CN102977929B - 生活垃圾耦合流化床分级热解气化炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供的生活垃圾耦合流化床分级热解气化炉，由脱铁粉碎机、套管式滚筒烘干机、耦合流化床、气体分布器、排灰管、进气管、进料口、一级气固分离器、粗灰循环返料管、返料器、二级气固分离器、细灰循环返料管、气流床、燃气出口组成；耦合流化床的前端依次设有脱铁粉碎机和套管式滚筒烘干机，耦合流化床底部设有气体分布器和排灰管，距底部1000-2000mm的位置设有气流床，距气流床500-3000mm的位置设有进料口，顶部设有一级气固分离器和二级气固分离器；一级气固分离器的粗颗粒灰循环返料管通过返料器与耦合流化床底部相连，二级气固分离器的细颗粒灰循环返料管通过返料器与气流床相连。

Description

生活垃圾耦合流化床分级热解气化炉

1.技术领域

本发明提供生活垃圾耦合流化床分级热解气化炉，属于环境保护设备领域。 

2.背景技术

目前世界各国城市垃圾的处理方式主要有分类回收、填埋、堆肥和焚烧、裂解和气化。填埋处理需占用大量土地。同时，垃圾中有害成份对大气、土壤及水源也会造成严重污染，不仅破坏生态环境，还严重危害人体健康；堆肥处理对垃圾要进行分拣、分类，要求垃圾的有机含量较高。而且堆肥处理不能减量化，仍需占用大量土地。 

焚烧的实质是将有机垃圾在高温及供氧充足的条件下氧化成惰性气态物和无机不可燃物，以形成稳定的固态残渣。首先将垃圾放在焚烧炉中进行燃烧，释放出热能，然后余热回收可供热或发电。烟气净化后排出，少量剩余残渣排出、填埋或作其它用途。其优点是迅速的减容能力和彻底的高温无害化，占地面积不大，且有热能回收但由于氧气的存在，垃圾中含氯有机物不可避免要产生难以分解的剧毒物二噁英，成为制约垃圾焚烧应用的瓶颈。 

生活垃圾裂解是近年来新开发的技术，对垃圾资源利用率高，无二噁英的生成，但油品成分复杂，利用难度大，且产生难以处理的酚水，另外以固定床技术为主难以实现大规模生产；生活垃圾气化对垃圾资源利用率高，二噁英生成少，但气体热值低，需要除去焦油、利用难度大，目前以固定床技术为主难以实现大规模生产。 

面对垃圾围城现象，急需开发能够消除二噁英、飞灰和异味的二次污染、又能合理利用垃圾资源 

能量的清洁能源化垃圾处理技术和设备。 

3.发明内容

本发明的目的就是为了克服现有垃圾处理设备技术存在的不足而提供一种生活垃圾耦合流化床分级热解气化炉，既解决了流化床气化的飞灰难题，从源头上消除了二噁英和异味，又合理利用了热能，得到高含甲烷的燃气，同时燃气中不含焦油、不产生酚水。 

本发明的技术方案： 

生活垃圾耦合流化床分级热解气化炉，由脱铁粉碎机、套管式滚筒烘干机、耦合流化床、气体分布器、排灰管、进气管、进料口、一级气固分离器、粗灰循环返料管、返料器、二级气固分离器、细灰循环返料管、气流床、燃气出口组成，其特征在于耦合流化床的前端依次设有脱铁粉碎机和套管式滚筒烘干机，耦合流化床底部设有气体分布器和排灰管，距底部1000-2000mm的位置设有气流床，距气流床500-3000mm的位置设有进料口，顶部设有一级气固分离器和二级气固分离器；一级气固分离器的粗颗粒灰循环返料管通过返料器与耦合流化床底部相连，二级气固分离器的细颗粒灰循环返料管通过返料器与气流床相连，第二级气固分离器与燃气出口相连接，从源头上消除了二噁英、飞灰和异味的二次污染，又得到高含甲烷的燃气。 

耦合流化床是由下部的湍流流化床和上部的携带反应器以及携带反应器下部Y型连通的气流床组合而成，湍流流化床当量直径较大，携带反应器当量直径较小，直径比值为2～3：1；携带反应器既可以是当量直径均一的直管反应器，也可以是由直径为不同当量直径倍数的大小直管通过大小头管件连接而成，大小直管的直径比值为1.2～2：1 

气流床当量直径仅为湍流流化床当量直径的10％-30％。 

本发明将实施例来详细叙述本发明的特点。 

4.附图说明

附图图1为本发明生活垃圾耦合流化床分级热解气化炉的结构示意图。 

附图的图面设明如下： 

1、耦合流化床 2、气体分布器 3、进气管 4.排灰管 5、生活垃圾进料口 6、一级气固分离器 7、粗灰循环返料管 8、返料器 9、二级气固分离器 10、细灰循环返料管 11、气流床 12、燃气出口 13、湍流流化床 14、携带反应器 15、脱铁粉碎机 16、套管式滚筒烘干机 

下面结合附图和实施例来详述本发明的工艺特点。 

5.具体实施方式

生活垃圾耦合流化床分级热解气化炉由脱铁粉碎机(15)、套管式滚筒烘干机(16)、耦合流化床(1)、气体分布器(2)、进气管(3)、排灰管(4)、粉煤进料口(5)、一级气固分离器(6)、粗灰循环返料管(7)、返料器(8)、二级气固分离器(9)、细灰循环返料管(10)、气流床(11)、燃气出口(12)组成，其特征在于耦合流化床(1)的前端依次设有脱铁粉碎机(15)和套管式滚筒烘干机(16)，耦合流化床(1)底部设有气体分布器(2)、进气管(3)和排灰管(4)，气体分布器(2)下面设有进气管(3)，排灰管(4)布置在气体分布器(2)的中心或三角形分布；距携带反应器下部100-2000mm的位置设有Y型连通的气流床(11)，在气流床(11)上部500-3000mm的位置设有生活垃圾进料口(5)，顶部设有一级气固分离器(6)和二级气固分离器(9)；一级气固分离器(6)的粗灰循环返料管(7)通过返料器(8)与组合式循环流化床(1)底部相连，二级气固分离器(9)的细灰循环返料管(10)通过返料器(8)与气流床(11)相连；二级气固分离器(9)连接燃气出口(12)。 

耦合流化床(1)是由下部的湍流流化床(13)和上部的携带反应器(14)以及携带反应器(14)下部Y型连通的气流床(11)组合而成，湍流流化床(13)当量直径较大，携带反应器(14)当量直径较小，其当量直径比值为2～3：1；携带反应器(14)既可以是当量直径均一的直管反应器，也可以是由直径为不同当量直径倍数的大小直管通过大小头管件连接而成，大小直管的直径比值为1.2～2：1. 

气流床(11)当量直径仅为湍流流化床(13)当量直径的10％-30％。 

具体运行时，将生活垃圾先通过脱铁粉碎机(15)脱铁粉碎，然后将0～6mm的垃圾颗粒通过套管式滚筒烘干机(16)烘干，产生的含有异味的水蒸气热作为气化剂的一部分，热垃圾颗粒和少量热载体送入耦合流化床(1)的携带床反应器(14)中下部与气化煤气和循环灰混合向上提升进行临氢热解，经过两级气固分离，第一级气固分离器(6)分离的高温粗半焦通过返料器(8)返回耦合流化床(1)底部的湍流流化床(13)，与氧化剂和水蒸气在800～1100℃下反应，生成气化气，与循环灰一起向上流动形成物料循环；第二级气固分离器(9)分离的高温细半焦通过返料器(8)送到与耦合流化床(1)中下部Y型连通的气流床(11)，在水蒸气和氧化剂的携带下切线进入气流床(11)在1200～1600℃下反应，生成的高温气和液态灰渣同向旋流斜向下流出气流床(11)，高温气向上升进入耦合流化床(1)，为流化床气化提供热量；液态灰渣向下流到湍流流化床(13)的循环灰料层，换热凝固为固体灰渣，随耦合流化床(1)的固体物料参与循环或排灰排出；第二级气固分离器(9)分出的燃气作为产品气外供，既解决了流化床气化的飞灰难题，从源头上消除了二噁英和异味，又得到高含甲烷的燃气。 

本发明所提供的生活垃圾耦合流化床分级热解气化炉，既合理利用热能、消除气化过程的焦油，解决了流化床气化的飞灰难题，从源头上消除了二噁英和异味，得到高含甲烷的燃气，同时燃气中不含焦油、不产生酚水；氧耗低、气化效率高，气化强度大，设备体积小，钢材耗量低，固定投资大大降低，排灰过程简单。 

Claims (1)

1.生活垃圾耦合流化床分级热解气化炉，由脱铁粉碎机、套管式滚筒烘干机、耦合流化床、气体分布器、排灰管、进气管、进料口、一级气固分离器、粗灰循环返料管、返料器、二级气固分离器、细灰循环返料管、燃气出口组成，其特征在于：耦合流化床是由下部的湍流流化床和上部的携带反应器以及携带反应器下部Y型连通的气流床组合而成，脱铁粉碎机通过套管式滚筒烘干机与耦合流化床的进料口相连，耦合流化床底部设有气体分布器和排灰管，气流床设置在距耦合流化床底部1000-2000mm的位置，进料口设置在气流床上侧500-3000mm的位置，耦合流化床顶部设有一级气固分离器和二级气固分离器；一级气固分离器的粗颗粒灰循环返料管通过返料器与耦合流化床底部相连，二级气固分离器的细颗粒灰循环返料管通过返料器与气流床相连，第二级气固分离器与燃气出口相连接；湍流流化床当量直径较大，携带反应器当量直径较小，直径比值为2～3：1；携带反应器是当量直径均一的直管反应器或由直径为不同当量直径倍数的大小直管通过大小头管件连接而成，大小直管的直径比值为1.2～2：1；气流床当量直径仅为湍流流化床当量直径的10％-30％。

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