用於垃圾焚燒的無煙爐的製作方法

2023-05-11 10:32:06

本發明涉及無煙爐，尤其涉及用於垃圾焚燒的無煙爐。

背景技術：

進入21世紀，隨著人民環保意識的增強，現有的垃圾焚燒設備，尤其是醫療垃圾的焚燒，多數是採用柴油、天燃氣，電爐對於垃圾進行焚燒，這些焚燒設備大都是焚燒設備體積大，價格高，佔地面積大，運行費用高，適應不了當前中小鄉鎮衛生院，衛生所等單位的醫療垃圾的焚燒問題。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服已有技術的缺點，提供一種可大大降低運行費用、設備體積小並且可一機多用的用於垃圾焚燒的無煙爐。

本發明的用於垃圾焚燒的無煙爐，包括焚燒爐和曲軸爐膽冷卻器，所述的焚燒爐包括外殼和間隔固定在外殼內的燃燒室殼體，在所述的燃燒室殼體的頂部設有進料口，在所述的進料口上安裝有上蓋，在所述的燃燒室殼體內沿水平方向上下間隔安裝有耐高溫爐箅子和二次燃燒室底板，所述的耐高溫爐箅子上面的燃燒室殼體內的區域為第一燃燒室，所述的耐高溫爐箅子與二次燃燒室底板之間的燃燒室殼體內區域為第二燃燒室，所述的二次燃燒室底板為凹槽形結構，在第一燃燒室處的所述的燃燒室殼體上間隔開設的開口上分別連通設置有伸出外殼的通風通道，在每一個所述的通風通道伸出外殼設置的門口處均通過通風爐門框固定有一塊通風板，在每一塊所述的通風板上開有多個通風孔作為第一燃燒室的一次進風裝置，在每一個通風爐門框上通過轉軸連接有能夠開啟和關閉的通風爐門，在所述的第二燃燒室處的燃燒室殼體的開口上連通設置有一個伸出外殼的觀察通道，在所述的觀察通道伸出外殼設置的管口處固定有二次燃燒室爐門框，在所述的二次燃燒室爐門框上通過轉軸連接有能夠開啟和關閉的爐門，在所述的爐門中間設置有玻璃窗以觀看燃燒效果，一個二次風盒安裝在所述的第二燃燒室位置處的燃燒室殼體外壁上，在所述的二次風盒內的燃燒室殼體上開有多個二次供風風孔，一個中壓鼓風機的出口通過穿過外殼設置的二次風管與二次風盒接口相連通，在所述的焚燒爐的外殼上部連接有熱風排放管，所述的外殼和燃燒室殼體之間的空腔構成換熱通道，所述的熱風排放管與換熱通道相互連通，所述的曲軸爐膽冷卻器包括冷卻器外殼和間隔設置在所述的冷卻器外殼內下部的降塵室，在所述的降塵室的頂壁上連通有沿豎直方向設置的曲軸爐膽，所述的曲軸爐膽為曲軸形結構，所述的曲軸形結構由交替連通的連杆軸頸和主軸頸組成，所述的連杆軸頸和主軸頸為中空結構，在每一個主軸頸的中間沿豎直方向設置有中心管，每一個所述的主軸頸的中心管的外壁和主軸頸的內壁之間的空腔以及連杆軸頸的空腔為供煙氣通過的通道，所述的曲軸爐膽最頂部的主軸頸與穿過冷卻器外殼的煙囪進口水平連通，在所述的煙囪出口上安裝有引風機，在所述的冷卻器外殼頂部安裝有冷卻風機，所述的冷卻器外殼與曲軸爐膽之間的空腔、冷卻器外殼與降塵室之間的空腔以及中心管的空腔共同構成冷空氣通道，所述的冷卻風機的出口與冷空氣通道相連通，所述的降塵室的側壁上的開口通過降塵管道與冷卻器外殼上的清灰口相連通，在所述的清灰口上安裝有降塵室清灰門，一個沿水平方向設置的三次風盒一端固定在所述的冷卻器外殼的下部並且另一端固定在焚燒爐的外殼上，在所述的三次風盒內設置有一個三次風煙火管，所述的三次風煙火管一端穿過焚燒爐的外殼與第二燃燒室連通並焊接在第二燃燒室處的燃燒室殼體上，所述的三次風煙火管的另一端穿過冷卻器外殼與降塵室相連通並焊接在降塵室側壁上，在所述的三次風煙火管的管壁上開有多個三次風孔，所述的多個三次風孔開在煙火管的水平中軸切面以上的180度位置，所述的三次風盒通過安裝有調風閥門的三次風管與二次風管相連通，在所述的三次風盒下部的冷卻器外殼和焚燒爐的外殼之間連通設置有冷卻器熱風通道以使所述的冷卻器熱風通道與冷空氣通道以及換熱通道連通。

本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果：

1、本焚燒設備體積小、佔地面積少，造價低廉，可以就近處理各種可燃性垃圾和醫療垃圾。

2、本焚燒設備燃盡率高，燃燒效果好，無煙無味，無汙染。

3、本焚燒設備可一機多用，可焚燒醫療垃圾，生活垃圾，養雞場病死的家禽等。

4、本焚燒設備在焚燒垃圾時會產生大量的熱量，產生的熱量全部都是潔淨的，如果收集加以利用，夏季可用於烘乾，冬季可用於取暖，能夠解約大量能源。

5、本焚燒設備在不作任何改動的情況下，可以轉換成供暖用的熱風爐和供暖用的常壓熱水鍋爐。

6、本裝置中的曲軸爐膽是一種換熱裝置，全部採用鋼板卷制，曲軸爐膽內空心大，能夠流通過大流量的煙氣和空氣，在保證煙氣和空氣流通的前提下，可以增加有效的受熱面，使其換熱效果更好。

7、在點火燃燒的前階段和結束時用生物質介質燃燒，大部分焚燒時段是用醫療垃圾自身燃燒發出的熱量把自身的煙氣和有害物質燒掉，可大大降低運行費用，解決中小鄉鎮衛生院衛生所等單位醫療垃圾的焚燒問題。

附圖說明

圖1是本發明用於垃圾焚燒無煙爐的結構立體示意圖；

圖2是本發明用於垃圾焚燒無煙爐的冷卻風和燃燒煙氣的流向示意圖；

圖3是圖1所示的無煙爐的A-A剖視圖；

圖4是圖1所示的無煙爐的B-B剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

如附圖所示，本發明的用於垃圾焚燒的無煙爐，包括焚燒爐和曲軸爐膽冷卻器21，所述的焚燒爐包括外殼1和間隔固定在外殼內的燃燒室殼體2，在所述的燃燒室殼體2的頂部設有進料口，在所述的進料口上安裝有上蓋3，進料口功能是向燃料室內加介質燃料和要焚燒的物品，在所述的燃燒室殼體內沿水平方向上下間隔安裝有耐高溫爐箅子6和二次燃燒室底板10，所述的耐高溫爐箅子6上面的燃燒室殼體內的區域為第一燃燒室，所述的耐高溫爐箅子6與二次燃燒室底板10之間的燃燒室殼體內區域為第二燃燒室，所述的二次燃燒室底板10為凹槽形結構，中間低，四周高，這樣可以使醫療垃圾的焚燒過程中大量沒有注射完的剩餘液體會流到二次燃燒室底板10上，經過二次焚燒把此液體全部焚燒乾淨。在所述的第一燃燒室處的燃燒室殼體上間隔開設的開口(通常選擇四個)上分別連通設置有伸出外殼1的通風通道，在每一個所述的通風通道伸出外殼設置的門口處均通過通風爐門框固定有一塊通風板，在每一塊所述的通風板上開有多個通風孔作為第一燃燒室的一次進風裝置，第一燃燒室的一次進風裝置是自然通風，所述的多個通風孔的直徑優選的為6-8毫米，在每一個通風爐門框上通過轉軸連接有能夠開啟和關閉的通風爐門，空氣經過打開的通風爐門、通風板上的通風孔後進入第一燃燒室，向第一燃燒室內供氧氣助力燃燒，在所述的第二燃燒室處的燃燒室殼體2的開口上連通設置有一個伸出外殼1的觀察通道，在所述的觀察通道伸出外殼設置的管口處固定有二次燃燒室爐門框8，在所述的二次燃燒室爐門框8上通過轉軸連接有能夠開啟和關閉的爐門，在該爐門中間設置有玻璃窗以觀看燃燒效果。

第一燃燒室各爐門正常燃燒時是開啟的，以利於給第一燃燒室供氧氣助力燃燒，其次，焚燒爐如果暫時不焚燒拉圾，待一段時間再工作，可以給它加一部分生物質燃料，把通風爐門關上，讓爐火不熄滅，間隔幾個小時再繼續工作，爐火不會熄滅。一個二次風盒7安裝在所述的第二燃燒室位置處的燃燒室殼體外壁上，在所述的二次風盒7內的燃燒室殼體上開有多個二次供風風孔9，二次供風風孔9被二次風盒7給封閉起來，一個中壓鼓風機19的出口通過穿過外殼設置的二次風管與二次風盒接口相連通。開啟中壓鼓風機19提供二次供風。

在所述的焚燒爐的外殼1上部連接有熱風排放管5，所述的外殼和燃燒室殼體之間的空腔構成換熱通道22。所述的熱風排放管5與換熱通道22相互連通。

所述的曲軸爐膽冷卻器21包括冷卻器外殼和間隔設置在所述的冷卻器外殼內下部的降塵室，在所述的降塵室的頂壁上連通有沿豎直方向設置的曲軸爐膽16，所述的曲軸爐膽16為曲軸形結構，所述的曲軸形結構由交替連通的連杆軸頸和主軸頸組成，所述的連杆軸頸和主軸頸為中空結構，在每一個主軸頸的中間沿豎直方向設置有中心管，每一個所述的主軸頸的中心管的外壁和主軸頸的內壁之間的空腔以及連杆軸頸的空腔為供煙氣通過的通道，所述的曲軸爐膽16最頂部的主軸頸與穿過冷卻器外殼的煙囪進口水平連通，在所述的煙囪出口上安裝有引風機17，開啟引風機17能保證焚燒爐在負壓工況下正常運行，在所述的冷卻器外殼頂部安裝有冷卻風機15，所述的冷卻器外殼與曲軸爐膽16之間的空腔、冷卻器外殼與降塵室之間的空腔以及中心管的空腔共同構成冷空氣通道23，所述的冷卻風機15的出口與冷空氣通道23相連通，所述的降塵室的側壁上的開口通過降塵管道與冷卻器外殼上的清灰口相連通，在所述的清灰口上安裝有降塵室清灰門14，一個沿水平方向設置的三次風盒11一端固定在所述的冷卻器外殼的下部並且另一端固定在焚燒爐1的外殼上，在所述的三次風盒11內設置有一個三次風煙火管12，所述的三次風煙火管12一端穿過焚燒爐1的外殼與第二燃燒室連通並焊接在第二燃燒室處的燃燒室殼體上，所述的三次風煙火管12的另一端穿過冷卻器外殼與降塵室相連通並焊接在降塵室側壁上。在所述的三次風煙火管12的管壁上開有多個三次風孔24。所述的三次風煙火管12可以根據使用需要採用厚8-10毫米，長400-450毫米的炭鋼管制造。所述的多個三次風孔開在煙火管12的水平中軸切面以上的180度位置。所述的三次風盒11通過安裝有調風閥門的三次風管20與二次風管相連通。在所述的三次風盒11下部的冷卻器外殼21和焚燒爐1的外殼之間連通設置有冷卻器熱風通道13以使所述的冷卻器熱風通道13與冷空氣通道以及換熱通道連通。

優選所述的二次燃燒室底板10與耐高溫爐箅子6之間的距離為200-220mm，此距離經過試驗是最佳距離，因為引風機17的作用，第一燃燒室的火逆燃經過耐高溫爐箅子6進入第二燃燒室時，完全在貼近耐高溫爐箅子6下皮向三次風煙火管12過渡，火燃厚度大約是12-16公分，火燃距二次燃燒室底板10尚有6-10公分，在焚燒醫療拉圾時，會有一部分剩餘的注射藥水流進第二燃燒室內，當這部分水分在第一燃燒室沒有燃燒流到二次燃燒室底板上時，高溫的火焰把二次燃燒室底板上的水分加熱變成蒸汽後混合在800-1100度的高溫煙火中繼續加溫後排除室外。防止了有毒物質二次汙染。

優選的每一個主軸頸的殼體與一個伸出冷卻器外殼設置的爐膽清理管相連通，在所述的爐膽清理管伸出冷卻器外殼設置的爐膽清灰口18處安裝有清灰口護蓋。清灰口護蓋可以安上或取下，以便清理爐膽內積灰。

當燃盡的灰塵由三次風煙火管12進入曲軸爐膽冷卻器前，降落在降塵室，便於清理。通過引風機的吸力，強制焚燒爐火燃逆向燃燒，保證焚燒爐處在正常負壓工況下工作。爐膽清灰口18用於清理曲軸爐膽16中的灰塵，此處灰塵是微量的，是降塵室內沒有沉降的顆粒更小的灰塵，根據焚燒爐規格型號不同，可以根據爐膽數量設置爐膽清灰口的數量。打開清灰口護蓋，可以將曲軸爐膽冷卻器21中更小的灰塵從曲軸爐膽冷卻器的爐膽內清理出來。

所述的冷卻風機15是給曲軸爐膽冷卻器和焚燒爐降溫的，所述的曲軸爐膽冷卻器16是給焚燒爐和排煙引風機降溫的，冷卻風機把冷空氣吹進冷卻器冷空氣通道內和焚燒爐的換熱通道裡，給排煙溫度降溫，從而保證焚燒爐本體不被燒壞、保護引風機不被燒壞，排出的熱風150度—200度，還可以利用到烘乾室或者給部分區域供暖等。本曲軸爐膽冷卻器也可轉用到熱水鍋爐，熱風爐作換熱器。

本發明操作過程如下：

打開焚燒爐的上蓋3，在垃圾焚燒爐的第一燃燒室內先加入生物質大棒或生物質棵粒燃料，生物質燃料的加入量是從耐高溫爐箅子6上約15-18公分厚，開啟引風機17、冷卻風機16，然後開第一燃燒室各個通風爐門，各開2-3公分縫即可，在燃料上面用可燃物如廢紙、廢紙盒等把燃料點燃，待燃料表面全部點燃後，可以把需要焚燒的醫療垃圾加滿燃料室，蓋上上蓋3，讓其自然燃燒，此時燃料在第二燃燒室內靠近耐高溫爐箅子6下面向水平三次風煙火管12方向連續燃燒，此時開啟中壓鼓風機19，從第二燃燒室爐門8的觀察窗可以清楚的觀察到第二燃燒室內的火燃明顯變白、變亮，有一種刺眼的感覺，再向後、火燃順著水平三次風煙火管13進入曲軸爐膽冷卻器的降塵室，從降塵室向上進入曲軸爐膽16中，在曲軸爐膽16中進行4次兩面180度轉向，經過引風機17和煙囪排向室外。整個過程實現了無煙排放：無煙排放的原因是第一燃燒室耐高溫爐箅上面有100mm-150mm燃料被點燃後，燃燒的火焰逆向向下燃燒，被燃燒的所有燃料在被點燃後連火帶煙必須穿過100mm-150mm火層，通過此火層時就以經把煙氣燃燒掉55％，當火焰進入第二燃燒室8的裡面時，由於中壓風機19給二次風盒中吹進中壓風，通過二次供風風孔9給第二燃燒室中的火焰增加了可助燃的氧氣，此二次風穿透第二燃燒室的火焰，可以把火焰中煙的成分燃燒掉40％，火焰進入三次風煙火管12時，中壓風機19的三次供風管道20，吹進三次風煙火管12的三次風盒，在此處通過三次風煙火管三次風孔，又一次給火焰增加了可助燃的氧氣，此三次風穿透三次風煙火管中的火焰，可以把火焰中煙的成分燃燒掉4-5％，之後進入降塵室，在經過曲軸爐膽冷卻器，引風機、煙囪排向大氣。

在上述焚燒過程中，被焚燒的物質會產生大量高溫熱量，必須對焚燒爐及其附屬設備進行冷卻降溫，如圖中帶箭頭的實線所示，本發明的冷卻風機15的出風口向下，直接吹曲軸爐膽冷卻器16內的爐膽最上面，此時風機供風量很大，一部分冷風從曲軸爐膽的中心管直接向下吹去，另一部分空氣會順曲軸爐膽16和曲軸爐膽冷卻器外殼中間之夾套裡向下流動，曲軸爐膽冷卻器內的冷卻的空氣在冷卻器熱風通道13匯合，通過冷卻器熱風通道13進入焚燒爐的二次燃燒室換熱通道22，之後進入熱風排放管5，排出室外。

如圖中帶箭頭的虛線所示，焚燒爐在運行時，煙火從第一燃燒室穿過耐高溫爐箅子6，進入第二燃燒室後向左轉進入三次風煙火管12之後，進入曲軸爐膽下面的降塵室，從降塵室拐90度向上進入曲軸爐膽16的第一個爐膽中，在第一個爐膽中煙火分左右兩路進入第二個爐膽中，在第二個爐膽中煙火分左右兩路進入第三個爐膽中，在第三個爐膽中煙火分左右兩路進入第四個爐膽中，在第四個爐膽中煙火分左右兩路進入引風機後，從煙囪排出室外。

當垃圾焚燒要結束時在燃燒室內加入相應點火時用的生物質燃料，以保證垃圾焚燒的最後階段也能達到理想效果。燃燒過程，降塵室清灰門14關閉，二次燃燒室爐門關閉，第一燃燒室通風爐門4各開2-4公分即可，引風機啟動，此時通過通風板上的通風孔會向第一燃燒室自動供風，保證第一燃燒室燃燒效果，中壓風機19啟動後，二次風全力向第二燃燒室供風，同時開啟三次風管上的閥門，調試到煙囪見不到煙為止。此三次風燃燒溫度可以達到800-1100度，煙氣在爐火中滯留時間可達3-4秒鐘，完全滿足醫療垃圾的焚燒溫度和時間要求，外觀觀察，在煙囪的出口觀察不到任何煙塵,鼻子聞不到任何氣味。

本裝置是利用單體爐改成雙體爐並改變其燃燒原理，具體為：在原先鍋爐的正燒基礎上，由正燒改成反燒式，反燒式原理是在煙囪出口裝一臺引風機17，強迫爐火向下反向逆燃，反燒的火焰下反到第二燃燒室內時，二次供風風孔9吹出的中壓風穿透火焰，助力燃燒，由於醫療垃圾的特殊性，燃燒時煙氣大，氣味難聞，對人體有害，在搞醫療垃圾焚燒時，又加了三次供風，三次供風是在第二燃燒室的火焰向左面冷卻器過渡的三次風煙火管12中上部加進三次中壓風孔24，三次風煙火管12處是第二燃燒室所有火焰都居集在此處向冷卻器過渡的位置，故加入三次風會得到很好的燃燒效果，為達到醫療垃圾焚燒時的徹底乾淨，無煙、無味、就連醫療垃圾中塑料瓶子和塑料管中剩餘的注射藥水也全部燒乾，不會讓剩餘水份流到爐體外面。

本無煙爐，如果梢加改動就可變成小型熱風爐或熱水鍋爐，在焚燒垃圾的過程中，會產生很大一部分潔淨的熱量，這部分熱量冬季可用於供暖，夏季可用於烘乾，又會節約一部分能源，作到廢物利用。

本發明適應環保要求，解決了中小醫院醫療垃圾焚燒問題，無煙燃燒技術可以嫁接到小型鍋爐燃燒領域。