[发明专利]加热高温气流的装置和处理废物的设备

说明书

本发明涉及从高温气体中回收热能。更具体地说，本发明涉及一种能够通过与热流的热交换回收燃烧高温废气中的热能从而有效地利用所回收的热能的加热高温气流的装置，所述的高温废气是在城市垃圾焚烧炉和工业焚烧炉焚烧废物(包括可燃的一般废物，例如从家庭和办公室清扫出的城市垃圾，也包括可燃的工业废物、例如废弃的塑料、破碎的车辆碎片、废弃的办公设备、废弃的电子设备、废弃的化妆品容器等)的过程中产生的。本发明还涉及设置有上述的加热装置的处理废物的设备。

已有城市垃圾焚烧炉和工业垃圾焚烧炉配备了加热高温气流的装置，以便回收和利用在焚烧那些废物时产生的高温燃气中的热能。这种加热高温气流的装置的结构是使气流流过一种金属制的传热管道，随即在与高温燃气的热交换中加热该气流，从而回收高温燃气中的热能。这样回收的热能可用作热解废物的设备中、发电设备中以及其他系统中的热源。

在图49中，示出一种普通的加热高温气流的装置，在燃烧熔化炉53的上游设置一个燃熔区49，在熔化炉53的下游设置一个加热高温气流的装置1。在燃熔区49内，将用于燃烧的气体和空气供入燃烧器56中，以便使废物中的可燃组分在高达1300℃左右的高温下燃烧，这样就产生了熔浆53f和燃烧废气G。燃烧废气G通常含有粉尘(残渣)，并构成一种含有腐蚀性物质例如氯气和氯化氢的高腐蚀性气体(这取决于燃烧的废物种类)。在上述焚烧炉中，燃烧废气的温度为1000～1100℃，流速约为2～3m/s。加热高温气流的装置1实际上是由用来回收上述高温燃烧废气G中的热能的传热管道9构成的。为了使加热高温气体的装置1能够容纳大量的被加热的气流，将传热管道9做成长形，并且通常以多个平行组合的方式安装。

因此，要求上述的置于焚烧炉内并与高温高腐蚀性气氛相接触的传热管道在材料和结构方面对于上述的高温腐蚀性气体应具有足够的耐久性。据认为，作为改善加热高温气流的装置的耐腐蚀性能的手段，可在金属制成的传热管道上，焊上一种柱螺栓销，然后将可浇注成形的耐火材料浇到上述柱螺栓销的周围，也可将大致为长方体形的耐火砖沿它们的纵向和横向相连接地排列。这些结构可使上述耐火材料对于腐蚀性气相中的对流和相互扩散起到物理壁垒的作用，从而稍微减轻传热管道的腐蚀。

但是，上述各种结构的耐火材料都会发生开裂，最终导致腐蚀并损坏固定耐火材料的夹具，或者由于耐火材料与金属传热管道之间不同材料的组合产生了热膨胀的差异而导致耐火材料本身的损伤和分离，从而出现金属传热管道腐蚀损坏的严重腐蚀现象，并产生如下的问题，即加热高温气流的装置的工作寿命缩短，并由于工作效率降低，而使热交换时回收热能的效率降低。

而且，由于传热管道是相当细长的，因此容易发生热变形和弯曲。再一个问题是，由于是多外传热管道互相平行排列的，故废气中所含的灰尘容易沉积在这些管道之间，从而降低通过热交换回收热能的效率。

本发明的一个目的是，延长加热高温气流的装置的使用寿命，并使该装置高效地工作，从而提高通过热交换回收热能的效率。本发明的另一目的是提供一种热变形较小且不易积聚灰尘的加热高温气流的装置，本发明还提供一种装有上述加热装置的处理废物的设备。

为了实现上述目的，本发明采用如下所述的结构。

在权利要求1规定的本发明中，提供了一种加热高温气流的装置，其特征在于，该装置安装在含有高温气体的环境中，并具有用于通过与高温气体的热交换而加热流过传热管道中的待加热气流的传热管道，该传热管道含有一个供待加热气流流过的传热管和一个用耐火材料制成的并同轴地套在上述传热管之外的耐火保护管，在上述传热管与保护管之间形成一个间隙。

按照本发明，由于有了上述间隙，上述的传热管(通常用金属制成)和耐火材料制的耐火保护管不易因制造这两种管的不同材料的不同热膨胀而相互影响，这就可减少由于热膨胀变化造成的耐火材料的损坏和分离。

在权利要求2规定的本发明中，提供了一种加热高温气流的装置，其特征在于，该装置安装在含有高温气体的环境的，并具有用来通过与高温气体的热交换而加热流过传热管道中的待加热气流的传热管道，该传热管道含有一个用金属制的且其顶端敞开的内传热管和一个用耐火材料制的并同轴地套在上述的内传热管之外的外传热管，在上述内传热管与外传热管之间形成一个间隙，待加热气流在流过内金属传热管之后，从上述内管的开口端流入内管与外管之间的间隙时被高温气体所加热。

在本发明中，由于有了上述的间隙，同样可以减少因上述热膨胀的差异而引起的耐火材料的损坏和开裂。