专利名称:分离流化介质和非燃物残渣的装置的制作方法
本发明涉及流化床热反应器，尤其是在这种流化床热反应中用以分离非燃物残渣的分离器。
由于流化床热反应器焚烧效率高，而且焚烧垃圾时所遗留的残渣量很少，所以已用于焚烧和/或热解城市垃圾。
热反应器是作为流化床焚烧炉的一种改进型而提出的，在热反应器中，流化介质在反应器中心部位的质量流量与反应器侧壁部位的质量流量不同。在反应器的中心部位形成一个中心流化床而在反应器的侧壁附近形成一些辅助流化床。与辅助流化床相比，中心流化床的流化条件相对较弱，因而中心床处流化介质趋于向下运动而辅助床处流化介质趋于向上运动。在反应器内实际上没有机械方面的阻碍，因而介质在反应器内作循环运动，即在中心床处作向下、在辅助床处作向上运动，在顶部从辅助床向中心床横向运动，在底部从中心床向辅助床横向运动。美国专利4，419，330和4，452，155就是这样的反应器。
当焚化的对象实际上不需要进行破碎或粉化等等予处理时，上述两个美国专利反应器的操作是令人满意并很受欢迎，但在将垃圾装入这种流化床之前，必须减小这些垃圾的尺寸，否则上述反应器不能用，因为不同大小的垃圾会影响流化条件。因而这种流化床所遇到的主要问题是必须在其前面装设破碎机。而这两个美国专利的反应器并没有解决过去的流化床在这方面存在的问题。
然而，这种反应器也有另一个问题-非燃物残渣中有时含有较大尺寸的东西。这种流化床的操作一般要求将非燃物残渣与某些流化介质或沙子一起排出。而与非燃物残渣一起排出的介质要经过处理使之与残渣分离从而能在流化床中再利用。这样一来，如果非燃物残渣的尺寸较大就可能在分离介质时引起麻烦。例如会损坏像筛子之类的分离器，也不便于回收流化介质。包含垃圾予破碎的传统流化床反应器中很少有这样的麻烦，这是因为残渣尺寸很小，它们与经过予处理而破碎了的垃圾尺寸一样大。所以通常不会造成损坏筛子之类的问题。
因此，需要有一个有效的分离装置，适合于这种不需要对焚化物进行予破碎的流化反应器。
本发明的目的是提供一个分离装置使体积比较大的非燃烧物残渣从流化床中排出的流化介质和非燃烧物残渣的混合物中分离出来。
按照本发明，一个新颖的分离器构成如下在一个机箱内装有可旋转的螺旋传送器，机箱包括传送室和排料室，流化介质和非燃物残渣的混合物由传输室进入。在排料室内传送器轴的部位处有一个园筒筛子，筛子与螺旋传输器连接在一个轴上，从而流化介质与残渣混合物被螺旋传送器向前推进进入园筒筛，流化介质和小尺寸的非燃物残渣可以一起通过筛子的园筒壁而较大尺寸的非燃物残渣从晒子的端部排出。这样就将较大尺寸的非燃物残渣与流化介质及小尺寸残渣中分离开了。
进一步的详细情况以及本发明的优越性在下面对照附图进行说明，其简要说明如下图1是一个系统简略图。该系统包括一个反应器和一个本发明提出的分离器。
图2是图1中的分离器的放大剖面图。
图3是图2中Ⅲ部分的放大视图。
现在来对照附图解释本发明。
图1是一个焚化城市垃圾焚烧厂。
反应器10的主体是炉壁20所围成的炉体。炉体通常是竖直安装的。其水平截面最好是矩形的。炉体底部有一个散射器30。它包括有人字形或屋顶形的顶帽31和气室32、33及34。气室32、33及34分别接受来自鼓风机35的增压气体，以便于通过上的孔或缝直接向上吹气来流化31上面的介质或沙子。侧室32和34是按炉体20的垂直中心线对称布置的。通过侧气室32和34向上吹出的流化气体或空气的质量流量(kg/m2.sec)要掌握在足以使顶帽31上面产生向上的流化床介质的总体运动。通过中心气室33向上吹气的质量流量要小于通过侧气室32和34的质量流量。例如，通过侧气室32和34的流化气体的质量流量是4～20Gmf或者是最佳的6～12Gmf，而通过中心室33的质量流量是0.5～3Gmf或是最佳的1～2.5Gmf，然而1Gmf是使一个流化床流化起来的流化气体或空气的最低质量流量，也就是说通过中心气室的质量流量刚刚超过最低流化条件。
气室的数目可以选择为3个或更多，通过这些气室的流化气体的质量流量应小于更靠近炉体侧壁的那些气室的质量流量。
在图1所示的具体装置中，气室的数目选为3个。斜壁21刚好位于侧气室32和34的上面，用来作为折射装置将流化气体折向反应器10的中心。在斜壁21的上面还有一个反射侧斜着的斜壁22，它使流化介质不致于聚集在炉壁上。
顶帽31的倾斜度最好是相对水平面倾斜5°～15°，而斜壁的倾斜度最好是10°～60°。斜壁21的表面不一定是平的，它也可以是凹的或凸的，只要能有效地将向上的气流向反应器10的中心折射就行。
在反应器10的顶壁24上对着中心气室33的上方开有加料口23，它与喂料机26的出口25相通。喂料机用于向反应器10供应垃圾。
如图1所示，在顶壁24与散射器30之间的反应器内部空间没有任何分离装置。只有一个空高35，空高35由炉体20的侧壁27，顶壁24和上倾斜壁22限位。然而它并没有明确的下边界限位。斜壁可以由排列好的一些管子构成，流化气体或空气可先通过这些排列管，以便在通过气室32，33和34向上吹气之前进行预热。通过这些排列管的气体也还可以起到冷却斜壁21的作用。
由于在散射器30上方的质量流量是按其靠近侧壁的远近不同而变化的，所以靠近侧壁处或者说气室32和34上方的流化介质或沙子受到向上喷射的强烈的气流而被流化。
另一方面，在中心气室33的上方，由气室33向上吹出的气流比通过侧气室32和34向上吹出的气流弱。因此虽然在中心气室33的上方也出现介质的流化，但相对于靠近炉体20的侧壁处的介质其运动是象向下的，而在中心床的底部，运动是侧向的，朝着靠近散射器30的侧边运动。另外，斜壁21将向上的气流及沙子向中心床部经折射并趋于将中心气室33上方的气流向下压。
于是，将会出现如图1所示的流化床的涡流40，这样一来，城市废物通过喂料机26和进料口23落入涡流40并随着流化床涡流40的下落部分向下运动。垃圾的可燃成分在随着流化介质运动的过程中焚烧，最终除了非燃物残渣外其它的完全焚化，在焚化过程中产生的气体通过废气口29排出。
非燃物残渣降落在散射器30的顶帽31上，并通过倾斜的顶帽31及排料通道28从反应器向外排向分离器50。所排出的残渣自然会伴有流化介质。这些介质需要回收后再加入到反应器中去。到现在为止，进行这种分离是用机械筛或者类似的一种振动筛，但是，从上述叙述所知残渣中大尺寸的东西可能会损坏这种筛子。
因此安装了分离器50，如图2所示。传送室55中设有一个螺旋传送器51，它包括一根螺旋轴51a和螺旋叶片51b，螺旋传送器51由传送室55内的轴承52a和52b支撑，由电动机53通过链条54或诸如此类的东西带动。槽道28，传送室55的围壁及轴51a最好是作成中空的，以便用水等冷却介质循环冷却。流化介质和非燃物残渣混合物在传送室55内被传送器51旋转推进排向位于传送室55一端的排料室56。轴51a延伸穿过排料室56，其外侧由轴承52b支撑。在排料室56内，不再在轴上装螺旋叶片51b，而是装上一个可以随轴旋转的园筒筛57。园筒筛最好用冲有筛孔的薄金属板作成，以保证刚度。园筒筛57的进料口57a对着螺旋叶片51b的末端以便螺旋传送器51将混合物推进园筒筛57。园筒筛的轴向长度要比排料室56短，园筒筛57的排渣口57b用以排泄那些不通过筛孔的非燃物残渣。这种非燃物残渣的排泄由装在园筒筛内表面上的叶片装置57c导向。流化介质或沙子在旋转过程中通过园筒筛57的筛孔排出，然后落入位于园筒筛57下面的料斗58。
非燃物残渣中的一部分，尺寸很小，足以通过园筒筛的筛孔，这部分残渣也落入料斗58，尺寸较大的残渣，不能通过筛孔，就从排渣口57b排向另一个料斗59，料斗58与59由隔板56a分开。
由于从槽道排出的沙子通常是热的，特别是在传送器51中对着排料室56的另一头受到流化床的气体压力，传统的垫片很容易失效。所以，在本发明的分离器50中采用了一种特殊的密封装置。
图3是在图2中圈出的Ⅲ部分的放大视图，在轴承架70中，套筒71紧套在轴51a上。轴承架70的内壁72上装有一个填料盒73，里面绕轴套71填有多层环状密封填料76。填料盖77套在轴套71上，其间留有一点间隙可以沿轴套71轴向滑动靠近填料盖77设置一个可沿轴套71滑动的法兰盘78。绕轴套71还设有另一法兰盘79。法兰盘78上装有几个螺栓80。它们与轴51a平行并且伸到法兰盘79上再松松地穿过79上的孔。螺栓80上套着压紧弹簧81以推动法兰盘78和填料盖77将密封填料74，75和76压进填料盒73。有几个螺杆82装在法兰盘78和79之间，螺杆的螺纹部分拧在法兰盘79上。用以调节密封填料74，75及76的压力。在法兰盘78的内侧园柱面上装有“O”形圈密封装置83，它位于轴套71与法兰盘78之间从而在那里提供空气密封。
按上述构造，当螺旋传送器51旋转时，轴套71，法兰盘78和79以及填料盖77也跟着旋转。填料盖77是压在密封填料76上旋转的，因此填料盖77的轴向端面相对于静止的密封填料76旋转。由于轴套71与填料盖77之间的间隙很小。它们之间没有相对的转动。传送室55中的沙子如果通过密封填料74，75和76溢出的话，这些沙子不会再进一步溢出，而只能与轴套71一起转动，“O”形圈密封装置83防止气体逸出，借此将这些沙子很好地封住。
如图2所示，螺旋叶片51b在靠近排料端节距较大而在另一头节距较小。这种结构使得沙子和非燃物残渣混合物在传输室55内容易推进。
小尺寸的非燃物残渣与沙子一起顺着图1中剪头A1所示的方向由料斗58排向提升器60的接收容器61，在61中回收的沙子与非燃物残渣混合物被提升到提升器60的上排料器62，由此将这种混合物按剪头A2送至细筛63过筛。
细筛63将沙子和非燃物残渣分离后，沙子沿剪头B1指示的路径被送往分配器64。分配器将适量的沙子按剪头B2所示的方向送至加料器65。用以给反应器10供应沙子。被送到分配器64的沙子，按反应器操作条件的要求部分地或全部地沿剪头B3所示路径送往贮沙罐66。新沙与回收沙存放在贮沙罐中，以备反应器10之需用。当应向反应器供沙时，适量的沙就沿剪头B4所示的路径被送往接收器61，通过提升器60，上排料器62，细筛63和分配器64给加料器65供沙。
非燃物残渣通过料斗59沿剪头C1所示路径送往排渣传送带67。由细筛63分离出来的非燃物残渣沿剪头C2所示路径也送到排渣传送带67。67将非燃物残渣沿剪头C3所示路径送往残渣贮罐68。再通过卡车69等运输工具运走以作进一步的处理。
正如前面所述的，在水平剖面为矩形的竖直型反应器中，流化介质在中心部位的质量流量与其床室两侧处的质量流量不同。床室内实际上无任何机械阻挡，所以形成介质涡流。这种反应器如果与本发明所描述的分离装置联合就具有特别的优点。因为这种分离器大大加强了该反应器，具有不需对焚化物进行预破碎的优点。
我们已参照具体装置对本发明作了详细解释。然而本发明并不局限于所解释的装置，它还可能被那些同一技术领域：
内的人员在本发明的思想和权项所确定的范围内加以变换或改进。
权利要求
1.用于分离流化床反应器排出的非燃物残渣和流化介质的一种装置，该装置包括有一个螺旋传送器，包括在该传送器轴上的螺旋叶片；遮盖螺旋传送器的一个传送室；它与反应器的排料槽连通，在一端开口作为混合物的排料口，混合物螺旋传送器旋转推进；与传送室一端相连的一个排料室，排料室内有一个带有分隔板的排料斗。一个园筒筛，它与螺旋传送器同轴相联。布置在排料室内，园筒筛有一个进料口和一个与进料口相对的排渣口，园筒筛的园筒壁上有筛孔。园筒筛的轴向长度比排料室短，从而由园筒壁上的筛孔排出的物质与由排渣口排出的物质由分隔板分开。
2.根据权项1要求的装置，其中排料室部分的传送器轴上不装螺旋叶片。
3.根据权项2要求的装置，有一个加料叶片装置装在圆筒筛的园筒内壁上。
4.根据权项3要求的装置，其中螺旋叶片沿轴向可变节距，从靠近园筒筛的部分向另一端节距逐渐缩短。
5.根据权项4要求的装置，在传送器的一端，绕传送器轴装有密封填料装置，通过密封填料装置的端面上的滑动接触形成密封。
6.根据上述任一权项要求的装置，其中反应器是竖直型的，水平剖面为矩形，流化介质在中心部位的质量流量与两侧处的质量流量不同，从而在反应器内形成流化介质的涡流。反应器中没有机械阻挡物。
专利摘要
一种用于从流化床反应器产生的混合物中分离流化介质和非燃物残渣的装置，反应器用来焚化城市垃圾而不需进行预破碎。这项装置主要包括用于从反应器中接受混合物的螺旋传送器，在螺旋传送器推进方向的端部有一个圆筒筛连接在螺旋轴上，从而较大尺寸的非燃物残渣在圆筒筛的端口排出，而流化介质和小尺寸的非燃物残渣可以通过圆筒筛的圆筒壁上的筛孔排出。
文档编号F23G5/30GK85105222SQ85105222
公开日1987年1月14日 申请日期1985年7月8日
发明者犬丸直树, 山口繁 申请人:株式会社荏原制作所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan