干馏气化式焚烧炉.pdf

本发明涉及的干馏气化式焚烧炉，属于焚烧炉领域，其结构主要是在往复炉排炉的基础上，增设无氧干馏装置、旋转式输料门和气化燃烧装置。采用立式炉型、按炉内各部分的作用与所处位置的不同大体可分为上、中、下三个区段。其下部为往复炉排炉的固体物料燃烧区，中部为干馏气化区，上部为气体燃烧区，对物料干馏气化是利用下部燃烧区的热量在无氧状态下进行，并在气化过程中实施对有害气体的有效中和，中和后的气体在炉体上部充分燃烧燃尽，具有结构简单合理、生产制造方便、可连续封闭运行、便于调控，耗能低、运行费用低，处理效率高，无氧气化效果好，污染轻容易治理，适用面广等优点，特别适合对危险废物及城市污泥进行焚烧处理。

1、  一种干馏气化式焚烧炉，包括立式炉体、往复炉排、一次风供风口、二次风供风口、下点火助燃器、前炉拱、后炉拱、螺旋式灰渣收集机、螺旋式出渣机及气密式喂料机，其特征在于还包括耐热钢壳体和用于搅拌且推进物料的旋转螺杆组成的无氧干馏装置、旋转式输料门、三次风供风口与上点火助燃器组成的气化燃烧装置，所述往复炉排、一次风供风口、二次风供风口、下点火助燃器、前炉拱、后炉拱、螺旋式灰渣收集机及螺旋式出渣机设在炉体下部，无氧干馏装置设在炉体中部，旋转式输料门设在无氧干馏装置与往复炉排之间，气密式喂料机设在炉体外侧，气化燃烧装置设在炉体上部，其中的耐热钢壳体装在前炉拱及后炉拱的上方，旋转螺杆装在耐热钢壳体内的底部，旋转螺杆进料端上部的耐热钢壳体上设有进料口与气密式喂料机的出料口连通，旋转螺杆出料端下部的耐热钢壳体上设有出料口与旋转式输料门的进料口连通，旋转式输料门的出料口与往复炉排的进料口连通，上点火助燃器设在耐热钢壳体的顶部设有的排气口上方，三次风供风口设在上点火助燃器的上方，炉体顶部设有高温烟气出口。

2、  如权利要求1所述的干馏气化式焚烧炉，其特征在于还包括有用热敏材料制成的热敏梁，所述热敏梁装在耐热钢壳体下方的前炉拱与后炉拱之间。

3、  如权利要求1或2所述的干馏气化式焚烧炉，其特征在于还包括输液管、喷射孔和隔热套组成的中和剂加入器，所述输液管穿过炉体和耐热钢壳体插装在耐热钢壳体内的上部，喷射孔分布在耐热钢壳体内的输液管上，隔热套套装在输液管上，在与喷射孔对应位置的隔热套上设有相应的小孔。

干馏气化式焚烧炉
技术领域
本专利涉及一种焚烧炉，特别是对危险废物进行无害化处理的气化式焚烧炉，属于焚烧炉领域。
背景技术
现有的危险废物焚烧炉主要有：固定床式危险废物焚烧炉、流化床式危险废物焚烧炉、回转窑式危险废物焚烧炉和热解式危险废物焚烧炉等炉型。
固定床式危险废物焚烧炉即固定炉排炉，该炉在处理危险废物运行中基本上是靠人工手动操作，存在炉温不稳定，处理效率低、效果差，尾气治理困难、污染严重，工人劳动强度大、作业条件差等诸多问题。
流化床式危险废物焚烧炉，该炉处理危险废物的主要技术手段是：在一次风的作用下，将选好的沙类粒状物吹起并悬浮形成流化床，以流化床为热载体焚烧入炉的危险废物。因此，该炉运行温度稳定，处理效率高、效果好。但该炉烟气含尘量高，并对危险废物的入炉尺寸要求较高，运行费用也较高。
回转窑式危险废物焚烧炉，该炉焚烧处理危险废物的适应性较强，但该炉隋性大调控难度大，耗能高、运行费用高。
热解式危险废物焚烧炉，现有的热解炉在处理危险废物时，均采用缺氧燃烧热解气化后再燃烧的方式。因此，该炉燃烧充分完全，尾气的含尘量及有害气体含量较少，治理容易，运行费用较低，但该炉不能实现连续运行，热能回收效果差，缺氧气化的效果不如无氧气化效果好，更重要的问题是该炉停炉清理灰渣时作业环境较差。
对于主要用于处理生活垃圾的焚烧炉，还有往复式炉排炉，其结构主要包括炉体、往复式炉排、一次风供风口、二次风供风口、点火助燃器、前炉拱、后炉拱、螺旋式灰渣收集机、螺旋式出渣机及气密式喂料机，所述前炉拱和后炉拱设在往复式炉排两端的上方，前炉拱与后炉拱之间的上方为高温烟气出口，一次风供风口设在往复式炉排下方，二次风供风口设在高温烟气出口下方的前炉拱和后炉拱之间，点火助燃器设在一次风供风口与二次风供风口之间，螺旋式灰渣收集机和螺旋式出渣机设在往复式炉排下方。工作时，物料从气密式喂料机进入到往复式炉排上进行燃烧，燃烧后的灰渣经灰渣收集装置和螺旋式出渣机排到指定地点。由于在往复式炉排的下方和上方分别设有一次风供风口和二次风供风口，使物料燃烧充分，又因往复式炉排上方的高温烟气出口两侧设有前炉拱和后炉拱，使往复式炉排上方的高温温度均匀，有利于物料燃烧。该炉具有自动连续运行、自动化程度高和物料燃烧充分等优点，但由于缺乏对特殊的危险废物进行热解和焚烧的有效措施和相应装置，只适用于对生活垃圾进行焚烧。
又如专利号为02200150.6的垃圾焚烧炉专利，采用立式圆筒形炉体，由气密喂料机和回转布料器组成的进料装置设在炉体顶部，由双偏心塔式球型炉排与动、静鄂板组合而成的粉碎炉渣装置设在炉膛底部，炉膛壁内设环形二燃室，炉膛内设有三层辊柱式炉排，将立式炉膛自上而下分隔成干燥预热区、干馏热解区和高温焚烧区。使之具有高效燃烧的特点，又能使垃圾中的有机成分在缺氧的还原气氛中发生热解形成可燃气体后进入设在炉壁夹层的二燃室内燃烧，有利于减少有毒有害气体的排出。但其结构过于复杂，特别是装在高温炉膛内需耐高温的传动部件太多，使生产制造困难，也使运行的可靠性受到影响；且对垃圾中的有机成分进行热解只是在缺氧状态下进行，远不如在无氧状态下进行干馏热解的效果好。
发明内容
本专利的目的是为了克服上述现有焚烧炉各自存在的不足之处，为焚烧处理危险废物设计一种结构简单合理、生产制造方便、可连续封闭运行、便于调控，耗能低、运行费用低，处理效率高、无氧气化效果好，污染轻容易治理的干馏气化式焚烧炉。
本专利的干馏气化式焚烧炉主要是在往复炉排炉的基础上，增设无氧干馏装置和气化燃烧装置，用往复炉排上物料燃烧产生的热量将物料中有机成分在无氧环境中干馏热解成可燃气体后直接在炉内燃烧，在于馏热解过程中加入适量中和剂，将有毒有害气体被有效中和后进行燃烧，使排出的尾气污染轻容易治理。其结构包括立式炉体、往复炉排、一次风供风口、二次风供风口、下点火助燃器、前炉拱、后炉拱、螺旋式灰渣收集机、螺旋式出渣机及气密式喂料机，还包括耐热钢壳体和用于搅拌且推进物料的旋转螺杆组成的无氧干馏装置、旋转式输料门、三次风供风口与上点火助燃器组成的气化燃烧装置，所述往复炉排、一次风供风口、二次风供风口、点火助燃器、前炉拱、后炉拱、螺旋式灰渣收集机及螺旋式出渣机设在炉体下部，无氧干馏装置设在炉体中部，旋转式输料门设在无氧干馏装置与往复炉排之间，气密式喂料机设在炉体外侧，气化燃烧装置设在炉体上部，其中的耐热钢壳体装在前炉拱及后炉拱的上方，旋转螺杆装在耐热钢壳体内的底部，旋转螺杆进料端上部的耐热钢壳体上设有进料口与气密式喂料机的出料口连通，旋转螺杆出料端下部的耐热钢壳体上设有出料口与旋转式输料门的进料口连通，旋转式输料门的出料口与往复炉排的进料口连通，上点火助燃器设在耐热钢壳体的顶部设有的排气口上方，三次风供风口设在上点火助燃器的上方，炉体顶部设有高温烟气出口。
为了减小下部固体燃烧区温度波动对中部无氧干馏装置的影响，有利于干馏气化的稳定运行，可在耐热钢壳体下方的前炉拱与后炉拱之间增设用热敏材料制成的热敏梁。
为了使炉体顶部排出的高温烟气中几乎不含有害气体成分，可在耐热钢壳体内增设中和剂加入器，该中和剂加入器包括输液管、喷射孔和隔热套管，所述输液管穿过炉体和耐热钢壳体插装在耐热钢壳体内的上部，喷射孔分布在耐热钢壳体内的输液管上，隔热套管套装在输液管上，在与喷射孔对应位置的隔热套管上设有相应的小孔。
本专利的干馏气化式焚烧炉，采用立式炉型、按炉内各部分的作用与所处位置的不同大体可分为上、中、下三个区段。其下部为固体燃烧区，采用往复炉排炉的基本结构，中部为无氧干馏区，上部为气体燃烧区。由于气密式喂料机和旋转式输料门可以使无氧干馏装置即耐热钢壳体的进料口和出料口与空气隔离，物料在耐热钢壳体内被搅拌推行过程中迅速升温，其中的有机成分在无氧环境中被干馏成可燃气体后从排气口进入上部的气体燃烧区燃烧燃尽，干馏气化后地固体被旋转螺杆继续推向旋转式输料门而进入下部的固体燃烧区充分燃烧燃尽，固体燃烧的高温热量为中部的干馏气化以及气化后在上部的气体充分燃烧燃尽提供了所需热能，由于在气化过程中对有害气体实施有效中和，使炉体顶部排出的高温烟气中几乎不含有害气体成分，同时还有热敏梁具有吸收和释放热量的作用，使中部的无氧干馏装置受下部的固体燃烧区温度波动的影响很小，有利于干馏气化的稳定运行，由于炉体内的传动部件很少，有利于长期运行。所以本发明的干馏气化式焚烧炉具有结构简单合理、生产制造方便、可连续封闭运行、便于调控，耗能低、运行费用低，处理效率高、无氧气化效果好，污染轻容易治理，适用面广等优点，特别适合对危险废物及城市污泥进行焚烧处理。
附图说明
附图1是本专利中的一种优选实施例的结构示意图；
附图2是附图1的A-A向结构示意图；
附图3是附图1的B-B向结构示意图；
附图1-3中的1是气密式喂料机，2是三次风供风口，3是三次风主管，4是上点火助燃器，5是排气口，6是耐热钢壳体，7是中和剂加入器，8是旋转螺杆，9是热敏梁，10是前炉拱，11是旋转式输料门，12是一次风供风口，13是螺旋式出渣机，14是螺旋式灰渣收集机，15是往复炉排，16是下点火助燃器，17是后炉拱，18是二次风供风口，19是二次风主管，20是炉体，21是高温烟气出口。
附图4是上述附图中的中和剂加入器的结构示意图。
图4中的7-1是输液管，7-2是喷射孔，7-3是隔热套管。
具体实施方式
结合优选实施例的结构示意图作进一步描述如下：
参见附图1-3，该干馏气化式焚烧炉，包括立式炉体20、往复炉排15、一次风供风口12、二次风供风口18、下点火助燃器16、前炉拱10、后炉拱17、螺旋式灰渣收集机14、螺旋式出渣机13及气密式喂料机1，还包括耐热钢壳体6和用于搅拌且推进物料的旋转螺杆8组成的无氧干馏装置、旋转式输料门11、三次风供风口2与上点火助燃器4组成的气化燃烧装置，所述往复炉排15、一次风供风口12、二次风供风口18、下点火助燃器16、前炉拱10、后炉拱17、螺旋式灰渣收集机14及螺旋式出渣机13设在炉体下部，无氧干馏装置设在炉体中部，旋转式输料门11设在无氧干馏装置与往复炉排之间，气密式喂料机1设在炉体外侧，气化燃烧装置设在炉体上部，其中的耐热钢壳体6装在前炉拱10及后炉拱17的上方，旋转螺杆8装在耐热钢壳体6内的底部，旋转螺杆8进料端上部的耐热钢壳体6上设有进料口与气密式喂料机1的出料口连通，旋转螺杆8出料端下部的耐热钢壳体6上设有出料口与旋转式输料门11的进料口连通，旋转式输料门11的出料口与往复炉排15的进料口连通，上点火助燃器4设在耐热钢壳体6的顶部设有的排气口5上方，三次风供风口2设在上点火助燃器4的上方，炉体顶部设有高温烟气出口21。所述往复炉排最好选用倾斜式往复炉排，旋转螺杆可选用一根或两根或多根。
为了减小下部固体燃烧区温度波动对中部无氧干馏装置的影响，有利于干馏气化的稳定运行，可在耐热钢壳体6下方的前炉拱10与后炉拱17之间增设用热敏材料制成的热敏梁9。所述热敏梁9可选用一根或两根或多根，分布排列在前炉拱10与后炉拱17之间，所述热敏材料可选用陶瓷、石墨、石英或耐火导热的其它材料。
为了使炉体顶部排出的高温烟气中几乎不含有害气体成分，可在耐热钢壳体6内增设中和剂加入器7，该中和剂加入器7包括输液管7-1、喷射孔7-3和隔热套管7-3，其结构参见图4，所述输液管7-1穿过炉体20和耐热钢壳体6插装在耐热钢壳体内的上部，喷射孔7-3分布在耐热钢壳体内的输液管上，隔热套管7-3套装在输液管7-1上，在与喷射孔对应位置的隔热套管上设有相应的小孔。输液管7-1的另一端与中和剂输液泵连接。中和剂可选用碱性溶液。
运行工作时，物料及危险废物可连续通过气密式喂料机被送入耐热钢壳体的进料口内，物料在耐热钢壳体内被旋转螺杆搅拌推行过程中迅速升温，危险废物在此被加热干馏，实现气固分离。其中的有机成分在无氧环境中被干馏成可燃气体，气体中的有害成分在中和剂的作用下被有效中和，中和后的气体从耐热钢壳体顶部的排气口排入炉体上部的气体燃烧区，在炉内高温及在三次风的共同作用下充分燃烧燃尽后排出。干馏气化后的固体物料被旋转螺杆继续推向旋转式输料门而进入下部的固体燃烧区充分燃烧燃尽，燃尽后的灰渣通过由螺旋式灰渣收集机和螺旋式出渣机组成的灰渣收集装置排到指定地点。固体燃烧的高温热量为中部的干馏气化以及气化后在上部的气体充分燃烧燃尽提供了所需热能，由于在气化过程中对有害气体实施有效中和，使炉体顶部排出的高温烟气中几乎不含有害气体成分，同时还有热敏梁的作用，利用其所处位置和热敏特性可以吸收和释放热量，使干馏气化装置免受固体高温焚烧区温度波动的影响而保持有稳定的的烟气温度，有利于干馏气化的稳定运行。上、下点火助燃器是为启炉时点火及运行时进行必要的助燃和调控炉内各段温度而设置的，炉体下部的供风装置为固体物料在往复炉排上燃烧燃尽提供所需氧气，往复炉排上方的前后炉拱为固体物料的稳定燃烧提供保证，二次风既可对固体燃烧时产生的高温烟气补充氧气，同时也对无氧干馏装置的温度起调节作用，炉体上部的三次供风装置为干馏气化排出的气体燃烧燃尽提供所需氧气。