回转窑结构及将气流引导到所述回转窑的方法与流程

发明背景

本发明涉及根据权利要求1的回转窑结构，以及根据权利要求13的将空气引导到所述回转窑的方法。

焚化炉用于生产热能和其他能源。在经济和生态可持续发展模式下，为满足日益增长的能源需求，使用固体燃料，特别是生物固体燃料的焚化炉和发电机发挥着越来越重要的作用。

用于设备的燃料保持合理的可用性和合理的运输距离有利于经济和生态效益。采用能够利用周边环境中各种可利用燃料的焚烧设备能够最可靠的实现，所述燃料可以是例如，树皮，木皮，木屑，泥炭，来自废水净化设备的污泥等，有机肥，城市垃圾等。

在使用所述回转窑的焚化炉中，提供足够量的助燃空气以保持窑内的持续燃烧过程通常是一项具有挑战性的任务。常规的用于引导助燃空气进入所述窑及其空气孔或喷嘴的燃烧床的固定炉篦或移动炉篦通常容易堵塞。特别是在燃烧许多不同的材料时，当燃烧过程中液化灰分、化合物等进入通向燃烧室的气孔中时，问题出现了。此外，这些产生的组合物还可能导致废料烧结到所述燃烧床上的问题相应而生。进入所述燃烧室的减弱的空气流还扰乱燃烧过程。当在同一焚化炉燃烧不同的和性质变化的燃料时，所述燃烧过程的干扰尤其有害。实际上，这种干扰可能产生额外的杂质，例如微粒，这些杂质会刺激，甚至危害环境。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种实现该方法的方法和装置，以便能够为由现有技术的缺陷引起的上述问题提供一种全新的解决方案。

根据本发明，为实现这一目的，所述回转窑结构以及将空气引导到所述回转窑的方法具有权利要求限定的特征。特别地，现存问题可以通过组合所述权利要求1和13的特征部分所公开的特征来解决。

在从属权利要求中公开了本发明的优选实施例。

本发明具有显著的优点。因此，向所述回转窑供给助燃空气的空气管道被绝缘层保护。同时，这些管道的开口通向所述燃烧室内，从所述空气管道流出的空气射流一般情况下不会堵塞在所述燃烧室内发生的燃烧过程的传播方向上。因此，在旋转的所述回转窑中，从进料口向排料口滚动的燃料，以及所述燃料燃烧的产物不会进入空气管道，而是在不粘附的情况下绕过所述空气管道的开口。

安装在所述回转窑内的一端不可旋转的引导板上设置有一个或多个空气供应入口。通过调整该入口，所述回转窑的燃烧室的供应空气可被引导到预定的空气管道中。

所述回转窑的内表面和形成在所述回转窑的外壳中的空气管道由浇铸的绝缘涂层保护。此外，用作所述燃烧床的外壳的内表面由玻璃状和烧结驱避防火涂层保护。这使得所述回转窑在旋转时能够自清洁。

所述外壳的绝缘涂层和通过所述空气管道吹出的空气使所述回转窑的外周保持适当的表面温度。在这种情况下，承载所述回转窑的辊子的轴承也不会过热。

通过确保向所述燃烧室连续供应足够的助燃空气，本发明能够实现圆筒燃烧的所有优点和安全性。同时，可以确保燃烧过程中从被处理的待燃烧材料中获取最大能量含量。因此，配置有所述回转窑和一个名为后燃烧室的火力发电机，除了燃料本身产生的热能以外，还可以焚烧危险废物，与之前的用于危险废物的圆筒焚化炉具有相同的优点和安全性。例如，从危险废物渗漏的液体等不可能对所述燃烧室的任何部位造成损害，但是这些液体可从所述回转窑的一端可控地引导到一个灰坑。

所述回转窑的内表面的结构朝向所述排放口阶梯扩展，为所述回转窑提供自然倾斜的滚动面。因此，不需要将所述回转窑如现有技术那样安装在倾斜位置以便在所述排料口的方向上滚动燃料，而是可以大致水平地安装所述窑。

以下本发明具体实施例的更详细的描述中公开了本发明提供的其它优点。

附图说明

在下文中，将参照附图更详细地说明本发明的一些优选实施例，其中

图1示意性地示出了先前已知的回转窑，

图2示出本发明的回转窑的纵向截面的轴测图，

图3示出图2所示的回转窑的纵向截面的轴测图，其中安装有引导板，

图4是图3所示的回转窑的详细视图，

图5示出图4所示的外壳结构在a-a上的详细视图，

图6示出图4所示的外壳结构在b上的详细视图，

图7示出所述回转窑的第一端和设置在其中的所述引导板中的助燃空气鼓风机的示意性截面图。

具体实施方式

这些图没有示出回转窑结构以及用于将空气规模地引导到所述回转窑的方法，但附图示意性地示出了优选实施例的一般结构和操作。附图中的附图标记所示的结构部件对应于在本说明书中用附图标记标注的结构部件。

图1示出了一种习知的解决方案，其中，回转窑1为热电厂的一部分。所述回转窑适于燃烧固态、液态、糊状以及气态材料，尤其适于生产水泥熟料和焚烧废物。这种窑的结构呈直圆筒状，其耐火和耐热。所述窑中的待处理的材料在围绕其纵向轴线旋转的滚筒中燃烧。然而，由于被燃烧的材料的独立燃烧需要空气补给的问题，以前提供的回转窑1难以满足需求，为了保持燃烧，必须从外部向所述窑供给燃烧能量，例如，石油或者天然气。

所述回转窑1通常连接到一个单独的后燃烧室2上。其中，在窑中产生的气体被烧尽。所述回转窑通常安装在一轻度倾斜的位置上。在这种情况下，它具有位置较高的第一端3，并且设置有用于将燃料5引导到由圆筒包围的燃烧室6的特定进料口4。助燃空气通常通过通道8供给到燃烧室，所述通道8穿过所述回转窑的外壳7，且基本沿所述圆筒的径向方向。

在燃烧期间，所述回转窑1根据燃料5的特性慢慢旋转，例如每小时5到40转。由于所述滚筒的旋转以及其倾斜位置，燃料在所述圆筒中朝向位于其第二下端9处的排料口10滚动。同时，燃料的有效混合，促进所述助燃空气与所述燃料充分接触，并使所述燃料燃烧彻底。

由于燃烧发生在所述回转窑1的外壳7上，所以所述回转窑1的外壳7必须不断冷却。在现有技术中，这个通过空气或水在所述圆筒的外表面11上的循环来实现。

在燃烧期间产生的燃烧气体和灰烬通过回转窑下端9中的排料口10排出到所述后燃烧室2。

与已知的解决方案相比，助燃空气21被引导到如图2所示的回转窑20，例如，特别地，在翻滚的材料燃烧时，助燃空气21沿着外壳23的内表面24包围所述燃烧室22。为此，围绕其中心轴线25旋转的圆筒(例如，滚筒)在回转窑的纵向方向上设有特定的空气管道26。优选在回转窑的整个圆周上布置这些空气管道。这种回转窑的结构在图5的外壳23的横截面中更详细地示出。因此，外壳的外表面27优选地由钢制圆筒形成。以已知的方式，两个轮胎围绕圆筒的圆周。轮胎形成回转窑的旋转轨道。窑设置在轴承上。如果需要，也可以由所述轮胎驱动所述回转窑旋转。本文中，已知的结构及其操作不再赘述。

即使所述管道26在这里被称为空气管道，这并不会限定它们的用途仅用于供给空气。反之，这些管道也可以用于供给其它气体或化合物，以促使所述燃烧室22内的燃烧。

如上所述，所述回转窑20具有第一端28。所述第一端28上设置有用于将燃料以习知的方式引导到所述回转窑的燃烧室22的进料口29。所述第一端优选地由图5中的钢板30制成。所述钢板30紧固且刚性地连接到所述外壳的所述外表面27。所述回转窑的相对第二端31设置有排料口32。燃烧废物以习知的方式通过所述排料口32排出，并且排放到如上所述的后燃烧室，以便进一步后续处理。

所述第一端28设置有围绕所述进料口29且与所述进料口29实质上同心设置的气孔33。所述气孔33连接到设置在所述外壳中的空气管道26，并与所述回转窑的中心轴线25实质上同向且平行于所述外壳的外表面27。因此，这些空气管道将助燃空气从所述回转窑的第一端引导到所述回转窑的燃烧室。优选地，气孔和连接到其上的空气管道随后以多个同心环形层的方式设置在所述第一端和所述外壳中。所述气孔可以按照图2的方式径向排列，但是这种径向排列对于所述回转窑的操作而言不是必需的。

在所述回转窑的第一优选实施例中，并且在如图5所示的实施例中，所述外壳23的制造过程如下。将第一绝缘层铸造在钢制圆筒上。其中，所述钢制圆筒形成所述外壳的外表面27。在足够硬化之后，空气管道26以与所述回转窑的中心轴线25实质上同向并平行于所述外壳的外表面27的方式抵靠在所述燃烧室的绝缘层上。在其外端，所述空气管道连接到设置在所述钢板30中的气孔33或所述第一端28的对应结构上。在其第二端，第一圆形层的这些空气管道在其内端延伸靠近所述回转窑的排料口32。接下来，第一圆形层的这些空气管道由第二绝缘涂层浇铸涂覆，其上再次安装比之前短的空气管道26。所述空气管道的安装和所述绝缘层的浇铸继续进行，直到达到通向所述燃烧室22所需数量的空气管道。同时，图2的所述燃烧室设计为从所述进料口29到所述排料口32的方向呈锥形逐级扩展。在完成最后一次绝缘涂层的浇铸涂覆时，优选通过防火表面浇铸或者表面处理的方式完成所述燃烧室的内表面24。

如图2所示，以这种方式制造的所述回转窑20的内表面24看起来就像长的但小幅度上升的阶梯。从所述进料口观察，内圆周看起来像一个下降的楼梯。反过来从所述排料口的方向看，可以看到位于台阶前表面34的底部以及设置在所述外壳中的多个嵌套层中的空气管道26的开口35。图6还给出了详细的视图b。因此，优选地，空气管道布置在所述外壳中，且在整个圆周上实质上等间隔设置。

本实施例中，所述燃烧室22的阶梯锥形扩展同样可以以不同长度的分段台阶各自以螺旋扩展的方式实施。在制造技术方面，后者实施更为简单。

所述回转窑20也可以由预制元件制成。在这种情况下，所述回转窑，例如，由具有相同外径的圆筒部件相继排列组成。这些部件的内径逐渐增大。连接这些部件后以阶梯的方式形成上述锥形扩展的燃烧室22。在制造过程中，为圆柱部件设置必要的空气管道26。在组装所述回转窑时，这些空气管道彼此对准，以形成一致的管线。组装完成的所述回转窑优选通过防火材料浇铸或者表面处理的方式完成所述燃烧室的内表面的涂覆。

所述回转窑还可以由具有越来越小的横截面的可嵌套的圆筒元件组成。在这种情况下，安装在最外侧的圆筒元件的外表面优选设置有必要的形成所述空气管道的空气管或槽。因此，每个空气管道层设置在保护结构层之下。还优选通过表面浇铸或表面处理来完成这种回转窑的组装。

通过将空气管道26的开口35设置成朝向如图6所示的排料口32的方向，供给到所述回转窑的燃烧室22的燃料在所述回转窑内滚动，因此，滚筒的旋转运动和燃烧产物不能扩散到所述空气管道的开口。在这种结构下，所述燃料和所述燃烧产物连续地从所述开口中滚出，并伴随着所述空气管道的空气喷射。因此，在所述燃烧室内，在燃料流动方向上由阶梯形成前表面34，在这种情况下，所述空气管道设置为朝向所述前表面34。这使得燃料和废料聚集在它们的空气喷嘴和已知方案特有的开口位置的问题得到有效解决。该结构还为危险废物的安全焚烧提供了可能，因为在燃烧期间产生的液体，灰分和其他废物被可控地引导到设置在所述后燃烧室的灰坑中。

本回转窑的助燃空气输送空气管道26的结构能够有效调节在燃烧过程中产生的燃料、流动的液体、灰分和其它废物的流动。通过调节从空气管道流出的气体等的速度，可以调整排料口周围的上述组合物的流动。

为了将空气引导到与所述回转窑20的纵向轴线25同向的空气管道26中，所述回转窑的第一端28设置有用于将空气引导到所述空气孔33的特定装置36。这些空气孔33连接到所述空气管道的外端。参见图3，4和7。在该优选实施例中，这些装置包括一个引导板，该引导板抵靠所述回转窑的端部放置，优选设置为不可转动。该引导板设置有至少一个空气供应入口37，用于在预设时刻将空气引导到位于所述供应入口处的空气管道26的空气孔33。由于坐靠在所述引导板上的回转窑在不断旋转运动，因此空气仅被引导到其中一些空气管道，即在预定时刻时恰好驻留在所述引导板的空气供应入口处的那些气孔。因此，特别优选地是将所述引导板放置在这样的位置，使得设置在其中的至少一个空气供应入口仅将助燃空气引导到特定的空气管道，这些空气管道的开口35在预定时刻位于所述燃烧室的下方和滚动燃料的侧面。

因此，为了引导空气流动，设置在所述引导板36中的空气供应入口37呈扇形状或扇形环状。优选地，所述空气供应入口的尺寸可调整。例如，调整可以根据一对分割器的调整原理的一结构解决方案来实现。因此，所述供应入口的尺寸优选地通过用于管理燃烧过程的窑炉控制逻辑来自动调节。

为了产生通向所述燃烧室22的必要空气流，设置在所述空气供应入口37的顶部的管配件38(如图7所示)可以设置在所述引导板36中。所述管配件可以是设置有用于将空气强制地引导到所述空气管道并进一步引导到所述燃烧室的独立鼓风机。

优选地，所述管配件还可以包括用于将空气引导到所述回转窑的最外部空气管道组的装置39。在这种情况下，所述引导板的直径减小到足以释放最外面的空气孔。这使得空气优选地被引导到位于所述回转窑的整个圆周上的最外面的空气管道。通过将空气引导到所述回转窑的整个圆周上最外面的空气管道，而不是仅在上述的空气供给入口处，可以以可控的方式冷却所述回转窑的外壳23。这种通向外圆周的空气管道的气流也可以通过为此安装的鼓风机单独调节。

将所述引导板36平面地设置在所述回转窑20的第一端28上时，通过用于将必要的空气流引导到所述空气管道的轻柔性负载来实现足够的密封性。因此，在所述回转窑的端部和固定的导向板之间不需要完全的空气密封。同时穿设在多个板之间的气垫用于减少摩擦并冷却端部。

应当理解，上述描述和相关附图旨在说明本申请的方案。因此，该方案不限于上述或在权利要求中限定的实施例，并且，对于本领域技术人员显而易见的是，在所附权利要求中限定的保护范围内的不同的变型和修改是可能的。