CN103695012B - 无害化提取纯煤气方法及所用的双炉叠式垃圾燃烧炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无害化提取纯煤气的方法，其通过主燃烧气化炉对垃圾进行燃烧，利用燃烧产生的高温气体对进入垃圾干馏炉前的垃圾进行干燥，利用在燃烧产生的高温火焰进入垃圾干馏炉内的垃圾进行烘烤并干馏，产生干馏煤气。实现权利要求前述的无害化提取纯煤气的方法所用的双炉叠式垃圾燃烧炉，包括炉体，炉体内设有主燃烧气化炉和外接负压容器的垃圾干馏炉，主燃烧气化炉设在垃圾干馏炉的正下方，垃圾干馏炉通过封闭的垃圾传送室传输垃圾进料，主燃烧气化炉内燃烧后产生的高温气体流入垃圾传送室。

Description

无害化提取纯煤气方法及所用的双炉叠式垃圾燃烧炉

技术领域

本发明涉及一种垃圾无害化处理垃圾和能源利用的方法和系统，特别涉及一种无害化提取纯煤气方法及所用的双炉叠式垃圾燃烧炉。

背景技术

生活垃圾是人们生活中大量产生的废物，一旦堆积过多则会严重影响人们的生活、居住环境，因此垃圾处理问题成了环保中十分重要的一项。目前，垃圾处理的方式已经从填埋式进入了焚烧方式，在各种垃圾焚烧炉，为了防止造成大气污染都有很多复杂的结构，因而使各种垃圾焚烧炉的造价很高，很多都不能进行经济的运转，或加燃料助燃，或增加很多设备，耗费很大电量。

目前主要以大型垃圾焚烧炉为主，大型垃圾焚烧炉的上方设置锅炉，垃圾燃烧后的热量直接给锅炉供能加热，燃烧尾气经过净化设备排入大气。这种大型垃圾焚烧炉存在着如下的缺陷，

1、燃烧气体的热能利用率不高，燃烧后的废物处理不环保：气体给锅炉功能后，虽然会消耗掉一部分热量，但是还含有很高的热量值，不能将其余的热量进行利用而直接排放到大气中，不仅浪费能量，还会给环境造成热污染；

2、垃圾燃烧后的热量不能灵活利用：将垃圾整体进行燃烧，燃烧后的热量只能在垃圾燃烧过程中同时利用，不能储存备用。

3、垃圾不能综合利用，经济价值不高：对垃圾进行整体燃烧，不能使其转化成其它利用价值更高的产物。

4、设备复杂，结构不紧凑，占用空间大。

发明内容

本发明的目的在于，提供无害化提取纯煤气方法及所用的双炉叠式垃圾燃烧炉。该方法不仅能够综合利用垃圾，使热能的利用更加灵活，而且还能提高燃烧气体的热能利用率，使燃烧后的气体排放更加环保。该双炉叠式垃圾燃烧炉不仅结构简单、紧凑，占用空间少，经济投入低，而且能够提高燃烧气体的热能利用率，燃烧后的废物排放也更加环保。

本发明的技术方案：一种无害化提取纯煤气的方法，通过主燃烧气化炉对垃圾进行燃烧，利用燃烧产生的高温气体对进入垃圾干馏炉前的垃圾进行干燥，利用在燃烧产生的高温火焰进入垃圾干馏炉内的垃圾进行烘烤并干馏，产生干馏煤气，然后通过负压容器提取干馏煤气进行存储。

前述的一种无害化提取纯煤气的方法中，所述进入垃圾干馏炉前的垃圾进行干燥，是通过封闭的垃圾传送室将垃圾同步输送至垃圾干馏炉内，将高温气体输入垃圾传送室对垃圾传送室内的垃圾进行干燥。

实现权利要求前述的无害化提取纯煤气的方法所用的双炉叠式垃圾燃烧炉，包括炉体，炉体内设有主燃烧气化炉和外接负压容器的垃圾干馏炉，主燃烧气化炉设在垃圾干馏炉的正下方，垃圾干馏炉通过封闭的垃圾传送室进料，主燃烧气化炉内燃烧后产生的高温气体流入垃圾传送室。

前述的双炉叠式垃圾燃烧炉中，所述的炉体内还设有蓄热室，主燃烧气化炉的出气口经蓄热室连接通气道，出气口的截面面积大于通气道进气口的截面面积。这样的结构设置，能够使气体从主燃烧气化炉出来后在蓄热室进行二次燃烧，出气口的截面面积大于通气道的截面面积，使气体在蓄热室内燃烧的时间更长，燃烧的更加充分，蓄热室内靠近主燃烧气化炉的出气口的地方温度可达到1800℃，靠近通气道进气口的温度达到1200℃，高温气体中包含的臭气、二噁英、燃烧率低的固态颗粒等微粒得到充分燃烧清除，清除率可达到95%。

前述的双炉叠式垃圾燃烧炉中，所述的蓄热室内沿高温气体的运动方向上设有若干带通气孔的挡气闸。设置挡气闸能够延长高温气体在蓄热室内的流动时间，使气体在蓄热室内燃烧的时间更长，燃烧的更加充分。

前述的双炉叠式垃圾燃烧炉中，所述的挡气闸包括上部带通气孔的第一挡气闸和下部带通气孔的第二挡气闸，第一挡气闸和第二挡气闸相互间隔设置。这样前后两个通气孔上下设置，不在一条直线上，加长了气体和固态颗粒的流通路程，延长流通时间，这样单位体积的气体和固态颗粒被集气通道两侧的燃烧室加热时间更长，燃烧更加充分，有害物质的清除率可提高到99%。

前述的双炉叠式垃圾燃烧炉中，所述的垃圾传送室包括室体，室体内设有多层的水平传输层和用于竖直方向传输垃圾的输送装置，垃圾传送室的垃圾进入口设在最上层水平传输层的上方，每上一层的水平传输层的出料口与其下一层的水平传输层的进料口之间设有挡料板，最下一层的水平传输层出料口对准输送装置的垃圾进入口。

前述的双炉叠式垃圾燃烧炉中，所述的垃圾干馏炉的底部为从两侧从高到低向中间倾斜的坡面，两坡面之间形成出渣口，出渣口上设有出渣装置，主燃烧气化炉燃烧垃圾时高温火焰烘烤分布在坡面上的垃圾。设置倾斜的坡面能够使垃圾在进入垃圾干馏炉后，自动向中间集中，坡面中间被烘烤的温度最高，干馏垃圾的时间也最快，干馏后的残渣从坡面下滑到出渣装置集中，由出渣装置出渣，方便快捷。

前述的双炉叠式垃圾燃烧炉中，所述的出渣装置包括转接炉体的转轴和设在转轴上的滚筒，滚筒的曲面上沿圆周间隔均匀地设有偶数个密封板，该密封板的延长线与滚筒的轴线相交，处于同一平面的两个密封板在滚筒径向的边长再加上滚筒直径的长度和与出渣口的宽度相等。当有两个相对的密封板处于水平位置时，能够将出渣孔密封，防止主燃烧气化炉内的空气进入到垃圾干馏室；在干馏过程中，干馏产生的的干馏残渣能够滑落到密封板上，然后使滚筒带动密封板运动，密封板离开原位置出现便于残料出料的空间，使残渣快速下落到主燃烧气化炉内出渣，简化出渣作业，非常方便。

前述的双炉叠式垃圾燃烧炉中，所述的主燃烧气化炉包括炉腔和设在炉腔内的链条炉排，链条炉排的左部处于主燃烧气化炉进料口的下方，链条炉排的右部分延伸至垃圾传送室的下方，链条炉排的中间部分正对垃圾干馏炉的底部，链条炉排的中部设有空气进孔。垃圾从主燃烧气化炉进料口进来先落到链条炉排的左部分，链条炉排的中间部分是垃圾燃烧的主要位置，垃圾燃烧的热量先对链条炉排的左部分的垃圾进行干燥，在链条炉排的中间部分燃烧的垃圾随链条运动到垃圾传送室的下方，对垃圾传送室内的垃圾进行加热干燥，这样不仅可以减少垃圾干燥的时间，还能将垃圾燃烧产生的热量更加充分的利用。

与现有技术相比，本发明是将主燃烧气化炉内垃圾燃烧产生的热量，通过高温气体的热量对同步输送至垃圾干馏炉的垃圾进行干燥，使垃圾的含水量从原先的50%下降到5%-15%左右适用于垃圾干馏，同时利用主燃烧气化炉内的高温气体的热量对垃圾干馏炉内的垃圾进行干馏，干馏后的煤气进入煤气利用设备存储或利用。通过本发明的方法，适用的设备结构紧凑，减少空间的占用；主燃烧气化炉内垃圾燃烧后产生的高温气体不仅对垃圾干馏炉的垃圾进行烘烤干馏，而且还对垃圾传送室内的垃圾进行干燥，大大提高了热能的利用率，然后气体经冷却池降温除杂后，已经基本不含有害物质，大大降低对环境的污染；由本发明的方法得到的煤气可以储存起来备用，提高了热能使用的灵活性；使用本方法使生活垃圾得到了综合利用，转化成经济价值更高的煤气，扩大了垃圾的效用。

与现有技术相比，本发明的方法所使用的双炉叠式垃圾燃烧炉是通过主燃烧气化炉对垃圾进行燃烧，烧燃的垃圾产生高温气体，持续燃烧过程中，主燃烧气化炉内的温度可达到1800℃，高温气体经出气口和通气道进入封闭的垃圾传送室，垃圾传送室将垃圾输送进垃圾干馏炉，从通气道进入垃圾传送室的高温气体将垃圾传送室内的垃圾进行干燥，使垃圾的含水量从原先的50%下降到5%-15%左右适用于垃圾干馏，在垃圾传送室内干燥后的垃圾落到垃圾干馏炉的底部，被垃圾传送室内的高温火焰进行烘烤，被高温火焰进行烘烤的垃圾干馏炉底面温度可达到900℃-1000℃对垃圾进行干馏，可产生干馏煤气，经干馏产生的煤气可输送到煤气利用设备进行存储或利用，所储存的干馏煤气每立方米的热量可达到3000-4000大卡。本发明结构简单，几乎可以将所有结构紧凑的安排在炉体内，减少空间的占用；主燃烧气化炉内垃圾燃烧后产生的高温气体不仅对垃圾干馏炉的垃圾进行烘烤干馏，而且还对垃圾传送室内的垃圾进行干燥，大大提高了热能的利用率；本发明强大的功能是基于发明人对各种结构的创造性运用，但用户只要根据本发明的技术方案可以自己加工出本发明的结构，不需要购入结构很复杂的设备，大大降低了经济投入。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的垃圾传送室的结构示意图；

图3是本发明的蓄热室的结构示意图；

图4是本发明的第二挡气闸的结构示意图。

附图中的标记为：1-炉体，2-主燃烧气化炉，21-炉腔，3-主燃烧气化炉进料口，31-链条炉排，32-左部分，33-中间部分，34-右部分，35-空气进孔，4-垃圾干馏炉，41-干馏煤气出气口，43-密封板，44-滚筒，45-坡面，5-进料通道，6-蓄热室，61-第一挡气闸，62-第二挡气闸，63-通气孔，64-通气道进气口，65-通气道，66-出气口66，7-垃圾传送室，71-水平传输层，73-垃圾进料口，74-挡料板，75-最上层水平传输层，76-最下层水平传输层，8-输送装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。一种无害化提取纯煤气的方法，通过主燃烧气化炉2对垃圾进行燃烧，利用燃烧产生的高温气体对进入垃圾干馏炉4前的垃圾进行干燥，利用燃烧产生的高温火焰进入垃圾干馏炉7内的垃圾进行烘烤并干馏，产生干馏煤气，然后通过负压容器提取干馏煤气进行存储。

进入垃圾干馏炉4前的垃圾进行干燥，是通过封闭的垃圾传送室7将垃圾同步输送至垃圾干馏炉内，将高温气体输入垃圾传送室7对垃圾传送室内的垃圾进行干燥。

实现无害化提取纯煤气的方法所用的双炉叠式垃圾燃烧炉，如图1-4所示，包括炉体1，炉体1内设有主燃烧气化炉2和外接负压容器的垃圾干馏炉4，主燃烧气化炉2设在垃圾干馏炉4的正下方，垃圾干馏炉4通过封闭的垃圾传送室7进料，主燃烧气化炉2内燃烧后产生的高温气体流入垃圾传送室7。

如图1所示，炉体内还设有蓄热室6，主燃烧气化炉2的出气口60经蓄热室6连接通气道65，出气口60的截面面积大于通气道进气口64的截面面积。通气道65位于垃圾干馏炉4与炉体1的内壁之间，通气道65的一端与通气道进气口64相连，通气道65的另一端经出气口66连接垃圾传送室7。

如图2所示，垃圾传送室7包括室体，室体内设有多层的水平传输层71和用于竖直方向传输垃圾的输送装置8，垃圾传送室的进料口73设在最上层水平传输层75的上方,每上一层的水平传输层的出料口与其下一层的水平传输层的进料口之间设有挡料板74，最下层水平传输层76出料口对准输送装置8的垃圾进入口。垃圾从进料口73进入垃圾传送室7，然后经最上层水平传输层75传输到最下层水平传输层76，传输过程中，由通气道65输送过来的高温气体对垃圾进行干燥，可使垃圾的含水量从原先的50%下降到5%-15%左右，适用于后续的垃圾干馏作业。上述的水平传输层包括输送带和传送轮。

输送装置8包括输送车和带自动翻料斗的升降台，从最下层水平传输层76出来的垃圾进入输送车，输送车将垃圾输送到升降台的自动翻料斗内，升降台升到垃圾干馏炉4进料口的高度，由自动翻料斗垃圾倒进垃圾干馏炉内。

垃圾传送室的垃圾进料口73可以设置可以活动的门，进料时门打开，进料动作结束，门关闭，这样可以防止垃圾传送室内的热量散失。

如图1、图3和图4所示，蓄热室6内沿高温气体的运动方向上设有若干带通气孔63的挡气闸，挡气闸包括上部带通气孔63的第一挡气闸61和下部带通气孔63的第二挡气闸62，第一挡气闸61和第二挡气闸62相互间隔设置。这样前后两个通气孔上下设置，不在一条直线上，加长了气体和固态颗粒的流通路程，延长流通时间，这样单位体积的气体和固态颗粒被集气通道两侧的燃烧室加热时间更长，燃烧更加充分，有害物质的清除率可提高到99%。

如图1所示，垃圾干馏炉4的底部为从两侧从高到低向中间倾斜的坡面45，两坡面45之间形成出渣口，出渣口上设有出渣装置，主燃烧气化炉燃烧垃圾时高温火焰烘烤分布在坡面45上的垃圾。出渣装置包括转接炉体的转轴和设在转轴上的滚筒44，滚筒44的曲面上沿圆周方向间隔均匀地设有偶数个密封板43，处于同一平面的两个密封板43在滚筒径向的边长再加上滚筒直径的和与出渣口的宽度相等。密封板的形状与出渣孔相应，例如出渣孔的形状是长方体孔，那么密封板的截面为长方形。筒的曲面上沿圆周方向间隔均匀地设有偶数个密封板，干馏后的残渣滑落到密封板上，出料时转动滚筒带动密封板运动，密封板离开原位置出现便于残料出料的空间，使残渣快速下落到主燃烧气化炉内出渣。

垃圾干馏炉4的侧壁上设有干馏煤气出气口41，干馏煤气出气口41经煤气输送管道外接负压容器进行即时利用或存储，负压容器包括负压泵和煤气储气罐。

主燃烧气化炉2包括炉腔21和设在炉腔21内的链条炉排31，链条炉排31的左部分32处于主燃烧气化炉进料口3的下方，主燃烧气化炉进料口与炉腔21之间形成进料通道5。链条炉排的右部分34延伸至垃圾传送室7的下方，链条炉排的中间部分33正对垃圾干馏炉的坡面14，链条炉排的中间部分33设有空气进孔35。垃圾从主燃烧气化炉进料口进来先落到链条炉排的左部分32，链条炉排的中间部分33由于设置空气进孔35，能够补充充足的氧气，从而能够使垃圾充分地燃烧，是垃圾燃烧的主体位置，垃圾燃烧的热量对链条炉排31的左部分32的垃圾进行干燥，在链条炉排的中间部分33燃烧的垃圾随链条运动到垃圾传送室的下方，可以对垃圾传送室内的垃圾进行加热干燥，这样不仅可以减少垃圾干燥的时间，还能将垃圾燃烧产生的热量更加充分的利用。燃烧后的炉渣从链条炉排31的缝隙出渣。

本发明的工作原理：本发明的方法所使用的双炉叠式垃圾燃烧炉是通过主燃烧气化炉对垃圾进行燃烧，烧燃的垃圾产生高温气体，持续燃烧过程中，主燃烧气化炉内的温度可达到1800℃，高温气体经出气口和通气道进入封闭的垃圾传送室，垃圾传送室将垃圾输送进垃圾干馏炉，从通气道进入垃圾传送室的高温气体将垃圾传送室内的垃圾进行干燥，使垃圾的含水量从原先的50%下降到5%-15%左右适用于垃圾干馏，在垃圾传送室内干燥后的垃圾落到垃圾干馏炉的底部，被垃圾传送室内的高温火焰进行烘烤，被高温火焰进行烘烤的垃圾干馏炉底面温度可达到900℃-1000℃对垃圾进行干馏，可产生干馏煤气，经干馏产生的煤气可输送到煤气利用设备进行存储或利用。本发明结构简单，几乎可以将所有结构紧凑的安排在炉体内，减少空间的占用；主燃烧气化炉内垃圾燃烧后产生的高温气体不仅对垃圾干馏炉的垃圾进行烘烤干馏，而且还对垃圾传送室内的垃圾进行干燥，大大提高了热能的利用率；本发明强大的功能是基于发明人对各种结构的创造性运用，但用户只要根据本发明的技术方案可以自己加工出本发明的结构，不需要购入结构很复杂的设备，大大降低了经济投入。

Claims (7)

1.双炉叠式垃圾燃烧炉，其特征在于：包括炉体(1)，炉体(1)内设有主燃烧气化炉(2)和外接负压容器的垃圾干馏炉(4)，主燃烧气化炉(2)设在垃圾干馏炉(4)的正下方，垃圾干馏炉(4)通过封闭的垃圾传送室(7)进料，主燃烧气化炉(2)内燃烧后产生的高温气体流入垃圾传送室(7)；所述的炉体内还设有蓄热室(6)，主燃烧气化炉(2)的出气口(60)经蓄热室(6)连接通气道(65)，出气口(60)的截面面积大于通气道进气口(64)的截面面积。

2.根据权利要求1所述的双炉叠式垃圾燃烧炉，其特征在于：所述的蓄热室(6)内沿高温气体的运动方向上设有若干带通气孔(63)的挡气闸。

3.根据权利要求2所述的双炉叠式垃圾燃烧炉，其特征在于：所述的挡气闸包括上部带通气孔(63)的第一挡气闸(61)和下部带通气孔(63)的第二挡气闸(62)，第一挡气闸(61)和第二挡气闸(62)相互间隔设置。

4.根据权利要求1所述的双炉叠式垃圾燃烧炉，其特征在于：所述的垃圾传送室(7)包括室体，室体内设有多层的水平传输层(71)和用于竖直方向传输垃圾的输送装置(8)，垃圾传送室的进料口(73)设在最上层水平传输层(75)上方,每上一层的水平传输层的出料口与其下一层的水平传输层的进料口之间设有挡料板(74)，最下一层的水平传输层(76)出料口对准输送装置(8)的垃圾进入口。

5.根据权利要求1所述的双炉叠式垃圾燃烧炉，其特征在于：所述的垃圾干馏炉(4)的底部为从两侧从高到低向中间倾斜的坡面(45)，两坡面(45)之间形成出渣口，出渣口上设有出渣装置，主燃烧气化炉燃烧垃圾时高温火焰烘烤分布在坡面(45)上的垃圾。

6.根据权利要求5所述的双炉叠式垃圾燃烧炉，其特征在于：所述的出渣装置包括转接炉体的转轴和设在转轴上的滚筒(44)，滚筒(44)的曲面上沿圆周方向间隔均匀地设有偶数个密封板(43)，该密封板的延长线与滚筒的轴线相交，处于同一平面的两个密封板(43)在滚筒径向的边长再加上滚筒直径的长度和与出渣口的宽度相等。

7.根据权利要求5所述的双炉叠式垃圾燃烧炉，其特征在于：所述的主燃烧气化炉(2)包括炉腔(21)和设在炉腔内的链条炉排(31)，链条炉排(31)的左部分(32)处于主燃烧气化炉进料口(3)的下方，链条炉排的右部分(34)延伸至垃圾传送室(7)的下方，链条炉排的中间部分(33)正对垃圾干馏炉的坡面(14)，链条炉排的中间部分(33)设有空气进孔(35)。