专利名称：横向直线布置的窑式旋转焚烧炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能高效焚烧大量废物的横向直线布置的窑式旋转焚烧炉，这些废物包括低卡路里废物或含较多水份的高湿废物，如浆汁、污泥、污液、废液、污水、生物废料和湿废弃物等，以及高卡路里废物，如纸、木制品和麻。
术语“焚烧”指的是一种燃烧废物的过程，其中，其中的有机物被氧化，释放出热、光或能量。
废物可在热解炉内燃烧，通过炉底部往炉中通入控制空气。废物在热解炉底部部分燃烧以产生热量，这些热量提高来燃烧废物部分的温度。有机物相继分解并挥发。因而炉底部的全部废物燃烧成炉床(红热层)，而后上部废物分解并挥发(流化层)。较上层部分被吞没(导热层)而最上层部分分解成气体(气体层)。以这种方式，热解炉中的废物从底部到顶部逐渐燃烧。
这种过程被称为“蒸馏”，当有机物的热分解完成时过程结束。然后，由于在一气体燃烧炉内的辅助燃烧而开始碳化，且来自热解炉的分解气体受热。然后向气体燃烧炉送入必要的空气使废物烧尽。
因而，在传统热解炉内，高水分废物中的有机物从底部到顶部相继燃烧。这种热解炉不适于包括低卡路里废物或含较多水的高水分废物如浆汁、污泥、污液、废液、污水、生物废料和湿废弃物等，以及高卡路里废物如纸、木制品和麻等的废物。
关于这方面，在传送线的上游安装一脱水器以将高水分废物送入热解炉。脱水器用来尽量降低废物的含水量。为此，用于处理低卡路里废物的传统焚烧炉设备除了焚烧炉本身还需一脱水器。或者，将助燃剂与废物混合来提高燃烧效率。这种助燃剂成为焚烧的附加成本。此外，燃烧器温度被设为不必要的高温，这严重影响燃料消耗。相反，含高卡路里废物的废物的焚烧无需象低卡路里废物焚烧那样进行预处理。燃烧器不需设置在高温。因而，有必要将高卡路里废物与低卡路里废物分离，从而为处理这些废物，焚烧设备需要至少两个焚烧炉。这种设备成本高且有许多其它缺点。
传统竖式焚烧炉通过其上部填入包括高卡路里废物的废物。废物穿过焚烧炉下落，并利用一位于焚烧炉底部的燃烧器燃烧。因而要控制废物填入量和燃烧温度很困难。这意味着这种焚烧炉不能达到完全燃烧。此外，经常留下大量灰或残余物有待处理。这使留在炉里的残余物的后处理复杂化。
关于这方面，研制了如
图1所示的横向旋转炉，其被公开在例如日本出版的未审查的实用新型申请No.H06-14730。参照图1，一细长旋转炉20包括一底座21，其上装有一旋转驱动装置22。单圆筒炉体23以可旋转方式设置在旋转驱动装置22上方。旋转驱动装置22包括一马达22a和一输出齿轮22b。炉体23的外表面上设置有一圆筒齿轮23a。输出齿轮2b与圆筒齿轮23a啮合以使炉体23旋转。炉体23还设置有凸缘23b、23b，位于右侧和左侧的外表面上。空转辊22c、22c安装在分别对应于凸缘23b、23b的底座21的右侧和左侧。空转辊22c、22c分别容纳凸缘22b、22b以使炉体23平稳旋转。
如图1明显所见，单圆筒炉体23是锥形中空结构。它包括底部23c(位于后侧)，其中形成有一孔口23d。炉体23的与底部23c相对的一端是一开口端23e。底部23c直径小于开口端23e直径。在开口端23e一侧的底座21上装有一端盖28。端盖28包括一燃烧器24、一排气装置(包括一聚尘器)25、一残余物收集口26、一供气装置27。燃烧器有一朝向炉体23内部的出火端。残余物收集口向下开合。废物送入装置29位于底部23c一侧的底座21上。废物送入装置29包括装在其中的螺旋29a和一穿入孔口23d朝向炉体23的废物送入端。废物送入装置29与料箱30连接。料箱用于贮存废物。从而废物以恒定量送入炉体23焚烧。这种窑式旋转焚烧炉的燃烧效率比上述传统热解炉和竖式焚烧炉高。另外，窑式旋转焚烧炉在废物送入炉子中之前不需脱水过程，而这在传统热解炉中是必要的。而且，窑式旋转焚烧炉不必使用助燃剂或将燃烧器24设置为高温。此外，由于窑式旋转焚烧炉不是通过上部将废物送入炉中，所以可以方便地控制和调节送入的废物量和燃烧温度。另外，当使用所述类型的窑式旋转焚烧炉时，炉中存留的残余物较少。
但是，还存在如下所述的一些问题。如前所述，窑式旋转焚烧炉的炉体是单圆筒形式的。因而，当炉体用于焚烧低卡路里废物时，炉体的温度应很高。另外，炉体需要以较低速度旋转以干燥炉中填料。相反，当处理高卡路里废物时，炉体温度应较低。炉体需要以较高速度旋转以便防止可能出现的燃烧效率的显著降低。如果要处理的废物既包括低卡路里废物又包括高卡路里废物，为彻底燃烧低卡路里废物旋转速度就较低。但是，当炉体低速旋转时高卡路里废物燃烧不良。因此，有必要根据要处理的废物确定最佳旋转速度和温度。但这种控制相当困难，不能实现理想的燃烧。
因而，本发明旨在克服上述困难，其目的是提供一种能高效焚烧大量废物的横向窑式旋转焚烧炉，这些废物包括低卡路里废物或含较多水的高水分废物如浆汁、污泥、污液、废液、污水、生物废料和湿废弃物等，以及高卡路里废物如纸、木制品和麻。
按照本发明一个方面，提供了一种横向直线布置的窑式旋转焚烧炉，包括具有多个横向布置和支承的圆筒的炉体，多个圆筒布置和支承方式使各圆筒互相之间能独立旋转，每个圆筒的两端都有孔口；为每个圆筒配备的用于使各圆筒转动的旋转驱动装置；与上述炉体一端连接的废物送入装置；用于在上述炉体内燃烧废物的燃烧装置。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，其中，图1是用于说明传统窑式旋转焚烧炉的示意图；图2是本发明一实施例的横向直线布置的窑式旋转焚烧炉的透视图；图3是图2所示横向直线布置的窑式旋转焚烧炉的侧视图；图4是图2所示横向直线布置的窑式旋转焚烧炉的顶视平面图。
现在参照附图2至图4说明本发明的一实施例。
一横向直线布置的窑式旋转焚烧炉(lined lateral rotary kiln incinerator)1包括一底座2，底座2上装有各旋转驱动装置3。本实施例中的各旋转驱动装置3分别为三个区段A、B、C所设置。炉体4以可旋转方式安装在旋转驱动装置3的上方。本实施例中的炉体4由三个圆筒D1、D2和D3组成。各旋转驱动装置3包括一马达3a和一输出齿轮3b。炉体4的外表面上有一圆筒齿轮4a。输出齿轮3a与圆筒齿轮4a啮合使炉体4旋转。炉体4左、右两侧的外表面上还设置有凸缘4b。各空转辊3c安装在底座2上对应于凸缘4b的左右两侧位置。各空转辊3c容纳相应凸缘4b以使炉体4平滑旋转。一旋转控制器3d设置在底座2上，以进行形成炉体4的各圆筒D1、D2和D3的旋转速度的可变控制。
每个圆筒有开口端4c和4d。炉体的各圆筒D1、D2和D3直径不同。更具体地说，本实施例中的圆筒D1直径为2.8m，长度为12m，圆筒D2直径为2.482m，长度为12m，圆筒D3直径为1.918m，长度为12m。各圆筒D1、D2和D3以一考虑炉体旋转过程中废物的传送而确定的预定倾斜角度对准。各相邻开口端4c和4d互相接合并以可转动方式相互连接以形成炉体4。
各供氧装置5连接到各相邻圆筒开口端4c和4d之间的连接处。各供氧装置由比如一压缩机形成，以便向炉体4内输入一预定量的氧气。
圆筒D1的一个开口端设置有一废物送入装置6，用以供给废物，这些废物包括含有较多水的高水分废物或低卡路里废物，如浆汁、污泥、污液、废液、污水、生物废料(biosolid)和湿废弃物等，以及高卡路里废物，如纸、木制品和草。圆筒D3的一个开口端设置有一包括一旋风式聚尘器的排气装置7。圆筒D1和D3分别配有一第一喷烧器(burner)8和一第二燃烧室9。一残余物排出装置10安装在底座上，靠近圆筒D3下部。这个残余物排出装置10即使当残余物包含粉末和固态块时也可以高效率地将残余物排出炉体4。利用一比例控制器(未示出)控制喷烧器8和9的火焰温度，以便实现送入炉体4的废物的有效燃烧。
横向直线布置的窑式旋转焚烧炉1还包括一冷却箱11、一洗涤器(Scrubber)12、一袋式滤器13及一排气管14。冷却箱11与排气装置相连。洗涤器12位于冷却箱11下游的底座2上。同样，袋式滤器13位于洗涤器12下游的底座2上。排气管14位于袋式滤器13下游的底座2上。
可以明白，本发明不局限于炉体4相对于底座2倾斜且通过旋转驱动装置3可旋转安装的上述形式。当使用适当的用于传送废物的构件时。炉体4可以保持水平。例如，可以在圆筒D1、D2和D3的内表面上形成一个或多个预定高度的突起，以使从中通过的废物从一侧前行至另一侧。
现在说明如何用本发明横向直线布置的窑式旋转焚烧炉有效地燃烧废物。如上所述，为了燃烧含水量高的低卡路里废物需要低速旋转炉体以蒸发水分。圆筒D2旋转速度高于圆筒D1，而圆筒D3旋转速度高于圆筒D2。更具体地说，由于圆筒D1中的废物含有大量水，所以圆筒D1低速旋转以利用喷烧器8蒸发水分和干燥废物。然后将干燥后的废物送入圆筒D2，这里燃烧比圆筒D1中容易些。因此，圆筒D2以比圆筒D1高的速度旋转以实现预定的燃烧。如果炉体内氧气量不足，燃烧效率就会降低。在这种情况下，利用各供氧装置5分别通过圆筒D1和D2的开口端4d和4c之间的连接处和/或圆筒D2和D3的开口端4d和4c之间的连接处输送一预定量的氧气。从而使后续燃烧的燃烧效率保持在一定水平。在第二圆筒D2内没燃烧的残留废物被送入圆筒D3，在这里利用第二喷烧器9使这些废物完全燃烧。因为圆筒D3只用于燃烧在第二圆筒中没燃烧的残留废物，所以最后圆筒D3的旋转速度比第二圆筒的高。
如上所述，本发明的横向直线布置的窑式旋转焚烧炉包括互相连接的多个圆筒组成的炉体。与传统窑式旋转焚烧炉相比，这增加了炉体的容量。另外，利用炉体的受控旋转，处理的废物量可显著增加。从而也提高燃烧效率。
此外，当待处理废物包括含有较多水分的高水分废物或低卡路里废物如浆汁、污泥、污液、废液、污水、生物废料和湿废弃物等以及如纸、木制品和草等高卡路里废物时，圆筒以比上述那些低的速度旋转。更具体地说，由于高卡路里废料也被送入第一圆筒D1，所以利用第一喷烧器8燃烧废料很容易。因而，当各圆筒以比上述单独燃烧低卡路里废料的圆筒以更高的速度旋转时可以实现充分燃烧。
虽然对燃烧低卡路里废料而言本发明比传统窑式旋转焚烧炉有许多优点，对于燃烧高卡路里和低卡路里废料而言它比传统炉也有很大优势，即，由于炉体容积比传统炉大的炉体以受控转速旋转，因而增加了每小时的焚烧容量。
权利要求
1.一种横向直线布置的窑式旋转焚烧炉，包括一具有多个横向配置并支承和圆筒的炉体，多个圆筒配置和支承的方式使各圆筒相互之间能独立旋转，每个圆筒在其两端具有孔口；为每个圆筒配置的用于使各圆筒旋转的旋转驱动装置；与上述炉体一端连接的废料送入装置；用于使上述炉体中废料燃烧的燃烧装置。
2.如权利要求1所述的横向直线布置的窑式旋转焚烧炉，还包括有设置在所述炉体各相邻圆筒之间的各连接处的供氧装置。
3.如权利要求1所述的横向直线布置的窑式旋转焚烧炉，其中，所述燃烧装置设置在所述炉体的每一端。
4.一种横向直线布置的窑式旋转焚烧炉，包括一具有多个横向配置并支承的圆筒的炉体，圆筒配置和支承方式使各圆筒相互之间可独立旋转，每个圆筒在其两端具有孔口；为每个圆筒配置的用于使各圆筒旋转的旋转驱动装置；与上述炉体一端连接的废料送入装置；与上述炉体另一端连接的排气装置；用于使上述炉体中的废料燃烧的燃烧装置；设置在所述炉体各相邻圆筒之间的连接处的供氧装置；在所述排气装置一侧设置在所述炉体上的残留物排出装置。
5.如权利要求4所述的横向直线布置的窑式旋转焚烧炉，其中，所述炉体倾斜设置，与上述废料送入装置连接的一端高于上述残留物排出装置一侧的另一端。
6.如权利要求1所述的横向直线布置的窑式旋转焚烧炉，其中，由为各圆筒设置的旋转驱动装置实现的旋转通过与旋转驱动装置相关联的旋转控制装置以可变方式进行控制。
全文摘要
本发明公开了一种横向直线布置的窑式旋转焚烧炉,其炉体(4)由各圆筒(D1,D2和D3)组成,各圆筒由各旋转驱动装置(3)互相独立地支承和驱动。每个圆筒两侧都有开口端,相邻各开口端以可旋转方式互相连接。炉体(4)的一个开口端装备有一废料送入装置(6),另一端有一排气装置(7)。供氧装置(5)连接在各个相邻圆筒开孔端之间的接头处。
文档编号F23G5/20GK1178885SQ9611272
公开日1998年4月15日 申请日期1996年10月4日 优先权日1996年10月4日
发明者伊藤胜弘, 伊藤孟 申请人:株式会社大圈企业, 伊藤胜弘