專利名稱：垃圾高溫混合焚燒爐排裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及垃圾高溫混合焚燒爐排裝置，特別涉及一種適合于中小 型規(guī)模的裝有垃圾混和器的高溫層燃并具有高效低污染特性的垃圾焚燒方法 及其裝置。
背景技術：
目前我國每年產生的生活垃圾已達到1. 46億噸，而且以每年6% 7%的速 度在遞增。另一方面，由于資金、技術和管理等方面的原因，我國城市垃圾的 無害化處理率僅為2. 3%，換而言之，有約97%以上的城市生活垃圾只能運往城 郊長年露天堆放，迄今為止我國歷年垃圾的堆存量已高達64. 6億噸，占地5. 6 萬公頃，有200多座城市陷入垃圾的包圍之中，垃圾圍城的局面，嚴重損害著 城市環(huán)境衛(wèi)生，惡化居民區(qū)生活條件，阻礙城市建設的發(fā)展。垃圾的處理不當通常會產生以下污染(1) 土壤不但受到銅、鋅和鎘等重 金屬的污染，還有農藥在其中的分散、蓄積和殘留；(2)空氣受到氮氧化物、 硫化物、碳氫化物、懸塵和重金屬等污染；(3)空氣和土壤的污染會導致大氣 水份、地表水源及地下水的污染。當前垃圾處理的方法主要有(l)填埋處理。 填埋占地面積大，土地資源浪費大。然而無論采用何種技術處理城市生活垃圾， 最后總有一定數量的殘渣(包括無機物和不燃物)需作最終處理，其最終手段 還是填埋。(2)生物處理。堆肥技術是最常用的生物處理技術，堆肥處理所需 周期長、處理能力小、產品銷路困難等發(fā)展比較緩慢。(3)焚燒處理。垃圾燃 燒產生的高溫煙氣可作為熱能回收利用，性質穩(wěn)定的殘渣可直接填埋或作建材 用。經過焚燒處理，垃圾中的細菌、病毒能徹底被消滅，各種惡臭氣體得到高溫 分解，煙氣中的有害氣體經處理后可達標排放。由于焚燒處理具有占地少，減 容減重比大(體積、重量分別可縮減到原來的8% 12%和25% 40%)，處理徹底 迅速、不受天氣影響、可回收利用熱能等特點，近年來在國內外得到普遍的應 用。有些國家，如日本、瑞士、丹麥等，焚燒已成為城市垃圾處理的主要方式。我國北京、上海、天津、廣州、深圳、珠海、杭州、寧波等城市也已建成
垃圾焚燒發(fā)電廠。這些經濟發(fā)達地區(qū)所建垃圾焚燒發(fā)電廠的共同特點是規(guī)模較大；引進國外焚燒爐或爐排；造價較高，不適合我國廣大中小城市和經濟不發(fā)達地區(qū)。國外引進的焚燒爐和爐排通常采用的逆推傾斜式往復式爐排(即馬 丁爐排)包括電動機、變速器、偏轉機構、爐排片拉桿和爐排片等部件，由電 動機提供動力，經變速器變速傳動給偏轉機構，偏轉機構帶動爐排片拉桿，爐 排拉桿推拉爐排片做往復運動，使得垃圾層在重力影響向下移動，在爐排的逆 推作用下引起垃圾層向上移動，從而使得爐排上的垃圾層獲得全面攪拌與焚 燒。這種爐排的偏轉機構、爐排拉桿和爐排片加工精度要求較高，電動機功率 消耗大。因此，有必要開發(fā)適合于中小型處理規(guī)模的，造價較低的垃圾焚燒方 法及其裝置。實用新型內容本實用新型的目的在于對中小型垃圾處理規(guī)模的焚燒裝置，采用高溫空氣混合層燃方法；采用鏈條式爐排和燃料混和器，替代進口的馬丁爐排，可大 幅度降低焚燒爐的制造成本；混和器能使燃料充分攪拌混和，增大受熱面，易 于干燥著火；采用高溫空氣燃燒；無需輔助燃料能處理水分高達50%的垃圾。 該垃圾焚燒爐排裝置克服現有技術的不足，投資小、運行成本低、熱效率高， 并符合環(huán)保要求。本實用新型的目的通過下述技術方案實現-一種垃圾高溫混合焚燒爐排裝置，包括電動機l、變速器2、爐排鏈條3、 一次風室7、鏈條爐排8和垃圾漏斗15;所述垃圾漏斗15位于爐膛13內的鏈 條爐排8起始端上方；鏈條爐排8通過主動鏈輪4和從動鏈輪9傳動，鏈條爐 排8下方設有一次風室7，通入高溫空氣助燃；電動機1與變速器2連接，變 速器2通過爐排鏈條3與主動鏈輪4連接，主動輪4帶動動鏈輪9;所述層燃 焚燒裝置還包括至少一個燃料混合器6，所述燃料混合器6包括混合器從動鏈 輪6-l、葉片6-3、軸6-4、冷卻通道6-5;葉片6-3為螺旋片狀，從動鏈輪6-l、 主動鏈輪6-2和多個燃料混合器葉片6-3分別通過燃料混合器軸6-4連接，軸 6-4中心設有冷卻通道6-5，混合器從動鏈輪6-l與主動鏈輪4連接，燃料混合 器6的兩端分別安裝在爐膛13的爐墻上；燃料混合器6的軸中心線距鏈條爐 排8上表面的高度為垃圾層高的一半。為進一步實現本實用新型的目的，所述燃料混合器6為多個，多個燃料混 合器6還設有混合器主動鏈輪6-2，混合器從動鏈輪6-1位于混合器主動鏈輪 6-2的外側，前一個燃料混合器主動鏈輪6-2與后一個燃料混合器的從動鏈輪 6-1連接；最后一個燃料混合器6只設有從動鏈輪。所述燃料混合器6為5個， 均勻分布在主動鏈輪4和從動鏈輪9之間。所述一次風室7由第一個風室7-l、第二個風室7-2、第三個風室7-4、第 四個風室7-5、第五個風室7-6組成；各個風室之間用密封檔板7-3隔開，各 風室進風口放置在一次風室的側面，放置在爐膛煙道內的空氣預熱器通過一次 風管(7-8)與各風室進風口相連通， 一次風由放置在爐膛煙道內的空氣預熱 器通過一次風管7-8提供，在各風室的風道設有調節(jié)裝置風閥7-7，調節(jié)風閥 的大小。本實用新型的工作原理是本垃圾高溫混合焚燒爐排裝置，采用鏈條爐排 結構，通過燃料混合器攪拌混合，高溫空氣助燃，處理垃圾無需前處理，可以 處理水份高達50%垃圾;本垃圾高溫混合層燃焚燒爐排裝置處理垃圾的具體過程是垃圾置于進料斗內通過動力構件的推動掉落在鏈條爐排上，高溫空氣從一次風箱往上吹預熱并干燥垃圾，爐拱和爐膛內的高溫空氣也對垃圾的表層進 行輻射干燥和引燃，同時燃料混合器對在運動爐排上的垃圾進行攪拌混合，垃 圾水分蒸發(fā)以后，高溫一次風繼續(xù)從爐排下往上吹，在高溫空氣和垃圾充分混 合后，揮發(fā)份開始熱解并燃燒，燃料混合器繼續(xù)攪拌混合，直至固定碳燃盡， 灰渣到達爐排末端，掉進集渣器，從而完成垃圾的高溫燃燒過程。本實用新型相對于現有技術具有如下的優(yōu)點及效果(1) 本高效低污染垃圾焚燒爐排裝置以垃圾燃燒和熱量利用為目的，不 需要輔助燃料投入，降低了垃圾處理的運行成本；(2) 鏈條式爐排與混合器相結合，使得燃料能夠混合充分，增大受熱面，在保證垃圾能夠良好的干燥燃燒同時，降低鍋爐制造成本；(3) 用于燃料混合器冷卻的空氣可以作為部分一次風，減少空氣預熱量， 充分利用熱量； (4) 采用高溫空氣助燃，每個風室通風量不等，保證了爐膛那各風室的 合理供風，燃料能很好的和一次風混合，使垃圾燃盡燒透，避免了偏火和斜火現象，提高了爐膛溫度，使鍋爐燃燒效率增大；(5) 本裝置采用高溫氣體助燃，提高燃燒溫度，擴大了對燃料的適應性， 能燃燒處理各種垃圾，提高了低熱值垃圾的利用率，能徹底消除垃圾中的細菌， 污染物，減少煙氣中二噁英、呋喃等污染物的排放。綜合以上，本垃圾爐排裝置具有處理效率高、環(huán)保效果好的優(yōu)點，可廣泛 地使用于處理工業(yè)和城市生活垃圾，應用前景較廣。


圖1是本實用新型垃圾高溫混合焚燒爐排裝置圖。 圖2是圖1所示燃料混合器的結構示意圖。 圖3是圖2所示燃料混合器安裝固定在爐墻的結構示意圖。 圖4-1是圖1所示鏈條爐排的結構示意圖。 圖4-2是圖4-l所示鏈條爐排片的結構示意圖。 圖5是圖1所示一次風室的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型 的實施方式不限于此。 實施例1如圖1所示，垃圾高溫混合焚燒爐排裝置包括電動機l、變速器2、爐排 鏈條3、主動鏈輪4、混合器鏈條5、燃料混合器6、 一次風室7、鏈條爐排8、 從動鏈輪9、撓灰器10和集灰器11。電動機1與變速器2連接，變速器2通過爐排鏈條3與主動鏈輪4連接， 主動鏈輪4安裝在爐排8前進方向的起始端，其中心軸線與安裝在爐排8前進 方向末端的從動鏈輪9中心軸線平行，且兩鏈輪上切點處于同一水平位置。變 速器2由電動機1提供動力，主動鏈輪4則由爐前的變速器2通過爐排鏈條3 而帶動。主動鏈輪4帶動的鏈條爐排8和從動鏈輪9。垃圾漏斗15安裝于爐排8前進方向的起始端上方，出口平面與主動鏈輪 閘板14安裝在漏斗的底部，閘板面與鏈條爐 排8平行，且可上下調節(jié)來改變垃圾高度限制，垃圾閘板14采用常用的鏈條鍋爐燃料層水冷閘板。垃圾斗15中的垃圾經過自由落下進入鏈條爐排8上前 進的起始位置，垃圾12通過限制垃圾層厚度的垃圾閘板14帶入爐膛13， 一 直處于連續(xù)動作狀態(tài)的鏈條爐排8通過連續(xù)推動使垃圾持續(xù)猛烈燃燒。所述撓灰器10和集灰器11均置于鏈條爐排8前進方向的末端，其中撓灰 器10俗稱老鷹鐵，尖嘴緊貼在爐排8上面，用于清理爐排上粘結的灰渣，并 使灰渣順著集灰器10的弧面落入集灰器11中；集灰器11為長方形箱體，置 于集灰器10的下面，用于收集燃盡的垃圾灰渣，便于收集和處理。變速器1由圓柱齒輪和螺桿傳動聯(lián)合變速。電動機1釆用可控硅無級調速 電機。所述爐排鏈條3和燃料混合器鏈條5采用單排滾子鏈。如圖4-1所示，鏈條爐排8結構包括爐排片8-1和插銷8-2。爐排片8-1 形狀如圖4-2所示，由片頭8-6和片尾8-7兩部分組成，片頭8-6為板片狀， 中間設有一孔，片尾8-7為一端開有片頭形狀缺口的長方體結構，便于與另一 爐排片8-l的片頭8-6插入片尾內，片尾8-7缺口兩端的片尾體上沿缺口垂直 方向分別開有一孔，與片頭8-6上的孔配合，便于插銷8-2插入；使得爐排片 8-1之間通過插銷8-2首尾和并列相連接成為鏈條爐排8;兩爐排片之間連接 時存在間隙8-3。如圖4-2所示，爐排片8-l的片尾兩側面垂直方向開有半圓 缺口 8-4和長條形缺口 8-5，使得兩爐排片并列連接時形成圓孔與長條缺口。 一次風能通過縫隙8-3、圓孔8-4和長條缺口 8-5進入爐排上面的垃圾層，提 高了垃圾燃燒時的一次風量和一次風的充滿度，由于縫隙8-3并非固定，所以 當爐排片在爐排鏈輪上滾動時，爐排片8-1繞著插銷8-2做一定角度的位移， 擠壓和摩擦縫隙之間的垃圾和廢渣?？梢宰郧謇砜p隙之間的垃圾和廢渣，防止 堵塞而影響一次風與垃圾的混合。如圖2所示，燃料混合器6包括從燃料混合器從動鏈輪6-l、燃料混合器 主動鏈輪6-2、燃料混合器葉片6-3、燃料混合器軸6-4、冷卻通道6-5。從動 鏈輪6-l位于主動鏈輪6-2的外側，燃料混合器葉片6-3為螺旋片狀，從動鏈 輪6-1、主動鏈輪6-2和多個燃料混合器葉片6-3分別通過燃料混合器軸6-4
連接，燃料混合器軸6-4中心設有冷卻通道6-5。燃料混合器6—共五個，平 均分布在鏈條爐排8的主動鏈輪4和從動鏈輪9的之間，從鏈條爐排8運動方 向的起始端到末端，靠近起始端第一個燃料混合器6的軸中心線距鏈條爐排8 上表面的距離為最低垃圾層高的一半(通常為250mm 400mm)，由于垃圾燃 燒時，層高的變化近似于線形變化，因此第二、三、四、五個燃料混合器6 距鏈條爐排上表面高度也為線形變化，燃料混合器6的葉片6-3半徑略小于燃 料混合器6距鏈條爐排8的上表面高度。第一個燃料混合器6的從動鏈輪6-1 與主動鏈輪4連接，第一個燃料混合器主動鏈輪6-2與第二個燃料混合器6的 從動鏈輪連接，依此類推；第五個燃料混合器只設有從動鏈輪，沒有主動鏈輪。 如圖3所示，燃料混合器6的兩端分別利用滾動軸承安裝在爐墻上，在混 合器伸出爐墻的一端安裝傳動鏈輪6-l、 6-2，該傳動鏈輪與爐排鏈輪通過燃料 混合器鏈條5連接傳動。在爐墻6-12與混合器的相交部位設置支架6-13，中 間填充石棉6-11隔熱和密封，在支架的外側連接軸承座6-10,燃料混合器6 通過軸承6-15安裝在軸承座6-10內，軸承座通過固定螺釘6-14緊固在支架上， 在軸承座6-10的外端連接封蓋6-7，端蓋6-7與燃料混合器軸6-4之間有毛氈 圈6-8。在燃料混合器軸6的端部設有冷卻風6-5進出口接頭及密封圈6-6。軸 承座6-10上設置可為軸承6-15加油的油杯6-9。燃料混合器從動鏈輪6-1由主 動鏈輪4提供動力，通過燃料混合器鏈條5傳動。進入爐膛的垃圾顆粒分布不 均勻，有較大的顆粒，有中等大小的顆粒，也有細小的顆粒，而且垃圾的膠結 性又比較強，則燃燒效果將會比較差。垃圾的層中的垃圾顆粒不會是比較均勻 的，顆粒大的地方垃圾層對空氣阻力較大，通過的風量較少。相反，在細小顆 粒較多的地方，則垃圾層對空氣的阻力小，風量就較高，而且會把細小的顆粒 吹起來，通風不均問題就會更加嚴重。大塊垃圾較多處就會在受熱中粘結起來， 風透不過，而難于燃燒完全。當垃圾通過設置在爐排燃料堆層內的混合器時， 隨著燃料混合器6的轉動，分開交錯的三維螺旋狀混合器葉片6-3在垃圾層內 轉動翻滾，而垃圾層又隨著鏈條爐排8前進，因此不停地將結塊垃圾攪散并翻滾混合，以提高燃燒效率。如圖5所示， 一次風室7包括第一個風室7-l、第二個風室7-2、密封檔
板7-3、第三個風室7-4、第四個風室7-5、第五個風室7-6。在爐排8下面分 成五個風室，第一風室7-l、第二風室7-2對應預熱干燥區(qū)；第三風室7-4對 應熱解區(qū)；第四風室7-5、第五風室7-6對應灰渣燃盡區(qū)。除第一風室7-l和 第五風室7-6為了避開爐排的主、從動鏈輪而一段設計成弧形(即第一風室7-1 和第五風室7-6在靠近爐排的主、從動鏈輪一側的側面為弧形)，其它各風室 均為梯形。采用分段送風方式，開始一段屬于預熱干燥區(qū)，中間是垃圾熱解區(qū)， 末端是灰渣燃盡區(qū)。 一次風室7置于鏈條爐排8的中間，風口正對著上鏈條爐 排面的底部，便于一次風從垃圾層底部向上吹送并充分混合。 一次風室進風口 放置在一次風室的側面，一次風由放置在爐膛煙道內的空氣預熱器通過一次風 管7-8提供。在各風室的風道設有調節(jié)裝置風閥7-7，調節(jié)風閥的大小，可以 實現各風室風量的調節(jié)?？筛鶕紵拓摵傻那闆r，隨時有效地調節(jié)風量。為 了防止風室之間串風，影響調風效果，各風室間都用密封擋板隔7-3開。由于 每個風室通風量不等，保證了爐膛內的合理供風，燃料能很好的和一次風混合， 使垃圾燃盡燒透，避免了偏火和斜火現象，提高了爐膛溫度，使鍋爐燃燒效率 增大。焚燒垃圾時，電動機1經變速器2變速以后提供動力給爐排的主動鏈輪4， 鏈條爐排8在主動鏈輪的帶動下，做持續(xù)前進運動，垃圾混合器6通過爐排的 主動鏈輪提供動力，保持持續(xù)的轉動。垃圾12置于進料斗15內通過動力構件 垃圾閘板14的推動掉落在前進中的鏈條爐排8起始位置，高溫空氣從一次風 箱7往上吹預熱并干燥垃圾，爐拱13和爐膛內的高溫空氣也對垃圾的表層進 行輻射干燥和引燃，同時燃料混合器6對在運動爐排上的垃圾進行攪拌并混 合，待垃圾水分蒸發(fā)以后，高溫一次風繼續(xù)從爐排下往上吹，在高溫空氣和垃 圾充分混合后，揮發(fā)份開始熱解并燃燒，燃料混合器6繼續(xù)攪拌混合，直至固 定碳燃盡，灰渣到達鏈條爐排8末端，在撓灰器10的清理和引導下掉進集渣 器ll，從而完成垃圾的高溫燃燒過程。實施例2本實施例的裝置同實施例l，不同之處在于 一次風室7為通用的風室， 沒有通過密封檔板7-3隔開;燃料混合器6為1個，混合器6沒有主動鏈輪6-2，從動鏈輪6-1與主動鏈輪4連接<
權利要求1、一種垃圾高溫混合焚燒爐排裝置，包括電動機(1)、變速器(2)、爐排鏈條(3)、一次風室(7)、鏈條爐排(8)和垃圾漏斗(15)；所述垃圾漏斗(15)位于爐膛(13)內的鏈條爐排(8)起始端上方；鏈條爐排(8)通過主動鏈輪(4)和從動鏈輪(9)傳動，鏈條爐排(8)下方設有一次風室(7)；電動機(1)與變速器(2)連接，變速器(2)通過爐排鏈條(3)與主動鏈輪(4)連接，主動輪(4)帶動動鏈輪(9)；其特征在于所述層燃焚燒裝置還包括至少一個燃料混合器(6)，所述燃料混合器(6)包括混合器從動鏈輪(6-1)、葉片(6-3)、軸(6-4)、冷卻通道(6-5)；葉片(6-3)為螺旋片狀，從動鏈輪(6-1)、主動鏈輪(6-2)和多個燃料混合器葉片(6-3)分別通過燃料混合器軸(6-4)連接，軸(6-4)中心設有冷卻通道(6-5)，混合器從動鏈輪(6-1)與主動鏈輪(4)連接，燃料混合器(6)的兩端分別安裝在爐膛(13)的爐墻上；燃料混合器(6)的軸中心線距鏈條爐排(8)上表面的高度為垃圾層高的一半。
2、 根據權利要求1所述的一種垃圾高溫混合焚燒爐排裝置，其特征在于 所述燃料混合器(6)為多個，多個燃料混合器(6)還設有混合器主動鏈輪(6-2)， 混合器從動鏈輪(6-1)位于混合器主動鏈輪(6-2)的外側，前一個燃料混合 器主動鏈輪(6-2)與后一個燃料混合器的從動鏈輪(6-1)連接；最后一個燃 料混合器(6)只設有從動鏈輪。
3、 根據權利要求2所述的一種垃圾高溫混合焚燒爐排裝置，其特征在于 所述燃料混合器(6)為5個，均勻分布在主動鏈輪(4)和從動鏈輪(9)之 間。
4、 根據權利要求1 3任意項所述的一種垃圾高溫混合焚燒爐排裝置，其 特征在于所述一次風室(7)由第一個風室(7-1)、第二個風室(7-2)、第三 個風室(7-4)、第四個風室(7-5)、第五個風室(7-6)組成；各個風室之間用 密封檔板(7-3)隔開，各風室進風口放置在一次風室的側面，放置在爐膛煙 道內的空氣預熱器通過一次風管(7-8)與各風室進風口相連通，在各風室的 風道設有調節(jié)裝置風閥(7-7)。
5、 根據權利要求4所述的一種垃圾高溫混合焚燒爐排裝置，所述第一風 室(7-1)和第五風室(7-6)在靠近爐排的主、從動鏈輪-則面為弧形。
專利摘要本實用新型公開了一種垃圾高溫混合焚燒爐排裝置，該裝置包括包括電動機1、變速器2、爐排鏈條3、一次風室7和燃料混合器6，燃料混合器6的葉片6-3為螺旋片狀，從動鏈輪6-1、主動鏈輪6-2和多個燃料混合器葉片6-3分別通過燃料混合器軸6-4連接，軸6-4中心設有冷卻通道6-5，燃料混合器6的軸中心線距鏈條爐排8上表面的高度為垃圾層高的一半。本實用新型無需輔助燃料、燃燒高效環(huán)保、初建成本低、適合于中小規(guī)模處理量的垃圾焚燒。
文檔編號F23G5/44GK201028537SQ200720049950
公開日2008年2月27日 申請日期2007年4月3日 優(yōu)先權日2007年4月3日
發(fā)明者余昭勝, 凌 張, 馬曉茜 申請人:華南理工大學