专利名称：应用废弃物干蒸馏气作为替代燃料的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及应用废弃物干蒸馏气作为替代能源的燃烧和焚化系统；更具体地说，在本发明涉及的燃烧和焚化系统中，通过干蒸馏高质量废弃物产生的干蒸馏气被用作替代能源送至一定距离之外的焚化装置或工业装置而加以利用。
现有干蒸馏焚化装置存在以下问题提供所需占地的费用很高，运行和维护管理困难，不可能实现干蒸馏气的连续生产，因为废弃物不能连续输入和灰渣不能连续排出。这意味着现有设备只能以分批的形式工作，即在干蒸馏和焚化反应结束时将灰渣通过灰渣出口排出，然后再输入新的一批废弃物。为连续产生燃料，需使两个或多个干蒸馏器交替工作，因为在分批运行中点火和熄火要求的非工作时间较长，正常的工作时间仅有几个小时。此外，点火损失较大和干蒸馏气的质量较差使得燃料的燃烧值降低，H、CO和CH等气体的产生比例变化较大使爆炸的危险性增大，气体管道障碍可使干蒸馏器内压升高，等等。
现有干蒸馏焚化装置还存在气体干蒸馏效率低和维修成本高等问题，因为安装在干蒸馏器下部的干蒸馏空气入口面向干蒸馏器的上部，而干蒸馏空气垂直射入，这样会使灰渣沉积在下部的壁面，从而堵塞干蒸馏空气的入射孔，使空气难于均匀射入，进而导致发生非均匀干蒸馏反应。
此外，这种装置也不能将干蒸馏气供给到距干蒸馏器一定距离之外的分立焚化或燃烧装置，因为不能防止干蒸馏气中包含的焦油等粘滞性物质造成的管道障碍，因此干蒸馏器和燃烧器必须直接连接或相互邻近配置。
现有干蒸馏焚化装置产生和供应干蒸馏气的数量基于控制干蒸馏器和燃烧器的燃烧温度和工作压力变量，而对干蒸馏气的流动并没有采取后续措施，因此在管道障碍、运行中的点火、防爆和维修管理等方面存在着一些问题。
图2A为按本发明连续进料器的结构图。
图2B、2C和2D为按本发明连续进料器几个实施例的结构图。
图3为按本发明喷嘴管道型干蒸馏器的结构图。
图4为按本发明连续排渣器的结构图。
图5为按本发明加压干蒸馏气转送燃烧器的结构图。
图1所示为按本发明采用干蒸馏气作为替代燃料的系统的一个实施例，包括一个包含连续进料器(110)、一个喷嘴管道型干蒸馏器(120)和一个连续排渣器(130)的干蒸馏气发生器(100)；一个包含传输管道(210)、干蒸馏气控制阀门(220)、焦油清除器(230)、绝热部件(240)、气体-空气混合喷嘴(250)和干蒸馏气燃烧器(260)的加压干蒸馏气转送燃烧器(200)；一个利用通过加压干蒸馏气转送燃烧器的干蒸馏气作为替代燃料的燃烧和焚化装置(300)；以及一个控制干蒸馏速率、干蒸馏气数量和燃烧气体数量等参数的自动控制器，所述控制器与安装在所述燃烧和焚化装置的燃烧器、管道、干蒸馏气炉以及加压转送燃烧器的气体-空气混合喷嘴(250)等部件上的各种传感器相连。
所述连续进料器(110)在图2中进行了详细描绘，其结构为包括水平开合的第一滑动构件(111)和垂直开合的第二构件(112)的双门结构，当废弃物由起重机、传送机等设备传送到料斗时，在第一滑动构件开启的情况下，废弃物积聚在第二构件的上部并供给干蒸馏气发生器(100)，而在第一构件关闭的同时第二构件立即开通。
在上述过程中，废弃物连续进入干蒸馏气发生器(100)，并因连续进料器(110)的双门结构而可保持空气的密封状态。根据废弃物的数量，连续进料器(110)可有图2B、2C和2D所示等不同的形式。
在供料时，本发明连续进料器可连续地向干蒸馏气发生器提供废弃物且可防止空气的进入，因此可改善因空气进入、爆炸等因素造成的效率降低问题。
如图3所示，喷管型干蒸馏器(120)具有内管(121)和外管(122)，内管同干蒸馏喷嘴(123)相连，干蒸馏空气可通过干蒸馏空气供给控制阀(124)进入内管并进而通过干蒸馏喷嘴(123)喷射到干蒸馏气发生器(100)中。本发明干蒸馏喷嘴(123)具有特殊形状，可使干蒸馏空气从垂直方向喷射到干蒸馏气发生器(100)的下部，从而可防止现有干蒸馏焚化装置中的空气入口堵塞现象，干蒸馏空气可均匀射入，从而使废弃物产生干蒸馏气的效率提高。
为减少干蒸馏反应产生的反应热，外管(122)采用空气冷却或水冷，从而可使干蒸馏喷嘴半永久性使用。
喷管型干蒸馏器(120)安装在干蒸馏气发生器(100)的下面，由废弃物连续进料器(110)供给的废弃物堆积在喷管型干蒸馏器的上部，从而在干蒸馏空气从干蒸馏喷嘴射入和点火时可引发其发生热分解，导致干蒸馏气的产生。
干蒸馏喷嘴的结构可使干蒸馏气水平喷出，从而可防止现有干蒸馏焚化装置中的喷口堵塞问题；均匀和预期数量的干蒸馏空气可平稳供应，热分解产物和灰渣通过管道间的间隙自然降落到喷嘴的底部，从而可大大提高干蒸馏气的产生效率和增加所产生的干蒸馏气的热值。
此外，对干蒸馏喷嘴和管道可制定特定的标准，从而可依据废弃物的质量和欲产生的干蒸馏气数量对所需设备进行有效的生产、安装和维修。
图4表明一个灰渣连续排放器(130)，包括一个位于喷管型干蒸馏器(120)下部的用于堆积喷管型干蒸馏器干蒸馏反应产物和灰渣的灰渣收集器(131)、由驱动马达带动的用于在灰渣收集器下面进行排渣的排渣刮板(132)、排渣孔(133)和排渣槽(134)。
废弃物在干蒸馏反应中失去积聚力和变成灰渣的物质自动地由组成喷管型干蒸馏器的管道之间压出，落入下面的灰渣收集器中，堆积的灰渣在旋转的排渣刮板(132)的作用下不断被推入排渣孔，并最终通过与排渣孔相连的可开通和关闭的排渣槽排出干蒸馏气发生器之外。
此时，外部空气不能进入干蒸馏气发生器中，因为它被堆积在灰渣收集器、排渣槽和水箱等处的灰渣所阻挡。
本发明的连续排渣器具有现有干蒸馏焚化装置所不具备的功能，它既便于制造又便于使干蒸馏气发生器连续工作。
如图5所示，加压干蒸馏气转送燃烧器(200)与干蒸馏气发生器的干蒸馏气排出口(101)相连，包括干蒸馏气传输管(210)、干蒸馏气控制阀(220)、焦油清除部件(230)、热绝缘部件(240)、气体-空气混合喷嘴(250)和干蒸馏气燃烧器(260)等。干蒸馏气由干蒸馏气发生器的干蒸馏气排出口通过传输管传输到燃烧和焚化装置以进行燃烧，热绝缘部件通过减少干蒸馏气在传输管道中的温度降使焦油在管道内壁上附着量降低，焦油清除部件可清除传输管道内的液态焦油从而防止传输管道出现堵塞现象，干蒸馏气控制阀可控制供给燃烧和焚化装置的干蒸馏气数量。
干蒸馏气通过传输管道进入气体-空气混合喷嘴(250)并与燃烧空气完全混合，所形成的具有均匀浓度的高质量干蒸馏气喷射到干蒸馏气燃烧器(260)中，在干蒸馏气燃烧器进行点火时，喷入的干蒸馏气可直接提供所需的热源和热值。
由于采用了气体-空气混合喷嘴使干蒸馏气与燃烧空气相混合并加压喷出以及与此相连的干蒸馏气诱发作用，本发明加压干蒸馏气转送燃烧器(200)不但可解决现有干蒸馏气焚化装置因焦油等物质堵塞管道而难于将干蒸馏气输送到较远距离的燃烧和焚化装置的问题，而且使远距离输送干蒸馏气成为可能。此外，由于采用了喷管型干蒸馏器和位于其下的燃烧和焚化装置，本发明干蒸馏气转送燃烧器(200)可对干蒸馏气的生产、传输和供给进行自动控制，从而不但便于系统的操作和维护管理，而且还有助于解决现有干蒸馏焚化装置只能间接利用废热的问题，即只能间接利用在第二辅助燃烧器中燃烧干蒸馏气产生的废热而不能将干蒸馏气输送到其它燃烧和焚化装置加以利用，而只有在燃烧和焚化装置中直接燃烧干蒸馏气才能实现其作为替代燃料的目的。
燃烧和焚化装置(300)提供的燃料可用于各种热能利用装置中，包括众所周知的转窑、流化床、加煤机等焚化装置和干燥炉、加热炉、熔化炉等工业燃烧装置。本发明可应用在这些燃烧和焚化装置中，采用干蒸馏气作为高热值补充燃料，从而可维持较高的燃烧温度，大大减少因不充分燃烧所引起的各种有害气体的排放。同时，本发明系统还可使燃烧和焚化装置的燃料成本和维护费用大大降低。
自动控制器包括电子和测量部件，它可依据通过气体-空气混合喷嘴(250)供给的空气变化使干蒸馏空气供给控制阀(124)与干蒸馏气控制阀(220)相互连锁，从而可保证燃烧和焚化装置所需干蒸馏气的适当供应，在不能维持适当的燃烧温度时，可依据燃烧温度自动调节有关部件的控制阀以保证所需干蒸馏气的适当供应。
本发明自动控制器可依据投入燃烧和焚化装置的目标材料的质量而调整燃烧温度，从而可自动保持稳定运行的条件，而且还可解决现有干蒸馏气焚化装置存在的点火、爆炸等一些运行中的问题，自动调节和有效保持适当的干蒸馏速率和稳定的干蒸馏压力有利于燃烧装置的便利运行。
如上所述，本发明利用废弃物产生可用作燃料的干蒸馏气有助于提高废品的再利用效果，即通过干蒸馏气发生器的连续运转可利用较小的设备产生较大量的高质量干蒸馏气，并可将产生的干蒸馏气输送到较远距离之外的焚化和工业燃烧装置，从而使燃料成本大大降低。因为在较低的成本下可实现较高的燃烧温度，所产生的这些气体在作为补充燃料利用时可提高燃烧和焚化装置的燃烧效率。同时，所产生的干蒸馏气可减少燃烧中二氧化物等有害气体的排放量，从而有助于改善大气污染的问题，减少所需环保设备的规格和制造成本。同时，依据燃烧和焚化装置所需的热值，可对干蒸馏气发生器干蒸馏空气控制阀以及有关的传输和供给部件的控制阀进行自动调节，从而能自动控制燃烧和焚化装置的燃烧条件，自动控制干蒸馏气发生器的热解速率，维持适当的运行条件，使装置的运行和维护简化。此外，由于可对喷管型干蒸馏器等主要设备实行标准化，本发明可提高干蒸馏的效率，使设备更便于制造、安装、维护和修理。
虽然为说明起见公开了本发明的最佳实施例，但熟悉本门技术的人们都会了解，在不超出本发明所申明的权利要求的范围和要义下，对本发明作出增添、减少和修改是可能的。
权利要求
1.一种利用废弃物干蒸馏气作为替代燃料的系统，包括A)一个通过连续干蒸馏高质量废弃物产生干蒸馏气的干蒸馏气发生器；B)一个密封的干蒸馏气传输和燃烧设备，包括1)一个带有控制阀门的传输管道，所述控制阀门可控制所传输的干蒸馏气的数量，所述传输管道将干蒸馏气发生器中产生的干蒸馏气直接传输给分立的燃烧和焚化装置；2)一个与所述传输管道直接相连的气体-空气混合喷嘴，它将来自传输管道的气体与燃烧空气混合并将混合后的气体射入一个密封的转送燃烧器；3)一个用于使所述射入混合气体燃烧的燃烧器；以及C)一个与所述干蒸馏气燃烧器相连的燃烧和焚化装置。
2.如权利要求1所述利用废弃物干蒸馏气作为替代燃料的系统，其中所述干蒸馏气发生器包括A)一个连续进料器，它可在气密条件下将废弃物连续地供给干蒸馏气发生器；B)一个喷管型干蒸馏器，废弃物由连续进料器进入所述干蒸馏器和堆积在其上部并通过热解而产生干蒸馏气；以及C)一个连续排渣器，在所述喷管型干蒸馏器喷管部热解产生干蒸馏气后失去积聚力的灰渣落入喷管间的空隙并通过所述连续排渣器连续排除，同时可保持没有空气从中流入。
3.如权利要求1所述利用废弃物干蒸馏气作为替代燃料的系统，其中所述密封的转送燃烧器进一步包括A)一个安装在传输管道上用于清除干蒸馏气炉内所产生焦油的焦油清除部件，它通过安装在其上面的加热器使液态落下并带有粘性的焦油排出；和B)一个可减少干蒸馏气在传输管道中温度降落的热绝缘部件。
4.如权利要求1所述利用废弃物干蒸馏气作为替代燃料的系统，进一步包括A)一个位于密封转送燃烧器气体-空气混合喷嘴出口的检测器，用于检测密封转送燃烧器气体-空气混合喷嘴供应的燃烧空气流量；B)一个与所述干蒸馏气发生器相连并由上述检测器控制的干蒸馏空气控制阀门，它可根据干蒸馏气流量控制赶蒸馏气的产生量；以及C)一个与密封转送燃烧器干蒸馏气控制阀门连锁的自动控制部件，它可对干蒸馏速率进行自动控制，并可自动维持干蒸馏装置内的稳定压力。
5.如权利要求1所述利用废弃物干蒸馏气作为替代燃料的系统，其中所述燃烧和焚化装置包括转窑、焚化炉、流化床、锅炉或干燥炉、加热炉和熔化炉等工业燃烧装置。
全文摘要
本发明涉及利用连续干蒸馏废弃物产生的干蒸馏气作为替代燃料的燃烧和焚化系统,可应用于各种需要热源的燃烧和焚化装置中。更具体地说,涉及的燃烧和焚化系统包括:一个通过连续干蒸馏高质量废弃物产生干蒸馏气的干蒸馏气发生器;一个通过传输管道并可控制干蒸馏气供给数量的干蒸馏气传输和燃烧部件,用于将干蒸馏气发生器中产生的干蒸馏气直接传输给分立的燃烧和焚化装置;一个与干蒸馏气传输和燃烧部件相连的采用干蒸馏气作为替代(补充)燃料和热源的燃烧和焚化装置;以及一个自动控制器,它可对所述干蒸馏气传输和燃烧部件气体－空气混合喷嘴的压力和燃烧空气流量相关的干蒸馏空气供给控制阀和干蒸馏气控制阀等进行适当调节,从而使干蒸馏气发生器保持稳定的干蒸馏速率和压力。在这种系统中,利用干蒸馏气作为替代(补充)燃料可实现低成本、高温度燃烧,废弃物的再利用效果可望提高,焚化和工业燃烧装置消耗的替代燃料量大大减少将导致燃料成本的下降,同时还能减少二氧化物等有害气体的排放量。
文档编号C10B53/00GK1390291SQ00815544
公开日2003年1月8日 申请日期2000年4月8日 优先权日1999年10月11日
发明者郑元桃, 陈炯鑽 申请人:东国产业株式会社