焚烧炉的制作方法

本发明涉及焚烧炉的技术领域，具体而言，涉及一种焚烧炉。

背景技术：

危险废物是指列入《国家危险废物名录》或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。危险废物分47大类共600多种，种类多、成分复杂，具有毒性、腐蚀性、易燃易爆性、化学反应性、传染性、放射性等，其污染具有潜在性和滞后性，是全球环境保护的重点和难点问题之一。

由于危险废物具有上述特性，在处理时应根据其分类、成分组成和其物理、化学等特性，进行不同的处置。目前国际上对危险废物的处理处置方法有：焚烧、填埋、资源回收(回用)、安全储存、物理化学处理等。

焚烧作为一种处理处置方法，适用于那些不能再循环、再利用或安全填埋的废物。焚烧温度很高，是一种热氧化过程，其中危险废物与空气中氧气反应，生成气体和不易再燃烧的固体残渣。所产生气体需要净化后排放，固体残渣须进行安全填埋处置。危险废物经过焚烧处理后，绝大部分有机物转变成无机物，废物体积减少85％～90％。极大地减少最终填埋量和费用，消除或减轻废物的毒性和传染性等。焚烧处理后具有使废物达到稳定化、安全化、减量化的优点。

目前，国内对危险废物的焚烧处理采用旋转窑焚烧炉、液体注射式焚烧炉、流化床焚烧炉、固定床焚烧炉、多层焚烧炉以及水泥窑等炉型，这些焚烧技术均采用顺流式(即烟气流向与废物在焚烧炉内的流向一致)过氧焚烧。在实际运行中，存在着处理工艺不成熟，设备配套不全且故障率高，吸收引进技术和设备不到位，操作不规范等问题，表现为焚烧温度低，危险废物不能完全灭菌、分解和解毒，烟气排放不达标，操作环境恶劣，造成新的污染，同时辅助燃料消耗大。

危险废物的焚烧比一般生活垃圾的焚烧要求更严格。焚烧炉是整个焚烧技术的核心部分，它决定着危险废物焚烧车间的人性化作业、无害化程度及后续尾气的处理任务。危险废物在回转窑的停留时间、热解时的氧含量等因素都影响了危险废物处理的程度。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种焚烧炉，以解决现有技术中的危险废物在燃烧处理时，危险废物分解不彻底、燃烧不充分的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种焚烧炉，包括：回转窑，回转窑的第一端高于回转窑的第二端，回转窑的进料口及烟气出口均设置在第一端，回转窑的排渣口设置在第二端；二燃室，二燃室上设置有烟气入口；烟道，烟道的第一端与烟气出口相连通，烟道的第二端与烟气入口相连通；回转窑包括外壳和内衬，内衬的中间部分的内径大于内衬的两端的内径。

进一步地，回转窑包括：窑体；窑头罩，窑头罩设置在窑体的第一端，烟气出口设置在窑头罩上；窑尾罩，窑尾罩设置在窑体的第二端。

进一步地，焚烧炉还包括第一进风系统和第二进风系统，第一进风系统与回转窑相连以控制进入回转窑内的气体低于预设值，第二进风系统与二燃室相连以控制进入二燃室内的气体高于预设值。

进一步地，内衬上设置有突出于内衬的内表面的抄板结构。

进一步地，抄板结构包括抄板组，抄板组包括沿内衬的轴向相间隔设置的多个抄板。

进一步地，抄板组为多个，各抄板组沿内衬的周向均匀布置。

进一步地，窑头罩和回转窑之间具有第一密封装置，窑尾罩和回转窑之间具有第二密封装置。

进一步地，焚烧炉还包括出渣装置，出渣装置设置在回转窑的第二端，出渣装置包括水封结构以使回转窑内的炉渣直接进入水封结构。

进一步地，焚烧炉还包括加料装置，加料装置为簸箕状结构，加料装置上设置有水冷结构。

进一步地，二燃室还包括防爆装置，防爆装置包括泄压阀，泄压阀与二燃室的内部相连通。

应用本发明的技术方案，回转窑的内衬的中间部分内径大于内衬的两端的内径，上述结构使得危险废物进入回转窑之后能够停留更长地时间，这样危险废物在内衬中能够充分的分解为可燃物。危险废物分解的可燃物进入二燃室之后进行充分的燃烧，这样就大大地减少了危险废物对环境的污染。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的危险废物在燃烧处理时，危险废物分解不彻底、燃烧不充分的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的焚烧炉的实施例的连接关系示意图；以及

图2示出了图1的焚烧炉的侧视示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、回转窑；20、窑头罩；21、烟气出口；30、窑尾罩；40、二燃室；41、防爆装置；50、烟道；60、第一进风系统；70、出渣装置；80、加料装置；90、第二进风系统。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本实施例的焚烧炉包括：回转窑10、二燃室40和烟道50。回转窑10的第一端高于回转窑10的第二端，回转窑10的进料口及烟气出口21均设置在第一端，回转窑10的排渣口设置在第二端。二燃室40上设置有烟气入口。烟道50的第一端与烟气出口21相连通，烟道50的第二端与烟气入口相连通。回转窑10包括外壳和内衬，内衬的中间部分的内径大于内衬的两端的内径。

应用本实施例的技术方案，回转窑10的内衬的中间部分内径大于内衬的两端的内径，上述结构使得危险废物进入回转窑10之后能够停留更长地时间，这样危险废物在内衬中能够充分的分解为可燃物。危险废物分解的可燃物进入二燃室40之后进行充分的燃烧，这样就大大地减少了危险废物对环境的污染。本实施例的技术方案有效地解决了现有技术中的危险废物在燃烧处理时，危险废物分解不彻底、燃烧不充分的问题。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，回转窑10包括：窑体、窑头罩20和窑尾罩30。窑头罩20设置在窑体的第一端，烟气出口21设置在窑头罩20上。窑尾罩30设置在窑体的第二端。烟气出口21设置在窑头罩20上一方面使得烟气与进入窑体内的危险废物充分换热，另一方面烟气出口21设置在窑头罩20上的结构避免了烟气出口21设置在窑体上，这样当加工烟气出口21时不需要破坏窑体的结构。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，焚烧炉还包括第一进风系统60和第二进风系统90，第一进风系统60与回转窑10相连以控制进入回转窑10内的气体低于预设值，第二进风系统90与二燃室40相连以控制进入二燃室40内的气体高于预设值。上述结构使得危险废物在窑体内缺氧的环境中进行充分分解，而分解后的危险废物在二燃室40内的氧气充足的环境中能够充分燃烧。这样有利于将危险废物充分燃烧，避免污染空气。

需要说明的是，气体的预设值为：将进入焚烧炉单元内的可燃物完全燃烧所需要的空气量的理论值，在本实施例中通入回转窑10内的空气量为理论空气量的85％，进入二燃室40内的空气量为理论空气量的150％至180％之间。本实施例中温度也需要注意：回转窑10内的温度控制在600℃至900℃之间，出回转窑10烟气温度控制在650℃至750℃之间，这样更有利于将高分子量有机物降解成低分子量的有机化合物。上述通入空气量通过dcs控制系统即可实现。二燃室40的出口烟气温度为850℃至1100℃，这样一方面有效地避免了二噁英生成条件，另一方面将危险废物热解得到了部分可燃气体，有利于节省燃料。

在本实施例的技术方案中，内衬上设置有突出于内衬的内表面的抄板结构。抄板结构的设置使得危险废物的搅拌更加均匀。回转窑10在转动时，抄板结构带动危险废物向上运动，上述结构能够充分的搅动危险废物，这样抄板结构使得危险废物更充分的分解。

在本实施例的技术方案中，抄板结构包括抄板组，抄板组包括沿内衬的轴向相间隔设置的多个抄板。具体地，抄板结构在回转窑10的轴线上每隔0.5米至1米设置一个抄板。上述间隔的抄板组使得在窑体的轴向上的危险废物均能实现搅动的功能。

在本实施例的技术方案中，抄板组为多个，各抄板组沿内衬的周向均匀布置。具体地，在周向方向上一个圆周设置3个抄板即每隔120度设置一个抄板，即沿窑体的圆周方向上设置三个抄板组。上述结构保证了危险废物能够充分的得到搅拌，受热。

在本实施例的技术方案中，窑头罩20和回转窑10之间具有第一密封装置，窑尾罩30和回转窑10之间具有第二密封装置。上述结构一方面保证了窑体和窑头罩20之间的密封效果，另一方面保证了窑体和窑尾罩30之间的密封效果。具体地，第一密封装置为将钢片设置为鱼鳞片状，第二密封装置为将钢片也设置为鱼鳞片状。

当然，作为本领域技术人员知道，仅窑体和窑头罩20之间设置第一密封装置，或者仅窑体和窑尾罩30之间设置第二密封装置也是可以的。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，焚烧炉还包括出渣装置70，出渣装置70设置在回转窑10的第二端，出渣装置70包括水封结构以使回转窑10内的炉渣直接进入水封结构。窑体内的废渣通过出渣装置70直接进入水封结构，这样能够避免废渣和空气反应造成空气污染。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，焚烧炉还包括加料装置80，加料装置80为簸箕状结构，加料装置80上设置有水冷结构。加料装置80为簸箕状结构使得危险废料不容易从加料装置80的侧边漏出，上述结构能够防止危险废料露到窑体的外面。加料装置80上设置有水冷结构使得加料装置80不会过烫，过烫的加料装置80容易将危险废料融化造成物料不能够进入窑体内进行充分的燃烧。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，二燃室40还包括防爆装置41，防爆装置41包括泄压阀，泄压阀与二燃室的内部相连通。上述结构能够有效地避免二燃室40出现爆炸等危险。泄压阀设置简单，节省成本。

危险废物逆流式(缺氧)热解回转窑焚烧技术是利用回转窑10和二燃室40较容易分段控制反应气氛的特点，分段控制废物在回转窑10内的反应气氛、反应过程和反应程度，以达到在窑头部分首先气化、热解部分有机物作为后续反应器的燃料，并减少二噁英前驱物的生成，在回转窑的中部和后部再彻底分解废物中的有机物质和有害成分的目的，它是集热解与焚烧处理于一体的新型焚烧处理技术。其基本原理是：(1)危险废物在回转窑内的氧气不足的状态下经加热、干燥、引燃，热裂解为可燃气体并将其导入第二燃烧室(二燃室)。(2)所导出的可燃气体在二燃室经空气强制混合、引燃，在充分的空气供应下高温氧化。利用高温热解焚烧，对尾气排放有利。本实施例的技术方案排出的“二噁英”的检测值非常低，尤其对医疗垃圾等含有pvc(聚氯乙烯)物质的废物。原因是：(a)采用热解技术，将大分子的有机物首先热解或汽化成小分子有机物质，减少二噁英的前驱物。(b)二燃室过氧、高温分解，且保证在1100℃停留2秒以上,确保烟气中有害有机物彻底分解。

本实施例的技术方案，在回转炉内，危险废物焚烧移动方向与烟气流动方向相反，危险废物在回转窑内时，危险废物在缺氧状态下与高温烟气接触，可促进有机废物热解成小分子气体，这样减少了二噁英前驱物的生成。上述结构从源头减少和控制“二噁英”的排放。从回转窑进入二燃室的烟气中仍含有部分有机有害物质，这些有害气体长时间处于高温、过氧条件下燃烧，燃烧温度850℃～1100℃，停留时间超过2秒，这样就将已生成的有害物质彻底分解，这样进一步减少了有害物质的生成。经处理后烟气中二噁英的含量远小于国家排放标准。

回转窑内废物在高温段处于缺氧热解状态下，生成部分可燃气体，进入二燃室，减少了二燃室的燃料消耗，正常操作下，二燃室不需要补充额外燃料即可保持850℃的温度，达2秒以上。废物在燃烧段和燃烬段处于过氧状态下燃烧，有利于降低焚烧残渣的热灼减率，热灼减率小于3％。延长回转窑耐火材料的寿命，解决了液态废物对耐火材料的低温腐蚀。

危险废物被推入回转窑内，首先接触的是高温烟气，液体废物在瞬间汽化，避免了液态废物在回转窑内长时间与耐火材料接触造成的低温腐蚀，有利于提高耐火砖的寿命。

在回转窑上布置有辅助的第一点火燃烧器、出渣装置、烟气出口、加料装置、第一观察口、一次风口及其控制系统、窑体与传动机构。在窑体的窑尾加装的一次风口及其控制系统，并对给入的风量进行控制。在窑头端的烟气出口由中间烟道与二燃室连接。

回转窑的头部略高，回转窑的尾部略低，呈倾斜状。窑体的两端分别连接窑头罩和窑尾罩，窑尾罩的下部联通出渣装置，窑尾部分是出渣端。窑尾罩内插入第一点火燃烧器、观察口、一次风入口及其控制系统。窑头罩上设置有加料装置。窑头罩开有烟气出口，该烟气出口由中间烟道连接二燃室，危险废物的流向与烟气的流向相反。第一点火燃烧器可根据回转窑内设定的温度自动启动和停止，进入窑内的一次风量可根据进料量计算理论空气量并自动调节。

二燃室的进气端插有辅助的第二点火燃烧器、二次风入口及其控制系统、第二观察口，二燃室的内部设有挡墙，另一端设排气出口。

在本实施例的技术方案中，回转窑两端与窑头罩和窑尾罩之间的第一密封装置和第二密封装置均是钢质压板迷宫式密封装置。

本实施例的回转窑的外壳为钢制筒体，回转窑的内衬是高铝质耐火材料，内衬的头部和内衬的尾部内径比内衬的中间部分内径小。这样使得危险废料能够充分分解。

本实施例的回转窑的传动机构是齿轮传动机构，当然，作为本领域技术人员知道，回转窑的传动结构为链式传动机构也是可以的。

在本实施例的技术方案中，加料装置包括进料溜槽，进料溜槽为钢制水冷溜槽且外敷耐火材料。上述结构保证了危险废料不会因为进料溜槽的温度高而粘附在进料溜槽上。

在本实施例的技术方案中，二燃室设有防爆装置和应急排放烟囱及其控制系统。二燃室内设置有温度测控装置及压力测控装置。为了保证二燃室内进入的气体量，二次风入口及其控制系统，第二点火燃烧器的自动启动和停止装置。

在本实施例的技术方案中，二燃室为钢制外壳。内衬是高铝质耐火材料，形状为圆形。当然，作为本领域技术人员知道，内衬为方形的、立式的或卧式的都是可以的。

本实施例的焚烧炉单元本质是一个高温分解过程，通过对回转窑(一燃室)内的危险废物进行缺氧焚烧的自动控制，达到废物所含可燃成分全部释放和部分燃烧，使危险废物在空气供给量小于理论值的情况下被干燥、加热、部分燃烧、热解、燃烬。由于采用逆流作业，危险废物进入窑内直接接触高温热解气体，得到快速脱水裂解燃烧。废物与烟气逆向流动，有利于其干燥、着火、燃烧、燃烬，并且危险废物在回转窑内被充分翻动使其在回转窑内有足够的停留时间，保证排出炉渣获得足够燃烬效果。

一燃烧室内的废物在氧气不足的状态下经加热、干燥、引燃，热裂解为可燃气体并将其导入二燃烧室。所导出的可燃气体在二燃室经空气强制混合、引燃，在充分的空气供应下高温氧化。利用高温热解焚烧，对尾气排放有利。经试验发现，本实施例的技术方案的烟气经检测，其“二噁英”的检测值非常低，尤其对医疗垃圾，由于pvc(聚氯乙烯)占有比例较高，焚烧这些物品容易产生“二噁英”，但使用本实施例的技术方案其烟气的“二噁英”检测值仍然很低。其原因是将大分子的有机物首先热解或汽化成小分子有机物质，从而减少了二噁英生成的前驱物，并在二燃室内将其解吸、分解。

危险废物由加料装置推入回转窑内，在回转窑的旋转运动下，废物向回转窑的尾部方向缓慢翻转移动，在高温带之前经干燥、热解、燃烧的过程，通过高温带之后继续燃烧并完成燃烬的全过程，危险废物在回转窑内的停留时间为2.5至3.5小时之间，确保热灼减率不大于3％。窑尾设有出渣装置，采用自动排渣设备，通过水冷密封出渣机排除底渣。

从窑尾送入一次风，通过自动调节装置将风量控制在理论空气量的约85％，送入回转窑内的一次风依次与回转窑内的燃烬段废物、燃烧段废物、干燥段废物接触反应，以确保燃烬段富氧燃烧，燃烧段基本燃烧，干燥段处于缺氧状态。由于回转窑的旋转搅拌作用，送入回转窑内的空气首先与燃烬段废物充分接触、燃烧反应，废物中有害成分得到彻底分解、破坏。剩余的一次风和燃烬段产生的气体继续与燃烧段废物接触、燃烧反应，并进一步提高回转窑的温度。此时，回转窑内接近干燥段的气体(包括一次风、燃尽段和燃烧段产生的烟气)中氧气含量不足以使新入回转窑的废物完全燃烧反应，处于缺氧状态，且越接近窑头温度越高，足以使新进入回转窑内的废物在较短时间内脱水干燥、热解气化。

送入回转窑内的空气量为理论空气量的85％，出回转窑的烟气进入二燃室，热解得到的可燃物在二燃室与进入的二次风相遇并进一步燃烧。二次风量为理论风量的150％至180％。由出口氧含量6～10％(干烟气)自动调节二次风量，二燃室出口烟气温度为850℃～1100℃，停留时间大于2秒，确保烟气中的剩余有害物质彻底分解。

自动控制系统根据回转窑内温度和二燃室出口烟气含氧量反馈调节风机的供风量和两部分风量的合理分配，使得危险废物可以保持良好的燃烧效果，同时减少了飞灰等污染物的产生量。

由于危险废物的多样性，进入回转窑的废物热值有波动。为了维持回转窑和二燃室的温度，以及满足点火启动的需要，设置辅助燃料系统。回转窑和二燃室分别设有辅助燃烧器(即第一点火燃烧器和第二点火燃烧器)，在炉温较低或废物热值较低时保证燃烧正常进行。辅助燃烧器为阶段运行，当回转炉及二燃室内温度达到设定值时自动停止或根据回转炉及二燃室内温度自动调节燃油量，以达到节约能耗的目的。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：。

一、减少了有害物质的排放。危险废物焚烧移动方向与烟气流动方向相反，使进入回转窑内的废物在缺氧状态下与高温烟气接触，可促进废物的热解，降低二恶英形成的前驱物，减少二恶英的形成，从源头减少“二恶英”的排放。

二、降低生产运营成本和热灼减率。采用缺氧热解焚烧技术，将废物中部分有机物热解成可燃气体进入二燃室，有利于提高二燃室的烟气温度，减少了二燃室的燃料消耗，有利于降低生产运营费用；同时废物在燃烧段和燃烬段处于过氧状态下燃烧，有利于降低焚烧残渣的热灼减率。

三、适应性强。回转窑连续作业、进料、排渣实现机械化，同时对废物种类、废物处理量和废物形态等适应性强，尤其适应废物成份、热值和形态变化大。

四、耐火砖寿命长，降低运营成本。进窑废物与高温烟气接触，液体废物在瞬间汽化，有利于提高耐火砖的寿命。解决了回转窑因液态废物对耐火材料的低温腐蚀，回转窑耐火材料的寿命在2至3年以上，比国内同类危废焚烧厂顺流式回转窑1至1.5年的寿命提高了50％以上。

五、减少了二燃室的辅助燃料消耗约50％以上。从表1可以看出，二燃室热收入中，热解气体燃烧释放的热量占整个热收入的47.73％，而辅助燃料的热收入仅占整个热收入的10.6％。顺流设计方案的辅助燃料消耗为0#轻柴油：回转窑消耗量为50kg/h，二燃室消耗量为60kg/h，采用本实施例的技术后，辅助燃料消耗为0#轻柴油：回转窑和二燃室共计51kg/h，减少了53.6％。

表1回转窑、二燃室热平衡计算

六、密闭、环保密闭推料机不漏液、不漏料，厂房内洁、污分区。

七、安全操作可有效防止因废物热值不均而产生的爆燃现象。

八、自动化程度高工艺控制自动化程度高，实现了计算机自动控制，提高了劳动生产率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。