砖层作为其最内层，以筒体自身的圆柱筒形构造所产生的对内挤压应力，从而杜绝了耐火砖向内倾倒的可能性；同时，耐火砖向外倾倒的可能性则被外层的各筒壳层所限制，最终在有效确保其自身保温能力的同时，又保证了筒体自身的工作强度需求；此外的，鉴于目前旋风分离器所具备的进风口的侧壁开设结构，圆柱状筒体显然更适于在内部形成环绕风流，风力得以在筒体内不断的循环环绕流通，从而使其内部更易于形成均衡的离心旋转环境；侧壁无耐火泥的裸砖体设计结构，也提供了前述螺旋状凹槽的布置基础，其工作安全稳定。
[0020]3)、本发明克服了传统焚烧炉的传统方形结构在弃用水冷壁后所导致的诸多缺陷，一方面仍旧采用将水冷壁等热能部件布置于烟道处的设计结构，从而避免了老式焚烧室因内壁水冷壁等吸热部件工作而导致的炉温升温困难的缺陷，确保了焚烧室内的高恒温需求，以在确保炉内垃圾的高效率燃烧的同时极大的降低甚至免去对于周遭环境的影响程度；另一方面，摒弃了穿杠紧固结构所导致的热能和损耗问题以及覆设耐火泥所导致的成本及维护问题，以多层构造的焚烧炉腔壁结构，其效果与上述炉渣分离组件同理，从而确定其自身的工作可靠性和高恒温垃圾焚烧需求，其内部均衡的温升环境，有效的确保了整个焚烧体系的正常可靠工作。
[0021]4)、烟道的实际布置以卧式布局为准，其一方面保证了整体设置结构的紧凑性，另一方面，卧式烟道的布置，又保证了其上各水冷壁等部件受热面的不易积灰性，由炉渣分离组件处处理而出的部分灰尘和在烟道内后期燃尽的灰尘，在由烟道进行横向移动时自然的沿设置于其下方处的排料漏斗产生沉降效果，最终通过排料漏斗的定期定量清灰，来确保减少废灰堵炉现象和降低后期的尾气处理设备工作负担。
[0022]5)、实际上，各排料漏斗处拨动辊的布置，其目的即在于达成对相应部件的定量灰烬和燃渣的定时乃至定量排出目的；特别是在本发明的这种对烟道内温度的保温要求尽可能高的场合，定量排渣的设计结构，可在有效避免其内温度随相应排渣口的大量出料而直接逸散出去的同时，又能有效保证相应排渣口处能始终具备指定的理想灰烬或燃渣厚度，以确保烟道内始终保持指定的恒定高温；上述理想灰烬或燃渣厚度的保持，一方面确保了其内灰烬或燃渣厚度不至于过薄而导致无法保温效果，另一方面又不至于使其厚度过厚而影响炉体实际工作，一举多得，最终为烟道内的可靠及高效率工作提供有利保证。
[0023]6)、双列排料漏斗的设置，是考虑到目前烟道内部加强横梁的设置构造，均是以沿其长度方向直接贯穿构成，其加强横梁往往直接横亘于烟道中段，此处通过双列排料漏斗来进行结构规避，从而保证其安放位置的工作稳定性；同样的，小而密的排料漏斗较之整体而大型的排灰部件而言，可在保证其体积更为小巧的同时亦能确保其自身的大角度排灰面的设置需求，从而使废灰更容易沿排料漏斗产生下滑效果，最终确保了整个排灰单元的高效排灰需求。
[0024]7)、风帽的布置，提供了进风室对于主焚烧室炉腔的供风供氧能力，而连接进风室的空气加热器也在保证了热能利用组件的最高效热能利用的同时，又确保了进风室处供风风流的预加热要求，从而为主焚烧室内的高恒温焚烧提供基础保证；二次进风口的布置，确保了主焚烧室内风力对于物料的螺旋推送焚烧效果，同时也能与其内上升流的焚烧热能的共同作用，从而达到有效将主焚烧室内热能向上引出的目的，最终也就确保了炉渣分离组件的可靠进料需求。此外的，主焚烧室两侧壁处对称布置的进料渠道，保证了进料时的均匀性，而位于风帽中部设置的排渣口，不同于以往的侧壁出料，则是为了更好的确保主焚烧室内炉渣的均衡排出目的，不至于因侧壁出料而产生炉渣的堆积和因压力失衡而堵塞排渣口等现象，一举多得。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明的平面结构示意图；
[0026]图2为图1所示结构在俯视状态下的相对位置图；
[0027]图3为图1的右视示意图；
[0028]图4为主焚烧室的剖面结构示意图；
[0029]图5为炉渣分离组件的剖面结构示意图。
[0030]图中各标号与本发明各部位名称的对应关系如下:
[0031]10-筒体IOa-外筒壳层IOb-筒体保温棉层
[0032]IOc-内筒壳层IOd-筒体耐火砖层11-进料口 12-出料口
[0033]13-螺旋状凹槽20-主焚烧室20a-外炉壳层
[0034]20b-炉体保温棉层20c-内炉壳层20d-炉体耐火砖层
[0035]21-进风室22-风帽23-排渣口 24- 二次进风口 25-进料渠道[0036]26- 一次进风口 30-烟道31a-拨动辊31-排料漏斗
[0037]41-水冷壁42-蒸汽包43-空气加热器
【具体实施方式】
[0038]为便于理解，此处结合图1-5具体阐述本发明的组件构造及其具体工作流程:
[0039]本发明的具体结构可参照图1-5所示，包括基础的框架部以及布置于框架部上的用于焚烧垃圾的圆柱筒状主焚烧室20，主焚烧室20分别包括由外而内布置的外炉壳层20a、炉体保温棉层20b、内炉壳层20c以及炉体耐火砖层20d，主焚烧室20旁侧依次布置用于进行炉渣自动分离的炉渣分离组件和用于接收炉渣分离组件排出的燃尽渣灰并进行剩余热能利用的烟道30，主焚烧室20内高温焚烧产生高温热气后，该高温热气夹杂部分固体燃尽渣灰和未燃尽炉渣进入炉渣分离组件内进行炉渣分离，由于炉渣的燃尽前后的重量关系，未燃尽的炉渣被引导回主焚烧室20内继续焚烧，燃尽的渣灰则进入烟道30内，并堆积在排料漏斗31处且对烟道30内壁处布置的诸如空气加热器43和水冷壁41等热能利用组件进行加热，从而完成其最终的热值利用目的。而如图1-2所示，整个烟道30外形成卧式布局，以更好的实现渣灰在风压鼓动下的沿途散落目的，确保其热能的充分利用效果。
[0040]风帽22的布置，提供了进风室21对于主焚烧室20炉腔的供风供氧能力，进风室21由一次进风口 26供风，而连接进风室21上的一次进风口 26的空气加热器43也在保证了热能利用组件的最高效热能利用的同时，又确保了进风室21处供风风流的预加热要求，从而为主焚烧室20内的高恒温焚烧提供基础保证；二次进风口 24的布置，确保了主焚烧室20内风力对于物料的螺旋推送焚烧效果，同时也能与其内上升流的焚烧热能的共同作用，从而达到有效将主焚烧室20内热能向上引出的目的，最终也就确保了炉渣分离组件的可靠进料需求。
[0041]本发明实际操作时，垃圾在主焚烧室20内被不断燃烧，其内温度不断上升至更高恒温，此时其热能由主焚烧室20的热能引出端引出并随之进入炉渣分离组件，最终由炉渣分离组件处形成具备一定动能的螺旋热能风束并夹杂部分燃尽及未燃尽炉渣而灌入烟道30内；由于燃尽渣灰的轻量性和高浮空性，其热能风束夹杂燃尽后的渣灰直接进入烟道30，在后续风力作用下开始渐慢的沿烟道30行进，并最终其带有余热的燃尽渣灰沉积在排料漏斗31内，从而实现了其与烟道30内的热能利用组件的彼此热交换效果，而未燃尽的被夹裹入炉渣分离组件内的炉渣，则由于其自重，而直接被风压抛至螺旋状凹槽13内并随之被再次返回至主焚烧室20处进行二次燃烧，进而也就在确保炉渣燃尽的同时又实现了主焚烧室20内灰烬厚度的达标效果；排灰漏斗31处设置的拨动辊31a则可实现其漏斗的定期定量排灰功能，进而确保减少废灰堵炉现象和降低后期的尾气处理设备的工作负担。当然，为保证本发明的烟道30的烟气出口端不会因烟道30内外温差过大而产生结露腐蚀现象，还可考虑通过空气加热器43的设置，当上述热风被水冷壁41全程吸热后，其余热再通过空气加热器43过热，尾废气温度保持适宜温度后再排放至下道尾气处理系统；通过保留此温度排出，最终为烟道30的尾部不易产生结露腐蚀提供了可靠保证。
【权利要求】
1.一种炉渣分离组件，其特征在于:包括具备圆筒状中空内腔的筒体(10)，筒体(10)上贯穿其筒壁开设有用于进渣以及提供风压以使炉渣于筒体内腔产生离心动作的进料口(11)，所述进料口(11)的出料路径与筒体(10)内腔轴线间彼此呈异面直线布置，所述筒体(10)底部开设有连通筒体(10)内腔与外部处理设备的出料口(12);所述筒体(10)侧壁处沿其轴线由上至下凹设有螺旋状凹槽(13)和/或凸设有螺旋状导轨，所述螺旋状凹槽(13)和/或螺旋状导轨的延伸方向与筒体(10)内腔的炉渣的离心旋转方向同向布置，螺旋状凹槽(13)和/或螺旋状导轨的出口端贯穿筒体(10)且连通至外部回收设备。
2.根据权利要求1所述的循环硫化床焚烧炉，其特征在于:所述炉渣分离组件外形呈轴线铅垂布置的直筒体状，其下端部具备漏斗状底面且其底面最低端构成出料口(12)，进料口(11)的出料路径与筒体(10)内腔轴线间空间垂直布置；筒体(10)沿其径向方向由外而内至少包括外筒壳层(10a)、筒体保温棉层(10b)、内筒壳层(IOc)以及筒体耐火砖层(IOd);所述螺旋状凹槽(13)沿筒体耐火砖层(IOd)内壁凹设螺旋布置。
3.一种应用如权利要求1所述炉渣分离组件的循环硫化床焚烧炉，其特征在于:至少包括主焚烧室(20)以及布置于主焚烧室(20)旁侧的与其连通布置的烟道(30)，烟道(30)处设置热能利用组件，所述炉渣分离组件夹设于主焚烧室(20)及烟道(30)之间；炉渣分离组件的进料口(11)连通主焚烧室(20)上端处的热能引出端，其出料口(12)连通烟道(30)进口端布置；所述螺旋状凹槽(13)和/或螺旋状导轨的出口端连通主焚烧室(20)的炉腔布置。
4.根据权利要求3所述的循环硫化床焚烧炉，其特征在于:所述主焚烧室(20)沿其径向由外而内至少包 括外炉壳层(20a)、炉体保温棉层(20b)、内炉壳层(20c)以及炉体耐火砖层(20d)，其外炉壳层(20a)、炉体保温棉层(20b)、内炉壳层(20c)以及炉体耐火砖层(20d)共同构成主焚烧室(20)的中空圆柱筒形复合层构造。
5.根据权利要求3或4所述的循环硫化床焚烧炉，其特征在于:所述烟道(30)整体呈卧式布局，热能利用组件包括挂设于烟道(30)内的用于储水加热的水冷壁(41)以及与之连通的位于烟道(30)外壁处用于执行水汽分离的蒸汽包(42);烟道(30)下方处设置有用于储渣及排灰的排料漏斗(31)。
6.根据权利要求5所述的循环硫化床焚烧炉，其特征在于:所述排料漏斗(31)为多个且沿烟道(30)的长度方向依次布置，以上述依次布置的排料漏斗(31)为一列，所述排料漏斗(31)为并列布置的对称双列布局。
7.根据权利要求6所述的循环硫化床焚烧炉，其特征在于:所述排料漏斗(31)的出口端处设置有用于控制其出料量的拨动辊(31a)。
8.根据权利要求3或4所述的循环硫化床焚烧炉，其特征在于:所述主焚烧室(20)下端设置有进风室(21)，进风室(21)上布置用于提供燃烧风力的风帽(22)，各风帽(22)整体形成主焚烧室(20)的焚烷基面；主焚烧室(20)内布置有排渣口(23)，所述排渣口(23)位于进风室(21)中部且贯穿主焚烧室(20)底部布置；所述热能利用组件还包括布置于烟道(30)出口端处的空气加热器(43)，所述空气加热器(43)的出风端连通至进风室(21)处。
9.根据权利要求8所述的循环硫化床焚烧炉，其特征在于:所述主焚烧室(20)侧壁处还布置有二次进风口(24);所述二次进风口(24)的出风路径垂直主焚烧室(20)轴线且两者呈异面直线布置。
10.根据权利要求8所述的循环硫化床焚烧炉，其特征在于:所述主焚烧室(20)与炉渣分离组件间并列布置 ，主焚烧室(20)的炉腔相对侧处对称布置有用于进料的进料渠道(25)。
【文档编号】F23G5/44GK103994446SQ201410255313
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】李登平, 韩莹 申请人:李登平