分散式控氧垃圾焚烧炉

1119 编辑：中冶有色技术网来源：浙江工商大学

2023-12-20 11:36:57

权利要求书： 1.一种分散式控氧垃圾焚烧炉，其特征在于，包括炉体(1)和炉脚(6)，所述炉脚(6)与炉体(1)底部固定连接，用于支撑炉体(1)；

所述炉体(1)包括无盖壳体(14)、保温层(7)和燃烧室(13)，所述燃烧室(13)位于无盖壳体(14)的内部，顶部与无盖壳体(14)的顶部平齐，底部与无盖壳体(14)的底部贴合连接；

燃烧室(13)与无盖壳体(14)之间的空隙形成保温层(7)，所述保温层(7)顶部封闭，保温层(7)中填充保温材料；

所述燃烧室(13)顶部盖设炉盖(9)，所述炉盖(9)与燃烧室(13)的接触处具有气密性；

所述燃烧室(13)上部分别开设进料口(3)和排烟口(2)，所述进料口(3)和排烟口(2)分别外接贯穿保温层(7)和无盖壳体(14)的进料管和排烟管；所述燃烧室(13)底部设有炉排(4)，炉排(4)通过加热管道外接燃烧机(8)，所述炉排(4)通过支架(10)固定于燃烧室(13)底部上方，炉排(4)下方设有通风管(11)，所述通风管(11)上开设若干通风孔，用于为炉排(4)燃烧提供氧气；所述炉排(4)底部连接灰渣收集室(5)，所述灰渣收集室(5)开设排渣口。

2.根据权利要求1所述的分散式控氧垃圾焚烧炉，其特征在于，所述炉脚(6)有多个，对称安装于所述炉体(1)底部，用于保持炉体(1)稳定。

3.根据权利要求1所述的分散式控氧垃圾焚烧炉，其特征在于，所述保温层(7)中填充的保温材料由内到外依次为黏土结合耐火浇注料层和硅酸铝保温棉层；所述无盖壳体(14)为钢铁材料。

4.根据权利要求1所述的分散式控氧垃圾焚烧炉，其特征在于，所述炉盖(9)上设有把手，用于提升炉盖(9)；炉盖(9)采用防火保温材料，炉盖(9)与燃烧室(13)之间通过耐火绳(12)封闭连接。

5.根据权利要求1所述的分散式控氧垃圾焚烧炉，其特征在于，所述炉排(4)包括环形炉条和支撑梁，若干环形炉条同轴套设且相邻环形炉条之间具有高度差，所有环形炉条共同构成圆锥状中空结构；所述支撑梁位于所述圆锥状中空结构的内侧，将各环形炉条固定连接。

6.根据权利要求5所述的分散式控氧垃圾焚烧炉，其特征在于，所述圆锥状中空结构的母线与底面水平方向的夹角为30°～45°，相邻环形炉条之间的距离为20～40mm。

7.根据权利要求5所述的分散式控氧垃圾焚烧炉，其特征在于，所述炉条和支撑梁均为耐高温不锈钢材料，炉条和支撑梁之间的连接方式为焊接。

8.根据权利要求1所述的分散式控氧垃圾焚烧炉，其特征在于，所述进料管的长度与所述保温层(7)厚度一致，进料管的一端连接进料口(3)，另一端设有门式盖板。

9.根据权利要求1所述的分散式控氧垃圾焚烧炉，其特征在于，所述通风管(11)有多个，通风管(11)为十字形结构且均匀开设若干通风孔；通风管(11)通过送风管外接鼓风机，所述送风管上设置气体流量调节阀门。

10.根据权利要求1所述的分散式控氧垃圾焚烧炉，其特征在于，所述灰渣收集室(5)为底部逐渐缩小的筒状结构，底部侧壁开设所述排渣口，排渣口上设有门式盖板。

说明书：一种分散式控氧垃圾焚烧炉技术领域[0001] 本实用新型属于垃圾焚烧领域，具体涉及一种分散式控氧垃圾焚烧炉。背景技术[0002] 随着社会的发展和经济水平的不断提高，村镇生活垃圾产生的数量也迅速增加。目前，大部分村镇地区垃圾的处理方式以传统的垃圾填埋处理方式为主。大量的垃圾堆积

在垃圾填埋场，不仅占用土地资源，其渗滤液会对地下水和土壤带来严重的危害，而且堆积

在填埋场的一些物质和能量无法利用，造成资源浪费。因此，垃圾焚烧处理逐渐取代传统的

垃圾填埋处理方式，成为一种主流的垃圾处理方式。尤其是对于交通不便、人口规模小、垃

圾分散和集中处理困难等的偏远村镇地区，采用分散式小型垃圾控氧焚烧炉对村镇垃圾进

行焚烧处理是一种有效的处理方法。

[0003] 垃圾焚烧可以实现垃圾的减量化和无害化，垃圾焚烧炉应用较多的是将垃圾投放到炉排上进行焚烧。由于村镇垃圾较复杂、含水率高和热值低等影响，会将正在炉排上焚烧

的垃圾被新投放的垃圾瞬间覆盖，甚至将正在焚烧的垃圾扑灭。导致炉内焚烧工况运行不

稳定，氧气不足焚烧不充分，引起温度较低会产生黑烟和二恶英等有毒害气体。通过添加补

助燃料提高炉内温度，又会增加成本。同时，垃圾中成分复杂，各种成分的可燃垃圾具有不

同的性质，使垃圾在焚烧过程中会产生烧结和熔块等现象粘附在炉条上，影响漏灰和通风

效果，燃烧效率低。导致可燃物不能完全焚烧，排放出的烟气可燃物成分多、浓度高，严重污

染环境。而且长时间下容易导致炉排损坏，影响使用寿命。传统垃圾焚烧炉在关闭后，炉内

温度会迅速降低，再次启动时需要大量的补助燃料达到焚烧条件。炉温在升高过程中，依旧

会产生黑烟和二恶英等有毒害物质，不利于垃圾的无害化处理，增加运行成本。

[0004] 专利CN207962654U提供了一种垃圾焚烧效率高的垃圾焚烧炉，设置粉碎装置将垃圾粉碎，通过焚烧器对焚烧炉主体垃圾进行焚烧，垃圾残渣经镂空网板落入收集箱中，烟

气经排烟管派出，成功解决了传统垃圾焚烧中垃圾体积较大，焚烧时间久，焚烧效率低等问

题。然而，该实用新型装置仅通过对垃圾进料装置的预处理破碎，减小垃圾体积，提高焚烧

效率，并未体现垃圾在焚烧过程时氧含量不足、垃圾堆积在焚烧炉主体内一侧和垃圾灰渣

部分堆积在镂空网板上而导致垃圾未充分焚烧。专利CN109990300A提供了一种焚烧炉，该

焚烧炉以设有用于驱动第一接料板的推板和供氧通道，使垃圾在燃烧后重量减轻时，推板

驱动第一接料板产生震动下将覆盖在垃圾表面的灰烬抖落，防止灰烬覆盖在未燃尽的垃圾

表面影响继续燃烧，造成的燃烧不充分问题，在第一接料板震动的同时会将垃圾抖散至各

个位置，防止垃圾堆积在某一处，提升垃圾与火焰接触面积和氧含量，使其快速燃烧，提高

对垃圾的焚烧效果。但该实用新型装置建造结构复杂，运行周期长，需要等待垃圾在焚烧内

燃烧至一定重量后驱动第一接料板震动抖落灰烬后投放垃圾且不利于垃圾焚烧运行稳定，

当焚烧炉内出现零件损坏导致驱动失灵，维护较为复杂。因此，不利于实现大规模的投产和

广泛的村镇地区使用。专利CN108870398A研发了一种小型生活垃圾焚烧炉，该焚烧炉运

行时垃圾堆积在燃烧室顶部被高温火焰烘烤成炭后粘结为穹隆形炭粒，通过剧烈燃烧脱落

至燃烧室燃烧，使炉内温度达到850℃以上，垃圾得到充分燃烧且烟气中有毒有害气体被有

效裂解，有效解决处理量小的村镇生活垃圾设备和运行成本高的缺点。但是该装置在运行

时需要操作人员经常观察垃圾堆积高度并及时补充垃圾量，然后需要专用工具将垃圾拨平

焚烧。同时，燃烧的温度不能高于950℃，否则温度过高会导致灰烬结块堵塞引起故障，进一

步影响垃圾焚烧效率，运行条件较复杂不易操作。

[0005] 由此可见，大型焚烧炉运行稳定，处理工艺成熟可靠，但是建设成本高、运行成本高、管理规范和操作要求严格，不适用村镇垃圾焚烧。因此，急需一种建设成本和运行成本

低、维护方便、操作和管理要求低的村镇分散式小型垃圾焚烧炉。

实用新型内容

[0006] 本实用新型的目的在于克服现有垃圾焚烧炉内氧气分布不均、燃烧不充分和使用补助燃料频繁点火等缺点，并提供一种分散式控氧垃圾焚烧炉，实现建设和运行成本低、易

操作、结构简单和燃烧充分的村镇分散式小型垃圾控氧焚烧炉。

[0007] 本实用新型所采用的具体技术方案如下：[0008] 一种分散式控氧垃圾焚烧炉，其包括炉体和炉脚，所述炉脚与炉体底部固定连接，用于支撑炉体；

[0009] 所述炉体包括无盖壳体、保温层和燃烧室，所述燃烧室位于无盖壳体的内部，顶部与无盖壳体的顶部平齐，底部与无盖壳体的底部贴合连接；燃烧室与无盖壳体之间的空隙

形成保温层，所述保温层顶部封闭，保温层中填充保温材料；

[0010] 所述燃烧室顶部盖设炉盖，所述炉盖与燃烧室的接触处具有气密性；所述燃烧室上部分别开设进料口和排烟口，所述进料口和排烟口分别外接贯穿保温层和无盖壳体的进

料管和排烟管；所述燃烧室底部设有炉排，炉排通过加热管道外接燃烧机，所述炉排通过支

架固定于燃烧室底部上方，炉排下方设有通风管，所述通风管上开设若干通风孔，用于为炉

排燃烧提供氧气；所述炉排底部连接灰渣收集室，所述灰渣收集室开设排渣口。

[0011] 作为优选，所述炉脚有多个，对称安装于所述炉体底部，用于保持炉体稳定。[0012] 作为优选，所述保温层中填充的保温材料由内到外依次为黏土结合耐火浇注料层和硅酸铝保温棉层；所述无盖壳体为钢铁材料。

[0013] 作为优选，所述炉盖上设有把手，用于提升炉盖；炉盖采用防火保温材料，炉盖与燃烧室之间通过耐火绳封闭连接。

[0014] 作为优选，所述炉排包括环形炉条和支撑梁，若干环形炉条同轴套设且相邻环形炉条之间具有高度差，所有环形炉条共同构成圆锥状中空结构；所述支撑梁位于所述圆锥

状中空结构的内侧，将各环形炉条固定连接。

[0015] 进一步的，所述圆锥状中空结构的母线与底面水平方向的夹角为30°～45°，相邻环形炉条之间的距离为20～40mm。

[0016] 进一步的，所述炉条和支撑梁均为耐高温不锈钢材料，炉条和支撑梁之间的连接方式为焊接。

[0017] 作为优选，所述进料管的长度与所述保温层厚度一致，进料管的一端连接进料口，另一端设有门式盖板。

[0018] 作为优选，所述通风管有多个，通风管为十字形结构且均匀开设若干通风孔；通风管通过送风管外接鼓风机，所述送风管上设置气体流量调节阀门。

[0019] 作为优选，所述灰渣收集室为底部逐渐缩小的筒状结构，底部侧壁开设所述排渣口，排渣口上设有门式盖板。

[0020] 本实用新型相对于现有技术而言，具有以下有益效果：[0021] 1)本实用新型在炉体内设置用于支撑被投放到炉内垃圾的锥形炉排，从而使得焚烧过程中，投放的垃圾不会将炉排上火苗压灭，保证炉内垃圾稳定燃烧；同时炉体内具有较

高温度，能够保证垃圾充分燃烧、提高热灼减率，并有效防止有毒害气体和黑烟的产生；

[0022] 2)本实用新型在炉体底部设置的锥形炉排中，环形炉条之间的间隙为20～40mm，因此炉排具有有较大的表面积，配合通风管的通风作用，可以使垃圾在焚烧时更好的供氧

和出灰；

[0023] 3)本实用新型在炉排下方设有多个通风管，该通风管采用十字形结构，能够对炉排不同位置通风，使得炉排上氧气均匀分布；

[0024] 4)本实用新型炉体顶部的炉盖可拆卸式安装，能够根据需要对炉排定期更换和维修；

[0025] 5)本实用新型在炉体内设有保温层，当焚烧炉停止工作时，仍具有良好的保温效果，当再次运作时，能够降低补助燃料使用量，从而减少成本；

[0026] 6)本实用新型的装置结构简单、操作方便且占地面积小，适合在村镇地区广泛推广和应用。

附图说明[0027] 图1是本实用新型装置的结构示意图；[0028] 图2是图1中炉排的结构示意图；[0029] 图3是图1中通风管的结构示意图；[0030] 图中：1-炉体，2-排烟口，3-进料口，4-炉排，5-灰渣收集室，6-炉脚，7-保温层，8-燃烧机，9-炉盖，10-支架，11-通风管，12-耐火绳，13-燃烧室，14-无盖壳体。

具体实施方式[0031] 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步阐述和说明。本实用新型中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

[0032] 如图1所示，为一种分散式控氧垃圾焚烧炉，其包括炉体1和炉脚6，炉脚6与炉体1的底部固定连接，炉脚6可以设置多个，分别对称安装于炉体1的底部，用于保持炉体1稳定

和支撑炉体1。

[0033] 炉体1包括无盖壳体14、保温层7和燃烧室13，其中，燃烧室13位于无盖壳体14的内部，顶部与无盖壳体14的顶部平齐，底部与无盖壳体14的底部贴合连接。燃烧室13与无盖壳

体14之间的环形空隙形成保温层7，保温层7的顶部封闭，保温层7中填充保温材料。保温层7

中填充的保温材料由内到外依次为黏土结合耐火浇注料层和硅酸铝保温棉层，或者其他能

够达到保温效果的材料。无盖壳体14可以采用钢铁材料，以减少热损失、增加保温效果。

[0034] 燃烧室13的顶部盖设有炉盖9，炉盖9采用防火保温材料，炉盖9上还设有把手，可以用于提升炉盖9。炉盖9可拆卸式安装于燃烧室13顶部，能够方便燃烧室13和炉排4的维

修，同时，为保证燃烧室13的密闭性能并减少热损失，炉盖9与燃烧室13的接触处采用耐火

绳12和法兰密闭固定，且法兰上还设有密封圈。

[0035] 燃烧室13上部分别开设进料口3和排烟口2，进料口3外接贯穿保温层7和无盖壳体14的进料管，进料管的长度与保温层7厚度一致，进料管的一端连接进料口3，另一端设有门

式盖板，该门式盖板能够通过开启和闭合状态控制是否进料，同时，通过门式盖板也能够观

察到炉内焚烧的状况。排烟口2外接贯穿保温层7和无盖壳体14的排烟管，用于排出焚烧炉

内产生的烟气，排出的烟气可以先进入烟气净化系统进行处理后再排出到空气中，从而降

低有毒害气体浓度。

[0036] 如图2所示，燃烧室13底部设有炉排4，炉排4连接加热管道，通过加热管道与位于焚烧炉外部的燃烧机8相连，燃烧机8是以柴油为燃料的。炉排4包括环形炉条和支撑梁，若

干环形炉条同轴套设且相邻环形炉条之间具有高度差，所有环形炉条共同构成圆锥状中空

结构。支撑梁有多个，均位于圆锥状中空结构的内侧，将各环形炉条固定连接，炉条和支撑

梁均为耐高温不锈钢材料，炉条和支撑梁之间的连接方式为焊接。该圆锥状中空结构的母

线与底面水平方向的夹角为30°～45°，相邻环形炉条之间的距离相等，均为20～40mm。

[0037] 如图3所示，炉排4通过支架10固定于燃烧室13底部上方，炉排4下方设有通风管11，通风管11上开设若干通风孔，用于为炉排4燃烧提供氧气。通风管11可以设置多个，通风

管11优选为十字形结构，并且通风管11上均匀开设若干通风孔。通风管11连通有送风管，通

过送风管与位于焚烧炉外部的鼓风机相连接，送风管上还设置气体流量调节阀门，可以根

据需要调节鼓风量大小。

[0038] 炉排4的底部连接有灰渣收集室5，灰渣收集室5为底部逐渐缩小的筒状结构，底部侧壁上开设排渣口，排渣口上设有门式盖板，通过门式盖板的开启和闭合控制是否排渣。

[0039] 使用该焚烧炉时，先通过燃烧机8和鼓风机将炉体1内温度升至850℃，将垃圾简单分类后通过人工投料的方式由进料口3投放到炉体1内，投入的垃圾落在炉排4上，同时对垃

圾进行焚烧处理。由于炉排4是锥形结构，垃圾会沿着锥形炉排侧壁滚落下去，不会将炉排4

上火苗直接压灭，避免垃圾堆积。同时，鼓风机通过位于炉排4下方的通风管11供风，从而保

证炉内垃圾稳定充分燃烧，提高热灼减率，并且维持该炉体内具有稳定的热源。焚烧的烟气

由烟气口2排出到烟气净化装置。

[0040] 由于村镇垃圾具有高含水率，投放时经过炉膛内烟气从下而上的冲刷将垃圾中的水分烘干，使垃圾在炉排4上及时着火，而且炉体1的保温层7中填充的材料蓄热又辐射垃

圾，从而保证垃圾的燃烧温度和烟气停留时间，使垃圾在炉排4上充分焚烧并燃尽，不会出

现垃圾在炉排4上结焦，避免炉排4的堵塞，有利于供氧和灰烬掉落。最后灰烬从炉排4上掉

落至灰渣收集室5排出。

[0041] 停止运行后，由于炉体1内温度较高和良好的保温效果，关闭很长时间炉体1内温度依旧会保持在较高温度范围。当再次启动运行时，可以减少燃烧机8烘炉时间和燃料使用

量，同时有效防止升温过程中垃圾焚烧产生的二恶英和黑烟等有毒害气体排放。本实用新

型的垃圾焚烧炉结构简单、操作方便、占地面积小，适合在村镇地区广泛推广和应用。

[0042] 以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，然其并非用以限制本实用新型。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以

做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在

本实用新型的保护范围内。