一种用于危险废物焚烧处置的二燃室
技术领域
本发明涉及垃圾焚烧技术领域，特别涉及一种用于危险废物焚烧处置的二燃室。
背景技术
采用焚烧方法处置危险废物的工艺中，危险废物在焚烧炉内热解、燃烧，在焚烧炉内产生的烟气含有大量的可燃性气体，而这样的烟气如直接排放到大气中会造成空气污染，热能也没有充分释放利用，不符合危险废物处置无害化和资源化的要求，因此工艺要求焚烧系统中要有烟气二次燃烧的设备，即二燃室。对二燃室的要求是炉膛温度高于850℃，烟气在高于850℃的环境停留时间要大于2秒钟，烟气中可燃物要燃尽，且烟气氧含量不能高于10％。
通常情况下，烟气在二燃室内的停留时间与二燃室的炉膛容积成正比，因此如何在不增加二燃室的炉膛容积的同时，进一步增加烟气的停留时间，使得烟气内的可燃物充分燃烧，成为行业内急需解决的难题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于危险废物焚烧处置的二燃室，能够在不增加炉膛容积的同时延长烟气在炉内的停留时间，实现烟气中的可燃烧物在相对较低空气过量系数下充分燃尽的目的，并且结构简单、利于节省筑炉成本和运行成本。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于危险废物焚烧处置的二燃室，包括：基壳；附着于所述基壳内壁的耐火层；设于所述基壳外层的炉体外壳；以及，装配于所述炉体外壳上的、且连通于所述基壳内部的助燃空气组件；所述基壳呈哑铃状，包括炉膛上部，炉膛喉部以及炉膛下部，所述炉膛上部的顶端开设有烟气入口，所述炉膛下部的底侧开设有烟气出口。
本发明的进一步设置，所述炉体外壳的底部开设有供助燃空气进入的助燃空气入口；所述助燃空气组件包括：设于所述炉体外壳和所述基壳之间的、且连通于所述助燃空气入口的空腔；装配于所述炉体外壳外侧的、且连通于所述空腔和所述炉膛上部的第一组助燃空气喷管；以及，装配于所述基壳和所述耐火层厚度方向的、且连通于所述空腔和所述炉膛上部的第二组助燃空气喷管。
本发明的进一步设置，所述基壳的外壁轴向焊接有若干散热翅片，所述散热翅片设于所述空腔内。
本发明的进一步设置，所述第一组助燃空气喷管的进气口设于所述空腔远离所述助燃空气入口的一端，并对应于所述散热翅片的端部；所述第一组助燃空气喷管的出气口设于所述炉膛上部接近所述炉膛喉部的一端。
本发明的进一步设置，所述第二组助燃空气喷管的进气口设于所述空腔远离所述助燃空气入口的一端，并对应于所述散热翅片的端部。
本发明的进一步设置，所述炉膛上部为拱形炉顶，所述第二组助燃空气喷管的喷气方向与所述烟气入口的进气方向呈30-45°夹角。
本发明的进一步设置，所述基壳和所述炉体外壳均为金属材质，所述耐火层采用耐火浇注料。
本发明的进一步设置，所述基壳顶部设有用于连接焚烧炉烟气输送烟道的连接法兰。
采用上述技术方案后，本发明的有益效果为：
1、在本发明中，通过将基壳内部即炉膛设置为哑铃状，进而强化了烟气在炉内湍流和回流，同时通过助燃空气组件导入助燃空气，使得可燃烧物能够与助燃空气充分混合，相较于同体积的筒式炉膛，延长了烟气在炉内的停留时间，使得烟气中的可燃烧物能够在相对较小的空气过量系数下充分燃尽，并且使用较少的筑炉材料，减少了筑炉成本，降低了炉体的蓄热，从而缩短了启炉到正常运行的时间，减少了辅助燃料的消耗。
2、在本发明中，通过在基壳外壁轴向设置散热翅片，一方面散热翅片用于实现金属基壳的散热降温；另一方面，由于散热翅片与助燃空气换热将其升温，而预热的助燃空气有利于提高可燃烟气在二燃室的烧速度。
附图说明
图1是本发明实施例中的俯视图；
图2是图1中A-A处的剖面图；
图3是图1中B-B处的剖面图；
图4是图2中C-C处的剖面图。
附图标记说明：1、基壳；2、耐火层；3、炉体外壳；4、助燃空气组件； 10、烟气入口；20、烟气出口；30、人工检修口；41、助燃空气入口；42、空腔；43、第一组助燃空气喷管；44、第二组助燃空气喷管；5、散热翅片； 6、连接法兰；01、炉膛上部；02、炉膛喉部；03、炉膛下部。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例：如图1-4所示，一种用于危险废物焚烧处置的二燃室，包括：基壳1；附着于基壳1内壁的耐火层2；设于基壳1外层的炉体外壳3；以及，装配于炉体外壳3上且连通于基壳1内部的助燃空气组件4；基壳1呈哑铃状，包括炉膛上部01，炉膛喉部02以及炉膛下部03，炉膛上部01的顶端开设有烟气入口10，炉膛下部03的底侧开设有烟气出口20。
如图2和图3所示，其中烟气入口10的截面积小于炉膛上部01的截面积，烟气从顶端的烟气入口10进入炉膛上部01时，烟气流速将减小，在炉膛上部01形成烟气回流，再经过炉膛喉部02进入炉膛下部03时，烟气流速又将减速再次形成烟气回流，从而延长烟气在炉膛内的停留时间。同时，通过助燃空气组件4导入助燃空气，使得可燃烧物能够与助燃空气充分混合，从而在不增加炉膛容积的同时，延长烟气在炉内的停留时间，实现烟气中的可燃烧物在相对较小空气过量系数下充分燃尽的目的，降低制造成本，减少设备从启动到正常运行的时间，减少辅助燃料的消耗。
如图2和图3所示，炉体外壳3的底部开设有供助燃空气进入的助燃空气入口41；助燃空气组件4包括：设于炉体外壳3和基壳1之间的、且连通于助燃空气入口41的空腔42；装配于炉体外壳3的外侧且连通于空腔42和炉膛上部01的第一组助燃空气喷管43；以及，装配于基壳1和耐火层2厚度方向的、且连通于空腔42和炉膛上部01的第二组助燃空气喷管44。其中第一组助燃空气喷管43和第二组助燃空气喷管44均沿圆周方向均布，使助燃空气均匀射入炉膛。
在本实施例中，如图2和图3所示，基壳1的外壁轴向焊接有若干散热翅片5，散热翅片5设于空腔42内，助燃空气从底部的助燃空气入口41进入空腔42内，与散热翅片5进行热交换，一方面实现对基壳1实现散热降温，另一方面用于对助燃空气进行预热，从而提高炉膛温度和燃烧速度。
如图2所示，第一组助燃空气喷管43的进气口设于空腔42远离助燃空气入口41的一端，并对应于散热翅片5的端部；第一组助燃空气喷管43的出气口设于炉膛上部01接近炉膛喉部02的一端。第二组助燃空气喷管44的进气口设于炉膛上部01远离助燃空气入口41的一端，并对应于散热翅片5 的端部。故，助燃空气从助燃空气入口41进入空腔42，并沿散热翅片5的底部向上流动至顶部，途中被预热，再分别通过第一组助燃空气喷管43和第二组助燃空气喷管44进入炉膛内，从而在炉膛上部01与烟气进行充分混合，使烟气在整个炉膛内充分燃烧。
如图2所示，炉膛上部01为拱形炉顶，并采用浇筑耐火料，有效延长了炉体的使用寿命，减少了炉体的大修次数。第二组助燃空气喷管44的喷气方向与烟气入口10的进气方向呈30-45°夹角，由于烟气从烟气入口10进入炉膛上部01时，烟气流速将减小，烟气流速的改变会使部分烟气在炉膛上部01 形成回流，延长了烟气在炉膛上部01的停留时间，有助于可燃物的充分燃尽。
在本实施例中，如图1和图2所示，基壳1顶部设有用于连接焚烧炉烟气输送烟道的连接法兰6，底侧该设有人工检修口30，基壳1和炉体外壳3 均为金属材质，耐火层2采用耐火浇注料，从而极大地降低了耐火层2的厚度，在同等炉膛容积的情况下炉体尺寸得以缩小。
结合图1-4所示，使用时，从焚烧炉输来的高温烟气从烟气入口10进入炉膛上部01，助燃空气经助燃空气入口41进入基壳1与炉体外壳3之间的空腔42内，与散热翅片5换热后从第一助燃空气喷管和第二助燃空气喷管射入炉膛上部01，与烟气中可燃物混合燃烧，因烟气入口10的截面积小于炉膛上部01的截面积，烟气流速会减小，烟气流速的改变会使烟气在炉膛上部01 形成一定的回流，即烟气会在炉膛上部01内延长停留时间，使得可燃物会得到较充分的燃烧；混合了助燃空气的烟气中的可燃物在燃烧的同时随烟气加速通过炉膛喉部02，然后进入炉膛下部03，进入炉膛下部03时又会减速，因烟气流速的改变，烟气在炉膛下部03也会因形成回流而延长在炉膛下部03 内的停留时间，从而在炉膛下部03内燃尽，燃尽的烟气经烟气出口20进入下段工艺设备。
具体工作过程以及原理：通过将基壳1内部即炉膛设置为哑铃状，进而强化了烟气在炉内湍流和回流，同时通过助燃空气组件4导入助燃空气，使得可燃烧物能够与助燃空气充分混合，相较于同体积的筒式炉膛，延长了烟气在炉内的停留时间，使得烟气中的可燃烧物能够充分燃尽，并且使用较少的筑炉材料，降低了炉体的蓄热，减少了筑炉成本和启炉时消耗的辅助燃料，缩短了启炉到正常运行的时间，减少了辅助燃料的消耗。通过在基壳1外壁轴向设置散热翅片5，一方面散热翅片5用于实现金属基壳1的散热降温；另一方面，由于散热翅片5与助燃空气换热提高了助燃空气的温度，预热的助燃空气有利于提高燃烧速度。
以上，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
