CN102382686A - 产生可燃气体的厌氧反应炉 - Google Patents

Abstract

一种产生可燃气体的厌氧反应炉，包括立式炉体，炉体的内部被设置的炉桥分隔成炉桥上方的反应腔和炉桥以下为积灰腔，反应腔从上往下包括聚气室、烘干区、厌氧燃烧反应区，炉体上端设投料口，投料口盖有封盖，投料口呈筒状延伸进反应腔，在投料口的筒壁与反应腔侧壁之间形成聚气室，聚气室通过排气管连接净化器，炉桥为采用空心管制作的补氧炉桥，炉桥的空心管上设有若干补氧孔，补氧孔向着厌氧燃烧反应区，炉桥的空心管相通，且通过送风管连通位于炉体外的鼓风机，积灰腔设有出渣口，出渣口安装有炉门。将废垃圾投入炉内进行厌氧燃烧反应产生以一氧化碳为主的可燃气体，为工业生产和家庭生活提供可燃气体，并且不会造成对环境的污染。

Description

产生可燃气体的厌氧反应炉

技术领域

本发明涉及一种垃圾处理炉，特别涉及一种利用垃圾产生可燃气体的厌氧反应炉。

背景技术

现有的废垃圾处理有以下几种处理方法：一、垃圾填满处理，这是目前最为广泛采用的方式，即将收集的混合垃圾堆积在垃圾填埋场，在垃圾堆积达到一定量后在覆盖土进行填埋。这种处理方式简单，但占地面积大，对周边环境的污染极为严重，尤其是垃圾中的不可降解的塑料垃圾，对环境造成的破坏性尤为严重。二、先将垃圾用粉碎设备粉碎成细料，使粉碎后的细小垃圾能够充分燃烧，再放入炉内焚烧，并且在垃圾燃烧的过程中还需辅助喷射燃油助燃，这种利用垃圾直燃式焚烧产生热能进行发电，这是目前较好的垃圾处理和利用的方式，但这种焚烧垃圾发电的方式，一旦控制不好，在垃圾焚烧过程中温度处于800度左右时，将产生大量的二恶英从烟囱排放，对周边的空气污染极大，故很多地区对垃圾焚烧发电产生的污染不放心，不被人们接受，因此利用垃圾焚烧发电技术也因此推广不开。而且这种焚烧处理垃圾并利用焚烧垃圾发电的设备，价格昂贵，投资很大，建设和使用成本都很大，因而也不利于广泛推广。怎样处理垃圾，使之既不会对环境造成污染，又能够被再利用，而且建设和使用成本又较小，一直是人们致力于研究希望能够解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种产生可燃气体的厌氧反应炉，它通过炉体内部设置的包括有聚气室、烘干区、厌氧燃烧反应区的反应腔，以及采用空心管制作的补氧炉桥，能够将包括塑料、打包带、布料、纸质等含水量不超过20﹪的固体可燃废物垃圾装入炉体的反应腔中，使这些废垃圾在炉内进行厌氧燃烧反应产生以一氧化碳为主的可燃气体，为工业生产和家庭生活提供可燃气体，并且不会造成对环境的污染。

本发明的目的是这样实现的：产生可燃气体的厌氧反应炉包括立式炉体，炉体的内部被设置的炉桥分隔成上、下两腔，炉桥上方为反应腔，反应腔从上往下包括聚气室、烘干区、厌氧燃烧反应区，炉桥以下为积灰腔，炉体上端设投料口，投料口盖有封盖，所述投料口呈筒状延伸进反应腔，投料口的截面积小于反应腔的截面积，在投料口的筒壁与反应腔侧壁之间形成聚气室，聚气室通过排气管连接净化器，净化器上端设有用于与抽气泵连接的输气管，所述聚气室、烘干区、厌氧燃烧反应区分别设有检测温度的探头，所述炉桥为采用空心管制作的补氧炉桥，炉桥的空心管上设有若干补氧孔，补氧孔向着厌氧燃烧反应区，炉桥的空心管相通，且通过送风管连通位于炉体外的鼓风机，所述积灰腔设有出渣口，出渣口安装有炉门。

所述反应腔高度的15～25﹪为聚气室，45～55﹪为烘干区，30﹪为厌氧燃烧反应区。

所述反应腔的厌氧燃烧反应区炉体壁上设有一观察窗。

所述补氧炉桥包括环成圆环的空心管和并排间隔设于圆环中的多个空心横管，空心横管与环成圆环的空心管相通，位于中间的几个空心横管的中段弯曲向上凸起，形成中心具有向上凸起部的补氧炉桥。

炉体设有一用于防爆的旁路气管，该旁路气管的上端口连通聚气室，下端口伸进补氧炉桥的中心。

投料口的口径≥80cm。

所述净化器为直立设置的长筒体，净化器内腔上部设有喷淋头和出气口，出气口高于喷淋头的位置，净化器内腔下部设有进气口和水封管，进气口位于长筒体下部侧壁且高于水封管的位置。

采用上述方案使本发明产生可燃气体的厌氧反应炉具有以下作用及优点：

1.将立式炉体的内部用炉桥分隔成上、下两腔，炉桥上方为反应腔，反应腔从上往下包括聚气室、烘干区、厌氧燃烧反应区，炉桥以下为积灰腔，炉体上端设投料口，投料口盖有封盖，所述投料口呈筒状延伸进反应腔，投料口的截面积小于反应腔的截面积，在投料口的筒壁与反应腔侧壁之间形成聚气室，聚气室通过排气管连接净化器，，净化器上端设有用于与抽气泵连接的输气管。这样可以使装入反应腔的包括塑料、打包带、布料、纸质等含水量不超过20﹪的固体可燃废物垃圾，在反应腔的厌氧燃烧反应区内形成厌氧反应产生一氧化碳为主的可燃气体，该可燃气体向上汇集，聚集在聚气室，通过抽气泵工作形成的负压将聚气室的可燃气体从排气管吸入净化器内进行净化，去除可燃气体中混杂的碳黑粉尘及焦油等杂质和分离气体中的水蒸汽后，再从输气管输出。这种将反应腔产生的可燃气体通过抽气泵把气体送到下一工序，使炉内反应腔处于微负压工作状态，在负压状态下的厌氧反应能够大大提高可燃气体的热值和质量，也能使固体可燃废物不需要粉碎，只要炉体能容得下的都可直接用于厌氧反应造气，改变了传统的鼓风式正压状态燃烧方式，传统的正压状态燃烧方式造气都需将可燃材料粉碎后才有利于充分燃烧。反应腔具有烘干区，使厌氧反应产生的热能又将位于烘干区的废垃圾烘干，为厌氧反应提供易于厌氧燃烧的废垃圾。

2.所述聚气室、烘干区、厌氧燃烧反应区分别设有检测温度的探头，通过各区的探头检测的温度，了解炉内的工作情况，为投料提供数据，以保证厌氧反应炉的正常工作。

3. 所述炉桥为采用空心管制作的补氧炉桥，炉桥的空心管上设有若干补氧孔，补氧孔向着厌氧燃烧反应区，炉桥的空心管相通，且通过送风管连通位于炉体外的鼓风机，这样能够在对反应腔内的垃圾点火时，通过鼓风机为炉内供给压力空气，使压力空气从空心管的补氧孔为厌氧燃烧反应区补氧，有助于将垃圾点燃；厌氧燃烧反应区的垃圾燃烧后，即关闭鼓风机停止补氧，并关闭出渣口炉门和投料口封盖，使垃圾在厌氧燃烧反应区内形成厌氧燃烧反应，由此产生可燃气体。

4.将所述反应腔高度的15～25﹪设为聚气室，45～55﹪设为烘干区，30﹪设为厌氧燃烧反应区，这样使参与厌氧反应的垃圾只占反应腔内垃圾的小部分，有利于提高厌氧反应的效果，厌氧反应产生的可燃气体聚集在空间较小的聚气室，能够尽快的将可燃气体输出。

5.所述补氧炉桥包括环成圆环的空心管和并排间隔设于圆环中的多个空心横管，空心横管与环成圆环的空心管相通，位于中间的几个空心横管的中段弯曲向上凸起，形成中心具有向上凸起部的补氧炉桥。这样补氧炉桥中心的向上凸起部将垃圾支撑，使炉桥上堆积的垃圾底部中心能形成一个向上凹进的凹坑，该凹坑有助于参与厌氧反应的垃圾的厌氧燃烧效果；垃圾在这种结构的补氧炉桥上方进行厌氧反应后留下的余灰，在垃圾的3﹪以内，余灰量极少。

6.炉体设有一用于防爆的旁路气管，该旁路气管的上端口连通聚气室，下端口伸进补氧炉桥的中心，该旁路气管能够收集弥散在厌氧燃烧反应区下方的可燃气体，并将这些可燃气体从旁路气管引向聚气室，由此可以防止过多的可燃气体聚集在厌氧燃烧反应区下方形成助燃，造成炉内发出较大的燃烧爆炸响声。

7.投料口的口径≥80cm，这样能够使收集到的可燃固体废物，如塑料瓶、塑料桶、塑料箱、塑料包装垫、塑料管，以及成捆的打包带、旧衣服、鞋子、废纸质件从投料口装入炉体中，即使大块的可燃固体废物只要能够从投料口装入炉体，都可以直接从投料口装入炉体，在反应腔中进行厌氧燃烧形成厌氧反应产生一氧化碳为主的可燃气体，而不需先将垃圾粉碎后再放入炉内，这样可以省去购置粉碎设备的经费，而且生产过程中也少了粉碎这道工序。

本发明虽然结构简单，但却能够将废垃圾，尤其是不可降解垃圾通过厌氧反应产生以一氧化碳为主的可燃气体，为工业生产和生活提供可燃气体，由于垃圾在厌氧反应过程中产生的气体不直接排放，对周边环境的空气污染几乎没有，能够有效解决垃圾的处理问题，为垃圾处理，尤其是不可降解的垃圾处理提供了一个全新的技术方案。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的炉桥的俯视示意图；

图3为图2的A-A向剖面图。

附图中，1为积灰腔，2为炉桥，2a为环成圆环的空心管，2b为空心横管，2c为，3为厌氧燃烧反应区，4为烘干区，5为旁路气管，6为聚气室，7为投料口，8为封盖，9为检测温度的探头，10为排气管，11为炉体，12为观察窗，13为送风管，14为鼓风机，15为出渣口，16为炉门，17为补氧孔，18为净化器，19为喷淋头，20为输气管，21为水封管。

具体实施方式

参见图1至2，一种产生可燃气体的厌氧反应炉，包括立式炉体11，炉体11的内部被设置的炉桥2分隔成上、下两腔，炉桥2上方为反应腔，反应腔从上往下包括聚气室6、烘干区4、厌氧燃烧反应区3，所述反应腔高度的15～25﹪为聚气室6，以占20﹪效果最好，聚气室6的容积最小，反应腔高度的45～55﹪为烘干区4，以占50﹪为最好，烘干区4的容积最大，反应腔高度的30﹪为厌氧燃烧反应区3，厌氧燃烧反应区3与炉桥2相邻；炉桥2以下为积灰腔1，积灰腔1设有出渣口15，出渣口安装有炉门16。所述炉体11上端设投料口7，投料口7盖有封盖8，用于向炉体反应腔内投入垃圾料后盖住投料口，将投料口封闭，使垃圾能够在反应腔内形成厌氧反应。所述投料口7呈筒状延伸进聚气室反应腔，投料口的截面积小于反应腔的截面积，在投料口的筒壁与反应腔侧壁之间形成聚气室6，该聚气室6用于聚集垃圾在厌氧燃烧反应区通过厌氧反应产生的以一氧化碳为主的可燃气体。所述聚气室6通过排气管10连接净化器18，净化器18上端设有连接抽气泵的输气管20。所述净化器18为直立设置的长筒体，净化器18内腔上部设有喷淋头19和出气口，出气口高于喷淋头19的位置，净化器内腔下部设有进气口和水封管21，进气口位于长筒体下部侧壁且高于水封管21的位置。固体可燃废物在反应腔的厌氧燃烧反应区内形成厌氧反应产生一氧化碳为主的可燃气体，该可燃气体向上汇集，聚集在聚气室，通过抽气泵工作形成的负压将聚气室的可燃气体从排气管吸入净化器内进行净化，去除可燃气体中混杂的碳黑粉尘及焦油等杂质和分离气体中的水蒸汽后，再从输气管输出。这种将反应腔产生的可燃气体通过抽气泵把气体送到下一工序，使炉内反应腔处于微负压工作状态，在负压状态下的厌氧反应能够大大提高可燃气体的热值和质量，也能使固体可燃废物不需要粉碎，只要炉体能容得下的都可直接用于厌氧反应造气，改变了传统的鼓风式正压状态燃烧方式，传统的正压状态燃烧方式造气都需将可燃材料粉碎后才有利于充分燃烧。所述聚气室6、烘干区4、厌氧燃烧反应区3分别设有检测温度的探头9，这些检测温度的探头9固定于炉体内壁上，分别对聚气室、烘干区、厌氧燃烧反应区的温度进行检测，提供各区的温度情况，传达炉内的工作情况信息，为添加补充物料提供数据，以保证厌氧反应炉的正常工作。所述炉桥为采用空心管制作的补氧炉桥，炉桥的空心管上设有若干补氧孔，补氧孔向着厌氧燃烧反应区，炉桥的空心管相通，且通过送风管13连通位于炉体外的鼓风机14，这样可以在冷炉点火时，通过开启鼓风机14向炉桥的空心管中送进压力空气补氧，使新鲜的压力空气从空心管上设有若干补氧孔17喷入厌氧燃烧反应区，为点火时垃圾的燃烧补充助燃的氧气，有助于快速点火成功；点火成功后即让鼓风机停止工作，关闭出渣口炉门16，让垃圾在反应腔的厌氧燃烧反应区厌氧燃烧，通过厌氧反应产生可燃气体。

为了使可燃固体废物不必粉碎成细料就能放入炉内进行厌氧燃烧反应，将本反应炉的投料口7的口径设置为≥80cm，这样生活垃圾中通常的可燃固体废物，都能从投料口7放进炉内，而不必先将垃圾粉碎后再放入炉内，这样可以省去购置粉碎设备的经费，而且生产过程中也少了粉碎这道工序。

本发明不仅仅局限于上述实施例，在所述反应腔的厌氧燃烧反应区炉体壁上还可设置一观察窗，也可通过该观察窗12观察垃圾在反应腔内的厌氧燃烧状态，以便及时添加投料。

为防止炉内发出较大的燃烧爆炸响声，还可在炉体11设置一用于防爆的旁路气管5，该旁路气管5的上端口连通聚气室，下端口伸进补氧炉桥2的中心，位于补氧炉桥中心的向上凸起部2c中，该旁路气管5能够收集弥散在厌氧燃烧反应区3下方的可燃气体，并将这些可燃气体从旁路气管5引向聚气室6，由此可以防止过多的可燃气体聚集在厌氧燃烧反应区3下方形成助燃，造成炉内发出较大的燃烧爆炸响声。

参见图2、图3，为提高垃圾在反应腔内的厌氧反应，所述补氧炉桥可设置为包括环成圆环的空心管2a和并排间隔设于圆环中的多个空心横管2b，空心横管2b与环成圆环的空心管2a相通，位于中间的几个空心横管2b的中段弯曲向上凸起，形成中心具有向上凸起部2c的补氧炉桥。这样使补氧炉桥中心的向上凸起部2c能够将垃圾支撑，使炉桥上堆积的垃圾底部中心能形成一个向上凹进的凹坑，该凹坑有助于参与厌氧反应的垃圾提高厌氧燃烧效果，厌氧燃烧反应更加充分，使垃圾在这种结构的补氧炉桥上方进行厌氧反应后留下的余灰，少于垃圾的3﹪，余灰量极少。

本发明产生可燃气体的厌氧反应炉可以将收集到的含水量不超过20﹪的可燃固体废物，如塑料瓶、塑料桶、塑料箱、塑料包装垫、塑料管，以及成捆的打包带、旧衣服、鞋子、废纸质件从投料口装入炉体中作为厌氧反应的原材料。这些可燃固体废物只要能够从投料口装入炉体，都可以直接从投料口装入炉体的反应腔中，通过厌氧燃烧反应产生以一氧化碳为主的可燃气体，为工业生产用和生活用能源提供燃气，同时也解决了长期以来难以解决的垃圾处理问题，使垃圾处理对环境污染的问题得以解决。

Claims (7)

1.一种产生可燃气体的厌氧反应炉，其特征在于：包括立式炉体，炉体的内部被设置的炉桥分隔成上、下两腔，炉桥上方为反应腔，反应腔从上往下包括聚气室、烘干区、厌氧燃烧反应区，炉桥以下为积灰腔，炉体上端设投料口，投料口盖有封盖，所述投料口呈筒状延伸进反应腔，投料口的截面积小于反应腔的截面积，在投料口的筒壁与反应腔侧壁之间形成聚气室，聚气室通过排气管连接净化器，净化器上端设有用于与抽气泵连接的输气管，所述聚气室、烘干区、厌氧燃烧反应区分别设有检测温度的探头，所述炉桥为采用空心管制作的补氧炉桥，炉桥的空心管上设有若干补氧孔，补氧孔向着厌氧燃烧反应区，炉桥的空心管相通，且通过送风管连通位于炉体外的鼓风机，所述积灰腔设有出渣口，出渣口安装有炉门。

2.根据权利要求1所述的产生可燃气体的厌氧反应炉，其特征在于：所述反应腔高度的15～25﹪为聚气室，45～55﹪为烘干区，30﹪为厌氧燃烧反应区。

3.根据权利要求1所述的产生可燃气体的厌氧反应炉，其特征在于：所述反应腔的厌氧燃烧反应区炉体壁上设有一观察窗。

4.根据权利要求1所述的产生可燃气体的厌氧反应炉，其特征在于：所述补氧炉桥包括环成圆环的空心管和并排间隔设于圆环中的多个横向空心管，横向空心管与环成圆环的空心管相通，位于中间的几个横向空心管的中段弯曲向上凸起，形成中心具有向上凸起部的补氧炉桥。

5.根据权利要求1～4任一所述的产生可燃气体的厌氧反应炉，其特征在于：炉体设有一用于防爆的旁路气管，该旁路气管的上端口连通聚气室，下端口伸进补氧炉桥的中心。

6.根据权利要求1所述的产生可燃气体的厌氧反应炉，其特征在于：投料口的口径≥80cm。

7.根据权利要求1所述的产生可燃气体的厌氧反应炉，其特征在于：所述净化器为直立设置的长筒体，净化器内腔上部设有喷淋头和出气口，出气口高于喷淋头的位置，净化器内腔下部设有进气口和水封管，进气口位于长筒体下部侧壁且高于水封管的位置。

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