CN104100980B - 一种小型垃圾炭化燃烧炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小型垃圾炭化燃烧炉。包括垃圾密封进料，炭化筒；气化室；风冷炉排和外燃室。垃圾经加料推头推入炭化筒，在炭化筒中受热炭化，炭化筒底部有底盖，在垃圾加料推头的压力足够大时推开炭化筒底盖，使垃圾炭排入气化室气化，气化室和外燃室通过风冷炉排相通。挥发分、可燃气和未气化完的炭经由风冷炉排转入外燃室进行燃烧产生烟气，烟气在加热炭化筒内的垃圾后,通过过滤板、离开炉膛排入烟气净化器。冷风通过风冷炉排送入外燃烧室。垃圾在投料前除去粗大的石块或砖块，以避免对风冷炉排的堵塞。本装置实现了垃圾分步燃烧，能避免二噁英的产生。且机构简单易维护，符合村镇垃圾及偏远地垃圾处理要求维护简单、操作简便的要求。
Description
技术领域
本发明属于垃圾处置与资源化领域。具体地，本发明涉及一种小型垃圾炭化燃烧炉。
背景技术
目前小型的垃圾处理设施如对应小岛、乡镇一级的生活垃圾处理鲜有合理、经济的处理方式。例如乡镇一级的垃圾有集中收集、转运到县级处理；或者填埋；而小岛上所产生的生活垃圾更难处理，打包转运不仅给所在地带来负担，也带来其它的问题。乡镇垃圾填埋将污染土地和水源，破坏乡村日益脆弱的生态环境。而小型的垃圾焚烧由于污染物控制代价高，并且在乡村这些缺乏维护人员的地方可能不会连续运行，也带来更严重的污染隐患。为实现村镇垃圾的经济、清洁处置，避免垃圾填埋造成对乡村的土地和水源污染、也避免过长的运输距离增加的处理成本和不安全因素，开发适用于“美丽乡村”建设的环保、经济、实用型小型垃圾处理装置的任务紧迫。
垃圾炭化燃烧处置适合小型垃圾的处理，与直接焚烧相比，热解将燃烧拉长为热分解流程和气体燃烧两段，并加以烟气净化，使处理清洁化，满足小型、无害化要求。在必要时还可以回收热水，或者直接回收燃气利用。
在过去的几十年中，我国投入了大量的技术力量开发大型的城市生活垃圾焚烧炉，使城市垃圾焚烧得到了广泛的应用，但是大型的城市垃圾焚烧炉对应的烟气净化和飞灰处置系统费用昂贵，不仅所占的投资比例大，而且所占运行这费用更高，依赖较高的处置费以及发电补贴以实现经济平衡，这类传统的大型焚烧技术不合适村镇垃圾处置。
此外，在乡镇由于维护人员少，且维护人员的科技水平有限，一些操作要求高、程序复杂、难以维护或者需要经常维护的垃圾处理设施是不适用的，而需要简易、免维护并且经济适用、环保的小型垃圾处理设施。
为此，本发明根据乡镇垃圾及偏远地区如小岛垃圾处理的特点，提供简易维护系列的垃圾炭化燃烧炉,实现0.5~10t/d（适应500-10000人）规模的乡镇生活垃圾及岛屿垃圾的环保、清洁处置。除生活垃圾外这种小型炭化燃烧炉还适用于秸秆、工业垃圾。
发明内容
本发明提供一种小型垃圾炭化焚烧炉，适合小规模垃圾的清洁处理，与直接焚烧相比，本发明将垃圾燃烧分为炭化步骤和气体燃烧两段，并加以烟气净化，使小型的垃圾处理能满足无害化和清洁化的要求，并具有易维护的优点。
本发明提出的小型垃圾炭化焚烧炉，所述炭化燃烧炉包括垃圾储箱1、开有排气孔的炭化筒7、气化室9、风冷炉排11、外燃室12、外炉膛18和烟气净化器21，其中：
所述炭化燃烧炉内设有炭化筒7、气化室9、集汽器6和外炉膛18；炭化燃烧炉顶部设有垃圾储箱1，底部及外周设有外燃室12；垃圾储箱1内设有加料推头3；位于烟气净化器21内的炭化筒7顶部设有集汽器6，炭化筒7顶部连接垃圾储箱1出料口，炭化筒7的下部罩在气化室9内，并开有排气孔15，气化室9底部通过风冷炉排11连接外燃室12；所述集汽器6通过蒸汽排口4和蒸汽管5连接压力平衡箱17，所述气化室9一侧通过蒸汽管5连接压力平衡箱17，由集汽器6收集水汽经过压力平衡箱17后通往气化室9；所述外炉膛18上部一侧设有压力表20，所述外炉膛18还通过管道连接烟气净化器21；
垃圾储箱1中的生活垃圾，经加料推头3推入炭化筒7中，在炭化筒7中受热进行炭化，产生的挥发分和炭在气化室9被重整和气化，经由风冷炉排11转入外燃室12进行燃烧，同时起到稳燃作用；产生的烟气在外炉膛18中加热炭化筒7中的垃圾后离开炉膛,排入烟气净化器21；
所述外燃室12设有热风进口16，更进一步，所述热风进口16是切向进口，使热风在外燃室12内呈现旋流。
本发明中，所述垃圾储箱1密闭，避免臭气外逸。
本发明中，垃圾储箱1中的垃圾由端部与炭化筒断面形状相同的加料推头3将垃圾推入炭化筒7。
本发明中，所述炭化筒7的断面为圆形或者矩形，数量为一个或者多个；当垃圾处理量大于2吨/天时，所述炭化筒7断面为一边长度是另一边长度3倍以上的矩形，数量为1个或者多个；当垃圾处理量小于2吨/天时，所述炭化筒7断面为圆形，数量为1个。
本发明中，所述炭化筒7的底部设有底盖8，在加料推头3的推力足够大时推开，非加料时段底盖8在控制装置22的作用下自动合上。
本发明中，所述气化室9上部是圆锥型、下部是圆柱型，圆柱型底部连接圆形的风冷炉排11，风冷炉排11下有支撑脚23立于外燃室12中。
本发明中，所述气化室9是矩形结构，矩形墙底部接矩形的风冷炉排11，风冷炉排11下有支撑脚23立于外燃室12中。
本发明中，所述气化室9和所述外燃室12分别设有上炉门10和下灰门13，由上炉门10耙出大渣；由下灰门13排出细小的灰渣甚至炭。
本发明中，所述外炉膛18上部压力维持-30Pa~-100Pa。更进一步，可在外燃室18的上部加设一层过滤板19，以平衡压力并过滤气体。
本发明中，炉膛18的上部设置水冷盘管24，以回收热水。
本发明中，风冷炉排11的下部四周设置燃气吸管28回收部分燃气27外输利用。
采用本发明所提供的小型垃圾炭化燃烧炉的有益之处是：
1）在小型装置中实现利用垃圾炭化后挥发份燃烧和焦炭气化燃烧来代替传统的固体直接焚烧，保证了小型垃圾处理装置的环保性；
2）利用风冷炉排11提供燃烧所需的热风以及冷却和保护炉排，可以极其便利地适应小型处理炉可能不连续运行的特点；
3）在垃圾储箱1设有压盖2，并设有水汽引出管5和平衡箱17，避免运行时臭气外溢；由端部与炭化筒断面形状相同的加料推头3将垃圾推入炭化筒7，当顶开炭化筒7的底盖8时，加料推头3停止动作，所有这些均可以由操作简便的机构来实现，使维护简易、方便；
4）本发明的炭化燃烧炉具备的如下特点可以保障小型垃圾清洁燃烧处理:
采用炭化燃烧形式,让垃圾在经历炭化后、生成挥发份燃烧，部分炭由水蒸汽气化后燃烧，在外燃室12燃烧的是气体和炭，炭的燃烧起到稳燃效果，保证稳定运行，远比传统的焚烧清洁；
采用预热后的热空气燃烧，在优化方案中热风进口16以切向的形式连入外燃室12，不仅使燃烧气流中的飞灰被分离，而且使烟气停留时间延长；气流由风冷炉排11倒流进入外燃室12，然后向上流动，这样旋流热风和气流的折转相结合，实现了可燃组分在高温区的较长停留时间和彻底的燃烧；避免二噁英的产生；
使垃圾受热产生的水蒸汽4回收用于气化室9与挥发份再反应和气化炭，不仅节约能源，而且改善了燃烧，且避免了臭气的排放。
产生的炭可以根据垃圾的特点和当地的需求情况，在外燃室12底部燃烧掉或者直接以炭的形式排出。当存在重金属于垃圾中时，以炭的形式排出可以减轻重金属的危害性，因为含在炭中的重金属难以浸出。而现有的焚烧技术会将大部分重金属挥发到烟气中；
5）本发明的小型炭化燃烧炉还可以实现垃圾的能源化：在垃圾的热值足够高时，风冷炉排11的下部四周设置燃气吸管28回收部分燃气27外输利用。
6）本发明的炭化燃烧炉额外的简化维护的措施有：
（a）垂直下降的加料炭化筒7，避免了卡和堵；优于其它形式的下料装置；
(b)底盖8的打开依靠简单的机械，避免了故障；
(c)气化室9和外燃室12间依靠简单的耐火砖隔开；经久耐用；
(d)利用风冷炉回收热量并保护炉排11，简单易行，故障率少；
(e)在气化室设置上炉门10，清理大渣，避免了炉排堵塞故障；
7)优化地,本发明可在外燃室12的上部加设一层过滤板19，使用高温酸性气体净化剂颗粒过滤，使燃烧产生的烟气在较高温度条件下去除酸性气体，加上颗粒物同时得到过滤，也进一步避免后续的烟气冷却过程中产生二噁英的可能性。同时还能平衡炉膛18内的压力。
为此，本发明的小型炭化燃烧室可适合乡镇和边远地区垃圾处理。
附图说明
图1是简易维护的采用圆形气化室及炉排的垃圾炭化燃烧炉示意图；
图2是简易维护的采用矩形气化室及炉排的垃圾炭化燃烧炉示意图；
图3为圆形气化室及炉排的结构图示；
图4为矩形气化室及炉排的结构图示；
图5是简易维护的垃圾炭化燃烧炉有余热回收时的示意图；
图6为简易维护的垃圾炭化燃烧炉有燃气引出的采用矩形气化室及炉排的结构图示；
图7为简易维护的垃圾炭化燃烧炉有燃气引出的采用矩形气化室及炉排的示意图；
图8为采用矩形气化室及炉排的垃圾炭化燃烧炉有余热回收时的示意图；
图9为采用矩形气化室及炉排的垃圾炭化燃烧炉有燃气引出的示意图；
图10为垃圾炭化燃烧炉有燃气引出的采用矩形气化室及炉排的结构图示；
图中标号：1垃圾储箱；2压盖；3加料推头；4蒸汽排口；5蒸汽管；6集汽器；7炭化筒；8炭化筒的底盖；9气化室；10上炉门；11风冷炉排；12外燃室；13下灰门；14冷风；15排气孔；16热风进口；17压力平衡箱；18外炉膛，19过滤板；20压力表；21烟气净化器；22控制装置；23支脚；24水冷盘管；25冷水；26热水；27可燃气引出；28燃气吸管。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1
如图所示，所述炭化燃烧炉由垃圾储箱1，开有排气孔的炭化筒7；气化室9；风冷炉排11；外燃室12；外炉膛18、烟气净化器21等主要部件以及保障主要部件正常运行的附件组成。
工作原理是：垃圾储箱1中的垃圾，经加料推头3推入炭化筒7中，在炭化筒7中受热进行炭化，炭化筒7的下部罩在气化室9内，并开有排气孔15，产生的挥发分和炭在气化室9中被重整和气化，经由风冷炉排11转入外燃室12进行燃烧，炭在外燃室同时起到稳燃作用；产生的烟气在外炉膛18中加热炭化筒7中的垃圾后离开炉膛,排入烟气净化装置21。
在优化运行方案中，热风进口16是切向进口，热风在外燃室12内呈现旋流而使烟气在高温区停留时间延长。
所述垃圾储箱1密闭避免臭气外逸，该储箱1可以储存3~4h的垃圾炭化燃烧量；垃圾由加料推头3按一定频率向下推入炭化筒7。
优化地，垃圾储箱1中的垃圾由端部与炭化筒断面形状相同的加料推头3将垃圾推入炭化筒7，当顶开炭化筒7的底盖8时，加料推头3停止动作。
所述炭化筒7的断面为圆形或者矩形，数量为一个或者多个。
优化地，当垃圾处理量大于2吨/天时，炭化筒的断面为一边长度是另一边长度3倍以上的矩形，数量为1个或者多个。
优化地，当垃圾处理量小于2吨/天时，断面为圆形，数量为1个。
所述的炭化筒7，它与垃圾储箱1相接之处，开有水汽孔，由集汽器6收集水汽经过压力平衡箱17后通往气化室9。
所述的炭化筒7的底部有底盖8，在加料推头3的推力足够大时推开，非加料时段底盖8在控制装置22的作用下自动合上。
所述气化室9上部是圆锥型、下部是圆柱型，圆柱型底部连接圆形的风冷炉排11，风冷炉排11下有支撑脚23立于外燃室12中。或者，所述气化室9是矩形（含正方形）体，矩形墙底部接矩形的风冷炉排11，风冷炉排11下有支撑脚23立于外燃室12中。
所述的气化室9和所述的外燃室12分别设有上炉门10和下灰门13，由上炉门10耙出大渣；由下灰门13排出细小的灰渣甚至炭。
所述的炉膛18上部由引风机维持-30Pa~-100Pa的压力。
在优化运行方案中，所述的外炉膛18在上部设有过滤板以平衡压力并过滤酸性气体；过滤板中有成型颗粒状的石灰，以在高温下吸收烟气中的酸性气体，避免烟气冷却过程中二恶英的合成。
将上述装置用于处理某乡镇垃圾，某乡镇垃圾收运量是每天580kg,含水48%，垃圾的平均低位热值为6300KJ/kg，没有填埋场地，到县城的运输距离超过50km。采用本生活垃圾炭化燃烧炉来处理，垃圾事先挑出电池、日光灯管、玻璃瓶、较大尺寸的石头和砖块等。垃圾储箱1的体积为200L,可以容纳生活垃圾100kg，炭化筒7的直径300mm，高度0.8m。垃圾经加料推头3推入炭化筒7中，在炭化筒7中受热进行炭化，炭化筒7的下部罩在气化室9内部分的排气孔15中排出挥发分，在气化室9中被重整和气化，经由风冷炉排11转入外燃室12进行燃烧；同时在加料推头3加料时，底盖8打开，炭掉落在炉排11和外燃室底部，在风冷炉排11上的炭被气化，而在外燃室12底部的炭则燃烧，同时起到稳燃作用。气化室9为圆锥型接圆柱型，风冷炉排11亦为圆形。热风进口16以切向气流进入外燃室12内，呈现旋流而使烟气在高温区的停留时间延长。自集汽器6排出的水蒸汽经过压力平衡箱17后送入气化室9；作为气化剂气化风冷炉排11上的炭。
产生的烟气在外炉膛18中加热炭化筒7中的垃圾后通过设置在炉膛2/3高度处的石灰过滤板净化部分酸性气体后，离开外炉膛18。外炉膛18顶部负压设置为-100Pa；烟气排入烟气净化装置21。烟气净化装置21为有三层石灰过滤板的容器，用成型为圆柱颗粒状的Ca(OH)2，在配制圆柱颗粒状的Ca(OH)2时，可以采用专利CN02151026所给出的钠碱改性石灰方法配制。最后净化后的烟气由引风机排出。
经检测，排放的烟气满足国标GB18485-2014的要求。该垃圾炭化燃烧炉只需1人照看。
实施例2
某岛屿的垃圾收运量是每天4580kg,含水45%，垃圾的平均低位热值为6500KJ/kg，没有填埋场地，到附近城市的运输距离超过60km。采用本生活垃圾炭化燃烧炉来处理，垃圾事先通过滚筒筛装置和磁选挑出电池、日光灯管、玻璃瓶、较大尺寸的石头和砖块等。垃圾储箱1的体积为1.3m3,可以容纳生活垃圾580kg，炭化筒的尺寸为0.28m×1.1m×1.3m。垃圾经加料推头3推入炭化筒7中，在炭化筒7中受热进行炭化，炭化筒7的下部罩在气化室9内部分的排气孔15中排出挥发分，在气化室9中被重整和气化，经由风冷炉排11转入外燃室12进行燃烧；同时在加料推头3加料时，底盖8打开，炭掉落在炉排11和外燃室底部，在风冷炉排11上的炭被气化，而在外燃室12底部的炭则燃烧，同时起到稳燃作用。气化室9的断面为正方形，风冷炉排11亦为方形。热风进口16以切向气流进入外燃室12内，呈现旋流而使烟气在高温区的停留时间延长。自集汽器6排出的水蒸汽经过压力平衡箱17后送入气化室9；作为气化剂气化风冷炉排11上的炭。
产生的烟气在外炉膛18中加热炭化筒7中的垃圾后通过设置在炉膛2/3高度处的石灰过滤板净化部分酸性气体后，进入外炉膛18上部,外炉膛18上部设有水冷盘管24生产热水26外输利用，顶部负压设置为-60Pa；烟气自顶部排入烟气净化装置21。烟气净化装置21为水膜除尘烟气洗涤器，采用Na2CO3溶液喷淋，溶液循环使用，沉淀物定期排出。
经检测，排放的烟气满足国标GB18485-2014的要求。该垃圾炭化燃烧炉本身运行只需1人照看。
实施例3
某乡镇的垃圾收运量是每天2080kg,含水45%，垃圾的平均低位热值为6500KJ/kg，没有填埋场地，到附近城市的运输距离超过60km。该乡镇同时有多余秸秆2500kg,抛弃在田间露天燃烧。采用本垃圾炭化燃烧炉来处理，垃圾事先通过滚筒筛装置和磁选挑出电池、日光灯管、玻璃瓶、较大尺寸的石头和砖块等。秸秆粉碎压粗块。采用本发明的炭化燃烧炉处理秸秆和垃圾，每天处理完毕垃圾后即开始处理秸秆。垃圾储箱1的体积为1.3m3,可以容纳生活垃圾580kg，或者秸秆块550kg，炭化筒的尺寸为0.28m×1.1m×1.3m。垃圾或者秸秆粗块经加料推头3推入炭化筒7中，在炭化筒7中受热进行炭化，炭化筒7的下部罩在气化室9内部分的排气孔15中排出挥发分，在气化室9中被重整和气化，经由风冷炉排11转入外燃室12进行燃烧；同时在加料推头3加料时，底盖8打开，炭掉落在炉排11和外燃室底部，在风冷炉排11上的炭被气化，而在外燃室12底部的炭则燃烧，同时起到稳燃作用。气化室9的断面为正方形，风冷炉排11亦为方形。热风进口16以平铺气流进入外燃室12内，呈现平铺流而阻止气流紊乱。自集汽器6排出的水蒸汽经过压力平衡箱17后送入气化室9；作为气化剂气化风冷炉排11上的炭。在风冷炉排11的下部布置有燃气吸管28，将部分燃气引出，并将输出的燃气27净化后送入该镇养殖厂做燃料，经检测该燃气热值在6-8.5MJ/Nm3之间。
在秸秆炭化燃烧时，灰渣单独耙出送入农田。在垃圾炭化燃烧时，灰渣单独耙出送砖厂。
产生的烟气在外炉膛18中加热炭化筒7中的垃圾后通过设置在炉膛2/3高度处的石灰过滤板净化部分酸性气体后，进入外炉膛18上部,外炉膛18顶部负压设置为-60Pa；烟气自顶部排入烟气净化装置21。烟气净化装置21为烟气筛板洗涤器，采用Ca(OH)2溶液喷淋，溶液循环使用，沉淀物定期排出。
经检测，排放的烟气满足国标GB18485-2014的要求。该垃圾炭化燃烧炉本身运行只需1人照看。
实施例4
某县城的垃圾收运量是每天9.8吨,含水51%，垃圾的平均低位热值为6050KJ/kg，没有填埋场地，到附近城市的焚烧厂运输距离超过100km。采用本生活垃圾炭化燃烧炉来处理，垃圾事先通过滚筒筛装置和磁选挑出电池、日光灯管、玻璃瓶、较大尺寸的石头和砖块等；并设置粉碎机1台将垃圾粗破碎。垃圾储箱1的体积为2.5m3,可以容纳生活垃圾1.2吨，炭化筒的尺寸为0.25m×1.6m×2.0m。垃圾经加料推头3推入炭化筒7中，在炭化筒7中受热进行炭化，炭化筒7的下部罩在气化室9内部分的排气孔15中排出挥发分，在气化室9中被重整和气化，经由风冷炉排11转入外燃室12进行燃烧；同时在加料推头3加料时，底盖8打开，炭掉落在炉排11和外燃室底部，在风冷炉排11上的炭被气化，而在外燃室12底部的炭则燃烧，同时起到稳燃作用。气化室9的断面为一边长度是另一边2.2倍的矩形，风冷炉排11亦为矩形。热风进口16以切向气流进入外燃室12内，呈现旋流而使烟气在高温区的停留时间延长。在垃圾热值偏高时，自集汽器6排出的水蒸汽经过压力平衡箱17后送入气化室9；作为气化剂气化风冷炉排11上的炭。
产生的烟气在外炉膛18中加热炭化筒7中的垃圾后通过设置在炉膛2/3高度处的石灰过滤板净化部分酸性气体后，进入外炉膛18上部,外炉膛18上部设有水冷盘管生产热水，冷水进入前经过软化处理，产生的热水作为浴室热源之用。顶部负压设置为-30Pa；烟气自顶部排入烟气净化装置21。烟气净化装置21为水膜除尘烟气洗涤器，采用Na2CO3溶液喷淋，溶液循环使用，沉淀物定期排出。
经检测，排放的烟气满足国标GB18485-2014的要求。该垃圾炭化燃烧炉本身运行1班只需1人照看。
实施例5
某乡镇垃圾收运量是每天1990kg,含水50%，垃圾的平均低位热值为6100KJ/kg，没有填埋场地，到县城的运输距离超过50km。采用本生活垃圾炭化燃烧炉来处理，垃圾事先挑出电池、日光灯管、玻璃瓶、较大尺寸的石头和砖块等。垃圾储箱1的体积为500L,可以容纳生活垃圾250kg，炭化筒7的直径300mm，高度1.2m，设平行2只，加料推头3可以通过移位分别将垃圾推入2个炭化筒中，在炭化筒7中受热进行炭化，2个炭化筒的下部均罩在气化室9内部，开有排气孔15，排出挥发分在气化室9中被重整和气化，经由风冷炉排11转入外燃室12进行燃烧；同时在加料推头3加料时，底盖8打开，炭掉落在炉排11和外燃室底部，在风冷炉排11上的炭被气化，而在外燃室12底部的炭则燃烧，同时起到稳燃作用。气化室9的断面为矩形，风冷炉排11亦为矩形。热风进口16以切向气流进入外燃室12内，呈现旋流而使烟气在高温区的停留时间延长。在垃圾热值偏高时，自集汽器6排出的水蒸汽经过压力平衡箱17后送入气化室9；作为气化剂气化风冷炉排上的炭。
产生的烟气在外炉膛18中加热炭化筒7中的垃圾后通过设置在炉膛2/3高度处的石灰过滤板净化部分酸性气体后，离开外炉膛18,外炉膛18顶部负压设置为-80Pa；烟气排入烟气净化装置21。烟气净化装置21为有三层NaHCO3过滤板的容器，将NaHCO3事先和粘土混合成型为圆柱状的颗粒。最后净化后的烟气由引风机排出。
经检测，排放的烟气满足国标GB18485-2014的要求。该垃圾炭化燃烧炉只需1人照看。
实施例6
某造纸厂垃圾的产生量是每天9.9吨,含水44%，垃圾的平均低位热值为7050KJ/kg，没有填埋场地，到附近城市的焚烧厂运输距离超过50km且需要大笔处置费用。采用本发明小型垃圾炭化燃烧炉来处理，垃圾事先通过滚筒筛装置和磁选挑出玻璃、较大尺寸的石头和砖块等。垃圾储箱1的体积为2.5m3,可以容纳垃圾1.2吨，炭化筒的尺寸为0.25m×1.6m×2.0m。垃圾经加料推头3推入炭化筒7中，在炭化筒7中受热进行炭化，炭化筒7的下部罩在气化室9内部分的排气孔15中排出挥发分，在气化室9中被重整和气化，经由风冷炉排11转入外燃室12进行燃烧；同时在加料推头3加料时，底盖8打开，炭掉落在炉排11和外燃室底部，在风冷炉排11上的炭被气化，而在外燃室12底部的炭则燃烧，同时起到稳燃作用。气化室9的断面为一边长度是另一边2.2倍的矩形，风冷炉排11亦为矩形。热风进口16以切向气流进入外燃室12内，呈现旋流而使烟气在高温区的停留时间延长。自集汽器6排出的水蒸汽经过压力平衡箱17后送入气化室9；作为气化剂气化风冷炉排11上的炭并对挥发份重整。
在风冷炉排11的下部布置有燃气吸管28，将部分燃气引出，并将输出的燃气27送入造纸厂的锅炉中燃烧，节省了锅炉燃料。
未引出的燃气燃烧产生的烟气在外炉膛18中加热炭化筒7中的垃圾后通过设置在炉膛2/3高度处的石灰过滤板净化部分酸性气体后，进入外炉膛18上部,外炉膛18顶部负压设置为-50Pa；烟气自顶部排入烟气净化装置21。烟气净化装置21为水膜除尘烟气洗涤器，采用Na2CO3溶液喷淋，溶液循环使用，沉淀物定期排出。
经检测，排放的烟气满足国标GB18485-2014的要求。该垃圾炭化燃烧炉本身运行1班只需1人照看。
上述实施例展示了本发明在实际应用中可采用的实施模式。但是本发明包含任何用炭化后再燃烧的垃圾处理过程。本发明的实质性好处在于垃圾事先经过热解炭化后再燃烧，并使用风冷炉排将挥发份折转，避免了二噁英的生成。
Claims (11)
1.一种小型生活垃圾炭化燃烧炉，其特征在于：所述炭化燃烧炉包括垃圾密封进料用的垃圾储箱(1)、开有排气孔的炭化筒(7)、气化室(9)、风冷炉排(11)、外燃室(12)、外炉膛(18)和烟气净化器(21)，其中：
所述炭化燃烧炉内设有炭化筒(7)、气化室(9)、集汽器(6)和外炉膛(18)；炭化燃烧炉顶部设有垃圾储箱(1)，底部及外周设有外燃室(12)；垃圾储箱(1)内设有加料推头(3)；位于外炉膛(18)内的炭化筒(7)顶部设有集汽器(6)，炭化筒(7)顶部连接垃圾储箱(1)出料口，炭化筒(7)的下部罩在气化室(9)内，并开有排气孔(15)，气化室(9)底部通过风冷炉排(11)连接外燃室(12)；所述集汽器(6)通过蒸汽排口(4)和蒸汽管(5)连接压力平衡箱(17)，所述气化室(9)一侧通过蒸汽管(5)连接压力平衡箱(17)，由集汽器(6)收集水汽经过压力平衡箱(17)后通往气化室(9)；所述外炉膛(18)上部一侧设有压力表(20)，所述外炉膛(18)还通过管道连接烟气净化器(21)；
垃圾储箱(1)中的垃圾，经加料推头(3)推入炭化筒(7)中，在炭化筒(7)中受热进行炭化，产生的挥发分和炭在气化室(9)被重整和气化，经由风冷炉排(11)转入外燃室(12)进行燃烧，同时起到稳燃作用；产生的烟气在外炉膛(18)中加热炭化筒(7)中的垃圾后离开炉膛,排入烟气净化器(21)；
所述外燃室(12)设有热风进口(16)。
2.根据权利要求1所述的炭化燃烧炉，其特征在于所述热风进口(16)是切向进口，使热风在外燃室(12)内呈现旋流。
3.根据权利要求1所述的炭化燃烧炉，其特征在于所述垃圾储箱(1)密闭，避免臭气外逸。
4.根据权利要求1所述的炭化燃烧炉，其特征在于垃圾储箱(1)中的垃圾由端部与炭化筒断面形状相同的加料推头(3)将垃圾推入炭化筒(7)。
5.根据权利要求1所述的炭化燃烧炉，其特征在于所述炭化筒(7)的断面为圆形或者矩形，数量为一个或者多个；当垃圾处理量大于2吨/天时，所述炭化筒(7)断面为一边长度是另一边长度3倍以上的矩形，数量为1个或者多个；当垃圾处理量小于2吨/天时，所述炭化筒(7)断面为圆形，数量为1个。
6.根据权利要求1所述的炭化燃烧炉，其特征在于所述炭化筒(7)的底部设有底盖(8)，在加料推头(3)的推力足够大时推开，非加料时段底盖(8)在控制装置(22)的作用下自动合上。
7.根据权利要求1所述的炭化燃烧炉，其特征在于所述气化室(9)上部是圆锥型、下部是圆柱型，圆柱型底部连接圆形的风冷炉排(11)，风冷炉排(11)下有支撑脚(23)立于外燃室(12)中。
8.根据权利要求1所述的炭化燃烧炉，其特征在于所述气化室(9)是矩形结构，矩形墙底部接矩形的风冷炉排(11)，风冷炉排(11)下有支撑脚(23)立于外燃室(12)中。
9.根据权利要求1所述的炭化燃烧炉，其特征在于所述外炉膛(18)上部压力维持-30Pa~-100Pa。
10.根据权利要求1所述的炭化燃烧炉，其特征在于外炉膛(18)的上部设置水冷盘管(24)，以回收热水。
11.根据权利要求1所述的炭化燃烧炉，其特征在于风冷炉排(11)的下部四周设置燃气吸管(28)回收部分燃气(27)外输利用。
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