焚化爐的製作方法
2023-06-12 16:36:01 3
專利名稱:焚化爐的製作方法
本發明涉及燃燒可燃性廢物和垃圾的焚化爐，特別涉及中速焚化爐。
這種焚化爐所碰到的問題之一是裝料的方法。這裡所說的焚化爐一般以兩種方法裝料。一種方法是把廢物裝入燃燒室的底部，另一種方法是燃燒室重力頂裝料，這種方法是將廢物升高到燃燒室上面即完全超過燃燒室，然後使廢物進入燃燒室。本發明人的美國專利第3881431號敘述了頂裝料法。
頂裝料的問題在於將廢物升高到完全超過燃燒室時會消耗大量能量。
底裝料的問題在於必須將廢物塞入焚化爐。這要耗能。此外，塞入的廢物不能完全燃燒。
米勒(Miller)的美國專利第4074638號敘述了一個試圖解決這些問題的發明。在該發明中，主燃燒室的下部裝有一根往復運動的液壓推桿。與推桿相對設置的是一扇卸料門。推桿進入燃燒室並攪拌塞得密實的廢物，還把灰和非可燃性廢物推向收集部位米勒發明的問題在於未解決處於燃燒室下部的廢物的塞入間題。將廢物升高和塞進燃燒室所消耗的能量使廢物壓得非常密實，以致它們不易燃燒。此外，還需要兩根推桿，一根用於塞廢物，一根用於攪拌和排除。
除了本人的上述的專利之外，焚化爐技術領域：
中別的已有專利有1974年12月24日頒發給休斯(Hughes)的美國專利第3855950號和1973年7月31日頒發給伯頓·傑爾的美國專利第3749031號。本人的專利第3881431號中所討論的專利包括頒發給霍斯金森(Hoskinson)的美國專利第3215101號、第3248178號、第3355254號，還有美國專利第3610179號、美國專利3631823號、美國專利第3651771號、美國專利3567399號。本人的先前的專利中所提到的專利有美國專利第3552332號、第3651771號、第3664277號、第3749031號和第3782301號。
還應指出，在焚化爐焚化過程中，大量的能量被損失在大氣中。冬季，這種能量損失導致焚化爐的低工作效率，甚至當廢物的燃燒是百分之百的高效率時也是如此，輸入的能量完全損失掉了。
還應指出，這裡所討論的這類焚化爐中，有很多還包括一個在燃燒室上方的後燃燒室。這類後燃燒室在本人的先前美國專利第3881431號和米勒的美國專利第4074638號中均有涉及。在這兩份專利中都敘述了焚化爐領域中眾所周知的缺乏空氣的燃燒系統。
本發明中所提供的焚化爐系統包括一個具有水平的中平面的燃燒可燃性廢物的燃燒室。該燃燒室具有一個側面裝料入口，入口的底邊不低於，最好配置在水平的水平面中平面上。在空間上與側裝料入口共同擴張的側裝料裝置適合於把廢物裝入燃燒室。空氣通過壓力以相反的方向沿著燃燒室的底部出口進入燃燒室的下部。
側裝料裝置包括一個長的適合於存放廢物的臥式料鬥箱。料鬥箱有一個在空間上與側裝料入口和相對端壁共同擴張的出口。帶有平臺的升降機在平臺處於上升位置時形成料鬥箱的底壁。當升降機處於較低位置時，它低於燃燒室的中平面。平臺由外殼圍住，外殼有一個由用鉸鏈轉動的裝料門蓋住的裝料門道，以致在基本上處於地平面位置處可以容易地把廢物裝入平臺。液壓傳動推桿適合於把料鬥箱中的廢物通過側裝料入口推入燃燒室中。在燃燒室裝料之前，為了打開側裝料門由液壓缸提升爐門。當爐門上升到其頂部位置時，爐門框架上的微動開關被關閉，以便觸發升降機平臺移動，在預定的時間間隔之後，又觸發推桿的運動使燃燒室裝料。
該系統包括一個在主燃燒室上方的後燃燒室，它可以是缺乏空氣型的燃燒室。後燃燒室的下遊最好配置一種熱量回收裝置。
在燃燒室縱向底部出口的相對兩側上一般以切向角設置幾排相對排列的耐火磚。耐火磚形成了許多空氣通道，通道的下遊出口在底部出口的相對兩側上而上遊入口則與焚化爐的鼓風機和管道系統相連接。燃燒室具有一個假設的垂直的縱向中心平面，而底部出口則沿中心平面與耐火磚的空氣出口形成一直線，以形成與中心平面成接近直角的噴射氣流。
圖1為本發明焚化爐的正視圖;
圖2為焚化爐的側視圖;
圖3為焚化爐端視剖視圖;
圖4為表示進氣噴口的主燃燒室底部剖視端視的分離視圖;
圖5為焚化爐排氣管處的熱量回收裝置和副燃燒室的分離示意圖。
現結合附圖進行詳細地敘述，圖中同樣的零部件用相同的編碼表示。
上文中敘述的焚化爐系統基於具有後燃燒室的缺乏空氣型的焚化爐。
這類爐子在本人的先前的美國專利第41179311號中僅作實例敘述。以下敘述的發明特徵可以用於任何類型的缺乏空氣的焚化爐。
圖1、2和3表示一種燃燒可燃性廢物的焚化爐系統10，它包括一個在基座14上安裝的伸長圓筒形殼體12。殼體12形成具有內表面並具有高度的主燃燒室16。主燃燒室呈圓筒形，具有一根水平方向延伸的縱向軸線17(圖2)，其橫截面則呈圓形，橫截面的水平中心線或鏡面軸線與主燃燒室16的假設水平中平面18對準，在本文中稱為中平面18。如圖3和圖4所示，耐火材料20以該技術領域：
所公知的方式設置在殼體12內壁的絕熱層上。耐火磚24被固定在扁鋼支架26的上表面上，扁鋼支架26沿殼體12內表面的大約三分之一長度上形成一個「V」形的角度，其間有一個縱向的開口部分，適合於把灰從主燃燒室16通過自耐火磚24之間的開口區域延伸出去的許多通道28引入收集槽30(圖3)。
焚化爐系統10還包括一個後燃燒室或者副燃燒室32，它置在主燃燒室16之上，在焚化操作中與主燃燒室相連，一個置在副燃燒室32之上，在焚化操作中與其相連的排氣管組合件34，一隻風機或者鼓風機38，用於使空氣加壓分別經上、下管道40和42進入後燃燒室32之上的吸氣環44和進入主燃燒室16的下部，後者下面將詳細地加以討論。空氣控制系統46使主燃燒室16中保持負壓，通過自動主空氣調節板(圖中未畫出)的調整耒保證其中產生緩慢、不完全燃燒、非湍流煙霧的火焰。在主燃燒室16中建立一個在後燃燒室32底部測得的負壓結合切向燃燒的後燃燒室以再燃燒上升飛灰和氣體的好處已在本人的美國專利第3881431號中較詳細地討論和敘述，這裡引用它作為公開的一部分。
焚化爐系統10還包括殼體12上有一個進入主燃燒室16的側裝料門道或者進口48，主燃燒室16有與主燃燒室16的中平面18對齊的底側50。一個矩形、伸長、水平的料鬥箱52構成一個料鬥室54，適用於貯存廢物(圖中未畫出)。料鬥箱52的長的一邊大體上垂直於縱軸線17。料鬥箱52有一個出口管道56，與殼體12的側裝料進口48和相對的端壁58在空間上共同擴張。料鬥室54具有一個與裝料進口48的底側50和主燃燒室16的中平面18對齊的水平底平面。
圓筒形結構的細長的水平外液壓推桿管60一端與料鬥箱52和另一端與盲板62的縱向垂直。在外推桿管60中同心地設置的圓筒形內部推桿管64一端與端壁58連接，而另一端與盲板62之間有一定間距。圓筒形推桿活塞66與推桿64同心地設置，並且可在內部推桿管64中移動，它通過端壁58伸入料鬥室54。推桿活塞66大體上垂直於通過燃燒室16的縱軸線17的垂直平面。料鬥室54中設置一個裝在推桿活塞66內端上的矩形而垂直放置的推桿翼68。通過液壓管道系統72與內、外推桿管64和60連接的液壓動力裝置70(圖2)能夠推動推桿活塞在內推桿管64中往復運動。主控制板74包括與液壓動力裝置70連接的液壓控制裝置。推桿活塞66能夠使料鬥室54中的推桿翼68在第一和第二位置之間移動。在第一位置時，推桿翼68被置於接近料鬥箱52的端壁58，如圖1中虛線以及圖3中虛線所示。在第二位置時，推桿翼68被置於主燃燒室16的側裝料進口48上，如圖3中實線所示，並且以推桿翼68A表示。如圖3所示，推桿活塞66業已被液壓力推入料鬥室54並以活塞66A表示。通過控制板74驅動液壓裝置使推桿活塞和推桿翼從其第一位置66和68移動到其第二位置66A和68A時，使料鬥室54中的廢物從料鬥室送入主燃燒室16。
廢物由安裝在料鬥箱52之下的支架78上的升降機76裝入料鬥室54中。支架一側由腳80支承，另一側連接在基座14上。如圖2中所示，門82在鉸鏈上轉動，鉸鏈固定在平行於推桿活塞66的支架78上。在垂直位置時，門82關閉支架78形成的裝料門道84，在如圖2所示的水平位置時，則門道84打開，可裝廢物。升降機76還包括一個大體上水平的升降機平臺，圖2和圖3所示為下降的位置，以平臺86表示，圖1和圖3所示為上升位置，以平臺86A表示。在以平臺86A表示的上升位置中，平臺成為料鬥箱52的底壁，如前所述，料鬥箱具有一個與主燃燒室16的中平面18成對齊的底平面。升降機76一般由電驅動，與外部電源連接。
爐門88適合於關閉殼體12的裝料進口48，門88垂直滑動安裝於垂直框架90中，與中平面18和料鬥箱52垂直。爐門88上框架90中的液壓缸92通過液壓管道系統(圖中未畫出)與液壓動力裝置70連接。在圖1中，門88處於其通常下降位置，蓋住進口48。在圖3中爐門88處於上升位置，準備由料鬥室54中裝廢料。
在爐門88上升位置88A的向上拖板的端部處裝有微動開關94，使爐門88撥動在框架90上部的微動開關94，通過電路(圖中未畫出)產生電信號使液壓缸停止爐門88的上升。微動開關94還同時通過電路(圖中未畫出)產生電信號送給升降機76的電源裝置，使裝載平臺上升到位置88A。爐門88觸發微動開關94時還通過電路(圖中未畫出)產生電信號使液壓動力裝置70，在一預定延遲時間間隔之後啟動，推桿活塞66在料鬥箱52中移動，以便迫使廢料正好由升降機76提升到料鬥室54，再從料鬥室通過裝料進口48送入主燃燒室16。然後把推桿翼68置於裝料進口48的底側50上，以便蓋住裝料進口48的整個面積，起到臨時的爐門的作用，如圖3中所示，圖中推桿翼以68A表示。在這時，操作人員自主控制板74發送出一個信號，驅動與上述順序相反的運動。當推桿翼達到它的68A位置時，自動定時裝置就可以啟動作反向運動。首先，推桿活塞的反向運動把推桿翼68拉回到接近端壁58的位置上，其次，爐門88從其打開位置88A降落到其關閉位置88，在這裡它起爐門的作用，接著，接通升降機平臺的電源，使平臺從其上升位置88A移動到其下降位置86。
從鼓風機38發出的壓縮空氣通過上管道40通到副燃燒室32，通過下管道42通到主燃燒室16底部的耐火磚24的「v」形的兩側，具體地說，通到在每塊耐火磚24中的氣道中。如圖4示意圖所示，壓縮空氣被送到置於鋼支架板26下面的一對集氣管96中，每塊耐火磚24的一根根氣管98，再把空氣傳送給每塊耐火磚24的階梯形部分，再至出口100，使空氣以垂直於主燃燒室16的垂直平面102的大體上橫向的方向排出，亦即空氣向著離燃燒室底部上一定間距的運動線流動。在燃燒過程中，空氣的這種流動可使推落下的廢料鬆散。空氣的這種底部運動與落下的廢料結合在一起可使廢料百分之百燃燒，留下的僅僅是菸灰。
圖3具體地說明了排煙管道104，它可使裝料過程中進入料鬥箱52中的任何煙氣返回主燃燒室16。
圖5所示為熱量回收裝置106，它把燃燒熱量引入到副燃燒室32，再送到某一地區供大樓取暖或水加熱之用。熱量回收裝置106包括一個旁通管道108，它從副燃燒室的上面的主排氣管道起以直角延伸，接著呈「U」形彎曲，再返回到排氣管組合件34和吸氣環44之下的一個位置。從燃燒區32出耒的高溫氣體以「A」方向在主排氣管道110中直接向上通過或者以與A向成直角的B向通到旁通管道108，經旁道管道108再返回到主排氣管道110。旁通管道108中設置一個旁通管道控制調節板114。圖中實線表示旁通控制調節板114完全打開的位置，虛線114A表示完全關閉的位置。旁通控制閥的下遊方向是一隻吸風機116，用於把高溫氣體從主排氣管道110中抽入旁道管道108。吸風機116的下遊方向是一個熱交換裝置118，它具有與取暖裝置(圖中未畫出)連接的進口管道120和出口管道122。熱交換裝置118在圖上示意表示，它可以採用該領域中公知的許多熱交換裝置中的任何一種。旁通調節板114和吸風機可以調節高溫氣體，即流過A方向的高溫氣體多些，還是流過B方向的多些。例如，在冬季，調節板和吸風機可以被調節到B向流量大於A向流量，而夏季，可以使A向流量大於B向流量。
可以用一種該領域中公知的諧和動作的調節板耒代替圖5所示的吸氣環。
附圖中所示的別的特徵包括在用螺栓固定在殼體12上的端蓋125的中心處的小鉸鏈門124。觀察孔127位於小門124的中心。打開門124可手工點燃主燃燒室16中的廢料和觀察燃燒室16。
後燃燒室或者副燃燒室32的細節已在本人的美國專利第3881431號中提及。如圖4工作原理示意圖所示，切向氣體噴射在副燃燒室32的底面周圍，它通過氣管130供給燃料。電子控制系統(圖中未畫出)可以為這種氣體點火。副燃燒室32中燃燒的補充氧氣通過許多切向氣體噴口133供給，氣體則由鼓風機38經氣管40提供。
由光-螺旋開關(Photo-helixswitch)(未畫出)調節通過下氣管42和氣體噴口出口100流到主燃燒室的氣流量。主燃燒室頂部的確切的負氣壓取決於燃燒的廢物的類型。所要求的負氣壓由主控制箱74中壓力調節器(圖中未畫出)預定。如果主燃燒室16中空氣壓力比燃燒所要求的負得太多，則光-螺旋開關觸發限界閥(圖中未畫出)使自動空氣調節板(見上面關於鼓風機38的討論)打開，使較多空氣通過底面流向燃燒室。
權利要求
1.一種用於燃燒廢物的焚化爐系統包括一個基座，一個置於所說基座上的長形殼體，殼體形成一個具有內表面和具有高度的燃燒室和一個在高度一半處橫截所說的殼體的假設的水平中平面，所說的殼體形成一個上出口和一個下出口，一個排氣管組合件置於所說的燃燒室的所說的上出口之上並與所說的燃燒室的上出口操作上相連接，所說的殼體形成一個裝料口，其底側位於不低於所說的主燃燒室的所說的水平中平面，所說的裝料裝置為了把廢物裝入所說的燃燒室在空間上與所說的裝料口共同擴張，風機和管道用於把空氣從接近所說的下出口的相對空氣噴口供給所說的燃燒室。
2.如權利要求
1所述的一種焚化爐系統，其特徵在於所說的殼體的側裝料口的底側與所說的殼體的中平面對齊。
3.如權利要求
1所述的一種焚化爐系統，其特徵在於所說的側裝料裝置包括一個長形大體上水平的料鬥箱，它形成一個適合於存放廢物的料鬥室，並具有一個出口端和一個相對的端壁，所說的出口端在空間上與所說的裝料口共同擴張，所說的料鬥箱具有一個在與所說的底裝料口大體上對齊的平面上的底面積。
4.如權利要求
3所述的一種焚化爐系統，其特徵在於所說的側裝料裝置還包括一根水平外部推桿管和一根內部推桿管，兩管同心地設置並且呈流體相連的，所說的內、外推桿管連接在所說的料鬥箱的所說的端壁，一根推桿活塞同心地安置在所說的內推桿管中並通過所說的端壁伸入所說的料鬥箱，一個推桿翼安置在料鬥箱中並滑動地在空間與所說的料鬥箱共同擴張且固定在所說的推桿活塞上，液壓動力裝置與所說的內、外推桿管以及啟動所說的液壓控制裝置的液壓控制裝置在操作上連接，所說的推桿活塞能夠在液壓動力裝置的驅動下使所說的推桿翼在第一和第二位置之間運動，在第一位置時，所說的推桿翼接近所說的料鬥箱的所說的外壁，在第二位置時所說的推桿翼被置於主燃燒室的裝料口上，所說的推桿翼適合於把所說的料鬥箱中所有廢物都推入所說的燃燒室。
5.如權利要求
4所述的一種焚化爐系統，其特徵在於所說的側裝料裝置還包括一個置於所說的料鬥箱下的升降機平臺，一個封閉的外殼適合於可移動地容納所說的升降機平臺，所說的平臺可在外殼中作上、下位置之間的移動，在下部位置時，平臺低於所說的燃燒室的中平面一定距離，在上部位置時，所說的平臺與中平面對齊並與所說的料鬥箱的底面對齊，以便在大體上與所說的側裝料口的所說的底側成一直線的平面上形成所說的料鬥箱的下壁，所說的封閉的外殼形成一個口，適合於在所說的平臺處於所說的下位置時使廢物進入所說的平臺，所說的外殼具有一個接在所說的外殼上的裝料門，適合於打開和關閉所說的裝料口，升降機電源裝置用於使所說的平臺在所說的上、下位置之間移動。
6.如權利要求
5所述的一種焚化爐系統，其特徵在於所說的側裝料裝置還包括一個重直爐門，一個靠近所說的側裝料口安置的垂直框架，適合於滑動地接納所說的爐門，一個液壓缸置於所述垂直框架之上，垂直框架與所說的爐門以及所說的液壓動力裝置操作上相連，所說的爐門可在上、下位置之間移動，在下位置時爐門關閉所說的燃燒室的側裝料口，在上位置時，所說的側裝料口打開。
7.如權利要求
6所述的一種焚化爐系統，其特徵在於所說的側裝料裝置還包括使所說的爐門向所說的上位置移動的液壓動力裝置不動作的同步裝置，使所說的平臺從所說的下位置向所說的上位置移動的所說的升降機電源裝置動作的同步裝置，使所說的推桿活塞在預定延遲時間之後向所說的側裝料門移動的所說的液壓動力裝置動作的同步裝置，以此，爐門停止其向上移動，讓側裝料門開著，升降機平臺使廢物升到料鬥箱中，推桿活塞把廢物推入燃燒室。
8.如權利要求
7所述的一種焚化爐系統，其特徵在於所說的同步裝置包括一隻置於所說的爐門垂直框架上並在所說的爐門的上位置的頂上的微動開關和與所說的升降機電源裝置和所說的液壓動力裝置連接的電路，所說的微動開關能夠由所說的爐門觸動，以便通過所說的電路把電信號送給所說的升降機電源裝置和所說的液壓動力裝置。
9.如權利要求
8所述的一種焚化爐系統，其特徵在於風機和管道系統包括在所說的底出口的相對側邊上以大體上成切向角一排排相對排列的耐火磚，所說的耐大磚形成很多具有相對的上遊出口和下遊進口的空氣通道，所說的風機和管道系統把空氣供給所說的下遊進口。
10.如權利要求
9所述的一種焚化爐系統，其特徵在於所說的燃燒室具有一個假設的垂直的縱向中心平面，所說的底出口沿所說的中心平面成一直線，所說的耐火磚在所說的底出口的相對兩側上列成行，所說的出口安排得使所形成的噴氣流大體上與所說的中心平面成直角。
11.如權利要求
10所述的一種焚化爐系統，其特徵在於所說的殼體呈圓筒形，具有一根縱向大體水平的軸線，所說的圓筒形殼體還具有垂直截面軸線，所說的中心平面與所說的垂直軸線對齊。
12.如權利要求
11所述的一種焚化爐系統，其特徵在於所說的殼體還包括一個置於所說的燃燒室的所說的上出口之上，在所說的排氣管組合件之下的後燃燒室，所說的風機和管道系統還用於把空氣供給所說的後燃燒室。
13.如權利要求
12所述的一種焚化爐系統，其特徵在於所說的殼體還包括置於所說的後燃燒室之上的熱量回收裝置，所說的熱量回收裝置用於從燃燒廢物產生的高溫氣體中回收熱量並且把所說的回收到的熱量傳送給外部加熱和取暖裝置。
14.如權利要求
13所述的一種焚化爐系統，其特徵在於所說的熱量回收裝置包括置於所說的後燃燒室之上並在其下遊的主排氣管道，一條旁通管置於所說的後燃燒室的下遊，所說的旁通管道具有以流體連接到主排氣管道上的一個進口和一個出口，所說的進口是所說的出口的上遊，旁通控制調節板置在所說的旁通管道中，緊接在所說進口的下遊，吸風機置在所說的旁通管道之中，後者在所說的旁道控制調節板的下遊，熱交換裝置置在所說的旁通管道之中，並在所說的吸風機的下遊，所說的熱交換裝置接有進、出口管道系統，所說的進、出口管道系統接在外部加熱和取暖裝置上，所說的管道能把熱交換器收集的熱量傳送到外部取暖裝置，所說的吸風機和所說的控制調節板能夠有選擇地設置，以便從所說的後燃燒室和所說的主排氣管道有選擇地把所需要的高溫氣流量送給所說的熱交換裝置。
15.如權利要求
1所述的一種焚化爐系統，其特徵在於還包括一個置於所說的燃燒室的所說的上出口之上，在所說的排氣管組合件之下的後燃燒室，所說的風機和管道系統還用於把空氣供給所說的後燃燒室，還包括置於所說的後燃燒室之上的熱量回收裝置，所說的熱量回收裝置用於從燃燒廢物產生的高溫氣體中回收熱量並且把回收到的熱量傳送給外部加熱取暖裝置，其中所說的熱量回收裝置包括置於所說的後燃燒室之上並在其下遊的主排氣管通，旁通道管在所說的後燃燒室的下遊，所說的旁通管道具有以流體連接到所說的主排氣管上的一個進口和一個出口，所說的進口在所說的出口的上遊，吸風機置在所說的旁道管道中並在所說的旁道控制調節板下遊，熱交換裝置置在所說的旁通管道中，在所說的吸風機的下遊，所說的熱交換裝置接著進、出口管道系統，所說的進、出口管道系統接在外部加熱取暖裝置上，所說的管道系統能夠把由所說的熱交換裝置收集到的熱量傳送給外部加熱取暖裝置，所說的吸風機能夠有選擇地調節，以便有選擇地從所說的後燃燒室和所說的主排氣管道選擇所需要的高溫氣流量送給所說的熱交換裝置。
專利摘要
一種用於可燃性廢物的焚化爐包括一個燃燒室，它有一個基面不低於燃燒室中平面的側裝料口。推桿把與側裝料門連接的長形料鬥中廢料送入燃燒室，爐門升高使裝料口打開，降下使裝料口關閉。料鬥下設置的升降機用於裝廢料並且在升到料鬥的底面直到升降機平臺成為在與裝料口基底處於同一水平面上的料鬥的底為止。後燃燒室可以置於燃燒室之上。熱量回收裝置於後燃燒室之上，以便從燃燒中回收熱量，用於外部加熱或取暖裝置。
文檔編號F23G5/46GK86102025SQ86102025
公開日1986年12月17日 申請日期1986年3月20日
發明者薩巴鐵納·迪薩巴鐵納 申請人:薩尼-索姆有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan