垃圾填埋氣燃燒器的製作方法

2023-07-27 13:50:56

專利名稱：垃圾填埋氣燃燒器的製作方法
技術領域：
本發明是一種針對垃圾填埋氣特有的物性而設計，當垃圾填埋氣的流量在比較大的範圍內變化時能穩定、充分、迅速燃燒的裝置，尤其是能使填埋氣體的燃燒變得更加容易控制，因此可以應用於垃圾填埋滲濾液蒸發爐、各種衛生熱水鍋爐、醫療垃圾焚燒爐、汙泥固化處理爐等各種需要加熱的地方，也可以作為在垃圾填埋氣火炬系統的燃燒頭，是一種節能環保設備。
背景技術：
垃圾填埋氣是垃圾填埋後經過厭氧發酵後產生的氣體，其中CH4的含量50％～70％，CO2的含量30％～50％，並有少量的水蒸汽和H2S氣體。填埋氣的一個重要特點就是流量和物性不穩定。目前垃圾填埋氣的開發還處於起步階段，有待開發的關鍵技術之一就是如何將垃圾填埋氣在流量大變化範圍內能穩定、充分、迅速燃燒，已有的一些燃燒器都是利用鈍體擾流的形式，將高溫已燃煙氣形成局部小漩渦，利用回流的高溫氣體點燃新鮮未燃混氣的，由於回流氣體的相對流量很少，所以填埋氣的燃燒速度較慢，火焰將會拖得較長，不利於爐膛的設計，也不利於流量變化範圍較大時火焰的穩定。這也是目前垃圾填埋氣沒有大範圍應用的原因之一。

發明內容
本發明利用雙旋流裝置理想地解決了垃圾填埋氣燃燒存在的一些問題，能在寬廣的設計流量範圍內組織理想的燃燒。
本發明使空氣從一級旋流器進入燃燒區，一級旋流器為徑向旋流器，空氣沿徑向從外向內流動，出口後空氣變得旋轉起來。填埋氣從二級旋流器進入燃燒區，二級旋流器是軸徑向旋流器，來自管道的填埋氣經過旋流器喉部的節流，氣體速度適當增加，加速後的填埋氣的一股沿徑向從內向外流出，另一股沿端面上的斜孔流出，兩股沿相同的方向旋轉，同時中心部分還會存在一定的軸向速度。
兩級旋流器的旋向相反，在空氣與填埋氣的接觸面上的速度梯度很大，使得填埋氣與空氣的預混很充分，同時兩股反向選裝的氣流搓出很多柱狀漩渦，這個環狀的柱狀漩渦帶組成預混火焰的前鋒，因此可以保證填埋氣的快速、充分的燃燒；眾所周知，在旋轉的氣流中心會形成逆壓梯度，燃燒後的高溫煙氣也是旋轉的，所以在整個燃燒裝置的中軸線上會形成一個大回流區，回流的高溫煙氣可以作為新鮮預混可燃氣的點火源，因此可以保證填埋氣的穩定燃燒；一旦旋流器的結構尺寸確定，相對回流量就已經確定，無論填埋氣從旋流器出來的速度是多少，也不會將火焰吹滅，因此可以保證填埋氣穩定燃燒的流量變化範圍非常寬廣。
在旋流的離心作用下，氣流向四周擴張，造成火焰直徑粗而長度小，極有利於爐膛的設計，便於垃圾填埋氣的廣泛利用。
本發明第一實施例是一種垃圾填埋器燃燒裝置，是由填埋器輸入管道、空氣輸入管道，一級旋流器和二級旋流器組成，其包括一級旋流器和二級旋流器同軸布置，空氣輸入管道的出口端由一級旋流器固定板封閉，所述一級旋流器固定板上開有導氣孔；所述一級旋流器直徑小於空氣輸入管道並且其出口端板安裝在所述一級旋流器固定板上，進入空氣輸入管道的一股空氣通過一級旋流器的導流葉片進入旋流器，然後穿過所述一級旋流器的固定板和端板上的通孔進入爐膛，另一股穿過所述導氣孔進入爐膛；二級旋流器直徑小於一級旋流器，進入填埋氣輸入管道的填埋氣分為兩股，一股通過二級旋流器葉片進入燃燒區，另一股從二級旋流器頂端的軸徑向孔中噴出。
根據本發明的又一個優選實施例，一種垃圾填埋氣燃燒裝置，還包括該垃圾填埋氣中有一個喉部，所述喉部的直徑小於所述垃圾填埋氣輸入管道其它部位的直徑。
根據本發明的另一優選實施例，一種垃圾填埋氣燃燒裝置，還包括二級旋流器比一級旋流器更深入爐膛，兩個旋流器安裝的具體位置以一級旋流器出口氣流的回流滯止點與二級旋流器產生的回流起點位於同截面為準。
根據本發明再一優選實施例所述的垃圾填埋氣燃燒裝置，還包括該一級旋流器導流葉片和二級導流葉片的反向安裝。
根據本發明的一個優選實施例的一種垃圾填埋氣燃燒裝置，包括一級旋流器的導葉是直板型，周向均勻布置，二級旋流器的導葉形狀是圓柱面的一段，周向呈均勻布置。
根據本發明的一種垃圾填埋氣燃燒裝置，包括二級旋流器前方中心部位存在回流區。
根據本發明的一種垃圾填埋氣燃燒裝置，包括所述通孔在靠近爐膛一側的截面直徑大於靠近旋流器一側的截面直徑。


下面結合附圖對本發明進一步說明。
圖1是本發明的外形示意圖。
圖2是圖1的I--I剖視圖兼原理圖。
圖3是圖2的B--B剖視圖。
圖4是圖2的C--C剖視圖。
圖中1.二級旋流器頂端的軸徑向出氣孔，2.二級旋流器的端蓋，3.二級旋流器的導流葉片，4.二級旋流器的喉部，5.填埋氣輸入管道，6.一級旋流器出口端板，7固定板上的導氣孔.，8.一級旋流器固定板，9.空氣輸入管道，10.一級旋流器導流葉片。
具體實施例方式
在圖1中，一、二級旋流器同軸布置，空氣在填埋氣的四周，二級旋流器較一級旋流器靠前，具體位置以一級旋流器出口氣流與一級旋流器產生的回流前遲滯點的回流滯止點與二級旋流器產生的回流起點位於同截面為準。
在圖2中，空氣(b)在輸入管道(9)中向前流動，在一級渦流器導流葉片(10)外分成兩股(b1)和(b2)，其中一股(b1)從導流葉片(10)處進入，形成旋流後直接參與燃燒，另一股(b2)從一級旋流器固定板上的導氣孔(7)進入爐膛，這股氣的作用一是避免空氣輸入管道中形成死區而導致局部高溫，二是輔助控制火焰的形狀與空間分布。填埋氣(a)從輸入管道進入後，先進入二級旋流器的喉部，節流、增速之後進入二級旋流器，分成兩股(a1)和(a2)，其中一股(a1)從導流葉片沿徑向進入燃燒區，另一股(a2)從二級旋流器頂端的軸徑向孔中出來，其作用有兩點，一是避免回流的高溫煙氣遲滯在二級渦流器的頂端面上而造成過高的溫度，二是小流量燃燒時有利於穩焰。
在圖3中顯示了一級旋流器的導流葉片(10)的葉型，為平板型葉片。
在圖4中顯示了二級旋流器的導流葉片(3)的葉型，為圓弧型葉片。
權利要求
1.一種垃圾填埋器燃燒裝置，是由填埋器輸入管道(5)、空氣輸入管道(9)，一級旋流器和二級旋流器組成，其特徵在於一級旋流器和二級旋流器同軸布置，空氣輸入管道的出口端由一級旋流器固定板封閉，所述一級旋流器固定板上開有導氣孔(7)；所述一級旋流器直徑小於空氣輸入管道並且其出口端板安裝在所述一級旋流器固定板上，進入空氣輸入管道的一股空氣通過一級旋流器的導流葉片(10)進入旋流器，然後穿過所述一級旋流器的固定板和端板上的通孔(11)進入爐膛，另一股穿過所述導氣孔(7)進入爐膛；二級旋流器直徑小於一級旋流器，進入填埋氣輸入管道的填埋氣分為兩股，一股通過二級旋流器葉片(3)進入燃燒區，另一股從二級旋流器頂端的軸徑向孔中噴出。
2.根據權利要求1所述的垃圾填埋氣燃燒裝置，其特徵在於所述垃圾填埋氣輸入管道中有一個喉部(4)，所述喉部的直徑小於所述垃圾填埋氣輸入管道其它部位的直徑。
3.根據權利要求1所述的垃圾填埋氣燃燒裝置，其特徵在於二級旋流器比一級旋流器更深入爐膛，一級旋流器和二級旋流器安裝的具體位置以一級旋流器出口氣流與一級旋流器產生的回流前遲滯點的回流滯止點與二級旋流器產生的回流起點位於同截面為準。
4.根據權利要求1或2所述的垃圾填埋氣燃燒裝置，其特徵在於所述一級旋流器導流葉片(10)和二級導流葉片(3)的反向安裝。
5.根據權利要求4所述的垃圾填埋氣燃燒裝置，其特徵在於一級旋流器的導葉是直板型，周向均勻布置，二級旋流器的導葉形狀是圓柱面的一段，周向呈均勻布置。
6.根據權利要求5所述的垃圾填埋氣燃燒裝置，其特徵在於二級旋流器前方中心部位存在回流區。
7.根據權利要求6所述的垃圾填埋氣燃燒裝置，其特徵在於所述通孔在靠近爐膛一側的截面直徑大於靠近旋流器一側的截面直徑。
全文摘要
一種垃圾填埋氣燃燒的裝置。該裝置使原本廢棄的垃圾填埋氣得以利用，節約了能源，保護了環境。它是通過兩級旋流的共同作用下，使摻與燃燒的空氣和填埋氣相對逆向旋轉，第一級通空氣，第二級通填埋氣，兩者同軸布置。空氣從外向內沿徑向流動，填埋氣主要部分從內向外沿徑向流動，兩種氣流反向旋轉，通過對這兩股氣流的控制，可以合理地組織燃燒。另外還有部分填埋氣沿軸徑向流出，這股氣既有軸向速度，也有徑向速度和周向速度。這種裝置可以使垃圾填埋氣在大的流量變化範圍內穩定、充分、迅速地燃燒。
文檔編號F23D14/02GK1786574SQ20041009675
公開日2006年6月14日 申請日期2004年12月6日 優先權日2004年12月6日
發明者王曙輝, 宋燕民, 楊軍華 申請人:北京時代桃源環境科技有限公司