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Patent Searching and Data


Title:
GARBAGE PYROLYZING AND GASIFYING FURNACE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/107006
Kind Code:
A1
Abstract:
A garbage pyrolyzing and gasifying furnace (200) comprises a cylindrical main combustion chamber (210), the main combustion chamber (210) having a furnace wall (205) for heat storage and heat transfer. The garbage pyrolyzing and gasifying furnace (200) further comprises a fume combustion channel (230) set around the periphery of the main combustion chamber (210). A part of an inner surface of a fume combustion chamber (220) consists of an outer surface of the furnace wall (205) of the main combustion chamber (210), and heat can be conducted between the main combustion chamber (210) and the fume combustion chamber (220) through the furnace wall (205) of the main combustion chamber (210). The fume combustion chamber (220) comprises a fume inlet (221), a fume combustion channel (230), and a fume outlet (222), the fume inlet (221) being set at an upper part of the furnace wall (205) of the main combustion chamber (210). The fume combustion channel (230) comprises a fume combustion channel first part (231) and a fume combustion channel second part (232). The fume formed in the main combustion chamber (210) sequentially passes through the fume combustion channel first part (231) and the fume combustion channel second part (232) through the fume inlet (221), and is emitted by the fume outlet (222) of the fume combustion chamber (220). A cross section area of the fume combustion channel first part (231) is smaller than a cross section area of the fume combustion channel second part (232).

Inventors:
GUO GUANGYU (CN)
Application Number:
CN2012/070531
Publication Date:
July 25, 2013
Filing Date:
January 18, 2012
Export Citation:
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Assignee:
YICHANG JIUTIAN ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY CO LTD (CN)
GUO GUANGYU (CN)
International Classes:
F23G5/24; F23C10/00
Foreign References:
JP2007031671A2007-02-08
JP2010276201A2010-12-09
JP2004177001A2004-06-24
JPH10148323A1998-06-02
CN2856735Y2007-01-10
CN101165403A2008-04-23
CN101055079A2007-10-17
Attorney, Agent or Firm:
LONGSUN LEAD IP LTD. (CN)
北京龙双利达知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权利要求

1. 一种垃圾热解气化炉, 包括圓筒状主燃室, 所述主燃室顶部设有用于 投放垃圾废物的进料口, 所述主燃室底部安装有用于排除废渣和送入空气的 炉排, 其特征在于, 所述主燃室具有蓄热传热的炉壁, 所述垃圾热解气炉还 包括沿主燃室外周设置的烟气燃烧通道, 所述烟气燃烧室的内表面的一部分 由主燃室的炉壁外表面构成, 主燃室与烟气燃烧室的热能能够通过主燃室炉 壁相互传导, 所述烟气燃烧室包括进烟口、 烟气燃烧通道和排烟口, 进烟口 设置在主燃室炉壁的上部, 烟气燃烧通道包括烟气燃烧通道第一部分和烟气 燃烧通道第二部分, 主燃室形成的烟气通过进烟口依次经过所述烟气燃烧通 道第一部分和所述烟气燃烧通道第二部分, 而由所述烟气燃烧室的排烟口排 出, 所述烟气燃烧通道第一部分的横截面积小于所述烟气燃烧通道第二部分 的截面积。

2. 如权利要求 1所述的垃圾热解气化炉, 其特征在于, 所述进烟口至所 述排烟口之间的烟气流经的路径长度至少大于所述主燃室的竖直高度。

3. 如权利要求 1或 2所述的垃圾热解气化炉, 其特征在于, 所述烟气燃 烧通道沿主燃室的外表面螺旋形设置。

4. 如权利要求 1或 2所述的垃圾热解气化炉, 其特征在于, 所述烟气燃 烧室的排烟口与所述进烟口平齐或位于所述进烟口之上, 所述烟气燃烧通道 沿主燃室的外表面直线形设置, 其中第一部分从进烟口向下延伸至主燃室炉 壁外表面下部, 与所述第一部分连通的第二部分从主燃室炉壁外表面下部向 上延伸至所述烟气燃烧室的排烟口。

5. 如权利要求 1或 2所述的垃圾热解气化炉, 其特征在于, 在所述烟气 燃烧通道上设置多个送风孔,在垂直于烟气流经路径的方向上送风而形成均 勾的空气流。

6. 如权利要求 1或 2所述的垃圾热解气化炉, 其特征在于, 所述烟气燃 烧通道为多个。

7. 如权利要求 1所述的垃圾热解气化炉, 其特征在于, 所述烟气燃烧室 的外壁将主燃室完全包围, 主燃室的炉壁不外露在空气中。

8. 如权利要求 7所述的垃圾热解气化炉, 其特征在于, 所述烟气燃烧室 的外壁包括隔热材料。

9. 如权利要求 8所述的垃圾热解气化炉, 其特征在于, 所述烟气燃烧室 的外壁形成与主燃室同轴的圓筒,所述烟气燃烧室的排烟口与所述进烟口平 齐或位于所述进烟口之上,在所述外壁和所述主燃室炉壁之间设置有轴向延 伸的多个隔板,从而形成多个截面为扇形的隔室,所述多个隔室的下部连通, 每个腔室包括对应进烟口或排烟口,从而形成从进烟口向下延伸到隔室下部 的烟气燃烧通道第一部分和从隔室下部向上延伸到排烟口的烟气燃烧通道 第二部分。

10. 如权利要求 1所述的垃圾热解气化炉, 其特征在于, 所述主燃室的 炉壁由高温耐火石 t砌筑而成。

Description:
垃圾热解气化炉 技术领域

本发明涉及一种垃圾废物的处理装置, 特别是一种用于城市生活垃圾、 医疗危险废物、 干化后的污泥、 工业固体废物等的热解气化炉。 背景技术

随着社会的发展, 人们的环保意识日益增强。 各国的科学家都在致力于 环保节能技术的研发。 对于垃圾废物的处理和再利用, 也提出了各种各样的 解决方案。 主要的处理方式包括焚烧、 堆肥和卫生填埋。 在这三种方式中, 焚烧法是垃圾无害化、 减量化和资源化的最好途径。 垃圾焚烧处理系统按照 燃烧方式又分为直接焚烧系统和热解焚烧系统 。 热解焚烧系统由于热解温度 高, 对垃圾燃烧后的烟气中的污染物处理更充分, 更符合环保的要求。

本发明人于 2005年 7月 1日提交了发明名称为 "医疗垃圾焚烧炉"的中国 发明专利申请, 该申请于 2008年 4月 9日授权公告。 在该专利中, 本发明人公 开了一种立式套筒结构的垃圾热解气化炉, 主燃室和二燃室采用同轴套筒式 设计, 并充分利用了热能的对流、 传导和辐射来提高二燃室的温度, 无须添 加辅助燃料助燃, 即能使二燃室温度达标、 烟气停留时间在 9O0 °C以上超过 2 秒以上, 大大减少了运行成本。

在上述发明实施的过程中, 本发明人一直在探索如何进一步提高主燃室 燃烧热能的利用效率, 并且进一步保证烟气燃烧更充分而达到完全燃 烧的状 态, 以便更彻底地去处烟气中的有害物质。 发明内容

为了解决上述问题, 本发明提供了一种垃圾热解气化炉, 可以提高热解 气化炉主燃室燃烧热能的利用效率, 并且进一步保证烟气燃烧更充分。

根据本发明的垃圾热解气化炉, 包括圓筒状主燃室, 主燃室顶部设有用 于投放垃圾废物的进料口, 主燃室底部安装有用于排除废渣和送入空气的 炉 排, 主燃室具有蓄热传热的炉壁, 垃圾热解气化炉还包括沿主燃室外周设置 的烟气燃烧通道, 烟气燃烧室的内表面的一部分由主燃室的炉壁 外表面构 成, 主燃室与烟气燃烧室的热能能够通过主燃室炉 壁相互传导, 烟气燃烧室 包括进烟口、 烟气燃烧通道和排烟口, 进烟口设置在主燃室炉壁的上部, 烟 气燃烧通道包括烟气燃烧通道第一部分和烟气 燃烧通道第二部分, 主燃室形 成的烟气通过进烟口依次经过烟气燃烧通道第 一部分和烟气燃烧通道第二 部分, 而由烟气燃烧室的排烟口排出, 烟气燃烧通道第一部分的横截面积小 于烟气燃烧通道第二部分的截面积。

本发明的垃圾热解气化炉, 由于主燃室具有蓄热传热的炉壁, 而烟气燃 烧通道的内表面的一部分由主燃室的炉壁外表 面构成, 则主燃室与烟气燃烧 通道之间的热能可以相互传导, 同时对两个燃烧室起着热辐射的功能, 从而 保证主燃室和烟气燃烧通道都可以保持足够的 燃烧温度, 而无需再添加任何 辅助燃料; 同时, 又由于烟气燃烧通道第一部分的横截面积小于 烟气燃烧通 道第二部分的截面积, 主燃室形成的烟气流速较慢, 当烟气流过烟气燃烧通 道第一部分时, 由于横截面积减小, 烟气流速变快, 再流过烟气燃烧通道第 二部分时, 由于横截面积增大, 烟气流速变快又变慢。 这样, 烟气流速经过 慢 -快-慢三种状态的变化, 可以保证烟气燃烧得更充分, 从而更彻底地去处 烟气中的有害物质。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案, 下面将对实施例或现有技 术描述中所需要使用的附图作筒单地介绍, 显而易见地, 下面描述中的附图 仅仅是本发明的一些实施例, 对于本领域普通技术人员来讲, 在不付出创造 性劳动的前提下, 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1为采用本发明的垃圾热解气化炉一个实施例 局部剖开的垃圾热解 气化系统的示意图。

图 2为垃圾热解气化炉 200—个实施例的横剖截面图。

图 3为沿图 2中 AB线截取的图 2实施例的纵向剖视图。

图 4示出了沿主燃室的外周螺旋形设置的烟气燃 通道的示意图。 图 5示出了本发明热解气化炉的另一个实施例的 截面图。

图 6示出本发明热解气化炉的又一个实施例的横 面图。 具体实施方式

下面参照附 图 1 为采用本发明的垃圾热解气化炉一个实施例的 局部剖开的垃圾热解 气化系统的示意图。垃圾热解气化系统 10包括下料装置 100、垃圾热解气化 炉 200、 旋转炉排 300、 排渣装置 400、 驱动及控制装置 500及送风装置(未 示出)。 下料装置 100将垃圾废物通过设置在垃圾热解气化炉 200上方的进 料口 201送入垃圾热解气化炉 200内部。旋转炉排 300设置在垃圾热解气化 炉 200的下部, 用于将垃圾热解后产生的炉渣排入除渣装置 400, 除渣装置 400将炉渣排出垃圾热解气化炉 200而进行后续处理程序。 送风装置(未示 出 )用于向垃圾热解气化炉 200输送外部空气, 以便提供足够的氧气供燃烧 使用。 另外, 该垃圾热解气化系统 10还包括驱动及控制装置 500, 用于驱动 和控制垃圾热解气化系统的上述各组成部分。 本发明致力于对垃圾热解气化 炉 200的改造, 下料装置 100、 旋转炉排 300、 排渣装置 400、 驱动及控制装 置 500、 送风装置等可以采用本发明各种现有的结构。 另外, 图 1只示例性 显示了垃圾热解气化系统的主要结构, 其细节部分并不限于此。

图 2为垃圾热解气化炉 200—个实施例的横剖截面图。 图 3为沿图 2中 AB线截取的图 2实施例的纵向剖视图。在该实施例中,垃圾 解气化炉 200 包括圓筒状主燃室 210和沿主燃室外周设置的烟气燃烧室 220。

主燃室 210用于各种固体的垃圾废物热解气化。 烟气燃烧室 220用于使 来自主燃室的含有各种气化后的废物的烟气进 一步燃烧分解。从烟气燃烧室 220排除的烟气将用于后续的处理, 包括热能发电、 烟气净化等装置。

主燃室顶部 210设有用于投放垃圾废物的进料口 201。主燃室 210底部安 装有用于排除废渣和送入空气的旋转炉排 300。 主燃室的炉壁 205由蓄热传 热性能好的材料构成, 可以积蓄和传导垃圾废物在主燃室燃烧时产生 的热 量。 在一个优选的方案中, 炉壁 205由高温耐火砖砌筑而成, 比如采用高铝 砖。

烟气燃烧室 220围绕圓筒状主燃室 210设置,从而使得的烟气燃烧室 220 内表面的一部分由主燃室的炉壁 205外表面构成的。 这样, 可以蓄热传热的 炉壁 205 既可以将主燃室垃圾热解产生的热量积蓄并传 导到烟气燃烧室 220, 也可以将烟气在烟气燃烧室 220 中燃烧产生的高温能量积蓄并传导回 主燃室 210, 从而为后续垃圾废物的处理提供热能。 由此, 炉壁 205有效地 连通了主燃室 210和烟气燃烧室 220这两个热力学空间, 最大化地利用垃圾 废物处理中产生的能量。采用如上设计的热解 气化炉在初始烘炉后的垃圾处 理过程中不再需要添加任何辅助燃料, 依靠垃圾废物自身热解产生的能量, 即可为后续处理的垃圾提高稳定的能量来源。

烟气燃烧室 220包括进烟口 221、 烟气燃烧通道 230和排烟口 222。 在本 实施例中, 烟气燃烧室 220的外壁形成与主燃室 210同轴的圓筒。 在主燃室 210和烟气燃烧室 220之间设置沿轴向延伸的隔板 235和隔板 236, 从而形 成而图 2所示的扇形隔室而形成烟气燃烧通道 230的第一部分 231和第二部 分 232。 隔板 235和隔板 236与热解气化炉的顶板 250封闭而与底板 260之 间不封闭, 从而第一部分 231和第二部分 232下部连通。 进烟口 221设置在 主燃室炉壁 205的上部, 与第一部分 231连通。 烟气燃烧室的排烟口 222可 以设在与所述进烟口平齐或位于所述进烟口之 上, 但与第二部分 232连通, 在图示实施例中, 烟气燃烧室的排烟口 222设置在烟气燃烧室 220顶部。 由 此, 烟气燃烧通道第一部分 231从进烟口 221向下延伸到隔室下部, 烟气燃 烧通道第二部分 232从隔室下部向上延伸到排烟口 222。 主燃室形成的烟气 通过进烟口 221依次经过烟气燃烧通道第一部分 231和烟气燃烧通道第二部 分 232, 而由所述烟气燃烧通道的排烟口 222排出。

如图所示, 烟气燃烧通道第一部分 231 的横截面积小于烟气燃烧通道第 二部分的截面积 232。 由于烟气燃烧通道第一部分的横截面积小于烟 气燃烧 通道第二部分的截面积, 主燃室形成的烟气流速较慢, 当烟气流过烟气燃烧 通道第一部分时, 由于横截面积减小, 烟气流速变快, 再流过烟气燃烧通道 第二部分时, 由于横截面积增大, 烟气流速变快又变慢。 这样, 烟气流速经 过慢 -快-慢三种状态的变化, 可以保证烟气燃烧得更充分, 从而更彻底地去 处烟气中的有害物质。

烟气燃烧室的外壁 237将主燃室 210完全包围, 主燃室的炉壁 205不外 露在空气中。 烟气燃烧室的外壁 237包括隔热材料, 以防止热量散失。

烟气在烟气燃烧室中停留的时间越长, 燃烧越充分, 二噁英等有害成分 就去除得越彻底。 因此, 在如图 2和 3所示的实施例中, 烟气燃烧通道 230 包括了下行的第一部分 231和上行的第二部分 232。 其总长度约等于主燃室 竖直高度的两倍。 但是, 只要保证进烟口至排烟口之间的烟气流经的路 径长 度足够长, 如至少大于所述主燃室的竖直高度, 烟气燃烧通道的设置并不仅 限于直线形的。如图 4示出了沿主燃室 210的外周螺旋形设置的烟气燃烧通 道, 其中螺旋升角越小, 则烟气燃烧通道的长度越长, 烟气流经的路径就越 长。

尽管图 2-3及图 4所示的实施例中都仅示出了一条烟气燃烧通 , 在本 发明中, 烟气燃烧室可以包括多个烟气燃烧通道。 如图 5示出了本发明热解 气化炉的另一个实施例的横截面图,其中烟气 燃烧室外壁和主燃室炉壁之间 设置有四个(当然还可以是更多个)轴向延伸 的隔板, 从而形成四个截面为 扇形 (面积两大两小)的隔室, 其中相对两个扇形的面积相等。 这些隔室的 下部连通, 每个隔室设置对应的进烟口或排烟口, 从而形成两个从进烟口向 下延伸到隔室下部的截面面积较 d、的烟气燃烧通道第一部分和两个从隔室 下部向上延伸到排烟口的截面面积较大的烟气 燃烧通道第二部分, 即形成两 条烟气燃烧通道。

尽管烟气燃烧室的外壁可以为圓筒形, 也可以是其他形状, 如图 6所示, 在其他部分结构与图 5实施例相同的情况下, 为保证烟气燃烧通道第二部分 的截面面积足够大, 可以加大相对扇形外圓的直径, 从而烟气燃烧室的外壁 有凸耳, 而并非均匀的圓筒。

为了充分保证主燃室和烟气燃烧室之间的能量 互相传导和利用, 优选的 是烟气燃烧室将主燃室完全包围而形成, 使主燃室的炉壁不外露在空气中, 从而可以充分发挥主燃室的炉壁蓄热传热的作 用, 如图中各实施例所示。

另外,在烟气燃烧通道上可以设置多个送风孔 ,如图 2所示的送风孔 237、 238。 这些送风孔可以包括多个, 设置成在垂直于烟气流经路径的方向上送 风而形成均勾的空气流。 烟气在流经这些送风孔时, 与经送风孔流入的外界 新鲜空气混合而进一步充分燃烧, 从而使烟气中的有害物质彻底分解。 上述 送风孔的数量和具体位置并不限于图中所示, 本领域技术人员可以根据垃圾 处理量、 热解气化炉的尺寸等具体情况计算得出。

以上所述, 仅为本发明的具体实施方式, 但本发明的保护范围并不局限 于此, 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露 的技术范围内, 可轻易 想到变化或替换, 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此, 本发明的保护 范围应所述以权利要求的保护范围为准。