多室焚烧炉是有多个燃烧室的焚烧炉，可使废物的燃烧过程分为两步进行：首先是引燃室中废物的初级燃烧(或称固体燃烧)过程，接着是二级燃烧(或称气相燃烧)过程。二级燃烧区域由两部分组成，一个是下行烟道(或混合室)，另一个为上行的扩大室(或燃烧室)。     

两步多燃烧室焚烧过程在引燃室中开始，包括了固体废物的干燥、引燃和燃烧。在燃烧进行过程中，当燃料从引燃室迪止迎接引燃室与混合室之间的火焰口时，蒸发掉了其中的水分和挥发成分并被部分氧化。废物的挥发组分和燃烧产物从火焰口向下通过混合室，在混合室内，同时引入二次空气。足够的温度与加入的空气相结合引起了第二阶段的燃烧过程，必要时还可通过混合室或二级燃烧喷嘴助燃。由于限制流动范围并突然改变流动方向而引起的紊流混合作用也增进了气相反应。气体通过由混合室到最后燃烧室的隔墙口时，在可燃成分的蒸发和最后氧化的同时，气体又经历了一次方向的改变。飞灰和其他的固体颗粒物由于与炉壁相碰撞和单纯的沉降作用而被收集在燃烧室中，使由一燃室排出烟气中的未燃尽气体燃烧产物和气载可燃固体得以充分燃烧。     

现代多室焚烧炉的结构有两种基本的类型，按其布局不同而命名：一类是气体的回流所通过的各室呈“U”型布局，称为曲径式；另一类各室按直线排列，称为同轴式。

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