本发明属于小型生活垃圾焚烧炉领域，尤其涉及小型生活垃圾焚烧炉。
背景技术
由于多种条件限制，目前村镇生活垃圾处理相当大部分仍采用填埋方式处理。大量的垃圾填埋是一个长期存在的污染源，对地下水和土壤等已经造成了明显的威胁和危害，并占用大量的土地。
垃圾焚烧可以实现垃圾的减量化、无害化和资源化，被认为是垃圾处理较好的办法之一。但焚烧垃圾时，容易生成二恶英等有毒害的气体，二恶英等有毒害的气体在705℃开始裂解，需850℃以上温度并保持2秒以上才能充分裂解。
即使二恶英等有毒害物在高温下被充分裂解，但在烟气冷却排放过程中，在hcl和cucl2的催化作用下也会重生成小量的二恶英。研究表明，烟气在4秒钟内由850℃以上急速冷却至220℃以下，二恶英重生成就非常低微。
由于部分村镇距离城市的大型垃圾焚烧厂较远，需自建垃圾焚烧厂，又由于垃圾焚烧炉设计比较简单，焚烧温度低，烟气冷却慢，其烟气排放无法达到国家排放标准。
由于村镇生活垃圾成份复杂，热值低，垃圾焚烧往往需要添加补助燃料，才能达到850℃以上，这样又增加了运行成本。
目前国内烟气排放符合标准的焚烧炉一般为大型焚烧炉，不适合日处理15吨以下的生活垃圾，而且建造和运行成本高，村镇用不起，因此急需一种建造和运行成本低，适合日处理8～15吨生活垃圾的小型生活垃圾焚烧炉。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供小型生活垃圾焚烧炉，从而解决了现有符合标准的焚烧炉均为大型焚烧炉，日处理15吨以下的生活垃圾时，设备及运行成本高的缺点。
为实现上述目的，本发明提供了小型生活垃圾焚烧炉，其内腔包括：
灰烬室，
燃烧室，设置在所述灰烬室的顶端，且与所述灰烬室相通；
环形顷斜式挡料台阶，设置在所述燃烧室的上部，所述环形顷斜式挡料台阶的内孔均与灰烬室的内腔和燃烧室内腔的顶部相通；
烘干炭化室，设置在所述燃烧室的顶端，且与所述燃烧室相通；
烟气二次燃烧室，设置在所述烘干炭化室的顶端，且与所述烘干炭化室相通；以及
烟气总出口，设置在所述烟气二次燃烧室的顶端，且与所述烟气二次燃烧室相通。
进一步的，所述灰烬室为圆柱状，所述灰烬室的侧面设置有灰烬出口，所述灰烬出口设置有门式盖板，所述灰烬室的顶部设有一排能够插拔的炉条。
进一步的，所述炉条采用耐高温不锈钢无缝管制成，所述炉条上设有能够拆卸的手柄。
进一步的，所述燃烧室的内腔为圆柱形，所述环形顷斜式挡料台的内孔直径与燃烧室的内腔直径相等，所述环形顷斜式挡料台阶的外径比燃烧室的内腔直径大550-650毫米，烘干炭化室的内腔底部直径与环形顷斜式挡料台阶的外径相等，环形顷斜式挡料台阶的向心顷斜角度为30～45度。
进一步的，燃烧室内壁用耐火砖砌筑，燃烧室的外围设置有助燃空气环形管道，助燃空气环形管道的底部设置有数个落灰通气孔；助燃空气环形管道的内侧底部设有斜坡；所述斜坡与助燃空气环形管道的顶端和内侧形成一空隙；助燃空气环形管道的内侧即斜坡的一侧设有助燃空气出口；斜坡的另一侧与助燃空气环形管道的顶部之间设有通风孔，所述通风孔分别与助燃空气出口相通，且所述助燃空气出口与燃烧室相通；所述燃烧室内壁与助燃空气环形管道之间有一层陶瓷纤维隔热保温层，助燃空气环形管道的外壁设有陶瓷纤维隔热保温层。
进一步的，烘干炭化室的内腔上部与烟气二次燃烧室的内腔下部相通，形成一个一体化圆台形空腔，所述烘干炭化室和烟气二次燃烧室内壁19均采用耐火砖砌筑，所述圆台形空腔的上部直径比下部直径小150-250毫米。
进一步的，所述烘干炭化室和烟气二次燃烧室的内壁均布有四条烟道，所述四条烟道的四个烟道烟气下入口均设置在所述环形顷斜式挡料台阶上，四条所述烟道均设有烟气出口与所述烟气二次燃烧室相通；所述烟道烟气下入口与环形顷斜式挡料台阶的内孔相通，所述环形顷斜式挡料台阶的内孔与外界空气相通，烟道烟气下入口的靠近所述烘干炭化室内壁外设有顷斜式盖板；四条烟道的中下部均设置有烟道烟气中入口和烟道烟气上入口，所述烟道烟气中入口和烟道烟气上入口均与烘干炭化室的中下部相通。
进一步的，所述烘干炭化室和烟气二次燃烧室的内壁与外壳之间设置有陶瓷纤维隔热保温层。
进一步的，所述焚烧室直径不超过1.2米。
进一步的，所述燃烧室的燃烧温度为850℃以上。
与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的小型生活垃圾焚烧炉利用生活圾焚在高温环境下会炭化结块的特性设计，将垃圾设置在燃烧室的顶部堆放烘烤成炭，小型生活垃圾焚烧炉运行时，堆积在燃烧室顶部的垃圾被燃烧室的高温火焰将垃圾烘烤成炭后粘结为穹隆形，被环形顷斜式挡料台阶挡在燃烧室顶部，由于穹隆下部与燃烧室顶部的高温气体接触，高温气体因含氧气，炭粒被激烈燃烧，部份炭粒在燃烧过程中，脱落到燃烧室下部的炉条上，形成垃圾炭粒燃烧层，由于燃烧室燃烧的是高温垃圾炭粒，所以燃烧温度高达850℃以上，而且垃圾焚烧特别彻底，就连烂西瓜等难烧物，也同样能被彻底烧成灰烬，能够将垃圾焚烧彻底。
2、本发明的小型生活垃圾焚烧炉，生产运行时炉温达到850℃以上，除开炉点火外，不需添加任何补助燃料就能持续生产；由于焚烧温度高，烟气中的二恶英等有毒害物质被彻底裂解，烟气经烟气净化系统净化后能达标排放，其运行和建造成本较低，结构简单，实用耐用，可日处理8～15吨热值低、水分含量高的生活垃圾，适合于10000～20000人口的村镇使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，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是本发明小型生活垃圾焚烧炉结构的a-a剖切示意图(焚烧炉结构的垂直剖切示意图)。
图2是本发明小型生活垃圾焚烧炉结构的c-c剖切示意图(烘干炭化室的水平剖切示意图)。
图3是本发明小型生活垃圾焚烧炉结构的d-d剖切示意图(燃烧室烟道烟气下入口处的水平剖切示意图)。
图4是本发明小型生活垃圾焚烧炉结构的e-e剖切示意图(燃烧室的水平剖切示意图)。
图5是本发明小型生活垃圾焚烧炉结构的b-b剖切示意图(助燃空气管道和燃烧室烟道的垂直剖切示意图)。
图6是本发明小型生活垃圾焚烧炉正在运行中的a-a剖切示意图(运行中的垃圾分层的垂直剖切示意图)。
图7是本发明小型生活垃圾焚烧炉系统的正立面图。
图8是本发明小型生活垃圾焚烧炉系统的后立面图。
图9是本发明小型生活垃圾焚烧炉系统的左侧立面图。
图10是本发明小型生活垃圾焚烧炉系统的投料斗提升到限位时的左侧立面图。
图11是本发明小型生活垃圾焚烧炉系统的投料斗翻转时的左侧立面图；
其中：1-灰烬室，2-炉条，3-落灰通气孔，4-燃烧室，5-陶瓷纤维隔热保温层，6-助燃空气环形管道，7-环形顷斜式挡料台阶，8-烘干炭化室，9-烘干炭化室和烟气二次燃烧室的内壁，10-钢铁外壳，11-烟气二次燃烧室，12-限位器，13-烟气总出口，14-陶瓷纤维模块，15-烟道，16-烟道烟气下入口，17-循环烟气出口，18-盖板翻转器，19-燃烧室内壁，20-助燃空气环形管道空气入口，21-顷斜式盖板，22-烟道烟气中入口，23-烟道烟气上入口，24-烟气出口，25-斜坡，26-助燃空气出口，27-通风孔，28-灰烬层，29-垃圾炭粒燃烧层，30-垃圾炭粒松脱层，31-垃圾炭化结块层，32-空隙区，33-干枯垃圾层，34-垃圾烘干层，35-药液池，36-烟气净化器，37-高温烟气管道，38-引风机，39-净化烟气管道，40-液压提升机，41-鼓风机，42-观察平台，43-助燃空气进口，44-门式密封盖板，45-翻转式密封盖板，46-气缸，47-耐高温阀门，48-烟囱，49-门式盖板，50门式隔热盖板，51-投料斗。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明所提供的小型生活垃圾焚烧炉采用圆筒形钢铁外壳10，以便于工厂化生产和现场安装。焚烧炉内腔按其功能由下至上依序分为：灰烬室1、燃烧室4、环形顷斜式挡料台阶7、烘干炭化室8及烟气二次燃烧室11，烟气二次燃烧室11的上部有烟气总出口13，烟气二次燃烧室11的顶部采用陶瓷纤维模块14吊顶，既减少热损失，又减少焚烧炉重量。
如图7所示，烟气总出口13设有高温烟气管道37与烟气净化器36的烟气进气口连接相通，烟气净化器36的烟气出气口与引风机38的进风口连接相通，引风机38的出风口与净化烟气管道39的入口连接相通，净化烟气管道39的出口与烟囱48连接相通。烟气总出口13又与耐高温阀门47下部连接，耐高温阀门47上部又与烟囱48底部连接。耐高温阀门47采用电磁铁控制，得电关闭，失电打开。
继续参考图1和图8，灰烬室1设置有灰烬出口，灰烬出口设置有门式盖板49。灰烬室1的顶部为一排能够插拔的炉条2，炉条2采用耐高温不锈钢无缝管制成。炉条2上设有手柄，炉条2能够与插拔操作的手柄连接或分离，炉条2的间距能够根据点火或运行的需要调整。
如图4和图5所示，燃烧室内壁19采用耐火砖砌筑，燃烧室4的外围设置有助燃空气环形管道6，助燃空气环形管道6的底部设置有数个落灰通气孔3，以使落灰通气孔3与灰烬室1空气相通，又能够让积灰跌落到灰烬室1，以保持管道空气畅通。助燃空气环形管道6的内侧底部设有斜坡25，斜坡25的方向面向燃烧室内壁19，以使积灰跌落到燃烧室4；斜坡25与助燃空气环形管道6的顶端和内侧形成一空隙；助燃空气环形管道6的内侧即斜坡25的一侧设有三个助燃空气出口26，三个助燃空气出口26与燃烧室4相通；斜坡的另一侧与助燃空气环形管道6的顶部之间设有三个通风孔27，三个通风孔27分别与三个助燃空气出口26相通，以保持助燃空气环形管道6的空气畅通。燃烧室内壁19与助燃空气环形管道6之间有一层陶瓷纤维隔热保温层5，助燃空气环形管道6的外壁也设置有陶瓷纤维隔热保温层5，以减少热损失。
进一步参考图1和图3，燃烧室4的内腔为圆柱形，燃烧室4的上部设置有一个环形顷斜式挡料台阶7，环形顷斜式挡料台阶7的内孔直径（即环形顷斜式挡料台阶7的下端的直径）与燃烧室4的内腔直径相等(由于环形顷斜式挡料台阶7的内孔与燃烧室4的内腔上部相通，且直径相同，按其功能，环形顷斜式挡料台阶7的内孔也视为燃烧室4的内腔组成部份)，环形顷斜式挡料台阶7的外径（即环形顷斜式挡料台阶7的上端的直径）比燃烧室4的内腔直径大600毫米，燃烧室4内腔的顶部与环形顷斜式挡料台阶7的内孔相通，环形顷斜式挡料台阶7的内孔与烘干炭化室8的内腔底部相通，烘干炭化室8的内腔底部的直径与环形顷斜式挡料台阶7的外径相等，环形顷斜式挡料台阶7的向心顷斜角度为30～45度，运行时，既能够挡往垃圾往下跌落，又利于垃圾炭粒和灰烬跌落到燃烧室4。
如图5所示，烘干炭化室8的内腔上部与烟气二次燃烧室11的内腔下部相通，形成一个一体化圆台形空腔，烘干炭化室和烟气二次燃烧室的内壁9用耐火砖砌筑，圆台形空腔上部直径比下部直径小200毫米。如图2和图3所示，烘干炭化室和烟气二次燃烧室的内壁9均布有四条烟道15，四条烟道15的四个烟道烟气下入口16均布在环形顷斜式挡料台阶7上，四条烟道15均有烟气出口24与烟气二次燃烧室11相通条，运行时能够将部份燃烧室烟气导入到烟气二次燃烧室11。烟道烟气下入口16与环形顷斜式挡料台阶7的内孔相通，环形顷斜式挡料台阶7的内孔与外界空气相通，烟道烟气下入口16的靠近烘干炭化室内壁外设有顷斜式盖板21，以利于烟气畅通。四条烟道15的中下部均设置有一个烟道烟气中入口22和一个烟道烟气上入口23，烟道烟气中入口22和烟道烟气上入口23均与烘干炭化室8的中下部相通，运行时能够将部份烘干和炭化产生的气体导入到烟气二次燃烧室11。烘干炭化室和烟气二次燃烧室的内壁9与外壳之间设置有陶瓷纤维隔热保温层5，以减少热损失。
如图3、图5和图7所示，四条烟道15的其中一条烟道15设置有一个循环烟气出口17，循环烟气出口17安装有一个耐高阀门与助燃空气管道相通，助燃空气管道有一个助燃空气进口43，助燃空气进口43安装有一个阀门，阀门能够控制助燃空气管道与炉外空气相通，助燃空气管道出口与鼓风机41的进风口相通，鼓风机41的出风口与助燃空气环形管道空气入口20相通。运行时调节阀门控制高温烟气和助燃空气的比例，利用高温烟气将助燃空气加热至250℃～280℃，再鼓入燃烧室4助燃。
如图8所示，烘干炭化室8的下部设置有操作口，操作口设置有门式隔热盖板50，运行中如果遇到堵塞等故障，可打开操作口进行操作排除。
继续参考图8和图9，烟气二次燃烧室11的下部设置有观察口，观察口设置有门式密封盖板44，门式密封盖板44设置有耐高温玻璃观察镜，运行时，能够观察炉内垃圾的堆高，在投料后，也能够打开门式密封盖板44进行拨平垃圾的操作。观察口外的下部设置有观察平台42，观察平台42设置有楼梯，操作人员能够从楼梯走上观察平台42进行观察或操作。
继续参考图9和图10，烟气二次燃烧室11的下部还设置有投料口，投料口设置有翻转式密封盖板45，翻转式密封盖板45与盖板翻转器18的一端连接，盖板翻转器18的另一端与焚烧炉的顶部外侧连接，焚烧炉的顶部外侧固定设有气缸46，气缸46与盖板翻转器18的另一端连接，通过气缸46能够带动盖板翻转器18进行打开和关闭投料口的操作，图9中的投料口为关闭状态，图10中的投料口为打开状态，投料口外的两旁均设置有限位器12。
进一步参考图10和图11，投料采用液压提升机40和设置在液压提升机40上的投料斗51进行操作，投料时先将投料口的翻转式密封盖板45打开，液压提升机40将装有木柴或垃圾的投料斗51提升，如图10所示，当投料斗口下部的限位杆被固定在投料口两旁的限位器12勾住时，投料斗口部不能再升高；液压提升机40继续再提升时，如图11所示，投料斗51的尾部升高，投料斗51翻转，将投料斗51中的木柴或垃圾倒入焚烧炉内。倒完料后，提升机下降，投料斗51被翻平，继续下降，投料斗51降到地面后，液压提升机40停止工作，然后再将投料口的翻转式密封盖板45关闭。
运行时，操作口，观察口、投料口这三个口，只能打开其中一个口。由于引风机38的作用，焚烧炉是负压运行，焚烧炉只能向内吸入空气，打开操作口或观察口或投料口时不会有烟气溢出污染周围环境。
继续参考图7，由于烟气直接排放会污染周围环境，本发明的小型生活焚烧炉实例配套有一个烟气净化器36，烟气净化器36的下部浸在药液池35内，浸入高度约400毫米，以抵抗烟气净化器36的负压，使外部空气不能进入烟气净化器36内。烟气净化器36的内部由下而上依序分为烟气穿液器、烟气喷淋器、除雾器，烟气先进入烟气穿液器腔室，然后从烟气穿液器腔室的分散浸入液面下40毫米的小管排出液面，再依序进入烟气喷淋器、除雾器、引风机38、净化烟气管道39及烟囱48，再从烟囱48出口排放。从而使烟气净化器36具有烟气冷却快、净化反应好及除雾除尘彻底的特点，烟气经烟气净化器36净化后排除的烟气能够达标排放。
本发明的小型生活垃圾焚烧炉一次点火，即可连续运行，点火前，先将干枯木柴填满燃烧室4，再在木柴上的烘干炭化室8堆放1.8米高左右的生活垃圾，关闭操作口、观察口及投料口，打开灰烬出口，启动引风机38，通过炉条2将木柴点燃，然后启动鼓风机41，并调节阀门控制高温烟气和助燃空气的比例，使木柴在燃烧室4高温燃烧，由于垃圾受到下部燃烧室4火焰高温烘烤的影响，从上而下依序形成垃圾烘干层34、干枯垃圾层33、垃圾炭化结块层31、垃圾炭粒松脱层30，如图6所示。由于垃圾炭化结块层31被粘结成一个整体硬块，又被烘干炭化室8的下部的环形顷斜式挡料台阶7挡住，不能往下跌落，因此在燃烧室4的顶部形成一个穹隆，又由于穹隆下部与燃烧室4的顶部的高温气体接触，高温气体因含氧气，炭粒被激烈燃烧，炭粒在燃烧过程中产生松脱和跌落，因此穹隆下层又形成垃圾炭粒松脱层30，跌落到燃烧室4的下部的炉条2上部的炭粒又形成垃圾炭粒燃烧层29继续燃烧，由于燃烧室4燃烧的是高温垃圾炭粒，所以燃烧温度高达850℃以上，而且垃圾焚烧特别彻底，就连烂西瓜等难烧物，也一样被彻底烧成灰烬。
在运行中，操作人员视焚烧情况用操作，勾勾炉条间隙的灰烬，让灰烬跌落至灰烬室1，形成灰烬层28。
在运行中，操作人员要经观察炉内的垃圾堆高，如炉内垃圾过少，要及时打开投料口补充垃圾，并在补充垃圾后打开观察口，用专用工具将垃圾拨平。
在运行中，燃烧温度不宜高于950℃，否则灰烬容易造成结块，操作人员要经观察燃烧室4的燃烧温度。如遇燃烧温度过高，应调节引风机38和鼓风机41的转速，减少风量。如遇燃烧温度过高造成灰烬结块或大块砖头堵塞的故障，应拔出部份炉条2，将结块的灰烬勾落，然后再插入炉条2。
在运行中，由于烘干炭化室8和烟气二次燃烧室11是一个一体化圆台形空腔，下大上小，垃圾在运行不断下落后，烘干炭化室8的下部的垃圾和炉壁之间会会形成一个环形的空隙区32，由于环形的空隙区32至燃烧室4的顶部之间的垃圾层较薄，燃烧室4的顶部的高温气体容易穿过垃圾间的空隙进入空隙区32，再从空隙区32的烟道烟气中入口22和烟道烟气上入口23进入烟道15，再被导入烟气二次燃烧室11，因此，加快了环形顷斜式挡料台阶7上的垃圾炭化和燃烧。
在运行中，由于垃圾在高温炭化，可燃气体被热分解出来，由于炭化层内氧气不足，可燃气体不能完全燃烧，其气体穿过垃圾间的空隙进入烟气二次燃烧室11，在烟气二次燃烧室11富氧高温环境下被充分燃烧。由于燃烧室4和烟气二次燃烧室11燃烧温度高于850℃，二恶英等有毒害物在高温下被彻底裂解，又由于烟气进入烟气净化器36净化后快速冷却至200℃以下，二恶英重生成极其微少，烟气经烟气净化器36净化后，能够达标排放。
在运行中，如遇到其它原因停电，引风机38和鼓风机41停转，烟气不能穿过药液进入净化器，烟气总出口13与烟囱48的底部之间的耐高温阀门47因失电被打开，烟气被直接排放，操作人员需快速关闭灰烬出口和助燃空气进口43，以免焚烧炉冷却过快而减少焚烧炉寿命。
本发明的小型生活焚烧炉的焚烧室直径应根据垃圾处理量和垃圾质量进行设计，但炉温在1000℃以下情况下，垃圾炭化结块强度不是很高的，所以焚烧室直径不宜超过1.2米，否则运行时垃圾炭化结块层强度不够，垃圾炭粒容易发生崩塌至焚烧室内，不能形成穹隆，焚烧炉预定的功能也就不能实现。
以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。