[0001] 本发明主要涉及垃圾燃烧技术领域，特指一种垃圾燃烧装置及立式多级垃圾气化炉。

[0002] 垃圾是伴随着人类生产活动产生的污染物，大量的废弃物对环境危害极大，主要表现为侵占土地、污染大气、土壤及水体，且所造成的危害难以恢复，现有的城市生活垃圾
处置技术水平低、生活垃圾处理需要大量资金。

[0003] 目前在解决城市生活垃圾方面所采用的焚烧结构有多种，比如往复式炉排焚烧炉和热解气化焚烧炉等；相对传统的垃圾焚烧技术，垃圾气化是垃圾焚烧的新型技术之一，其
因在无氧或缺氧环境下使垃圾气化成可燃气，相对传统焚烧炉更有效地降低了二噁英的产
生，同时相对传统焚烧炉，垃圾气化产生的烟气粉尘更少且易处理。

[0004] 但是现有的垃圾气化炉仍存在一些缺点：1、现有的垃圾气化炉多为小型炉结构，垃圾处理量十分有限，且气化效率不高，垃圾受热存在不均匀、燃烧不充分等问题；2、部分
垃圾气化炉采用可往复运动的活动式炉排结构，如中国专利申请CN202310491714.6公开了
一种多炉膛组合炉排式分级气化燃烧炉，该方案中公开了炉排组包括交错设置的活动式炉
排片和固定式炉排片，并通过活动式炉排片实现垃圾的传送、搅动；虽然该方案可以解决垃
圾堆积成团的问题，但是活动式炉排需要复杂的液压机构、传动机构以及执行机构，其本身
结构复杂，制造成本高且易发生故障，一旦发生故障就需要停机进行维修，运营成本高；3、
现有技术中也有部分垃圾气化炉采用固定式炉排的设计，如中国专利申请
CN200820206091.4公开了一种固定式炉排，炉排底部为最少两块相平行的底座侧片，各底
座侧片的下部前端固定有支承座，各底座侧片下部的后端则固定有挂钩，挂钩固定在横向
固定轴上，底座侧片间的上表面横向固定有不少于一块的支承板，支承板的上表面横向固
定有一个或一个以上的炉排单元，这种固定式炉排应用于垃圾焚烧炉时存在垃圾容易堆积
的情况，仍需要设置其他辅助推料装置推动成团的垃圾，额外设置推料装置又增加了炉体
结构的复杂性，仍存在成本高、易发生故障等问题。故设计一款结构简单、成本低、能批量处
理垃圾且燃烧效率高的垃圾气化炉是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

[0035] 以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

[0036] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“侧部”、“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或
元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0037] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，
除非另有明确具体的限定。

[0038] 以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

[0039] 实施例一如图1至图3所示，本实施例提供了一种垃圾燃烧装置，包括燃烧腔1，燃烧腔1内至
少设有一个以上的固定式燃烧炉排2，固定式燃烧炉排2呈阶梯状布置，固定式燃烧炉排2上
至少设有一根以上与外部气动力设备3相连的第一吹气管4，固定式燃烧炉排2上开设有与
第一吹气管4相连通的第一吹气孔5，第一吹气孔5用于喷出来自外部气动力设备3的高压气
流以将掉落到固定式燃烧炉排2上的垃圾吹动，使垃圾能在固定式燃烧炉排2上从上往下逐
级移动及掉落。

[0040] 本实施例的垃圾燃烧装置，通过在燃烧腔1内设置呈阶梯状的固定式燃烧炉排2，可以使垃圾在多层阶梯间自然分层，当垃圾在上端炉排从上往下逐层跌落时，垃圾被逐层
打散、翻动，更有利于垃圾均匀受热；通过第一吹气管4和第一吹气孔5通入高压气流吹动垃
圾移动替代传统往复式炉排的机械式推动，不仅降低了垃圾推动过程因机械运动引起的磨
损、卡顿、积灰等故障，提高了装置的可靠性和运行稳定性，降低了后续维护的难度和成本；
而且气吹垃圾的方式能够及时将掉落到炉排上的垃圾吹落，避免垃圾堆积在某一处影响空
气流通和燃烧效果，提高了燃烧的均匀性和充分性，能有效减少未完全燃烧的物质产生，可
以降低二噁英等有害物质的生成，减少对环境的污染，垃圾的充分燃烧还能有效减少了残
留的固体废弃物，降低了后续处理的难度和成本.
本实施例中，多个固定式燃烧炉排2下设有炉排风室6，与炉排风室6相连的固定式
燃烧炉排2上开设有第一通风孔7，炉排风室6与外部通风设备8相连，以使得空气通过外部
通风设备8进入炉排风室6并从第一通风孔7喷出。在炉排风室6通入一定温度的热空气从第
一通风孔7喷出使垃圾在上端持续干燥。

[0041] 本实施例中，第一吹气管4为多根（图中未示出），分别与多个第一吹气孔5连通，第一吹气管4上设有可控制的第一吹气管4启闭的控制阀9。通过在每根第一吹气管4上设置控
制阀9，能实现一台外部气动力设备3与多根第一吹气管4相连，且又能实现独立喷气控制。

[0042] 本实施例中，还包括控制组件，控制组件用于控制外部气动力设备3和控制阀9。

[0043] 本实施例中，固定式燃烧炉排2内设有冷却管10，冷却管10内可以通入冷却介质（如水、冷空气等）。进一步的，在优选实施例中，冷却管10采用水冷管。

[0044] 本实施例中，相邻两个固定式燃烧炉排2之间形成跌落段，靠近跌落段的位置设有跌落挡板11；跌落挡板11内设有第二吹气管12和第二通风管13，跌落挡板11的外壁上开设
有与第二吹气管12连通的第二吹气孔14以及与第二通风管13连通的第二通风孔15。通过在
靠近跌落段的位置处设立有带吹气通风功能的跌落挡板11，可使垃圾逐级往下移动时在高
位跌落时散开，通过跌落挡板11与跌落段之间的间距大小可以控制垃圾的掉落量，可以使
垃圾在跌落时候更好的翻滚有利于下阶段的受热，通过跌落挡板11的吹气功能，还降低了
垃圾跌落过程中架桥或卡住的概率。

[0045] 工作原理：当垃圾从进入的燃烧腔1时，垃圾在重力作用下下落至呈阶梯状的固定式燃烧炉排2上，多层阶梯可以让垃圾自然分层，在炉排风室6内通入高温热空气从第一通
风孔7喷出使垃圾在上端持续干燥，高压气流（如压缩空气/压缩烟气/高温蒸汽等）通过外
部气动力设备3从第一吹气管4通入，从第一吹气孔5喷出，使垃圾在瞬间被高压气流吹动，
下落至下一级，在垃圾被高压气流逐级吹动时，垃圾在阶梯之间实现了翻滚、打散、均匀受
热，在垃圾逐级下落至跌落段时，垃圾在跌落段的跌落挡板11处堆积，通过跌落挡板11与跌
落段之间的间距控制垃圾的下落量，同时跌落段较高的位差能使垃圾在跌落时更好的打
散，随着垃圾在固定式燃烧炉排2的逐级下降，垃圾逐渐烘干，最终完成垃圾燃烧工作。

[0046] 实施例二如图4和图5所示，本实施例中公开了一种立式多级垃圾气化炉，包括炉体100，炉
体100自上而下至少包括进料斗101、干燥腔102、热解气化腔103以及如实施例一中的垃圾
燃烧装置。

[0047] 本实施例中，靠近进料斗101处设有推料组件115，垃圾通过进料斗101进入炉体100内，推料组件115能在驱动机构作用下沿水平方向往复运动，以避免垃圾在进料斗101处
发生堵塞。

[0048] 本实施例中，干燥腔102和热解气化腔103内至少设有一个以上的固定式气化炉排104，固定式气化炉排104呈阶梯状布置，固定式气化炉排104上设有与外部气动力设备3相
连的第三吹气管105，固定式气化炉排104上开设有与第三吹气管105相连接的第三吹气孔
106，第三吹气孔106用于喷出来自外部气动力设备3的高压气流以将掉落到固定式气化炉
排104上的垃圾吹动，使垃圾能在固定式气化炉排104上从上往下逐级移动及掉落。

[0049] 本实施例中的立式多级垃圾气化炉，分为了干燥腔102、热解气化腔103和燃烧腔1，通过固定式燃烧炉排2与固定式气化炉排104的特有结构及阶梯式排列形式，可以在炉体
100内设置更多的阶梯状的炉排组，使垃圾在多层阶梯间自然分层，炉体100的高度对应增
加，增强了垃圾在炉体100内堆积的自然重力，使垃圾逐级下降更为顺畅；当垃圾在炉排从
上往下逐层跌落时，垃圾被逐层打散、翻动，更有利于垃圾均匀受热；通过吹气管和吹气孔
通入高压气流吹动垃圾移动替代传统往复式炉排的机械式推动；不仅降低了垃圾推动过程
因机械运动引起的磨损、卡顿、积灰等故障，提高了装置的可靠性和运行稳定性，降低了后
续维护的难度和成本。

[0050] 本实施例中，相邻的固定式气化炉排104之间设有间隙116，来自下方燃烧腔1产生的热气可以从固定式气化炉排104之间的间隙116通过，使垃圾在干燥腔102、热解气化腔
103之间实现干燥与气化。

[0051] 本实施例中，固定式气化炉排104上设立有冷却组件107。冷却组件107内可以通入冷却介质（如水、冷空气等）。进一步的，在优选实施例中，冷却组件107采用水冷管。

[0052] 本实施例中，多个固定式气化炉排104形成一组，相邻两组固定式气化炉排104之间设有下料段，靠近下料段的位置设有下料挡板108，下料挡板108上开设有下料吹气孔
109。通过在靠近下料段的位置处设立有带吹气通风功能的下料挡板108，可使垃圾逐级往
下移动时在高位跌落时散开，通过下料挡板108与下料段之间的间距大小可以控制垃圾的
掉落量，可以使垃圾在跌落时候更好的翻滚，有利于下阶段的受热，通过下料挡板108的吹
气功能，还降低了垃圾跌落过程中架桥或卡住的概率。

[0053] 本实施例中，干燥腔102与热解气化腔103之间设有第一通道117，热解气化腔103和燃烧腔1之间设有第二通道118，与第一通道117和第二通道118相对的炉体壁上开设有第
四吹气孔119。通过在第一通道117和第二通道118处设置第四吹气孔119，通过外界风机向
炉体100内喷吹高压气体，能有效避免垃圾在第一通道117和第二通道118处发生架桥或卡
住。

[0054] 本实施例中，炉体100内还设有堆料检测机构110，堆料检测机构110用于监控固定式气化炉排104及固定式燃烧炉排2上的垃圾情况并将结果反馈至控制组件，并通过控制组
件控制外部气动力设备3的启闭。进一步的，在优选实施例中，堆料检测机构110为摄像组
件，通过摄像组件拍摄固定式气化炉排104和固定式燃烧炉排2上垃圾堆料情况并将结果反
馈至控制组件，控制组件将收到的图片与预存储的图片进行对比，并根据对比结果控制外
部气动力设备3的启闭，实现垃圾的定点定量吹动、整体逐级吹动、顺序吹动等移动控制。

[0055] 本实施例中，炉体100的底部还设有推渣杆111和渣坑112，推渣杆111沿水平方向进行往复运动以将燃烧后的炉渣推入渣坑112。当垃圾完成燃烧后，推渣杆111能沿水平方
向往复运动能将炉渣推入渣坑112中，实现炉渣的自动清理，大大降低了劳动强度。

[0056] 本实施例中，还包括二次燃烧室113，二次燃烧室113内还设有除酸装置114，除酸装置114用于向二次燃烧室113内喷射除酸物质。垃圾在炉体100内进行燃烧，不断产生高温
烟气，由于热解气化腔103产生的热解气和气化气含有大量的可燃气体，一部分会随着高温
烟气排出，通过排气管将这些含有可燃气体的高温烟气送入二次燃烧室113内进行二次燃
烧实现发电或者将其净化后用作燃料等，能有效降低烟气中的物质残余，更加节能环保。二
次燃烧后的烟气还可以通过设置的给气管重新导入到炉体100的干燥腔102或热解气化腔
103，使得二次高温燃烧后的高温烟气能够被再次利用，提高垃圾干燥、热解和气化效果。

[0057] 工作原理：垃圾从进料斗101进入，在推料组件115的往复运动下，掉落至呈阶梯状的固定式气化炉排104上，并在第三吹气孔106吹出的高压气流作用下，使垃圾在固定式气
化炉排104之间逐级下降，在逐级下降过程中，通过下料段、下料吹气孔109的作用下使得垃
圾实现了翻滚、打散、均匀受热，同时因固定式气化炉排104之间存在间隙116,来自下方燃
烧腔1产生的热气可以自然从固定式气化炉排104之间的间隙116通过，使垃圾在干燥腔
102、热解气化腔103之间实现干燥与气化。

[0058] 完成气化作业的垃圾剩余物质，将掉落在燃烧腔1的呈阶梯状的固定式燃烧炉排2上，通过固定式燃烧炉排2上第一吹气孔5喷出的高压气流，再逐级往下移动，并通过外部通
风设备8，给炉排风室6补充空气，实现燃烧腔1内的垃圾剩余物质高效燃烧，燃烧产生的高
温烟气及热气将沿着炉体100的结构从下往上经固定式气化炉排104之间的间隙116进入热
解气化腔103和干燥腔102。

[0059] 以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的
普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护
范围。