垃圾焚烧炉燃烧技术及设备的发展（二）

2.1.箱式垃圾焚烧炉
1876年，一座垃圾焚烧厂在英国曼彻斯特投入运行。厂内设置多台箱式垃圾焚烧炉，共用一个排烟通道，炉内采用固定斜梯炉排。运行结果表明，该箱式焚烧炉更适合垃圾焚烧。运行时，垃圾由人工从炉门放入燃烧室燃烧。炉门除了垃圾投入外，还用于除渣和点火。炉排上方的炉拱在燃烧过程中处于白热化状态，由此产生的强烈辐射对新燃料起到了烘干作用。
由于当时曼彻斯特垃圾焚烧炉的成功，到19世纪末，英国共制造出210台同类型垃圾焚烧炉并成功投入运行，其中仅伦敦就有14台。这种箱式焚烧炉的主要缺点是操作人员劳动强度大，工作条件差。此外，人工进料和除渣操作导致焚烧过程不连续。图1所示的箱式垃圾焚烧炉在后壁上设有单独的排渣和搅火孔。
此后，在上述箱式焚烧炉的基础上，出现了双箱式焚烧炉、串联炉排炉等多种类型的垃圾焚烧炉。双箱式焚烧炉由两套背靠背的箱式焚烧炉燃烧设备组成，后墙连接两套燃烧设备和一个垃圾进料口。运行时，除渣、进料和焚烧在两套燃烧设备中交替进行，即当一套燃烧设备进行除渣和进料时，另一套设备正在进行垃圾焚烧。新加入的垃圾也可以通过与热的后壁接触而被干燥。因此，即使垃圾热值较低，炉内燃烧温度也能达到700 ~ 1000℃。箱式焚烧炉的炉门最大宽度为1 m，炉排面积一般为1.0 ~ 1.5m2，最多3 m2。由于频繁的排渣操作和不连续的焚烧过程，箱式焚烧炉的焚烧能力只有6 ~ 10t/天(按24小时计算)，当垃圾预热时可达20t/天。
。立式垃圾焚烧炉
1902年德国威斯巴登建成了一座带有立式焚烧炉的垃圾焚烧厂。焚烧炉运行时，垃圾通过倒置的喇叭口从炉膛上方抛入炉内，燃烧空气体流入水平渣井中的空隙，对炉渣进行冷却和预热。在喇叭口处，烟气从侧面引出，加入二次风后进入燃烧室，使烟气中携带的可燃成分(尤其是可燃气体)能充分燃尽。焚烧炉高3 m，炉膛截面为矩形，底部尺寸为0.8× 0.8 m，与箱式焚烧炉相比，立式焚烧炉焚烧量大，燃尽效果好，但仍存在人工清渣劳动强度大的缺点。
在对上述类型的焚烧炉进行改进后，出现了一种带有圆柱形炉膛的立式焚烧炉。燃烧空气体从炉侧送入，由专用的除渣刀完成除渣操作。需要清渣时，打开圆筒形炉膛的底盖，清渣刀从底部伸入炉膛进行清渣操作；除渣操作完成后，再次关闭炉膛底盖，垃圾靠自身重量自动落在底盖上，炉膛上方空空间被新加入的垃圾填满。该焚烧炉每平方米炉排面积的焚烧能力可达2.6 t/h，炉温约为900℃。一个垃圾焚烧厂可以由几个立式焚烧炉组成，共用一个燃烧室和飞灰收集装置。
此后，欧洲国家出现了各种改进的立式焚烧炉。采用的新技术包括水冷壁冷却立式炉墙、螺杆连续加料装置和机械排渣。特别值得一提的是，在20世纪初的欧洲，出现了类似沸腾燃烧的立式垃圾焚烧炉[3]。垃圾从炉上方送入炉内，燃烧空气体从下往上喷入。在40 ~ 50 mbar空气体压力的作用下，垃圾中低热值的碎片将被分离出来，与飞灰一起被运送到飞灰收集室，而高热值的粗粒垃圾将在面积约为1.2 m2的炉排上燃烧。这种焚烧炉采用机械化给料装置，每平方米炉排面积的焚烧能力为1.1 t/h，炉温约为1000 ~ 1100℃。