焚化裝置及包括該焚化裝置的鍋爐的製作方法
2023-10-04 10:56:14 1
專利名稱：焚化裝置及包括該焚化裝置的鍋爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及焚化裝置及鍋爐，具體地說涉及利用木柴有效焚化廢石油化學物，從而減少二惡英的產生的焚化裝置及鍋爐。
背景技術：
人們一直持續著如何對生活/工業廢物不進行掩埋，在不汙染環境的前提下進行焚燒的方法研究。特別是，進行了關於代表性環境汙染物質二惡英的產生原因以及與其相對應的如何減少二惡英生成的研究。
研究表明，二惡英與燃燒室內不完全燃燒有密切關係。為了防止廢物的不完全燃燒，i)應確保較高的燃氣溫度，使其進行充分氧化反應；ii)應確保燃氣滯留在高溫區域的充分時間，從而確保充分的氧化反應時間，使其進行充分的熱分解，即氧化；iii)應確保燃料或未燃氣體與空氣充分混合(Turbulence)，使其與活性氧充分接觸。即，要確保燃燒溫度的穩定性和進行充分的氧化反應的運轉溫度。
為強化上述功能，工業廢物焚化裝置及利用此焚化裝置的鍋爐使用的以往燃燒室在燃燒空氣的注入位置附近形成有突出部分，具有保證滯留時間及充分混合的結構。但是，以往的燃燒室不具有確保較高燃氣溫度的有效裝置。
發明內容本發明目的是提供能夠確保較高的燃氣溫度，使其具有充分的氧化反應時間並充分混合，從而能夠完全燃燒廢石油化學物的焚化裝置及鍋爐。
為實現上述目的而提出的本發明的焚化裝置，其特徵是，上述焚化裝置包括熔融氣化室，該熔融氣化室具有投入廢石油化學物的廢物投入口、供給空氣的第1空氣供給口、以及排出上述廢石油化學物氣化而成的氣體的第1氣體排出口；燃燒室，該燃燒室具有投入木柴的木柴投入口、形成於木柴堆積燃燒的底部且用於使從上述第1氣體排出口排出的上述廢石油化學物氣體流入的氣體引入口、供給空氣的第2空氣供給口、以及排出上述木柴和廢石油化學物氣體燃燒產生的燃燒氣的第2氣體排出口；其中，上述燃燒室位於熔融氣化室上方，將上述燃燒室內燃燒引起的熱量供給到熔融氣化室生成廢石油化學物氣體，廢石油化學物氣體通過上述氣體引入口引導到燃燒室內燃燒的木柴上燃燒。上述燃燒室底部呈漏鬥狀，上述燃燒室底部凹陷的末端形成有向下凸出的下方燃燒室，上述下方燃燒室的底部又形成有氣體引入口。或者，上述燃燒室底部呈漏鬥狀，上述燃燒室底部末端形成有氣體引入口。此外，上述焚化裝置還包括粉塵阻隔燃燒網，粉塵阻隔燃燒網作為通過燃燒氣的細微的網，位於第2氣體排出口處，在燃燒室的燃燒下加熱成高溫，以使通過的燃氣燃燒。
本發明涉及的鍋爐，其特徵是，包括上述焚化裝置，此外，還包括儲存水的熱水池以及發熱系統煙道，上述發熱系統煙道連接於上述第2氣體排出口並貫通上述熱水池，以使從上述第2氣體排出口排出的燃氣與上述熱水池儲存的水進行熱交換，從而急速冷卻。
此外，本發明涉及的鍋爐還包括煙道，所述煙道從上述發熱系統煙道延伸形成；冷卻系統煙道，所述冷卻系統煙道從上述煙道延伸形成，並至少在內部或外部形成有能夠流過冷卻水的管道；冷卻水吐出管，所述冷卻水吐出管向上述冷卻系統煙道供給冷卻水；自動閥，所述自動閥設置於上述冷卻水吐出管上；溫度傳感器，其用於測量貫通上述冷卻系統煙道的燃氣溫度；控制部，其控制上述自動閥，以使上述溫度傳感器的測定溫度為規定臨界溫度以下；以及高溫送風機，其將上述冷卻系統煙道的尾氣提供給外部熱地鋪。
另外，本發明的鍋爐包括煙道，其從上述發熱系統煙道延伸形成，並能夠與上述燃燒室進行熱交換；冷卻系統煙道，所述冷卻系統煙道從上述煙道延伸形成，並至少在內部或外部形成有能夠流過冷卻水的管道；冷卻水吐出管，其向上述冷卻系統煙道供給冷卻水；自動閥，其設置於上述冷卻水吐出管上；溫度傳感器，其用於測量貫通上述冷卻系統煙道的燃氣溫度；控制部，其控制上述自動閥，以使上述溫度傳感器測定的燃氣溫度為規定臨界溫度以下。
此外，本發明的鍋爐包括冷卻系統煙道，其從上述發熱系統煙道延伸形成，並安裝有向貫通的燃氣噴射冷卻水的噴射閥；溫度傳感器，其用於測定貫通上述冷卻系統煙道的燃氣溫度；控制部，其控制噴射閥，以使上述溫度傳感器測定的燃氣溫度為規定臨界溫度以下。
圖1是本發明實施例涉及的鍋爐的上部平面示意圖。
圖2是沿圖1所示A-A』剖開的鍋爐的剖面示意圖。
圖3是沿圖1所示B-B』剖開的鍋爐的剖面示意圖。
圖4是與本發明實施例涉及的鍋爐連接的火炕及水路的剖面示意圖。
附圖符號說明
1本體，2燃燒室，3空氣供給管，4粉塵阻隔燃燒網，5下方燃燒室，6木柴自動投入裝置，7氣體供給管，8熱水池，9發熱系統煙道，10冷卻系統煙道，11熔融氣化室，12廢石油化學製品投入口，13熔融氣化室空氣供給管，14廢油供給管，15二次排出口，16循環水引入管，17循環水吐出管，18銅線圈管，19電熱線，20高溫送風機，21煙道，22溫度傳感器，23自動閥，24冷卻水吐出管，25火炕，26火炕下方煙道，27水路，28排水管，29煙囪。
具體實施方式下面參照附圖對本發明實施例進行詳細說明。
圖1是本發明實施例涉及的包括焚化裝置的鍋爐的上部平面示意圖，圖2是沿圖1所示A-A』剖開的鍋爐的剖面示意圖，圖3是沿圖1所示B-B』剖開的鍋爐的剖面示意圖。
如圖1至圖3所示，本發明的鍋爐在本體1前面形成有可開關的門31，本體1內部中央形成有燃燒室2。
燃燒室2內部下方形成有能夠充分供給燃燒所需空氣的空氣供給管3，燃燒室2內部中央下方形成有促進熔融氣化室內廢石油化學製品熔融氣化並燃燒此時產生的氣體的下方燃燒室5。燃燒室2內部中央上方形成有由特殊合金(鐵鉻合金等)製作的細微網狀的粉塵阻隔燃燒網4。粉塵阻隔燃燒網4在燃燒室2內木柴的燃燒下加熱到1000℃以上，對不完全燃燒的粉塵及不完全燃燒氣體進行再次燃燒，並排出到煙道。
粉塵阻隔燃燒網4兩旁設置有能夠持續投入一定量木柴的木柴自動投入裝置6，本體1中央上方形成有由導熱性很好的銅板製成的發熱系統煙道9，並與燃燒室外部煙道連接，而粉塵阻隔燃燒網4則設置於發熱系統煙道9的入口處。
本體1下方形成有熔融氣化室11，熔融氣化室11形成有投入廢石油化學製品的投入口12和廢油供給管14。熔融氣化室11內形成有熔融氣化室空氣供給管13，熔融氣化室11和下方燃燒室5通過氣體供給管7相連，從此掉落的灰燼將排出到2次排出口15。
燃燒室2上方和旁邊形成有熱水池8，能夠對燃燒室2的熱進行有效畜熱，在1000℃以上的高溫下也能夠保護燃燒室2的壁面。熱水池8內的熱水溫度上升到一定溫度以上後，將供給到住宅的熱地鋪設置的暖房管道，為此還形成有熱水循環用引入管16以及吐出管17。熱水池8上方形成有用於生成不循環的乾淨熱水的銅線圈管18，能夠供給飲用以及沐浴用熱水。考慮到季節影響，在急需更高溫度熱水時，可以利用電熱線19進一步提高熱水溫度。
煙道21的入口部分形成有冷卻系統煙道10，它的作用是在燃燒室溫度很高，燃氣通過發熱系統煙道9後溫度仍為規定臨界溫度以上時，通過熱交換降低燃氣的溫度。為使熱交換急速進行，冷卻系統煙道10使用導熱性好的銅管，並在其內部也用導熱性好的銅板形成風扇狀。
冷卻系統煙道10的入口連接有供給冷卻水的冷卻水吐出管24，下方排氣口形成有高溫送風機20。高溫送風機20前方設置有溫度傳感器22，能夠測定冷卻系統煙道10排出的尾氣溫度，並將溫度傳感器22測定的溫度輸入到控制部30。
控制部30可以使用微型控制器(micro controller)等實現，並與設置於冷卻水吐出管24上的自動閥23相連。控制部30在溫度傳感器22測定的溫度超過規定臨界溫度時，控制自動閥23供給冷卻水，從而將尾氣溫度冷卻到臨界溫度以下。
圖1至圖3公示的熔融氣化室11形成有廢油供給管14以及廢石油化學製品投入口12，作為投入廢石油化學物的廢物投入口，而且形成有氣體供給管7的流入口，作為排出廢石油化學物的氣體的第1氣體排出口。在這裡，廢石油化學物包括家庭用或工業用乙烯樹脂、塑料、聚酯塑料瓶、廢油等。
燃燒室2形成有氣體供給管7的排出口，作為使從第1氣體排出口排出的廢石油化學物氣體流入的氣體引入口，並且形成有空氣供給管3，作為空氣供給口。
下面對圖1至圖3所示的鍋爐的運轉情況進行詳細說明。
向熔融氣化室11的投入口12和廢油供給管14投入廢石油化學製品，通過木柴自動投入裝置6向燃燒室2投入木柴，然後通過本體1前面的門31對木柴點火。
通過空氣供給管3向燃燒室2供給空氣並燃燒木柴，使燃燒室2的溫度升到1000℃以上，急劇加熱粉塵阻隔燃燒網4。
在這樣高溫的燃燒狀態下，下方燃燒室5以及熔融氣化室11的溫度也會上升，使投入到熔融氣化室11的廢石油化學物熔融，並產生氣體。
此外，隨著木柴在燃燒室2中燃燒，會生成木炭等中間物質，堆積於下方燃燒室5，同時通過氣體供給管7掉落到熔融氣化室11。通過空氣供給管13向熔融氣化室11供給空氣時，廢石油化學物就會著火，產生更多的氣體。
該氣體通過氣體供給管7供給到燃燒中的下方燃燒室5。由於燃燒室2成漏鬥狀，所有火勢向下方燃燒室5集中，因此廢石油化學物的氣體將被引導到燃燒著的木柴，在接近完全燃燒的狀態下燃燒。這樣，二惡英就會幾乎完全分解，燃燒室的火勢則更加旺盛。
接著，燃燒室2中產生的高溫燃氣由於通過加熱到1000℃以上的粉塵阻隔燃燒網4，所以部分未完全燃燒的粉塵和燃氣就會在粉塵阻隔燃燒網4再次燃燒，從而使二惡英等環境汙染物質完全燃燒。
通過粉塵阻隔燃燒網4的高溫燃氣在通過發熱系統煙道9時，會瞬間將熱量傳遞給熱水池8，從而轉變為低溫氣體。
此時，如果低溫氣體在通過設置於高溫送風機20入口的溫度傳感器22時測定的溫度為臨界溫度(200℃)以上，則控制部30就會控制設置於冷卻水吐出管24上的自動閥23，向冷卻系統煙道10供給冷卻水。這樣，使得貫通煙道的燃氣溫度降到臨界溫度以下，並通過高溫送風機20供給到外部熱地鋪。
這裡，臨界溫度設定為能夠再合成二惡英的溫度中最低的溫度，具體設定為200℃以下至150℃。
上述實施例中，雖然發熱系統煙道9對燃氣進行冷卻，但為了防止從發熱系統煙道9到達冷卻系統煙道10期間，出現能夠再合成二惡英的溫度，使這一區間與燃燒室2進行熱交換以維持高溫。
此外，也可以在煙道內部以及外部流過冷卻水，或噴射冷卻水使其混入氣體中，從而使貫通冷卻系統煙道10的燃氣溫度為臨界溫度以下。
從上述實施例可知，通過本發明的熔融氣化室11、下方燃燒室5以及燃燒室2等機械裝置，能夠完全燃燒廢石油化學物。即，通過燃燒室2以及下方燃燒室5的燃燒熱，使熔融氣化室11的廢石油化學物與空氣一起1次燃燒，熔融並氣化，下方燃燒室5提供的木炭等中間物質(燃燒過程中產生的物質)將會促進熔融氣化室11中的熔融氣化過程。
此外，熔融氣化室11隻具有1個氣體排出口，通過這個氣體排出口將所有廢石油化學物氣體引導到燃燒室2的木柴，因此所有廢石油化學物氣體在高溫的木柴上進行2次完全燃燒。接著，通過燃燒室2的氣體排出口處設置的粉塵阻隔燃燒網4，將廢石油化學物氣體進行3次燃燒，以確保粉塵及廢石油化學物完全燃燒。
在再合成二惡英過程中起催化劑作用的粉塵被細微的網濾去並燃燒，而且通過發熱系統煙道9和/或冷卻系統煙道10，能夠急速冷卻到可再合成二惡英的溫度以下，因此能夠有效防止二惡英的再合成。
圖4是與本發明實施例涉及的鍋爐連接的火炕及水路的剖面示意圖。
如圖4所示，上方形成有火炕25，火炕25下方形成有通向四方的火炕下方煙道26，火炕下方煙道26底部的邊緣形成有水路27及排水管28。上述鍋爐的高溫送風機20與火炕下方煙道26連接，並形成有用於排出加熱火炕後的尾氣的煙囪29。
通過鍋爐的高溫送風機20供給到火炕下方煙道26的尾氣和熱水用於加熱火炕，熱水在火炕下方煙道26底部變涼，起到火炕25的加熱及地板冷空氣的阻斷作用，水通過火炕下方煙道26底部邊緣形成的水路27及排水管28向外排出，加熱火炕25後的尾氣則通過煙囪29排出。
發明效果如上所述，本發明能夠完全燃燒廢石油化學物，有效防止二惡英的產生，從而提供能夠有效防止二惡英再合成的裝置。
權利要求
1.一種焚化裝置，其特徵是，所述焚化裝置包括熔融氣化室，所述熔融氣化室具有用於投入廢石油化學物的廢物投入口、用於供給空氣的第1空氣供給口、以及用於排出所述廢石油化學物氣化而成的氣體的第1氣體排出口；燃燒室，所述燃燒室具有用於投入木柴的木柴投入口、形成於所述木柴堆積燃燒的底部且用於使從所述第1氣體排出口排出的所述廢石油化學物氣體流入的氣體引入口、用於供給空氣的第2空氣供給口、以及用於排出所述木柴和廢石油化學物氣體燃燒產生的燃氣的第2氣體排出口；其中，所述燃燒室位於所述熔融氣化室上方，所述熔融氣化室吸收所述燃燒室內燃燒產生的熱量後生成所述廢石油化學物氣體，所述廢石油化學物氣體通過所述氣體引入口引導到所述燃燒室內燃燒的木柴上進行燃燒。
2.如權利要求1所述的焚化裝置，其特徵是，所述燃燒室的底部呈漏鬥狀，所述燃燒室底部凹陷的末端形成有向下凸出的下方燃燒室，所述下方燃燒室的底部形成有所述氣體引入口。
3.如權利要求1所述的焚化裝置，其特徵是，所述燃燒室的底部呈漏鬥狀，所述燃燒室底部末端形成有所述氣體引入口。
4.如權利要求1至3中任意一項所述的焚化裝置，其特徵是，所述焚化裝置還包括粉塵阻隔燃燒網，所述粉塵阻隔燃燒網作為通過燃燒氣的細微的網，位於所述第2氣體排出口處，並在所述燃燒室的燃燒下加熱成高溫，以使通過的燃氣燃燒。
5.一種鍋爐，其特徵是，所述鍋爐包括權利要求1至4中任意一項所述的焚化裝置。
6.如權利要求5所述的鍋爐，其特徵是，所述鍋爐還包括用於儲存水的熱水池以及發熱系統煙道，所述發熱系統煙道連接於所述第2氣體排出口並貫通所述熱水池，以使從所述第2氣體排出口排出的燃氣與所述熱水池內儲存的水進行熱交換，從而急速冷卻。
7.如權利要求6所述的鍋爐，其特徵是，所述鍋爐包括煙道，所述煙道從所述發熱系統煙道延伸形成；冷卻系統煙道，所述冷卻系統煙道從所述煙道延伸形成，並至少在內部或外部形成有能夠流過冷卻水的管道；冷卻水吐出管，所述冷卻水吐出管用於向所述冷卻系統煙道供給所述冷卻水；自動閥，所述自動閥設置於所述冷卻水吐出管上；溫度傳感器，所述溫度傳感器用於測量貫通所述冷卻系統煙道的燃氣溫度；控制部，所述控制部控制所述自動閥，以使所述溫度傳感器的測定溫度為規定臨界溫度以下。
8.如權利要求7所述的鍋爐，其特徵是，所述鍋爐還包括用於將所述冷卻系統煙道的尾氣提供給外部熱地鋪的高溫送風機。
9.如權利要求6所述的鍋爐，其特徵是，所述鍋爐包括煙道，所述煙道從所述發熱系統煙道延伸形成，並能夠與所述燃燒室進行熱交換；冷卻系統煙道，所述冷卻系統煙道從所述煙道延伸形成，並至少在內部或外部形成有能夠流過冷卻水的管道；冷卻水吐出管，所述冷卻水吐出管用於向所述冷卻系統煙道供給所述冷卻水；自動閥，所述自動閥設置於所述冷卻水吐出管上；溫度傳感器，所述溫度傳感器用於測量貫通所述冷卻系統煙道的燃氣溫度；控制部，所述控制部控制所述自動閥，以使所述溫度傳感器測定的所述燃氣溫度為規定臨界溫度以下。
10.如權利要求6所述的鍋爐，其特徵是，所述鍋爐包括冷卻系統煙道，所述冷卻系統煙道從所述發熱系統煙道延伸形成，並安裝有用於向貫通的燃氣噴射冷卻水的噴射閥；溫度傳感器，所述溫度傳感器用於測定貫通所述冷卻系統煙道的燃氣溫度；控制部，所述控制部控制所述噴射閥，以使所述溫度傳感器測定的燃氣溫度為規定臨界溫度以下。
全文摘要
本發明涉及利用木柴有效焚化廢石油化學物，從而減少二噁英產生的焚化裝置及鍋爐。所述焚化裝置包括熔融氣化室，其具有投入廢石油化學物的廢物投入口、供給空氣的第1空氣供給口及排出廢石油化學物氣化而成的氣體的第1氣體排出口；燃燒室，其具有投入木柴的木柴投入口、形成於木柴堆積燃燒的底部且用於流入第1氣體排出口排出的廢石油化學物氣體的氣體引入口、供給空氣的第2空氣供給口及排出木柴和廢石油化學物氣體燃燒產生的燃氣的第2氣體排出口；燃燒室位於熔融氣化室上方，燃燒室內燃燒產生的熱量供給到熔融氣化室生成廢石油化學物氣體，廢石油化學物氣體通過氣體引入口引導到燃燒室內燃燒的木柴上燃燒。
文檔編號F23G7/06GK1971138SQ20061014565
公開日2007年5月30日 申請日期2006年11月23日 優先權日2005年11月24日
發明者成樂英 申請人:Pem技術株式會社, 成樂英