專利名稱：一種新型城市垃圾無害化資源化處理裝置的制作方法
技術領域：
該實用新型涉及熱力學理論和機械制造技術，具體講是提供一種新型城市垃圾無害化資源化處理裝置。
背景技術：
隨著我國社會經濟的高速發展，人民生活水平不斷的提高，城市垃圾年排放量也在快速增加，從1996年的近一億噸到2005年已經增加到近兩億噸的年垃圾排放量，這些快速增加的巨量垃圾，在城市周邊的肆意堆積和排放，不僅占用著城市周邊大量的寶貴土地資源，對地下、地表水也造了成嚴重的污染，也嚴重的污染著人民的生活環境，影響著城市及旅游景觀，而且也造成累計近70億噸垃圾這一潛在能源的巨大浪費。在世界性的能源供應日益補缺的情況下，開發利用這一潛在巨大能源，使其減量化、無害化、資源化和市場化，無疑具有十分重要的意義。為此，我國近年來在借鑒國外垃圾處理技術的基礎上，先后研制開發了多種垃圾處理技術裝置。將這些垃圾處理裝置進行歸納，可分為垃圾填埋法和垃圾焚燒法。垃圾填埋法是將垃圾進行填埋，垃圾填埋后經過自然發酵降解垃圾中的有機物，其衍生物可以用來發電，可以用來生產肥料等用途，這種技術方法雖然可以較有效的降解垃圾中的有機物，但對垃圾能源的利用并不充分，而且填埋垃圾時也會占用大量土地，并對地下水造成嚴重的污染。垃圾焚燒法是將垃圾進行焚燒，焚燒后所產生的熱能可以用來發電供熱等用途，焚燒后的灰渣還可以用于生產建筑材料。這種技術方法和垃圾填埋法相比具有明顯的優勢，主要體現在垃圾焚燒法不僅可以大幅度減少垃圾體積和重量，有效消除一次和二次環境污染，而且還可以使垃圾潛在熱能得到充分的利用。正是由于垃圾焚燒法所具有的這種優勢，在20世紀60年代，在一些工業發達國家就已經開始利用垃圾焚燒進行發電。我國在近幾年來也先后建設了數十座垃圾焚燒發電站，這些垃圾發電站對于實現垃圾無害化資源化處理確實起到了一定的積極作用，但其發展情況并不理想，遠沒有國外工業發達國家的同類發電站市場運作效果好，主要表現在垃圾助燃用煤量較多，焚燒爐內溫度變化較大，蒸汽溫度和壓力難以控制，垃圾焚燒時對有害物質的處理不夠穩定，垃圾烘干時消耗熱能較多，使得不少垃圾發電站的經濟效益并不理想。分析原因主要是我國垃圾水分較大，成份復雜，而且含熱量低，熱值變化也較大，借鑒國外焚燒技術方法研制開發的爐排爐、回轉爐和流化床焚燒爐等技術裝置還不能完全適應我國垃圾特點和特性。為了推動我國垃圾的減量化、無害化、資源化和市場規模化的運作，針對我國垃圾特點和特性，研究和開發更適合我國國情的新型垃圾焚燒技術裝置顯得尤為重要。
發明內容
本實用新型目的是針對我國垃圾水分較大、含熱量較低和熱值變化大的特點，提供一種新型城市垃圾無害化資源化處理裝置，該裝置不僅可以將城市垃圾進行減量化無害化處理，而且還可以使城市垃圾這一潛在能源得到充分利用。
本實用新型的目的是這樣實現的在一個裝置內設置有爐體、垃圾烘干進料室、垃圾助燃燃燒室、垃圾一次燃燒室、垃圾二次燃燒室、垃圾一次燃燒鼓風系統、燃燒室內溫度調節器、蒸發器、煙氣凈化室、換熱器和引風系統。垃圾烘干進料室主要由進出料口、絞龍和進出煙氣口所組成，其作用就是利用垃圾焚燒所產生的煙氣對垃圾進行烘干處理，并將烘干后的垃圾送入垃圾一次燃燒室，垃圾烘干進料室的出料口和垃圾一次燃燒室進料口相連通，進煙氣口和二次燃燒室煙道出口相連通，出煙氣口和煙氣凈化室的進煙氣口相連通。垃圾助燃燃燒室是由進料口、鼓風機、爐體和煙道所組成，其作用就是對垃圾一次燃燒鼓風系統中的風流進行加熱，為此垃圾助燃燃燒室的煙道出口和垃圾一次燃燒鼓風系統中的風道相連通。垃圾一次燃燒室是由布風裝置、出渣道和爐體所組成，其作用就是對烘干后的垃圾進行焚燒。垃圾一次燃燒室的布風裝置的進風口和垃圾一次燃燒鼓風系統的出風口相連通。垃圾二次燃燒室是由爐體、鼓風機和布風管所組成，設置在垃圾一次燃燒室的上部，其作用就是對垃圾一次燃燒室所產生的煙氣進行高溫燃燒，以達到徹底分解和消除煙氣中的二惡英等有害無毒物質的目的。燃燒室內溫度調節器是由高溫高容量儲蓄熱能元件、翼片式殼體和熱交換器所組成，設置在垃圾二次燃燒室的下部，垃圾一次燃燒室的上部，高溫高容量儲蓄熱能元件和垃圾一次燃燒鼓風系統中的二次加熱器通過輸熱管連接在一起，燃燒室內溫度調節器的作用就是通過熱能的大量吸收和釋放，一方面使垃圾二次燃燒室的溫度不受垃圾熱值變化的影響而保持穩定不變，為消除和分解煙氣中的有害有毒物質提供必須的溫度環境，另一方面為二次加熱器提供穩定的熱源，以保證風道中的風溫不變。垃圾一次燃燒鼓風系統是由鼓風機、風道、一次加熱器、二次加熱器所組成，其作用是依次通過一次加熱器、垃圾助燃燃燒室、二次加熱器對風道中的風流進行連續多次加熱加溫，使風道中的風流具有穩定的高溫，以便使垃圾在垃圾一次燃燒室進行高效穩定的燃燒。蒸發器是由蒸發管束、上下集汽筒和進出水管所組成，設置在垃圾二次燃燒室煙道中，其作用是將垃圾焚燒后的熱能轉換成高溫高壓水蒸氣，可以用來發電或供熱。煙氣凈化室是由煙氣進出口、隔板、水池所組成，煙氣進口和垃圾烘干進料室煙氣出口相連通，煙氣出口和引風系統中的引風機進風口相連通，煙氣凈化室的作用就是將從垃圾烘干進料室排出的煙氣進行凈化處理后達標排放。換熱器設置在煙氣凈化室中的水池中，它的進出水管均和垃圾一次燃燒鼓風系統中的一次加熱器相連通，其作用是將煙氣中的熱能進行回收并重復利用。引風系統是由引風機和煙囪所組成，其作用就是將凈化后的煙氣排入大氣。
該實用新型的工作原理是當垃圾經過垃圾烘干進料室烘干后，進入垃圾一次燃燒室，在垃圾一次燃燒鼓風系統的作用下，高溫熱風使垃圾在此進行充分穩定焚燒，垃圾焚燒后的熱量隨煙氣一起上升，當通過燃燒室內溫度調節器時，調節器對上升煙氣進行溫度調節，如果燃燒垃圾的熱值較低時，調節器釋放熱量使上升煙氣在此升溫，如果燃燒垃圾的熱值較高時。調節器儲蓄熱量使上升煙氣在此降溫，經過升、降溫的煙氣流的溫度基本上可以保持穩定在850℃～900℃水平上，這樣隨著煙氣上升進入二次燃燒室后，通過鼓風機在850℃～900℃的溫度環境下，進行二次燃燒，使煙氣中的有害有毒物質徹底消除和分解，煙氣也進一步升溫，升溫后的煙氣通過蒸發器，蒸發器將大量熱能吸收并生成高溫高壓水蒸汽，用高溫高壓水蒸汽用來發電或為用戶提供穩定的熱能。煙氣降溫后進入垃圾烘干進料室，煙氣在此一方面將200℃～250℃的部分余熱用來烘干垃圾，另一方面將煙氣中煙灰雜質沉落在垃圾上面，烘干垃圾后的煙氣進入煙氣凈化室，煙氣凈化室通過水洗作用將煙氣進一步凈化，并將煙氣中的熱量釋放在水池中，水池中的換熱器不斷吸收此熱能，并不斷通過輸熱管輸送到垃圾一次燃燒鼓風系統中的一次加熱器處進行釋放。引風系統將煙氣從煙氣凈化室中抽出并通過煙囪排入大氣。垃圾一次燃燒鼓風系統中的空氣流首先通過一次加熱器進行加熱，然后在通過二次加熱器進行加熱，通過兩次加熱的空氣流的溫度一般可以達到要求溫度。這樣在該高溫空氣流的作用下，垃圾一次燃燒室可以對烘干的垃圾進行穩定高效焚燒，如果經過二次加熱，空氣流溫度仍達不到要求時，啟動垃圾助燃燃燒室，通過燃燒少量的煤炭對空氣流進行進一步加熱。
該實用新型具有一定的新穎性，具體體現在在申請日以前沒有同樣的發明或者實用新型，在國內外出版物上公開發表過，在國內外公開使用過或者以其它方式為公眾所知，也沒有同樣的發明或實用新型由他人向專利局提出過申請并且記載在申請日以后公布的專利申請文件中。
該實用新型也具有一定的創造性，具體體現在在申請日以前，垃圾焚燒助燃用煤量較多，焚燒爐內溫度變化較大，蒸汽溫度和壓力難以控制，垃圾焚燒時對有害有毒物質的處理不夠穩定，垃圾烘干時消耗熱能較多。國內借鑒國外焚燒技術方法研制開發的爐排爐、回轉爐和流化床焚燒爐等技術裝置還不能完全適應我國垃圾特點和特性。該實用新型針對我國垃圾水分較大、含熱量較低和熱值變化大的特點，提供一種新型城市垃圾無害化資源化處理裝置，該裝置不僅可以將城市垃圾進行減量化無害化處理，而且還可以使城市垃圾這一潛在能源得到充分利用，和目前國內外同類技術相比，具有突出的實質性特點和顯著的進步。
該實用新型也具有一定的實用性，具體體現在該實用新型能夠制造或者使用，并且能夠產生以下積極有益的效果(1)該實用新型不僅可以使垃圾進行減量化、無害化高效穩定焚燒，而且還可以使焚燒后的垃圾熱能得到充分利用。
(2)該實用新型在一、二次燃燒室之間設置燃燒室內溫度調節器，不僅可以調節和穩定爐溫，使二次燃燒室在穩定的溫度條件下進行燃燒，這樣可以保證徹底消除和分解煙氣中的有害有毒物質，而且還可以向一次燃燒鼓風系統中的二次加熱器輸送穩定的熱量，以保持一次燃燒室穩定的鼓風風溫。
(3)該實用新型利用垃圾焚燒所產生的廢棄煙氣進行垃圾烘干處理，不僅可以使垃圾在燃燒室穩定高效燃燒，而且還可以對垃圾焚燒時所產生的熱能進行充分有效利用。
(4)該實用新型通過設置煙氣凈化室，不僅可以使廢棄的煙氣得到凈化排放，而且還可以再次將廢棄的煙氣中的熱能進行回收。
(5)該實用新型在一次燃燒鼓風系統中設置一、二次加熱器，同時對風流進行加熱加溫，不僅保證了垃圾在爐中高效穩定焚燒，而且還可以大幅度降低垃圾助燃用煤量，減少了二次環境污染。
(6)該實用新型適應性強，可燃燒高水份、低熱值、高灰份的垃圾，尤其適應于垃圾熱值隨季節性變化很大的情況。
圖1是該實用新型一實施例立面剖視圖。
圖2是圖1中燃燒室內溫度調節器(6)的放大正視圖。
圖3是圖2的俯視平面剖視圖。
圖中，1.爐體 2.垃圾烘干進料室 2-1.絞龍 2-2.進料口 2-3.電動機2-4.進煙氣口 2-5.出煙氣口 2-6.出料口 3.垃圾助燃燃燒室 3-1.進料口 3-2.鼓風機 3-3.煙道 4.垃圾一次燃燒室 4-1.布風裝置 4-2.出渣道 5.二次燃燒室 5-1.鼓風機 5-2.布風管 5-3.煙道 6.燃燒室內溫度調節器 6-1.殼體 6-2.高溫高容量儲蓄熱能元件 6-3.翼形片 6-4.熱交換器 7.風道 8.鼓風機 9.一次加熱器 10.二次加熱器 11.蒸發器 12.煙氣凈化室 12-1.煙氣進口 12-2.煙氣出口 12-3.隔板 12-4.水池 13.換熱器 14.引風機 15.煙囪具體實施方式
在圖1、圖2和圖3中，爐體(1)是由鋼板和保溫耐熱材料制作而成，由爐體(1)構造整個裝置的各個工作室。垃圾烘干進料室(2)是由絞龍(2-1)進料口(2-2)、電動機(2-3)、進煙氣口(2-4)、出煙氣口(2-5)和出料口(2-6)所組成，設置在該裝置的中部，其作用就是利用垃圾焚燒所產生的煙氣對垃圾進行烘干處理，并將烘干后的垃圾送入燃燒室。垃圾烘干進料室(2)進煙氣口(2-4)和二次燃燒室煙道(5-3)相連通，出煙氣口(2-5)和煙氣凈化室的煙氣進口(12-1)相連通，出料口(2-6)和一次燃燒室(4)相連通，絞龍(2-1)設置三組，相鄰組的旋向相反，三組絞龍(2-1)均由電動機(2-3)通過皮帶輪帶動旋轉。垃圾助燃燃燒室(3)是由進料口(3-1)、鼓風機(3-2)和煙道(3-3)所組成，設置在一次燃燒鼓風系統的風道(7)的下部，其作用就是對垃圾一次燃燒鼓風系統中的風流進行加熱，煙道(3-3)和風道(7)相連通。垃圾一次燃燒室(4)是由布風裝置(4-1)和出渣道(4-2)所組成，其作用就是對烘干后的垃圾進行焚燒。布風裝置(4-1)進風口和風道(7)相連通。出渣道(4-2)設置在布風裝置(4-1)的一測。燃燒室內溫度調節器(6)是由殼體(6-1)、高容量儲蓄熱能元件(6-2)、翼形片(6-3)和熱交換器(6-4)所組成，設置在垃圾一次燃燒室(4)的上部，二次燃燒室(5)的下部，其作用就是通過熱能的大量吸收和釋放，一方面使垃圾二次燃燒室的溫度不受垃圾熱值變化的影響而保持穩定不變，為消除和分解煙氣中的有害有毒物提供必須的溫度環境，另一方面為二次加熱器(10)提供穩定的熱源，以保證風道中的風溫不變。殼體(6-1)采用耐熱鐵碳合金材料制作而成，該合金材料含鉻3％、鋁3％、硅4％，具有較高的耐熱性能。翼形片(6-3)采用和殼體(6-1)同樣的材料，和殼體(6-1)澆鑄在一起。高容量儲蓄熱能元件(6-2)采用硅鋁合金材料，硅含量為15％。熱交換器(6-4)是由同殼體(6-1)一樣的材料制作成為管狀結構，放置在高容量儲蓄熱能元件(6-2)的內部，熱交換器(6-4)通過進出水管和二次加熱器(10)連接在一起。垃圾二次燃燒室(5)是由鼓風機(5-1)、布風管(5-2)和煙道(5-3)所組成，設置在燃燒室內溫度調節器(6)的上部，和垃圾二次燃燒室(4)相連通，其作用就是對垃圾一次燃燒室(4)所產生的煙氣進行高溫燃燒，以達到徹底分解和消除煙氣中的二惡英等有害有毒物質的目的。布風管(5-2)由鋼管制作而成，為圓環形狀，管壁上開有許多小風孔，布風管(5-2)和鼓風機(5-1)相連通。垃圾一次燃燒鼓風系統是由鼓風機(8)、風道(7)、一次加熱器(9)、二次加熱器(10)所組成，其作用是依次通過一次加熱器(9)、垃圾助燃燃燒室(3)、二次加熱器(10)對風道中的風流進行連續多次加熱加溫，使風道中的風流具有穩定的高溫，以便使垃圾在垃圾一次燃燒室(4)進行高效穩定的燃燒。風道(7)一端口和鼓風機(8)相連通，另一端口和布風裝置(4-1)相連通。煙道(3-3)和風道(7)相連通。一次加熱器(9)、二次加熱器(10)設置在風道(7)中，均由耐熱鐵碳合金材料鑄造而成，一次加熱器(9)通過管道和換熱器(13)連接在一起。蒸發器(11)是由蒸發管束、上下集汽筒和進出水管所組成，設置在二次燃燒室煙道(5-3)中，其作用就是將垃圾焚燒后的熱能轉換成高溫高壓水蒸氣，可以用來發電或供熱。煙氣凈化室(12)是由煙氣進口(12-1)、煙氣出口(12-2)、隔板(12-3)和水池(12-4)所組成，煙氣凈化室(12)的作用就是將從垃圾烘干進料室(2)排出的煙氣進行凈化處理后達標排放。煙氣進口(12-1)和出煙氣口(2-5)相連通，煙氣出口(12-2)和引風機(14)相連通，隔板(12-3)由玻璃鋼制作而成，它將煙氣凈化室(12)空間分隔成一個連通的通過水池(12-4)的通道，水池(12-4)設置在下部。換熱器(13)是由鑄鋼鑄造而成，設置在水池(12-4)中，和一次加熱器(9)通過管道連接在一起，其作用是將煙氣中的熱能進行回收并重復利用。引風系統是由引風機(14)和煙囪(15)所組成，其作用就是將凈化后的煙氣排入大氣。引風機(14)的進風口和煙氣出口(12-2)相連通，出風口和煙囪(15)相連通。
在上述圖示中，雖然列舉了本實用新型較佳實施例進行了說明，但眾所周知，不應由該實施例反而限制了本實用新型的權力保護范圍，亦即，任何熟悉該實用新型創新點的工程技術科學研究人員，若應用本實用新型主要之特征，進行若干細節的變動，皆仍應屬于本實用新型的專利保護范圍。
權利要求1.一種新型城市垃圾無害化資源化處理裝置，其特征在于該裝置內設置有垃圾烘干進料室、垃圾助燃燃燒室、垃圾一次燃燒室、垃圾二次燃燒室、垃圾一次燃燒鼓風系統、燃燒室內溫度調節器、蒸發器、煙氣凈化室、換熱器和引風系統；垃圾烘干進料室設置在該裝置的中部，垃圾二次燃燒室設置在垃圾一次燃燒室的上部，燃燒室內溫度調節器設置在垃圾一、二次燃燒室之間，蒸發器設置在垃圾二次燃燒室煙道中，煙氣凈化室的排煙氣道口和引風系統相連通，換熱器設置在煙氣凈化室的水池里。
2.根據權利要求1所述一種新型城市垃圾無害化資源化處理裝置，其特征在于垃圾烘干進料室是由絞龍、進出料口和進出煙氣口所組成，出料口和垃圾一次燃燒室相連通，垃圾烘干進料室的煙氣進口和垃圾二次燃燒室煙道相連通，煙氣出口和煙氣凈化室的進煙口相連通。
3.根據權利要求1所述一種新型城市垃圾無害化資源化處理裝置，其特征在于垃圾助燃燃燒室是由進料口、鼓風機和煙道所組成，其煙道出口和垃圾一次燃燒鼓風系統中的風道相連通。
4.根據權利要求1所述一種新型城市垃圾無害化資源化處理裝置，其特征在于垃圾一次燃燒室是由布風裝置和出渣道所組成，布風裝置和垃圾一次燃燒鼓風系統的風道相連通。
5.根據權利要求1所述一種新型城市垃圾無害化資源化處理裝置，其特征在于垃圾二次燃燒室是由鼓風機、布風管和煙道所組成，設置在燃燒室內溫度調節器的上部。
6.根據權利要求1所述一種新型城市垃圾無害化資源化處理裝置，其特征在于垃圾一次燃燒鼓風系統是由鼓風機、風道、一次加熱器、二次加熱器所組成，一次加熱器通過管道和換熱器相連通，二次加熱器通過管道和燃燒室內溫度調節器中的熱交換器相連接。
7 根據權利要求1所述一種新型城市垃圾無害化資源化處理裝置，其特征在于燃燒室內溫度調節器是由高溫高容量儲蓄熱元件、翼片式殼體和熱交換器所組成，燃燒室內溫度調節器設置在一次燃燒室的上方，二次燃燒室的下方；高容量儲蓄熱元件采用硅鋁合金材料制作而成，翼片式殼體采用耐熱鐵碳合金材料鑄造而成。
8.根據權利要求1所述一種新型城市垃圾無害化資源化處理裝置，其特征在于煙氣凈化室是由煙氣進出口、隔板和水池所組成，煙氣進口和垃圾烘干進料室煙氣出口相連通，煙氣出口和引風系統進風口相連通；隔板由玻璃鋼制作而成，它將煙氣凈化室空間分隔成一個連通的通過水池的通道，水池設置在下部。
9 根據權利要求1所述一種新型城市垃圾無害化資源化處理裝置，其特征在于換熱器設置在煙氣凈化室的水池中，并和一次加熱器通過管道相連接。
專利摘要該實用新型針對我國垃圾水分較大、含熱量較低和熱值變化大的特點，提供一種新型城市垃圾無害化資源化處理裝置，在該裝置內設置有爐體、垃圾烘干進料室、垃圾助燃燃燒室、垃圾一次燃燒室、垃圾二次燃燒室、垃圾一次燃燒鼓風系統、燃燒室內溫度調節器、蒸發器、煙氣凈化室、換熱器和引風系統。該裝置不僅可以將城市垃圾進行減量化無害化處理，而且還可以使城市垃圾這一潛在能源得到充分高效利用，可以用來發電和供熱。
文檔編號F23G5/04GK2898618SQ20062000534
公開日2007年5月9日 申請日期2006年1月25日 優先權日2006年1月25日
發明者路金喜, 杜曄, 高亮, 程穎光, 陳建起, 關柯, 張文麗, 杜貴榮, 董淑惠 申請人:河北農業大學