带横向喷火燃烧灶的垃圾气化子母炉设备的制作方法

本实用新型涉及垃圾处理技术领域，特别地，涉及一种带横向喷火燃烧灶的垃圾气化子母炉设备。

背景技术：

过去垃圾处理的主要方法是通过焚烧或者填埋，但是垃圾焚烧或者填埋仍然对环境造成一定影响，填埋会对水源和土壤造成巨大污染，并且占用大量土地，而焚烧技术由于受到国内垃圾成分的限制，无法真正实现将垃圾转化为无毒无害绿色能源的目的。现阶段，垃圾气化技术比较适应我国国情，垃圾气化是指在密闭的容器中，将垃圾进行缺氧燃烧，利用空气和蒸汽作为混合气化剂，使垃圾释放出大量的一氧化碳、氢气、甲烷等可燃性气体，相比而言，气化比焚烧一定量的垃圾能产生更多的能量，而且排放有毒有害物质更少。

但是，目前的垃圾气化炉都对垃圾含水率有着较高的要求，对于含水率较高的垃圾必须先对垃圾进行干燥处理，达到含水率要求后才能进入气化炉进行气化，增加处理步骤和处理时间，然而对于很多生活垃圾例如厨余垃圾以及被雨水浸泡过的垃圾，其含水率较高，不能直接进入气化炉进行气化处理。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种带横向喷火燃烧灶的垃圾气化子母炉设备，以解决现有垃圾气化处理不能直接处理含水率高的垃圾以及燃烧灶与卧式需热设备匹配不佳导致热利用效率低的技术问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种带横向喷火燃烧灶的垃圾气化子母炉设备，包括母气化炉、子气化炉和混合燃烧灶，所述混合燃烧灶包括内灶与外灶，所述内灶设置于所述外灶内部，所述内灶连通所述母气化炉，所述外灶连通所述子气化炉，所述外灶的火焰出口沿水平方向开设，所述外灶的火焰出口端沿火焰方向依次设置有压火盘和挡火结构，所述挡火结构的开口部的径向尺寸比所述压火盘的径向尺寸小。

进一步地，所述外灶的火焰出口的径向尺寸为100mm～300mm，所述挡火结构上端设有阻止火焰上窜的挡火板。

进一步地，所述压火盘中心区域为封闭板体，所述压火盘外周区域均布设有通孔。

进一步地，所述内灶包括内灶灶芯、内灶燃气进口管和内灶风机，所述内灶灶芯内部设有第一配气室，所述第一配气室周向侧壁设有配风孔，所述内灶风机和所述内灶燃气进口管均连通至所述第一配气室，所述第一配气室上端设置有压火盖，所述外灶包括外灶灶芯、外灶灶壳、外灶燃气进口管和外灶风机，所述外灶灶芯位于所述外灶灶壳内部且所述外灶灶芯与外灶灶壳之间形成空腔，所述外灶灶芯的侧壁设有至少一圈间隔排布的供风孔，所述外灶风机连通至所述空腔，所述外灶与所述内灶之间形成有第二配气室，所述第二配气室上端设有配风口，所述外灶燃气进口管连通至所述第二配气室。

进一步地，所述母气化炉的体积比所述子气化炉的体积小。

进一步地，所述子气化炉底部设有子炉配气装置，所述子炉配气装置包括底部配气组件，所述底部配气组件下方为储灰部，所述底部配气组件包括配气主管及与配气主管连通的若干配气排管，所述配气排管上间隔布设有若干配气孔，所述配气主管连通所述子气化炉的风机。

进一步地，所述底部配气组件上方还设置有侧面配气组件，所述侧面配气组件为倒锥台形，所述侧面配气组件的锥面上布设有至少一圈配气孔，所述侧面配气组件与所述子气化炉的炉体之间形成配气腔，所述子气化炉的风机连通所述配气腔。

进一步地，所述子气化炉的底部还设有加水装置。

进一步地，所述母气化炉底部设有母炉配气装置，所述母炉配气装置包括配气主管及与配气主管连通的若干配气排管，所述配气主管连接所述母气化炉的风机，所述母炉配气装置下方为储灰部，所述配气排管上间隔布设有若干配气孔。

进一步地，所述母气化炉的燃气出口管与所述混合燃烧灶的内灶燃气进口管均水平安装并连通，所述子气化炉的燃气出口管与所述混合燃烧灶的外灶燃气进口管均水平安装并连通；或所述母气化炉的燃气出口管包括相连接的水平安装的第一段以及折弯向下的第二段，所述第二段与所述混合燃烧灶的内灶燃气进口管连通，所述第二段下方连接有第一集污装置，用于接收燃气析出的微量含焦油废水，所述子气化炉的燃气出口管包括相连接的水平安装的第一段以及折弯向下的第二段，所述第二段与所述混合燃烧灶的外灶燃气进口管连通，所述第二段下方连接有第二集污装置，用于接收燃气析出的微量含焦油废水。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的带横向喷火燃烧灶的垃圾气化子母炉设备，包括母气化炉、子气化炉和混合燃烧灶，混合燃烧灶包括内灶与外灶，内灶连通母气化炉，外灶连通子气化炉，母气化炉内的装入的垃圾含水率较低，不能高于15％，子气化炉内的垃圾除了底层垃圾要求比较干燥外，上层垃圾含水率可以达到50％，对垃圾进行气化处理时，先启动母气化炉，由于母气化炉内的垃圾含水率较低，很容易点火成功，母气化炉气化正常以后，母气化炉内垃圾气化的燃气在燃烧灶的内灶燃烧，燃烧会产生高能量，再启动子气化炉，子气化炉底部垃圾比较干燥，能够保证正常点火，由于子气化炉内垃圾含水率高，气化会产生烟气，该烟气不能直接燃烧，但烟气进到燃烧灶外灶中被内灶燃烧产生的高温热解掉，从而使整个垃圾处理过程中不会产生烟和有毒有害气体，获得好的环保效果，从而解决了含水率高的垃圾不能直接处理的难题。

另一方面，混合燃气灶燃烧的火焰出口沿水平方向布设，工作时产生水平喷射火焰，热气流通入至卧式反应釜、烘干炉、干燥炉等卧式结构内，对内部物料进行相应的加热或烘干，外灶的火焰出口端沿火焰方向依次设置有压火盘和挡火结构，挡火结构比外灶燃烧腔的径向尺寸小，使喷出的火焰比较集中，方便进行热能利用，如果火焰出口口径过大火焰不集中无法形成长距离火焰喷射，无法进行直接应用；火焰出口口径过小，无法达到整体的气流平衡，容易熄火及导致火焰温度低等缺陷。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的带横向喷火燃烧灶的垃圾气化子母炉设备的结构示意图；

图2是本实用新型另一优选实施例的带横向喷火燃烧灶的垃圾气化子母炉设备的结构示意图；

图3是图1中混合燃烧灶的一种结构示意图；

图4是图1中混合燃烧灶的另一种结构示意图；

图5是图1中侧面配气组件的结构示意图；

图6是图1中的底部配气组件的结构示意图。

图例说明：

1、母气化炉；10、风机；11、母炉配气装置；12、震动电机；13、进料盖；14、燃气出口管；15、第一集污装置；

2、子气化炉；20、风机；21、子炉配气装置；210、侧面配气组件；211、底部配气组件；22、加水装置；23、震动电机；24、进料盖；25、燃气出口管；26、第二集污装置；

3、混合燃烧灶；31、内灶；310、内灶灶芯；311、内灶燃气进口管；312、内灶风机；313、压火盖；314、第一配气室；32、外灶；320、外灶灶芯；321、外灶灶壳；322、外灶燃气进口管；323、外灶风机；324、空腔；325、压火盘；326、短管；327、第二配气室；328、挡火结构。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，本实施例的带横向喷火燃烧灶的垃圾气化子母炉设备，包括母气化炉1、子气化炉2和混合燃烧灶3，混合燃烧灶3包括内灶31与外灶32，内灶31设置于外灶32内部，内灶31连通母气化炉1，外灶32连通子气化炉2，外灶32的火焰出口沿水平方向开设，燃烧时火焰横向喷出，外灶32的火焰出口端沿火焰方向依次设置有压火盘325和挡火结构328，挡火结构328具有开口部用于火焰喷出，挡火结构328的开口部的径向尺寸比压火盘325的径向尺寸小。母气化炉1为密闭式，母气化炉1的顶部设有带进料盖13的进料口，母气化炉1底部设有燃烧气化供氧的风机10和点火装置，子气化炉2为密闭式，子气化炉2的顶部设有带进料盖24的进料口，子气化炉2底部设有燃烧气化供氧的风机20和点火装置。风机向气化炉内提供适量的空气或氧气助燃，使气化炉内垃圾不完全燃烧获得燃气，通过风机鼓风向气化炉底部供入空气或氧气，空气或氧气通过配气储灰装置分配与垃圾混合使垃圾不完全燃烧。混合燃烧灶3可以自带点火装置用于点火，例如电子点火棒或喷火枪，也可以用外置的点火装置进行点火。初始燃烧时，混合燃烧灶3采用燃料助烧，燃料可以为任何可以燃烧的气体或液体，优选为液化气或天然气。外灶的火焰出口沿水平方向开设，内灶的火焰出口则可以竖向开设，也可以水平方向开设。

本实施例的带横向喷火燃烧灶的垃圾气化子母炉设备，包括母气化炉、子气化炉和混合燃烧灶，混合燃烧灶包括内灶与外灶，内灶连通母气化炉，外灶连通子气化炉，母气化炉内的装入的垃圾含水率较低，不能高于15％，子气化炉内的垃圾除了底层垃圾要求比较干燥外，上层垃圾含水率可以达到50％，对垃圾进行气化处理时，先启动母气化炉，由于母气化炉内的垃圾含水率较低，很容易点火成功，母气化炉气化正常以后，母气化炉内垃圾气化的燃气在燃烧灶的内灶燃烧，燃烧会产生高能量，再启动子气化炉，子气化炉底部垃圾比较干燥，能够保证正常点火，由于子气化炉内垃圾含水率高，气化会产生烟气，该烟气不能直接燃烧，但烟气进到燃烧灶外灶中被内灶燃烧产生的高温热解掉，从而使整个垃圾处理过程中不会产生烟和有毒有害气体，获得好的环保效果，从而解决了含水率高的垃圾不能直接处理的难题；混合燃气灶燃烧的火焰出口沿水平方向布设，工作时产生水平喷射火焰，热气流通入至卧式反应釜、烘干炉、干燥炉等卧式结构内，对内部物料进行相应的加热或烘干，外灶的火焰出口端沿火焰方向依次设置有压火盘和挡火结构，挡火结构比外灶燃烧腔的径向尺寸小，使喷出的火焰比较集中，方便进行热能利用，如果火焰出口口径过大火焰不集中无法形成长距离火焰喷射，无法进行直接应用；火焰出口口径过小，无法达到整体的气流平衡，容易熄火及导致火焰温度低等缺陷。

本实施例中，外灶32的火焰出口的径向尺寸为100mm～300mm，也就是挡火结构328的开口部的径向尺寸为100～300mm，挡火结构328上端设有挡火板。挡火结构的径向尺寸决定燃烧火焰喷出的火焰大小和长度，如果火焰出口口径过大火焰不集中无法形成长距离火焰喷射，无法进行直接应用；火焰出口口径过小，无法达到整体的气流平衡，燃烧灶容易熄火及导致火焰温度低等缺陷，上述尺寸的挡火结构得到的燃烧火焰有利于热能的有效利用，热利用效率较高，挡火板阻止火焰向上窜。挡火结构328承受温度较高，可以在挡火结构328的壁体上设置耐火隔热层，延长挡火结构的使用寿命，挡火结构328可以设置为径向尺寸相同的立体结构，也可以设置成径向尺寸渐缩的椎体式结构，具体截面形状根据外灶的结构适配选择。

本实施例中，由于横向喷火对火焰高度限制较少，保证一定的横向喷火距离有利于热能利用设备的配置，压火盘325设置为一个，压火盘325中心区域为封闭板体，通孔均布于压火盘外周区域，这样让燃气与助燃氧气发生紊流充分混合，有助于燃气充分燃烧，防止黑烟的产生。

本实施例中，混合燃烧灶3的结构可以有多种变形，这里混合燃烧灶3的结构仅是例举，还可以是其他变形，内灶31包括内灶灶芯310、内灶燃气进口管311和内灶风机312，内灶灶芯310内部设有第一配气室314，第一配气室314周向侧壁设有配风孔，内灶风机312和内灶燃气进口管311均连通至第一配气室314，第一配气室314上端设置有压火盖313，外灶32包括外灶灶芯320、外灶灶壳321、外灶燃气进口管322和外灶风机323，外灶灶芯320位于外灶灶壳321内部且外灶灶芯320与外灶灶壳321之间形成空腔324，外灶灶芯320的侧壁设有至少一圈间隔排布的供风孔，外灶风机323连通至空腔324，外灶32与内灶31之间形成有第二配气室327，第二配气室327上端设有配风口，外灶燃气进口管322连通至第二配气室327。

内灶燃气进口管311连接母气化炉1的燃气出口管，外灶燃气进口管322连接子气化炉2的燃气出口管，母气化炉1内的垃圾在不充分供氧情况下气化生产可燃性气体，内灶风机312和内灶燃气进口管311均连通至第一配气室314，燃气和氧气在第一配气室内进行混合，然后燃烧，火焰由压火盖313的通孔喷出；压火盖313中心区域为封闭板体，通孔均布于压火盖313外周区域；子气化炉2内的湿垃圾在不充分供氧情况下发生气化反应产生不可直接燃烧的烟气，烟气由外灶燃气进口管322进入到第二配气室中经配风口流入外灶灶芯320内部，外灶风机323将助燃氧气导入空腔324中，经由外灶灶芯320侧壁的供风孔进入到外灶灶芯320中与烟气混合，借助于内灶31的燃烧火焰将外灶灶芯320中的烟气点燃，子气化炉2内的湿垃圾气化产生的黑烟和有毒有害气体在外灶灶内被高温分解。

在其他实施例中，也可以将内灶风机312连通至内灶燃气进口管311，内灶燃气进口管311向第一配气室314方向收窄，以便于气流流入第一配气室314。内灶燃气进口管311向第一配气室314方向收窄，可燃性气体和充足的助燃氧气在内灶燃气进口管311就开始混合，由于内灶燃气进口管向第一配气室方向收窄，混合气流快速进入第一配气室314后由配风孔进入内灶灶芯310点火燃烧。

如图3、图4所示，混合燃烧灶3外灶的供风孔排布成两圈，靠近压火盘325的一圈供风孔上设有位于外灶灶芯320的径向面上且悬挑端由径向面中心向外倾斜的短管326。外灶风机323将助燃氧气导入空腔324中，经由外灶灶芯320侧壁的供风孔和短管326喷入到外灶灶芯320中，短管位于外灶灶芯320同一个径向面上且沿径向面同向倾斜，使助燃氧气在外灶灶芯内形成漩涡，能够促使外灶灶芯内的气压低于子气化炉中的气压，有助于子气化炉产生的烟气被吸入燃烧灶，短管326的悬挑端由径向面中心向外倾斜角度优选为45°或135°，实验证明，短管在该倾斜角度下，燃烧灶的燃烧效果最好，燃烧火焰最稳定。另外，也可以根据混合燃烧灶的需氧情况，如燃气气量较小或者混合燃烧灶径向尺寸较小时，将灶混合燃烧灶3外灶的供风孔排布成一圈，供风孔上设有位于外灶灶芯320的径向面上且悬挑端由径向面中心向外倾斜的短管326，供风孔只要能够满足外灶内燃气充分燃烧即可。

如图3所示，外灶灶壳321为一体式，或如图4所示，外灶灶壳321包括灶头和灶底，外灶灶芯320布设于灶头内，第二配气室327布设于灶底，灶头与灶底为分体式结构，灶头与灶底为可拆卸式连接。燃气燃烧主要是在灶芯内进行，灶芯内的温度非常高，为了避免燃烧灶损坏后需要更换全套灶设备，灶头和灶底设置分体式，灶头和灶底为可拆卸连接，灶底承受的温度低于灶头承受的温度，损耗较小，灶底的使用寿命比远比灶头的使用寿命长，当灶头损坏时，仅需要更换灶头，节约了设备投资。

本实施例中，内灶风机312和外灶风机323为两个独立的风机，在其他实施例中，也可以将内灶风机312和外灶风机323设置为共用一个风机，并通过并联管道分别连通至内灶灶芯310和外灶灶芯320。通过在并联管道上设置阀门，通过阀门的打开和关闭控制并联管路是否连通。

本实施例中，外灶灶壳321的出口端设置有隔热耐火层。因为外灶32的下壳体端为空腔324，空腔324内部充助燃氧气，该空腔324将外灶灶芯320与外界进行了隔绝，因此，只需在空腔324上端的出口端设置隔热耐火层。

本实施例中，母气化炉1的体积比子气化炉2的体积小。母气化炉先启动，由母气化炉带动子气化炉启动，母气化炉内的垃圾含水率要求比较严格，并且子气化炉正常气化以后，可以关闭母气化炉，因此，作为辅助的母气化炉的体积可以设计得较小，子气化炉作为垃圾处理的主处理设备，其体积设计较大，垃圾处理效率更高。

参见图5、图6，本实施例中，子气化炉2底部设有子炉配气装置21，子炉配气装置21包括侧面配气组件210和底部配气组件211，侧面配气组件210和底部配气组件211均连通子气化炉2的风机20，侧面配气组件210为倒锥台形，侧面配气组件210的锥面上布设有至少一圈配气孔，优选地，配气孔设置为两圈，每圈配气孔的数量根据实际的气化炉的直径大小进行选择，风机将助烧的氧气提供进入到侧面配气组件210与子气化炉2壳体的环形空间，然后助烧气体由侧面配气组件210上的配气孔进入到子气化炉2的内部；底部配气组件211安装设置在侧面配气组件210的倒锥台形底部，底部配气组件211下方为储灰部，储灰部设置有排灰卸灰门，底部配气组件211包括配气主管及与配气主管连通的若干配气排管，配气排管上间隔布设有若干配气孔。底部配气组件211安装设置在侧面配气组件210的倒锥台形底部，底部配气组件211下方为储灰部，储灰部设置有排灰卸灰门，底部配气组件211包括配气主管及与配气主管连通的若干配气排管，所述配气排管上间隔布设有若干配气孔，风机连接配气主管，助烧气体通过配气主管进入到各配气排管中，通过配气排管上的配气孔进入到子气化炉内部。通过侧面配气斗和底部配气板的配气方式，使助烧的空气在子气化炉内分配更加均匀，有利于子气化炉内各处的垃圾气化均匀进行。

如图1所示，本实施例中，子气化炉2的底部还设有加水装置22。加水装置22安装在子气化炉2的外壳体上，通过连接管连通至子气化炉2的内部，连接管上设有阀门。水加入子气化炉内后，迅速变成高温蒸汽作为水蒸汽气化剂使垃圾碳化物发生气化反应，加快垃圾气化速度，减少空气气化剂量，气化处理速度加快20％左右，燃气热值有提高，其中燃气中h2含量从5％左右增加到10-25％。

本实施例中，母气化炉1底部还设有母炉配气装置11，母炉配气装置11包括配气主管及与配气主管连通的若干配气排管，配气主管连接母气化炉1的风机10，母炉配气装置11下方为储灰部，配气排管上间隔布设有若干配气孔。母炉配气储灰装置1可以采取与子气化炉2底部相同的配气储灰装置，但由于母气化炉1的体积较小，可以省略掉侧面配气斗结构，即母气化炉1底部设有母炉配气装置11，母炉配气装置11包括配气主管及与配气主管连通的若干配气排管，配气主管连接母气化炉1的风机10，助烧氧气通过配气主管进入到各配气排管中，通过配气排管上的配气孔进入到母气化炉内部。母炉配气装置11下方为储灰部，储灰部设置有排灰卸灰门，配气排管上间隔布设有若干配气孔。

如图1所示，本实施例中，母气化炉1的燃气出口管14与混合燃烧灶3的内灶燃气进口管311均水平安装并连通，子气化炉2的燃气出口管25与混合燃烧灶3的外灶燃气进口管322均水平安装并连通；此时不需要在燃气管下方安装集污罐，燃气管内产生的微量含焦油废水自动回流入气化炉。

如图2所示，在另一个实施例中，母气化炉1的燃气出口管14包括相连接的水平安装的第一段以及折弯向下的第二段，第二段与混合燃烧灶3的内灶燃气进口管311连通，第二段下方连接有第一集污装置15，用于接收燃气析出的微量含焦油废水，子气化炉2的燃气出口管25包括相连接的水平安装的第一段以及折弯向下的第二段，第二段与混合燃烧灶3的外灶燃气进口管322连通，第二段下方连接有第二集污装置26，用于接收燃气析出的微量含焦油废水。

本实施例中，母气化炉1和子气化炉2的内壁均设有保温层。垃圾气化需在高温环境进行，气化炉内壁设置耐火材料层，能减少热量散失，使气化炉内保持较高温度，帮助湿垃圾干燥后气化，提高热量的利用效率。同时，由于母气化炉1和子气化炉2内的气化温度较高，在母气化炉1和子气化炉2内壁设置耐火材料层。

本实施例中，在母气化炉和子气化炉内部对应燃气出口位置设置导气组件，导气组件优选为环形板，环形板与气化炉壳体形成环形空间，环形板上设置若干导气孔或导气缝槽，用于将产生的燃气由导气组件引导进入连接管，燃气出口位置优选设于母气化炉和子气化炉的中部，以使得不管气化炉内的垃圾装填高度是多少，燃气流出路径的距离相差较小。

本实施例中，母气化炉1的外壳上设有用于震动使物料下落的震动电机12，子气化炉2的外壳上设有用于震动使物料下落的震动电机23。在其他实施例中，母气化炉1内部设有压料杆，子气化炉2的内部设有压料杆。压料杆能够在驱动装置带动下旋转，从而可以在气化炉内上下移动，将气化炉内的垃圾往下压。打开气化炉顶部的进料盖，将垃圾装入气化炉，装料完成后，盖上进料盖，进料盖与气化炉炉体可以采用水槽进行水密封，防止气化气体泄漏。

本实施例中，子气化炉2和母气化炉1的燃气出口管上均设置有检修盖。设置检修盖是为了方便对气化炉以及连接管的修理和维护。检修盖与连接管之间也采用水槽进行水密封，防止气化气体泄漏。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。