CN102337157B - 等离子体超湍热裂解气化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种等离子体超湍热裂解气化炉，包括生物质预处理部分、热裂解气化部分和燃气净化处理部分；所述热裂解气化部分由预加热室、热裂解气化室及蒸汽发生器构成；所述预加热室在入料口的旁侧设有均速气旋搅拌器，用以为输入的生物质或固体垃圾材料热裂解气化过程中提供一超强湍流传质、传热流场；该预加热室设有一把等离子枪；所述热裂解气化室与预加热室相连通；所述热裂解气化室内亦设有一个均速气旋搅拌器；在该均速气旋搅拌器旁侧设有至少两把等离子枪，用以对热裂解气化室加热；所述蒸汽发生器与各个等离子枪相连，用以产生水蒸汽输向各个等离子枪。该生物质材料热裂解气化炉具有产能效率高，所产燃气热值高，有害物质含量少，系统稳定性好等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种对生物质或固体垃圾材料进行热裂解的气化炉，特别是一种采用热等离子体作为主热源，以水蒸汽作为等离子体载体和气化剂，通过特别结构设计的均速气旋搅拌器增强生物质材料在热裂解、反应、重整过程中的传热、传质效率，从而大大提高所生产燃气的热值(所谓热值是指单位体积的燃气所能释放的热能)及降低燃气中所含有害气体的含量，属于生物质能源技术领域。
背景技术
能源问题是当前人类所要面对的主要问题之一。目前，人们主要利用的能源仍然是以石油、煤、天然气等石化能源为主。然而，这种石化能源的资源是有限的，并且无节制地使用这种石化能源，会同时产生大量CO2、粉尘、SO2、NOx等废弃物的排放，污染了环境，造成十分严重的后果。因此，人们正在不断努力开发新型的可再生能源。其中，生物质能源就是一种理想的可再生能源。
生物质热裂解技术是目前常用的生物质能源的利用形式。所谓生物质热裂解技术是指在缺氧环境下，生物质材料被加热升温引起分子分解产生焦炭、可冷凝液体和气体产物的过程。目前，国内外生物质热裂解技术中，通常采用空气作为热裂解反应中的气化剂。以空气作为气化剂虽然具有成本低廉的好处。但是，由于众所周知空气中含有78％的N2，只有21％的O2是实际有效的气化剂，因此通过这种方法进行生物质热裂解，一方面要消耗大量能源对无用载气进行升温，另一方面其所生产燃气的热值很低，一般不超过5MJ/NM3。
为了生产出热值更高的燃气，人们尝试采用纯氧气、氢气或甲烷作为气化剂进行热裂解反应。虽然，通过采用这些气体作为气化剂可以有效地提高所生产燃气的热值，但是其本身成本昂贵，并不适合大规模工业生产。
另外，在生物质热裂解技术中，很关键的一步在于使生物质材料与载热体进行充分接触，加快其传热、传质速率。目前，通常采用的是流化床技术，用高热容量的固体床层流化湍动，与生物质接触，实现传质、传热。由于要保持床层的稳定，气速不可能太高，湍流的强度不可能太高。而且这种由固体将热量传给气体，再由气体传给生物质的过程，都会使传热、传质效率提高受限，生物质的升温速率较低。现有固体床层材料不大可能长时间承受1200℃以上热环境，不可能提供最佳的气化裂解、反应、重整的高温环境。这一方面制约了该技术的产能效率，另一方面增加了在反应过程中生成焦油和二恶英等有害物质的可能。
鉴于上述现有生物质热裂解气化炉技术中所存在的诸多问题，我们有必要设计一种全新结构的生物质热裂解气化炉，最大限度地提取生物质能，以提高其所生产燃气的热值，并降低其中所含有害物质，使生产的燃气品质高，能满足后续生产使用的要求，排放废气达到环保标准允许值以内。
发明内容
本发明的发明目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种崭新的等离子体超湍热裂解气化炉。这种热裂解气化炉将提供一种采用高能量密度的热等离子体作为主热源，以水蒸汽作为热载体和气化剂，通过特别结构设计的均速气旋搅拌器建立高温(1200℃以上)高湍流度的均速传热、传质场，由热介质(气态)在超湍状态下直接对生物质传热、传质，其速率、效率显著提高，加热速率高达103-105℃/s，生物质(包括焦油)或固体垃圾的热裂解、反应、重整过程在2秒以内全部完成，生物质或固体垃圾材料热裂解气化产生的燃气品质成倍提高，其热值达15-25MJ/NM3，燃气中有害物质含量低于环保规定的含量，气化强度达到100T/M2h以上。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的：
等离子体超湍热裂解气化炉，其特征在于：包括生物质预处理部分、热裂解气化部分和燃气净化处理部分；
所述生物质预处理部分包括：烘干机、粉碎机、集粉箱、供粉器和送粉器；该烘干机、粉碎机、集粉箱、供粉器和送粉器依次连通，由送粉器将该生物质或固体垃圾材料输送到所述热裂解气化部分；
所述热裂解气化部分由预加热室、热裂解气化室及蒸汽发生器构成；所述预加热室设有入料口，用以与送粉器相连通，向预加热室内输送生物质或固体垃圾材料；在该入料口的旁侧设有均速气旋搅拌器；该均速气旋搅拌器用以使输入的生物质材料与气化剂之间产生扰流；该预加热室设有一把等离子枪，用以对预加热室加热；所述热裂解气化室与预加热室相连通；所述热裂解气化室内亦设有一个均速气旋搅拌器；在该均速气旋搅拌器旁侧设有至少两把等离子枪，用以对热裂解气化室加热；所述蒸汽发生器与各个等离子枪相连，用以产生水蒸汽输向各个等离子枪，作为等离子枪的等离子体的载气和热裂解气化反应中的气化剂；
所述燃气净化处理部分包括：气固分离装置、燃气净化设备和风机；该气固分离装置、燃气净化设备和风机依次连通；该气固分离装置用以将燃气中夹杂的残炭、粉尘杂质与燃气分离；该燃气净化设备由燃气净化室及循环冷却系统构成；该循环冷却系统由循环冷却池及循环水泵组成；该燃气净化室、循环冷却池及循环水泵相互连通，形成水循环结构；经过滤净化后的燃气在风机的带动下进入储气罐进行存储。
在所述气固分离装置与燃气净化设备之间还串联有余热利用单元；该余热利用单元与一热管循环线路相连通，用以将流经该余热利用单元的高温燃气的热能经由该热管循环线路导出；所述烘干机及蒸汽发生器与该热管循环线路相连。
在所述气固分离装置与燃气净化设备之间还串联有余热利用单元；该余热利用单元与一热管循环线路相连通，用以将流经该余热利用单元的高温燃气的热能经由该热管循环线路导出；在所述循环冷却池处设置吸收式制冷机；该吸收式制冷机与该热管循环线路相连，利用该热管所传递的热能对循环冷却池内的水进行制冷。
所述风机的燃气输出端分一路由阀门控制输向预加热室；所述预加热室与气固分离装置相连，将气固分离装置所分离出的杂质输入预加热室；所述预加热室还通过一管道与氧气发生器相连通，用以向预加热室内通入氧气。
所述均速气旋搅拌器包括外壁和中心支撑件；在该外壁与中心支撑件之间设有若干相邻且沿圆周分布的小流管；该若干小流管的断面大致为梯形；所述小流管以设置在所述中心支撑件的侧壁为梯形的上底侧壁，以所述外壁的内侧壁为下底侧壁，以在所述中心支撑件与外壁之间径向设置的隔板为梯形的腰；在所述隔板的两端分别装有短轴；该短轴分别与所述中心支撑件及外壁相连接，以使所述小流管转动。
在所述燃气净化室中还可设置一个所述均速气旋搅拌器；通过该均速气旋搅拌器可以使燃气净化室内的燃气与水之间产生扰流。
所述等离子枪采用的是交流等离子枪；所述交流等离子枪包括第一管状电极、第二管状电极、绝缘环、进气环；
所述第一管状电极的一端封闭；该第一管状电极通过磁控线圈、高频引弧装置的高频高压线圈与交流电源的相线相连；在该第一管状电极外侧绕有磁控线圈；
所述第二管状电极与电源的零线相连；在该第二管状电极的输出端设有喷嘴；所述绝缘环连接第一管状电极和第二管状电极，使两电极绝缘；所述进气环设置于第一管状电极或第二管状电极或绝缘环上，在该进气环上沿切向方向开设有进气孔。
所述热裂解气化室外壁采用耐热震的高温陶瓷管作为内胆；在该耐热震的高温陶瓷管外侧套设有钢壳；在钢壳外设有一层环形水冷结构；该环形水冷结构由至少两根轴向输水管和若干对称的紧贴钢壳的弧形导水管构成；该轴向输水管为直管，沿热裂解气化室的轴向方向设置；该弧形导水管为沿热裂解气化室的横向截面设置的环形管，连通各个轴向集水管；其中，一根轴向集水管上开设有入水口，另一根轴向集水管上开设有出水口。
本发明的有益效果是：该生物质材料热裂解气化炉具有产能效率高，所产燃气热值高，有害物质含量少，系统稳定性好等特点。
附图说明
图1为等离子体超湍热裂解气化炉的结构示意图；
图2为热裂解气化部分的结构示意图；
图3为均速气旋搅拌器结构示意图；
图4为交流等离子枪结构示意图；
图5为热裂解气化室外壁结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明所设计的等离子体超湍热裂解气化炉的结构示意图。如图所示，该生物质热裂解气化炉主要分为三个部分：生物质预处理部分1、热裂解气化部分2和燃气净化处理部分3。
该生物质预处理部分1包括：烘干机11、粉碎机12、集粉箱13、供粉器14和送粉器15。该烘干机11、粉碎机12、集粉箱13、供粉器14和送粉器15依次连通。所述烘干机11用以对生物质或固体垃圾材料进行烘干。该烘干机11设有入料口、出料口及排气口。生物质或固体垃圾材料由入料口进入，经加热烘干后由出料口输出，经烘干所产生的水蒸汽由排气口排出。如果后续热裂解气化部分2需要，也可将此水蒸汽引入热裂解气化部分2。所述粉碎机12用以对烘干后的生物质材料进行粉碎处理。所述集粉箱13用以存放粉碎后的生物质或固体垃圾材料。所述供粉器14设于集粉箱13的出口处，用以控制集粉箱13内所存生物质材料的出料量，并由送粉器15将该生物质或固体垃圾材料输送到热裂解气化部分2。
热裂解气化部分2由预加热室21、热裂解气化室22及蒸汽发生器23构成。图2为热裂解气化部分的结构示意图。如图1、图2所示，所述预加热室21设有一个入料口211，用以与送粉器15相连通，向预加热室21内输送生物质或固体垃圾材料。在该入料口的旁侧设有均速气旋搅拌器212。该均速气旋搅拌器212用以使输入的生物质材料与气化剂之间产生超湍流场，从而使两者高效接触，均布送入的生物质材料，增强其传热、传质效率。该预加热室21设有一把等离子枪213，用以对预加热室21加热。所述热裂解气化室22与预加热室21相连通，经预加热室加热的生物质材料进入热裂解气化室22进一步被加热裂解。所述热裂解气化室22内亦设有一个均速气旋搅拌器221，用以使输入的生物质材料与气化剂之间产生超湍流场。在该均速气旋搅拌器221旁侧设有至少两把等离子枪222，用以对热裂解气化室22加热。所述蒸汽发生器23与各个等离子枪相连，用以产生水蒸汽输向各个等离子枪，作为等离子枪的等离子体载气以及热裂解反应、重整中的气化剂。
通过上述热裂解气化部分2，由送粉器15输送的生物质材料首先输入预加热室21，经等离子枪213预先加热到500℃至600℃。被加热的生物质材料随着水蒸汽气流及燃气由预加热室21进入热裂解气化室22，再经等离子枪222加热到1200℃以上，完成热裂解气化、反应、重整生成高品质燃气。
所述燃气净化处理部分3包括：气固分离装置31、燃气净化设备32和风机33。该气固分离装置31、燃气净化设备32和风机33依次连通。上述由热裂解气化室22热裂解所生成的燃气在风机33的带动下依次通过气固分离装置31及燃气净化设备32进行过滤净化处理。该气固分离装置31用以将燃气中夹杂的残炭及粉尘杂质与燃气分离。这种气固分离技术为现已成熟的技术，在此就不多做介绍。这里具体采用的是迷宫式气固分离装置。该燃气净化设备32用以对燃气进行净化处理。该燃气净化设备32由一个燃气净化室321及一个循环冷却系统构成。所述循环冷却系统由循环冷却池322及循环水泵323组成。如图1所示，该燃气净化室321、循环冷却池322及循环水泵323相互连通，其内充入水，从而形成水循环结构。所述燃气通过燃气净化室321，经由其内所充入的水对燃气中所含残留的SO2、氮氧化物、焦油、二恶英等有害物质进一步净化，同时还可起到对高温燃气的骤降温作用。
经过上述燃气净化处理部分3过滤净化后的燃气，在风机33的带动下进入储气罐进行存储，以待后续利用。
基于上述结构的等离子体超湍热裂解气化炉主要有以下几个特点：
首先，是采用热等离子体作为热裂解气化炉进行生物质热裂解的主热源。与传统的焚烧炉能量通量与氧气的浓度不能独立于反应器的温度不同，等离子系统的能量供给与系统中氧气的浓度是能够独立控制的，即氧化性、还原性以及惰性气体环境是独立于反应器的温度的。这使得在极高的还原性或者惰性气体环境下具有极高的能量通量成为可能。这是等离子体超湍热裂解气化炉能够实现高加热速率(103-105℃/s)，1200℃以上高温，极短时间完成裂解气化及气化强达到100T/M2h以上的前题保证。
其次，是通过蒸汽发生器23产生水蒸汽输向各个等离子枪，作为等离子枪的等离子体载气以及热裂解反应中的气化剂。该水蒸汽中的水分子经过等离子枪的高能量电离后，裂解成为H+离子和O2-离子，大大提高H2、O2的化学活性。该具有高能量的H+离子和O2-离子作为气化剂与气化炉内的生物质材料发生热裂解反应、重整，生成以CO、H2及CH4为主的燃气。由于，本发明采用的是水蒸汽作为裂解反应的气化剂，而非通常所采用的空气，使得气化剂中不含有如前所述N2那样不参加反应的气体成分。这一方面减少了气化炉加热所不必要的热能损失，另一方面使得所生成的燃气中绝大部分为有效的可燃气体，大大增加了所生产燃气的热值，一般可以达到15-25MJ/NM3。
再有，在该气化炉的预加热室21和热裂解气化室22中，我们都设置了均速气旋搅拌器，在预热室和热裂解气化室中建立起超强湍流场，使进入预热室和热裂解气化室的生物质能瞬即均布，与高能量密度的热等离子体配合，大大强化了热裂解过程中的传热、传质速率和效率；从而使该热裂解气化炉的产能效率更高，所生产的燃气中有害物质的含量更低。
基于上述特点，可见本发明所设计的等离子体超湍热裂解气化炉通过采用热等离子体作为主热源，以水蒸汽作为气化剂，由均速气旋搅拌器提高生物质材料在热裂解气化过程中的传热、传质速率和效率，使得该气化炉具有加热速率高、产能效率高、燃气热值高、燃气纯净的技术特点，相较于现有技术具有显著的技术进步。
本发明所设计的生物质热裂解气化炉是一种能源设备，其投入产出比是衡量其性能的重要技术指标。如果能对其生产过程中的中间产物加以有效利用，将能极大地改善气化炉的这一技术指标。鉴于此，本发明给出以下两组气化炉的优化设计方案：
优化方案一：
由于从所述热裂解气化室22所产生的燃气为高温燃气，而最终储存燃气不可能在高温状态下储存。因此，如前所述，我们设计了燃气净化设备32对高温燃气进行净化、降温。而这部分高温能量即是我们可以加以利用的中间能源。
如图1所示，在所述气固分离装置31与燃气净化设备32之间还串联有余热利用单元34。该余热利用单元34与一热管循环线路相连通，用以将流经该余热利用单元34的高温燃气中的一部分热能经由该热管循环线路导出。所述烘干机11及蒸汽发生器23与该热管循环线路相连。该烘干机11利用该热管所传递的热能烘干生物质材料。该蒸汽发生器23利用该热管所传递的热能产生水蒸汽。
另外，还可在所述循环冷却池322处设置吸收式制冷机324。该吸收式制冷机324与该热管循环线路相连，利用该热管所传递的热能对循环冷却池322内的水进行制冷，加速循环冷却池322内循环水的热转换速率。
优化方案二：
由于以等离子枪供热，对生物质材料进行预加热本身并不十分经济。另外，由所述气固分离装置31分离出的残炭和从风机送出的燃气返回预热室氧化燃烧，替代等离子体部分热能或经反应重整，增加燃气的热值。因此，我们设计了残炭和燃气调配利用的方案；如图1、2所示，所述风机33的燃气输出端分一路由阀门控制输向预加热室21。所述预加热室21与气固分离装置31相连，将气固分离装置31所分离出的残炭输入预加热室21。另外，预加热室21还通过一管道与氧气发生器216(参见图2)相连通，用以向预加热室21内通入氧气。
这样，由风机燃气输出端输回的燃气(其成分主要为CO、H2及CH4)和由气固分离装置31输回的残炭与氧气燃烧，辅助等离子枪加热生物质的热能。
如前所述，本发明所设计的气化炉通过设置均速气旋搅拌器对生物质材料热裂解气化过程提供了超强湍流传质、传热场，从而增强了热裂解气化过程的传热、传质效率。可见，该均速气旋搅拌器所产生的超强湍流场的效果影响了生物质材料的热裂解反应速度，直接关系到该气化炉的产能效率。因此，我们在这里着重对该均速气旋搅拌器结构进行设计，以使其可以根据需要设置产生所需的不同强度的超湍流场。
如图3所示，所述均速气旋搅拌器包括一个外壁A1和一个中心支撑件A2。在该外壁A1与中心支撑件A2之间设有若干相邻且沿圆周分布的小流管A3。该若干小流管A3的断面大致为梯形。所述小流管A3以设置在所述中心支撑件A2的侧壁为梯形的上底侧壁，以所述外壁A1的内侧壁为下底侧壁，以在所述中心支撑件A2与外壁A1之间径向设置的隔板为梯形的腰。在所述隔板的两端分别装有短轴A4。该短轴A4分别与所述中心支撑件A2及外壁A1相连接，使所述小流管A3得以转动，以改变流道截面及流道中流体的流动方向。
基于上述结构，所述小流管A3的方向可从0度到80度连续可选调。由于断面大致为梯形的流道的方向改变，气流的速度可由4M/S调节到30M/S以上，气流扩散角也发生变化，但流道中的气流速度沿径向基本保持等速。均速气旋搅拌器所形成的超强湍流传质场的湍流度就是通过调节气流速度和方向以及调节气流扩散角度来实现调节的。
通过上述结构的均速气旋搅拌器，可以产生相较于现有技术常用的流化床更强的湍流效果，从而使生物质热裂解气化过程的传热、传质效率更高。根据实验测得，由于本发明采用了该结构的均速气旋搅拌器及高能量密度的等离子体，使生物质得以快速、均匀的升温到1200℃以上，其加热速率达到103-105℃/S，从而迅速的裂解了生成二恶英、呋喃和焦油等有害物质并进行重整，使得通过本发明气化炉产生的燃气中的有害物质含量极低。
另外，本发明还可在所述燃气净化室321中设置一个上述结构的均速气旋搅拌器。通过该均速气旋搅拌器同样可以增强燃气与燃气净化室321内的传热、传质效率，从而达到净化更为充分，降温更为迅速的目的。这样，通过在燃气净化室中设置均速气旋搅拌器同样可以起到迅速降温从而阻断燃气中二恶英、呋喃等有害物质复合的条件。
如前所述，本发明采用热等离子体作为热裂解气化炉进行生物质热裂解的热源。因此，在长期使用过程中，产生热等离子体的等离子枪的使用寿命及电弧稳定性将关系到本发明气化炉的维护成本及系统稳定性。鉴于此，本发明采用交流等离子枪作为该等离子枪。
如图4所示，该交流等离子枪包括第一管状电极B1、第二管状电极B2、绝缘环B3、进气环B4。
所述第一管状电极B1的一端封闭；该第一管状电极B1通过磁控线圈B5、高频引弧装置B6的高频高压线圈与交流电源的相线相连；在该第一管状电极B1外侧绕有磁控线圈B5。
所述第二管状电极B2与电源的零线相连；在该第二管状电极B2的输出端设有喷嘴B7。所述绝缘环B3连接第一管状电极B1和第二管状电极B2，使两电极绝缘；所述进气环B4设置于第一管状电极或第二管状电极或绝缘环上，在该进气环上沿切向方向开设有进气孔。
上述结构的交流等离子枪通过旋气拉长电弧，实现小电流大功率的投入，通过旋动电弧弧根避免电极因高温而烧损，从而保证了等离子枪的使用寿命。同时，交流等离子枪通过高频引弧装置使所产生的等离子电弧受扰动熄弧时能瞬即引燃，从而保证了所产生电弧的稳定性。因此，采用交流等离子枪相较于现所常用的直流等离子枪，具有设备简化、电效率提高30％以上和更长的运行寿命。
另外，由于所述热裂解气化室22需长期处于1200℃以上的高温状态下，在这种温度条件下一般的钢炉已不能满足使用需要。因此，我们对热裂解气化室22进行了特殊的结构设计。
如图5所示，该热裂解气化室22的外壁采用耐热震的高温陶瓷管C1做其内胆。在该耐热震的高温陶瓷管C1外侧套设有普通钢壳C2，在钢壳外还设有有一层均温可调控钢壳温度及热量损失的环形水冷结构。如图所示，该环形水冷结构由至少两根轴向集水管C3和若干对称的紧贴钢壳的弧形导水管C4构成。该轴向集水管为直管，沿热裂解气化室22的轴向方向设置。该弧形导水管为沿热裂解气化室22的横向截面设置的环形管，连通各个轴向集水管。其中，一根轴向集水管上开设有入水口，另一根轴向集水管上开设有出水口。
这样，上述热裂解气化室外壁结构，通过采用耐热震的高温陶瓷管作为内胆，使得该热裂解气化室具有耐受1200℃以上高温的能力。另外，通过在该耐热震的高温陶瓷管外侧设置环形水冷结构，为耐热震的高温陶瓷管提供水冷却系统，以及时控制该陶瓷管温度。应当指出的是，本专利所设计的环形水冷结构采用上述若干相互平行沿热裂解气化室的横向截面设置的环形导水管结构，而非通常的螺旋形结构，主要是通过这样的结构使得输入冷却水可以均匀的分布到各个环形导水管中，以保证热裂解气化室外壁整体温度均匀，不致因上下温度不均而使陶瓷管炸裂并可调控热裂解炉的热损失。
综上所述，本发明提供一种采用水蒸汽等离子枪作为主热源，通过特别结构设计的均速气旋搅拌器增强生物质热裂解气化过程中的传热、传质效率的生物质热裂解气化炉。该气化炉由于采用了上述结构，具有产能效率高，所产燃气热值高，有害物质含量少，系统稳定性好等特点。本领域一般技术人员基于上述设计思想，在此设计结构的基础上所作任何不具有创造性的改造均应视为在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.等离子体超湍热裂解气化炉，其特征在于：包括生物质预处理部分、热裂解气化部分和燃气净化处理部分；
所述生物质预处理部分包括：烘干机、粉碎机、集粉箱、供粉器和送粉器；该烘干机、粉碎机、集粉箱、供粉器和送粉器依次连通，由送粉器将该生物质或固体垃圾材料输送到所述热裂解气化部分；
所述热裂解气化部分由预加热室、热裂解气化室及蒸汽发生器构成；所述预加热室设有入料口，用以与送粉器相连通，向预加热室内输送生物质或固体垃圾材料；在该入料口的旁侧设有均速气旋搅拌器；该均速气旋搅拌器用以使输入的生物质材料与气化剂之间产生扰流；该预加热室设有一把等离子枪，用以对预加热室加热；所述热裂解气化室与预加热室相连通；所述热裂解气化室内亦设有一个均速气旋搅拌器；在该均速气旋搅拌器旁侧设有至少两把等离子枪，用以对热裂解气化室加热；所述蒸汽发生器与各个等离子枪相连，用以产生水蒸汽输向各个等离子枪，作为等离子枪的等离子体的载气和热裂解气化反应中的气化剂；
所述燃气净化处理部分包括：气固分离装置、燃气净化设备和风机；该气固分离装置、燃气净化设备和风机依次连通；该气固分离装置用以将燃气中夹杂的残炭、粉尘杂质与燃气分离；该燃气净化设备由燃气净化室及循环冷却系统构成；该循环冷却系统由循环冷却池及循环水泵组成；该燃气净化室、循环冷却池及循环水泵相互连通，形成水循环结构；经过滤净化后的燃气在风机的带动下进入储气罐进行存储。
2.如权利要求1所述的气化炉，其特征在于：在所述气固分离装置与燃气净化设备之间还串联有余热利用单元；该余热利用单元与一热管循环线路相连通，用以将流经该余热利用单元的高温燃气的热能经由该热管循环线路导出；所述烘干机及蒸汽发生器与该热管循环线路相连。
3.如权利要求1所述的气化炉，其特征在于：在所述气固分离装置与燃气净化设备之间还串联有余热利用单元；该余热利用单元与一热管循环线路相连通，用以将流经该余热利用单元的高温燃气的热能经由该热管循环线路导出；在所述循环冷却池处设置吸收式制冷机；该吸收式制冷机与该热管循环线路相连，利用该热管所传递的热能对循环冷却池内的水进行制冷。
4.如权利要求1所述的气化炉，其特征在于：所述风机的燃气输出端分一路由阀门控制输向预加热室；所述预加热室与气固分离装置相连，将气固分离装置所分离出的杂质输入预加热室；所述预加热室还通过一管道与氧气发生器相连通，用以向预加热室内通入氧气。
5.如权利要求1所述的气化炉，其特征在于：所述均速气旋搅拌器包括外壁和中心支撑件；在该外壁与中心支撑件之间设有若干相邻且沿圆周分布的小流管；该若干小流管的断面大致为梯形；所述小流管以设置在所述中心支撑件的侧壁为梯形的上底侧壁，以所述外壁的内侧壁为下底侧壁，以在所述中心支撑件与外壁之间径向设置的隔板为梯形的腰；在所述隔板的两端分别装有短轴；该短轴分别与所述中心支撑件及外壁相连接，以使所述小流管转动。
6.如权利要求5所述的气化炉，其特征在于：在所述燃气净化室中还设置一个所述均速气旋搅拌器；通过该均速气旋搅拌器可以使燃气净化室内的燃气与水之间产生扰流。
7.如权利要求1所述的气化炉，其特征在于：所述等离子枪采用的是交流等离子枪；所述交流等离子枪包括第一管状电极、第二管状电极、绝缘环、进气环；
所述第一管状电极的一端封闭；该第一管状电极通过磁控线圈、高频引弧装置的高频高压线圈与交流电源的相线相连；在该第一管状电极外侧绕有磁控线圈；
所述第二管状电极与电源的零线相连；在该第二管状电极的输出端设有喷嘴；所述绝缘环连接第一管状电极和第二管状电极，使两电极绝缘；所述进气环设置于第一管状电极或第二管状电极或绝缘环上，在该进气环上沿切向方向开设有进气孔。
8.如权利要求1所述的气化炉，其特征在于：所述热裂解气化室外壁采用耐热震的高温陶瓷管作为内胆；在该耐热震的高温陶瓷管外侧套设有钢壳；在钢壳外设有一层环形水冷结构；该环形水冷结构由至少两根轴向输水管和若干对称的紧贴钢壳的弧形导水管构成；该轴向输水管为直管，沿热裂解气化室的轴向方向设置；该弧形导水管为沿热裂解气化室的横向截面设置的环形管，连通各个轴向集水管；其中，一根轴向集水管上开设有入水口，另一根轴向集水管上开设有出水口。
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