一种螺旋式超高温焚烧炉制造技术

本发明专利技术公开了一种螺旋式超高温焚烧炉，包括由内筒（4）、中间壁（3）和外筒（2）从内至外依次嵌套构成的炉体，外筒侧壁开口形成燃烧空气注入口（1）、炉体底部的炉灰排放口和燃料投入口，所述的中间壁与内、外筒之间形成相互连通的燃烧空气通道（A）和（B），且内筒筒壁外侧及中间壁外侧设有螺旋隔板（5），内筒筒壁上端开设两个以上的燃烧空气喷口（6）并固定安装导向板（9）。本发明专利技术的螺旋式超高温焚烧炉可以使注入的燃烧空气维持螺线形旋转，从而使燃烧灰不会附着在燃料表面，而是旋转积聚在火焰的中央，氧气和燃料充分接触，显著提高燃烧效率。

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋式超高温焚烧炉
本专利技术属于基于螺旋空气流动原理的超高温焚烧炉
，尤其是涉及一种螺 旋式超高温焚烧炉。
技术介绍
在广义上，焚烧炉是对废物进行焚烧的燃烧设备。燃烧是指，燃料中的易燃性碳和 氢与空气中的氧气结合，通过化学反应释放大量热能的过程。这种以燃烧基本定义为原理 的燃烧设备，如今在各行各业中的普及率已经很高。即，在燃烧室内部使用各种各样的燃 料，点火、焚烧后产生热能的燃烧设备。在工业界随着对燃烧设备要求的提高，人们对高效 率、低污染的高性能燃烧设备的需求正在日益增加。阶梯式(Seutoka)焚烧炉是普及率最高的一种传统燃烧设备。阶梯式(Seutoka) 燃烧方法是在燃烧室内的燃料底部提供空气进行高温燃烧的方式。这种方法最严重的问题 就是，燃料在未能完全燃尽的状态下就通过上端出口排放出去，降低了燃烧效率。另外，由 于燃料不能得到完全燃烧，导致大量的环境污染物质，如一氧化碳、二氧化硫(Sox)、氮氧化 物(NOx)及二恶英排放到空气中。因为燃烧室内部空气是自下而上流动的，所以上述环境 污染物质就和用于燃烧的热能气体一同从上端排放出去。为处理这些环境污染物质，就必 须另设除尘设备。这也是传统燃烧设备所存在的弊端之一。近年来，正在研发一种比传统的阶梯式(Seutoka)燃烧方式更加先进的、以焚烧 炉空气流动的离心力为原理的离心分离焚烧炉。如韩国专利局注册的第10-559745号“以 焚烧炉空气流动为原理的离心分离焚烧装置”，这种装置的结构由说明书附图中的图1所 示，其由焚烧炉燃烧室12筒体外侧设置外筒13，筒体与外筒形成空气通道10 ;外筒13上面 设置法兰16和空气调节板14 ;鼓风机11向空气通道10注入空气，空气在燃烧室12筒体和 外筒13间的空气通道里旋转上升。空气流动到上端时，被法兰16下平面阻挡，空气在法兰 下平面U形回转，自上而下的被注入燃烧室12。被注入燃烧室的空气不断旋转并产生离心 力，因此不会聚集在中央，而是悬浮在燃烧室12的内壁表面上，并沿着内侧表面旋转下降， 与燃料17混合产生燃烧火烟。其设计原理如下燃料被高速旋转的冷却空气离心分离，比重低的燃料向中心移 动，燃烧后从排气筒15排放出去；比重高的燃料被离心分离后，悬浮在燃烧室12内壁旋转 上升，与下降的空气汇合。汇合的空气和燃料通过旋转循环过程完全燃烧后从排气筒15排 放出去。该焚烧炉使空气旋转上升，上升的空气被法兰16阻挡，U型回转下降时，继续旋转 并产生离心力。但是，仅依靠鼓风机11从切线方向注入空气时的力度，是远远不能维持空 气旋转速度的。空气上升时，其旋转速度逐渐降低，流动到顶端的空气被法兰16阻挡、U型 回转下降时，旋转速度再度降低。另外，虽然上述的焚烧炉使空气从炉上端沿着内壁旋转下 降，但并不能保证在炉底部与燃料反应产生的燃烧火焰只集中在中央位置，而是蔓延上升 到周围，导致与下降的空气发生冲突，产生湍流现象。湍流不但阻碍燃烧，更使熔融状态的燃料附着凝固在出口边缘和内壁，大大降低了燃烧效率。因无法安全燃烧，且火焰向四周蔓 延、无法集中在中央，下降的燃烧空气就不能起到空气幕的作用，使内壁温度提高，大大降 低了焚烧炉的寿命。又如韩国专利局注册的第10-907269号“离心分离式连续燃烧装置及其燃烧方 法”，说明书附2所示的是另外一种离心分离焚烧装置的断面概念图。在图2里可以看到，该连续燃烧装置意识到了图1的现有技术中所存在的问题。 即，燃烧空气在下降过程中无法维持原有离心力。为解决此问题，图2在燃烧室内壁中端和 上端增设了内部注入口 26和第三法兰34，强行向下移动从鼓风机90所注入的空气，使与炉 内燃烧火焰冲突而产生的湍流量降为最低。但此技术仍然无法阻止火焰向周围蔓延，上升 的火焰还是会与下降的空气相互冲突。虽然与图1的技术相比，燃烧效果上有一定程度的 提高，但仍旧存在相同问题。现存技术产生这些问题的根本原因是，燃烧火焰在上升排放过程中，不能聚集在 中央排放。虽然火焰气体向排放口方向移动，但同时也向周围大面积扩散。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现存技术问题。本专利技术中，在炉的上端注入用于燃 烧的空气，在焚烧炉中央形成螺旋旋转向心力，悬浮在炉内壁上的燃烧空气可以自然下降， 起到冷却内壁和促进燃烧的作用，使炉内部火焰凝集成火柱排放出去，不会扩散到周边。且 火焰火柱内部是超高温状态，使得燃料可以完全燃烧后排放出去。为达到上述目的，本专利技术应用了螺旋空气流动的原理制成螺旋式超高温焚烧炉， 如附四所示，本专利技术的螺旋式超高温焚烧炉的结构包括由内筒、中间壁和外筒从内至 外依次嵌套构成的炉体，外筒侧壁开口形成空气注入口，炉体底部开有燃料投入口和炉灰 排放口，所述中间壁与内、外筒之间形成相互连通的燃烧空气通道，且内筒筒壁外侧及中间 壁外侧设有螺旋隔板，在内筒筒壁上端开设两个以上的燃烧空气喷口并固定安装导向板， 嵌套结构的内筒、中间壁、外筒上端用顶板密封。当焚烧炉内部的垃圾燃料被点火器点着火时，由外部注入口注入燃烧空气，该空 气注入口的位置可以设在上端、中央位置或底部，注入的燃烧空气通过外筒流入内筒，因其 两个通道中都设置了螺旋隔板，燃烧空气可以维持稳定的匀加速旋转运动，从而维持旋风 式的螺旋回转运动。再经过设置在内筒上端的燃烧空气喷口和导向板，使旋转上升的燃烧 空气向中央位置水平聚拢后旋转喷入燃烧燃料的炉内，另外，强有力的匀加速圆周运动可 以产生向心力，达到形成圆柱形的火焰柱的目的，使之充分燃烧后，燃烧空气再形成螺旋式 集聚在一起的圆柱形火焰从排放口排放出去，而不扩散到周边。基于上述的焚烧炉的结构，本专利技术的焚烧炉可以高温收集排放空气，所以可以高 效率的使用在锅炉加热或发电等需要热交换的作业中。而且焚烧过程中不需要加入任何助 燃剂，这显著地降低了焚烧费用以及炉的制造成本，设计制造大型或小型焚烧炉均可。而且 在燃烧中，燃烧灰不会附着在燃料表面，而是旋转积聚在火焰的中央，使燃烧灰无法妨碍氧 气和燃料发生热化学连锁反应。氧气和燃料得到充分接触，形成了充分的燃烧条件，显著提 高了燃烧效率。附图说明图1为韩国专利局注册的第10-559745号“以焚烧炉空气流动为原理的离心分离 焚烧装置”的结构示意图；图2是韩国专利局注册的第10-907269号“离心分离式连续燃烧装置及其燃烧方法”， 离心分离式连续燃烧装置的结构示意图；图3为本专利技术的螺旋式超高温焚烧炉的俯视图；图4为本专利技术的螺旋式超高温焚烧炉的结构示意图；其中，图3、图4中的符号A、内筒和中间壁形成的燃烧空气通道；B、外筒和中间壁形成的燃烧空气通道；1、燃烧 空气注入口 ；2、外筒；3、中间壁；4、内筒；5、螺旋隔板；6、燃烧空气喷口 ；7、引导板；8、掐断 板;9、导向板;100、排放口 ;101、顶板。具体实施方式如图3和图4所示，一种螺旋式超高温焚烧炉，包括由内筒(4)、中间壁(3)和外筒(2)从内至外依次嵌套构成的炉体，外筒侧壁开口形成空气注入口(1)，炉体底部开有燃料 投入口和炉灰排放口，且中间壁与内、外筒之间形成相互连通的燃烧空气通道(A)和(B)， 内筒筒壁外侧及中间壁外侧设有螺旋隔板(5)，在内筒筒壁上端开设两个以上的燃烧空气 喷口(6)并固定安装导向板(9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺旋式超高温焚烧炉，包括由内筒（4）、中间壁（3）和外筒（2）从内至外依次嵌套构成的炉体，外筒侧壁开口形成空气注入口（1），炉体底部开有燃料投入口和炉灰排放口，所述中间壁与内、外筒之间形成相互连通的燃烧空气通道（A）和（B），其特征在于，所述内筒筒壁外侧及中间壁外侧设有螺旋隔板（5），在内筒筒壁上端开设两个以上的燃烧空气喷口（6）并固定安装导向板（9）。

【技术特征摘要】
2011.12.08 KR 10-2011-01307741.一种螺旋式超高温焚烧炉，包括由内筒(4)、中间壁(3)和外筒(2)从内至外依次嵌套构成的炉体，外筒侧壁开口形成空气注入口( I )，炉体底部开有燃料投入口和炉灰排放口，所述中间壁与内、外筒之间形成相互连通的燃烧空气通道(A)和(B)，其特征在于，所述内筒筒壁外侧及中间壁外侧设有螺旋隔板(5)，在内筒筒壁上端开设两个以上的燃烧空气喷口(6)并固定安装导向板(9)。2.根据权利要求1所述的螺旋式超高温焚烧炉，其特征在于，内筒筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔惠子，
申请(专利权)人：崔惠子，
类型：发明
国别省市：