干馏式气体化焚烧炉的制作方法

专利名称：干馏式气体化焚烧炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及环境保护设备制造领域，尤其是制造以燃烧废塑料类、废轮胎等为目的，能适宜使用的干馏式气体化焚烧炉。
以往，有作为为了有效燃烧废塑料类、废轮胎等的高热量废弃物而使用的一种形式的干馏式气体化焚烧炉。
本干馏式气体化焚烧炉是让废塑料类、废轮胎等的高热量废弃物先在一次燃烧室部分燃烧，产生干馏气体，再把此干馏气体送往二次燃烧室让其二次燃烧。
在通过干馏产生的干馏气体，即可燃性气体中作为热分解反应的生成物通常含有煤气、焦油蒸汽和煤，在二次燃烧室里可以实现这些可燃性物质，尤其是煤的完全燃烧。
但是，上述干馏式气体化焚烧炉还有以下应该解决的课题。
即为了在二次燃烧室内让煤完全燃烧，在联系一次燃烧室和二次燃烧室的气体导入管中，让二次燃烧用空气以从充分混合的状态供给是很必要的。但是，在以前的干馏式气体化焚烧炉中，气体导入管里仅设有单一的燃烧用空气混合部，不能实现充分的混合。因此，在能一次性大量生成可燃性的干馏气体且含有高热量的废塑料等被处理物的情况下，实现完全燃烧是很困难的，在不能充分抑制二垩英的产生这一点上也有问题。
本实用新型是考虑了这样的情况的设计，以提供即使在焚烧物是废塑料类、废轮胎等高热量废弃物的情况下，也能够尽可能地实现其完全燃烧，并能有效地抑制二垩英类等有害物质的产生的干馏式气体焚烧炉。
本实用新型的技术方案是把一次燃烧室的干馏气体排出口通过气体导入管与二次燃烧室连通连接，在一次燃烧室排出气体导入管中把在流过该气体导入管内的干馏气体中混合了燃烧用气体的燃烧用空气混合部从上流方向下流防空出一定间隔，至少设有2段。燃烧用空气混合部里至少最上流方向的燃烧用空气混合部能在一次燃烧室排出气体导入管内形成搅拌流的结构。最上方的燃烧用空气混合部在形成一次燃烧室排出气体导入管的侧壁中相对配置的一对侧壁部分上埋设贯通该侧壁部分的若干个空气喷嘴，在把该空气喷嘴的基部与配置在气体导入管外部的空气供给管连通连接的同时，让该空气喷嘴的尖部在该气体导入管内开口，并且在平面上让空气喷嘴的轴线相对于侧壁部分以一定角度向同一方向倾斜。
最上流侧的燃烧用空气混合部以外的燃烧用空气混合部，在形成气体导入管的侧壁中相对配置的一对侧壁部分上埋设贯通该侧壁部分的若干个空气喷嘴，在让该空气喷嘴的基部与配置在气体导入管外部的空气供给管连通连接的同时，让空气喷嘴的尖部在气体导入管内开口，并且在平面上，让空气喷嘴的轴线相对于侧壁部分的内面呈垂直相交状态。
本实用新型具有效果好，能够尽可能实现完全燃烧，具有效抑制二垩英等有害物质的产生等优点。


图1，显示了具备有作为本实用新型的一实施例的干馏式气体化焚烧炉的焚烧设备的整体构成的侧面图。
图2，作为本实用新型的一实施例的干馏式气体化焚烧炉的正剖面图。
图3，上流方的燃烧用空气混合部的平剖面图。
图4，图3的同侧剖面图。
图5，下流方的燃烧用空气混合部的侧剖面图。
图6，根据图5的1-1线的箭头指向图。
图7，下流方的燃烧用空气混合部的平截面图。
图8，气体导入管的上部水平部的剖面图。
图9，作为变形例的二次燃烧炉的平截面图。
符号的说明A焚烧设备10干馏式气体化焚烧炉11气体冷却塔12袋滤器12a引导鼓风机13排气筒14一次燃烧室15一次燃烧炉15a鼓风机16地面17天花板壁18干馏气体排出口19二次燃烧室
20二次燃烧炉21混合气体流入口22缩径筒部23燃烧气体排出口24下部垂直部25上部水平部26气体导入管27气体导入路27a上流方气体导入路27b下流方气体导入路28助燃喷嘴29燃烧用空气混合部30燃烧用空气混合部31前侧壁32后侧壁33左侧壁34右侧壁35空气喷嘴36空气喷嘴37分支空气供给管38分支空气供给管39主空气供给管40鼓风机41旋转流(搅拌流)42空气喷嘴43空气喷嘴44分支空气供给管45分支空气供给管46主空气供给管
47对向流48燃烧气体温度检测感应器49混合气体温度检测感应器50喷射泵51二次燃烧炉52混合气体流入口53二次燃烧室接下来一边参照附图，把本实用新型具体化了的实施例进行说明，以供本实用新型的理解。在
图1中表示了有关本实用新型的一实施例的具备干馏式气体化焚烧炉10的焚烧设备A的结构。如
图1所示，让干馏式气体焚烧炉10为上流方的情况下，朝下流方按顺序是冷却设备的气体冷却塔11、排气处理设备的袋滤器12、引导鼓风机12a及排气筒13被连起来。在上述结构中，干馏式气体化焚烧炉10是把连续地按定量或分批式投入(例如、一日一次)的废弃物在一次燃烧室中(参照图2)干馏的同时，把产生的气体与燃烧用空气混合，在二次燃烧室19(参照图2)中使其二次燃烧，在二次燃烧室19中一直让燃烧温度保持在800℃以上，同时通过让燃烧气体在二次燃烧室19内的停留时间为2秒以上，在完全燃烧的同时也可使二垩英类浓度比标准值大幅度减少。这样产生的燃烧气体用引导鼓风机12a输入到气体冷却塔11中，用气体冷却塔11冷却到约200℃后被送往袋滤器12。通过袋滤器12煤尘被集尘、除去，无害化了的排气通过排气筒13被排放到达其中。而且，在袋滤器12中由于消石灰被包裹，可以中和、除去排气中的有害物质(例，HCL、SOx)。焚烧炉10如图2所示，内部形成了一次燃烧室14的一次燃烧炉15被设置在地面16上。一次燃烧炉15具备把燃烧用空气供给到一次燃烧室14的鼓风机15a及设有图示的焚烧物投入口和燃烧喷嘴等，让事先投入一次燃烧室14内的焚烧物部分燃烧，可产生干馏气体。而且一次燃烧炉15的天花板壁17上设有干馏气体排出口18。在一次燃烧炉15的上方配设有在内部形成了二次燃烧室19的二次燃烧炉20，在二次燃烧室19内，在一次燃烧室14中产生的干馏气体和燃烧用空气的混合气体可以完全燃烧并产生燃烧气体。二次燃烧炉20在其一侧壁上具备混合气体流入口21的同时，其顶部具备缩径筒部22，在缩径筒部22的上端形成有燃烧气体排出口23。在上述结构中，一次燃烧炉15和二次燃烧炉20通过由下部垂直部24和上部水平部25构成的L字型气体导入管26被连通连接。即在气体导入管26内，形成有由上流方气体导入路27a和下流方气体导入路27b组成的L字型气体导入路27，上流方气体导入路27a的上流方与一次燃烧炉15的干馏气体排出口18连通连接的同时，下流方气体导入路27b的下流方与二次燃烧炉20的混合气体流入口21连通连接。然后，在此气体导入路27内，在一次燃烧室14内产生的干馏气体中混合进燃烧用空气的同时，可以向二次燃烧室19供给混合气体。气体导入管26的上部水平部25中在混合气体流入口21相反一侧的端部安装有指向混合气体流入口21的助燃喷嘴28。此助燃喷嘴28在运转开始时和干馏气体的产生较弱时以让气体导入管26的上部水平部25的混合气体流入口21近旁的壁面温度升温到混合气体的点火温度以上，同时使排气温度一直维持在800℃以上。还有，在气体导入管26的下部垂直部24上从上流方向下流方空出所定的间隔在复数段上(本实施例中为2段)设有燃烧用空气混合部29、30。通过燃烧用空气混合部29、30可以把在二次燃烧室19内的混合气体燃烧所必需的燃烧用空气分两部分混合到流过气体导入路27内的干馏气体中。另一方面，设在二次燃烧炉20顶部上的燃烧气体排出口23，如
图1所示被连通连接到下一段的处理装置气体冷却塔11上。
接下来关于有上述结构的干馏式气体化焚烧炉10的各部分结构进行说明。首先，参照图3及图4，就本实用新型的要旨，设在气体导入管26中若干段上的燃烧用空气混合部29、30各自的结构进行说明。参照图3及图4对上流方(最上流方)的燃烧用空气混合部30进行说明，有矩形中空断面的气体导入管26，让由外表面包裹有铁皮的耐火物构成的周壁的周壁部分在各自形成以前，由后侧壁31、32及左、右侧壁33、34构成，在周壁内部同样有矩形断面的上流方气体导入路形成。在以相对状态配置的前、后侧壁31、32上，分别在宽度方向上空出间隔以贯通状态埋设若干个空气喷嘴35、36。这些空气喷嘴35、36的基部在前、后侧壁31、32的外面开口，与沿同外面配设的分支空气供给管道37、38连通连接。另一方面，空气喷嘴35、36的尖部与上流方气体导入路27a连通连接。而且，分支空气供给管道37、38与主空气供给管道39连通连接，主空气供给管道39如图2所示与鼓风机40连通连接。并且，如图3所示，在平面视图上，空气喷嘴35、36的轴线相对于前、后侧壁31、32的内面以一定角度θ向同一角度倾斜。通过上述结构，如通过空气喷嘴35、36向上流方气体导入路27a内喷出燃烧用空气，可以形成在上流方气体导入路27a内用箭头表示的搅拌流的旋转流41，可以把燃烧用空气有效地混合到从一次燃烧室14送来的干馏气体中。并且，在本实施例中，如图4所示空气喷嘴35、36的尖部相对于基部向上倾斜。从而不会阻碍干馏气体的流动，能有效地把燃烧用空气混合到干馏气体中。
接下来，参照图5-图7就在燃烧用空气混合部30的下流方、空出间隔设置的燃烧用空气混合部29的构成进行说明。
如图所示，在相对配置的前、后侧壁31、32上分别在宽度方向上空出间隔以贯通状态埋设有复数的空气喷嘴42、43。这些空气喷嘴42、43的基部在前、后侧壁31、32的外面开口，与沿同外面配设的分支空气供给管道44、45连通连接。另一方面，空气喷嘴42、43的尖部与上流方气体导入路27a连通连接，而且，分支空气供给管道44、45与主空气供给管道46连通连接，主空气供给管道46如图2所示与鼓风机40连通连接。如图7所表明的，在平面上空气喷嘴42、43的轴线相对于前、后侧壁31、32的内面垂直相交。
通过上述结构，如果通过空气喷嘴42、43向上流方气体导入路27a内喷处燃烧用空气可以形成如上流方气体导入路27a内用箭头表示的搅拌流的对向流47，可以把燃烧用空气有效地混合到从一次燃烧室14送来的干馏气体。而且，在本实施的形态中，如图6所示，空气喷嘴42、43的尖部相对于基部向上倾斜。从而不会阻碍干馏气体的流动，可以有效地把燃烧用空气混合到干馏气体中。
接下来参照图2及图8说明气体导入管26的结构。如图8所示，气体导入管26的上部水平部25有中空圆形断面，从而形成其内部的下流方气体导入路27b也有圆形断面。而且，在下部垂直部24中上流方气体导入路27a的进深幅a也比上部水平部25中圆形断面的下流方气体导入路27b的直径b设定得窄。从而，干馏气体和燃烧用空气的混合气体从下部垂直部24内的圆形断面的下流方气体导入路27a流向上部水平部25内的圆形断面的下流方气体导入路27b内时，因为断面急速扩大，更加促进其混合。
接下来，参照图2，关于二次燃烧炉20的结构进行说明。如图所示，二次燃烧炉20由底圆筒状的容器而构成，表面有用铁皮包裹的耐火物，其内部形成有圆形断面的二次燃烧室19。二次燃烧室19的容积被设定为可以让800℃以上的排气的滞留时间保持2秒以上。通过设定这样的容积，与通过上述气体导入管26中在二段上设有燃烧用空气混合部29、30进行的燃烧气体的混合、均一化的提高相配合，可以让含有煤等的干馏气体在二次燃烧室19内完全燃烧，有效降低二垩英类等有害物质的产生。在图2中表示的干馏式气体化焚烧炉10中，关于其他的结构进行说明。接着二次燃烧炉20的上部壁上，为了检测干馏式气体化焚烧炉10内的燃烧气体的温度，安装有燃烧气体温度检测感应器48。另一方面，在上流方气体导入路27b内，在二次燃烧室20的混合气体流入口21的直上流方的位置上，装有检测流入二次燃烧室19内的混合气体温度的温度检测感应器。
接下来，关于有上述结构的干馏式气体化焚烧炉10的工作，参照图2进行说明。首先，通过助燃喷嘴，让气体导入管26的上部水平部25的混合气体流入口21的近旁的壁面温度升温到混合气体的点火温度(通常600℃)以上的温度(通常800-900℃)，同时维持。向一次燃烧炉15的一次燃烧室14内投入废塑料类、废轮胎等高热量废弃物，在点着燃烧喷嘴的同时，一边控制鼓风机15a的鼓风量，一边进行部分燃烧，生成干馏气体。并且，鼓风量的调整以燃烧气体温度检测感应器48和混合气体温度检测感应器49的检测值为基础。产生的干馏气体通过气体导入路27被供给到二次燃烧炉20的二次燃烧室19。在此供给过程中，按本实施例，首先让鼓风机40工作，使燃烧用空气从燃烧用空气混合部29流入上流方气体导入路27a内，混合到干馏气体中。此时，从燃烧用空气混合部30喷出的燃烧用空气，如图3所示，因为在上流方气体导入路27a内形成了旋转流41，所以干馏气体和燃烧用空气被均匀混合。而且，在本实施例中，燃烧用空气混合部29、30空出间隔，分2阶段被供给，所以在燃烧用空气与干馏气体接触的时间变长的同时，燃烧用空气与干馏气体接触的空间也变大，因此从这方面也可促进干馏气体和燃烧用空气的混合、均一化。而且，鼓风机40的鼓风量的调整以燃烧气体温度检测感应器48及混合气体温度检测感应器49的检测值为根据进行。此后，干馏气体和燃烧用空气被充分混合后生成的混合气体通过下流方气体导入路27b被供给到二次燃烧室19，因为气体导入管26的上部水平部25的混合气体流入口21近旁的壁面温度被维持在混合气体的点火温度以上，所以在同一地方被点火后，可以流入二次燃烧室19内，进行二次燃烧。在二次燃烧室19中，如上所述，混合气体与燃烧用空气充分混合、均匀化，所以即使在含有煤的情况下，也可让混合气体完全燃烧。而且，二次燃烧室19的容积被设定为能让800℃以上的排气的滞留时间保持在2秒以上，所以可有效地降低二垩英等有害物质的产生。在此二次燃烧室19中产生的燃烧气体，如
图1所示，用引导鼓风机被送到气体冷却塔11中，冷却到200℃。此后，在袋滤器12种除尘、中和后，作为干净空气从排气筒13被排放到大气中。这样，在本实施例中，为了混合到干馏气体中生成混合气体而必要的燃烧用空气不是一次性混合，而是分数次混合，所以在燃烧用空气与干馏气体接触时间变长的同时，燃烧用空气与干馏气体接触的空间也变大，因此能促进干馏气体与燃烧用空气的混合，在二次燃烧室19内能实现混合气体的完全燃烧。
在图9中表示了作为变形例的二次燃烧炉51的构成。此变形例以使二次燃烧炉51的混合气体流入口52从二次燃烧炉51的中心偏离所定距离e为特征。根据安装结构可以让混合气体在二次燃烧室53内旋转，进一步促进混合气体的均一化从这一方面可以实现完全燃烧。因为进行了有上述结构的干馏式气体化焚烧炉10和在气体导入管26里只设有单一的燃烧用空气混合部29的干馏式气体化焚烧炉的燃烧比较实验，所以其结果显示如下。焚烧物使用丁木材264kg、废塑料56kg、氯乙烯树脂10kg的混合物(合计重量330kg)，其结果是，作为燃烧状态的判断标准值之一的二次燃烧室19中点火时的CO产生量在只设有单一的燃烧用空气混合部29的干馏式气体化焚烧炉的情况下为207ppm，与此相对在本实施例的干馏式气体化焚烧炉10的情况下为10ppm。而且，二垩英类浓度在只设有单一的燃烧用空气混合部29的干馏式气体化焚烧炉的情况下为0.081ngTEQ/m3N，与此相对，在本实施例的干馏式气体化焚烧炉10中为0.023ngTEQ/m3N。
以上，参照实施例对本实用新型进行了说明，但本实用新型不限定于上述实施例中记载的构成，还包含有在专利申请的范围内记载的事项的范围内可以考虑到的其他实施例及变形例。
例如，上述实施例的干馏式气体化焚烧炉10不适焚烧设备A的一部分，也可作为单体使用，这种情况下，如图2所示，最好使用喷射泵50加强排气的流动。
在权利要求1记载的干馏式气体化焚烧炉中，为了混合到干馏气体中生成混合气体而必需的燃烧用空气不是一次性混合的，而是分成数次混合的，所以在燃烧用空气与干馏气体接触时间变长的同时，燃烧用空气与干馏气体接触的空间也变大了，所以促进了燃烧用空气与干馏气体的混合、均一化，在二次燃烧室中能实现混合气体的完全燃烧。在权利要求2记载的干馏式气体化焚烧炉中，因为是至少让最上流方的燃烧用空气混合部能在气体导入管内形成搅拌流的结构，所以干馏气体和燃烧用空气从最初开始就能充分混合、均一化，能促进在下一段的燃烧用空气混合部中燃烧用空气与干馏气体的混合、均一化。在权利要求3记载的干馏式气体化焚烧炉中，能够让作为上述搅拌流的旋转流在气体导入管内容易且准确地形成。在权利要求4记载的气体导入管中，即使是下一段以后的燃烧用空气混合部，也可使其在气体导入管内产生对向流，在促进燃烧用空气与干馏气体的混合、均一化的同时，容易且准确地产生对向流。
权利要求1.一种干馏式气体化焚烧炉，包括焚烧设备、气体冷却塔、排气处理、引导鼓风机及排气筒，其特征在于，以把一次燃烧室(14)的干馏气体排出口(18)通过气体导入管(26)与二次燃烧室(19)连通连接，在气体导入管(26)中，让在流过该气体导入管内的干馏气体里混合了燃烧用气体，在燃烧用气体混合部(29)、(30)的上流方到下流方空出一定间隔、至少设置2段以上。
2.根据权利要求1所述的干馏式气体化焚烧炉，其特征在于在燃烧用空气混合部(29)、(30)至少让最上流方的燃烧用空气混合部在气体导入管(26)里能够形成搅拌流的结构。
3.根据权利要求1所述的干馏式气体化焚烧炉，其特征在于，最上流方的燃烧用空气混合部(29)、(30)在形成气体导入管(26)的侧壁中呈相对状态配置的一对侧壁部分上，埋设贯通该侧壁部分的若干个空气喷嘴，把该空气喷嘴的基部与配置在气体导入管(26)外部的空气供给管连通连接的同时，让该空气喷嘴的尖部在气体导入管(26)内开口，并且在平面上让空气喷嘴的轴线相对于侧壁部分的内面以一定角度向同一方向倾斜。
4.根据权利要求3所述的干馏式气体化焚烧炉，其特征在于，最上流方的燃烧用空气混合部(29)、(30)以外的燃烧用空气混合部，在形成气体导入管(26)的侧壁中呈相对状态配置的一对侧壁部分上，埋设贯通该部分的若干个空气喷嘴，在把该空气喷嘴的基部与配置在气体导入管(26)外部的空气供给管相连通连接的同时，让该空气喷嘴的尖部在气体导入管(26)内开口，并且在平面上让空气喷嘴的轴线相对于侧壁部分的内面成垂直相交状态。
专利摘要本实用新型涉及环保设备制造领域,尤其是一种能使废塑料、废轮胎等的高发热量废弃物完全燃烧,且能有效抑制二垩英类等有害物质产生的干馏式气体化焚烧炉。其主要技术特征是把一次燃烧室14的干馏气体排出口18通过气体导入管26与二次燃烧室19连通连接,在气体导入管26内,在流动的干馏气体中混合入燃烧用空气,燃烧用空气混合部29、30的上流方和下流方之间空出一定间隔,且至少是2段以上的设计。本实用新型具有燃烧率高,效果好等优点。
文档编号F23G7/12GK2385222SQ9921243
公开日2000年6月28日 申请日期1999年6月10日 优先权日1999年6月10日
发明者山田宜弘, 深田寅安, 佐藤晃 申请人:九筑工业株式会社