CN104501171B - 垃圾衍生燃料(rdf)热解气化系统 - Google Patents

垃圾衍生燃料(rdf)热解气化系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种垃圾衍生燃料(RDF)热解气化系统，其属于城市生活垃圾处理领域。它主要包括进料装置、余热锅炉和冷渣系统；其特征在于：还包括热解气化炉和高温分离器，热解气化炉底部设有沸腾流化床；所述进料装置与热解气化炉连接，热解气化炉通过高温分离器与余热锅炉连接，冷渣系统分别与热解气化炉及余热锅炉的放渣装置连接。本发明结构简单，运行可靠，实现了城市生活垃圾的资源化、减量化和无害化处理。本发明主要用于城市生活垃圾的处理。

Description

垃圾衍生燃料(RDF)热解气化系统
技术领域
本发明属于城市生活垃圾处理领域，具体地说，尤其涉及一种垃圾衍生燃料(RDF)热解气化系统。
背景技术
随着国家环保要求的日益提高，人口城市化进程的加快，城市垃圾量迅猛增加，我国城市生活垃圾的年产量高达1.6亿吨，且每年以超过10％的速度增加,预计到2030年,城市生活垃圾年产量将达到4.09亿吨。城市垃圾处理问题越来越受到政府部门的重视，各级政府和部门对城市垃圾的回收、运输和处理投入了大量人力、物力和财力，使我国城市垃圾处理工作取得了长足的发展。但是，由于我国的国情，垃圾分类标准的不健全，宣传力度不够，分类转运和终端处理配套设施跟不上以及市民的生活习惯等诸多因素造成了城市垃圾处理投入高、产出少,严重制约了我国城镇化发展进程。
目前我国的城市垃圾处理技术主要有填埋、堆肥及焚烧三种形式，填埋会占用大量土地，极易造成土壤和水源的二次污染，破坏生态平衡；堆肥时间周期长，水土及气体严重污染，且能处理的垃圾种类有限；焚烧会产生毒性强，不可降解的致癌物二噁英和几十种有害气体。因此，将生活垃圾通过资源化处理,在无臭无污染的情况下,变成洁净能源，使原生垃圾经生物菌除臭、脱水、筛选、破碎，制成垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel，RDF)，是解决上述问题的有效方法。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构简单，运行可靠，便于普及使用的垃圾衍生燃料(RDF)热解气化系统，该系统将垃圾衍生燃料转化为洁净能源，实现了城市生活垃圾的资源化、减量化和无害化处理。
所述垃圾衍生燃料(RDF)热解气化系统，包括进料装置、余热锅炉、冷渣系统、热解气化炉和高温分离器，热解气化炉底部设有沸腾流化床；所述进料装置与热解气化炉连接，热解气化炉通过高温分离器与余热锅炉连接，冷渣系统分别与热解气化炉及余热锅炉的放渣装置连接。
进一步的，所述进料装置包括炉前料斗和螺旋推料器，炉前料斗和螺旋推料器之间设有星形密闭给料器，螺旋推料器与热解气化炉连接。
进一步的，所述余热锅炉底部设有空气预热器和鼓风装置，余热锅炉通过烟箱与空气预热器连接，鼓风装置通过管道与空气预热器连接。
进一步的，所述高温分离器包括圆锥筒和膨胀节，圆锥筒上部与热解气化炉上部连接，圆锥筒内上方设有中心筒，膨胀节与余热锅炉连接，圆锥筒底部设有返料装置，返料装置与热解气化炉下部连接。
进一步的，所述冷渣系统包括依次连接的送风机、冷渣风道和灰仓。
进一步的，所述沸腾流化床包括风箱，风箱后方设有燃油点火装置，风箱左上方设有布风装置，布风装置下方设有放渣装置。
进一步的，所述布风装置包括布风板，布风板上设有密封板和可拆卸式风帽。
进一步的，所述放渣装置上设有星型卸灰阀。
进一步的，还包括热解气净化系统，所述热解气净化系统包括依次连接的半干法脱酸塔、布袋除尘器、冷却过滤塔、电捕焦器和低压气柜，半干法脱酸塔与空气预热器连接，布袋除尘器下部与灰仓连接。
进一步的，所述热解气化炉顶部设有防爆装置，热解气化炉两侧设有正压密闭炉门。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明将垃圾衍生燃料通过沸腾流化床及热解气化炉，经气化和高温裂解后，彻底解决了现有技术中固定床内部混合效果差，反应不完全，局部高温转化率低，不能热解灰分大的垃圾衍生燃料的缺陷，从而将垃圾衍生燃料转化为洁净能源，实现了城市生活垃圾的资源化、减量化和无害化处理；
2、本发明中的热解气化炉通过温度控制，使城市生活垃圾中的硫及重金属等大部分有害物质被固定在固体产生物中，热解在缺氧的过程中进行，排气量较少，减轻了对大气环境的二次污染，抑制了有害气体的生成；热解气净化系统去除了致癌物二噁英和多种有害气体，同时进一步脱硫、脱硝、脱氯及去除焦油，使城市生活垃圾中的有机质转化为富含CO、H2、CH4等成分的洁净燃气，可供燃气锅炉、内燃机发电等使用；
3、本发明沸腾流化床中采用独特的可拆卸式风帽结构，使得更换易损的风帽更为方便，安全可靠，提高了设备的检修速度，降低了劳动强度，节省了材料和人员成本；
4、螺旋推料器通过全封闭焊接而成，达到密闭加固的效果，防止了热解气的外泄；进料装置采用变频控制，自动化程度高，便于集中管理和控制，使系统处于最佳运行工况，节电效果明显；
5、本发明结构简单，连续运行可靠，物料适应性好，便于大型化及普及使用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A部分的局部放大图；
图3为图1中B部分的局部放大图。
图中，1、进料装置；11、皮带输料机；12、炉前料斗；13、星形密闭给料器；14、螺旋推料器；2、热解气化炉；21、正压密闭炉门；22、防爆装置；3、高温分离器；31、中心筒；32、圆锥筒；33、膨胀节；34、返料装置；4、余热锅炉；41、过热器；42、上锅筒；43、对流受热面；44、下锅筒；45、空气预热器；46、鼓风装置；5、热解气净化系统；51、半干法脱酸塔；52、布袋除尘器；53、冷却过滤塔；54、电捕焦器；55、低压气柜；6、冷渣系统；61、送风机；62、冷渣风道；63、灰仓；7、沸腾流化床；71、燃油点火装置；72、风箱；73、布风装置；74、布风板；75、可拆卸式风帽；76、密封板；77、放渣装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，垃圾衍生燃料(RDF)热解气化系统，包括进料装置1、余热锅炉4和冷渣系统6、热解气化炉2、高温分离器3和热解气净化系统5，热解气化炉2底部设有沸腾流化床7；所述进料装置1与热解气化炉2连接，热解气化炉2通过高温分离器3与余热锅炉4连接，冷渣系统6分别与热解气化炉2及余热锅炉4的放渣装置连接；
所述进料装置1包括炉前料斗12和螺旋推料器14，螺旋推料器通过全封闭焊接而成，炉前料斗12和螺旋推料器14之间设有星形密闭给料器13，星形密闭给料器13通过法兰连接在炉前料斗12的下部，螺旋推料器14通过法兰连接在星形密闭给料器13的下部，螺旋推料器14与热解气化炉2连接；
所述冷渣系统6包括依次连接的送风机61、冷渣风道62和灰仓63；
所述热解气净化系统5包括依次通过烟箱连接的半干法脱酸塔51、布袋除尘器52、冷却过滤塔53、电捕焦器54和低压气柜55，半干法脱酸塔51与空气预热器45连接，布袋除尘器52下部与灰仓63连接；
所述热解气化炉2顶部设有防爆装置22，热解气化炉2两侧设有正压密闭炉门21；
如图1和图3所示，所述高温分离器3包括圆锥筒32和膨胀节33，圆锥筒32上部与热解气化炉2上部连接，圆锥筒32内上方设有中心筒31，膨胀节33与余热锅炉4连接，圆锥筒32底部设有返料装置34，返料装置34与热解气化炉2下部连接，所述；圆锥筒32、中心筒31和膨胀节33通过浇注连接；
所述余热锅炉包括过热器41、上锅筒42、对流受热面43和下锅筒44，上锅筒42与下锅筒44通过对流受热面43连接，过热器41通过管道与上锅筒42连接，余热锅炉4底部设有空气预热器45和鼓风装置46，余热锅炉4通过烟箱与空气预热器45连接，鼓风装置46通过管道与空气预热器45连接；
如图1和图2所示，所述沸腾流化床7包括风箱72，风箱72后方设有燃油点火装置71，风箱72左上方设有布风装置73，布风装置73下方设有放渣装置77，放渣装置77穿过风箱72焊接于布风板74中央；所述布风装置73包括布风板74，布风板74上设有密封板76和可拆卸式风帽75；所述放渣装置77上设有星型卸灰阀。
本发明在制作时，风箱72由钢板支撑，并通过硅酸铝纤维、渗铝钢筋和耐火混凝土浇注而成。
本发明在工作时，所述星形密闭给料器13和螺旋推料器14采用变频控制，可随时联动调整进料量。
系统运行时,首先将破碎后粒度小于30mm的垃圾衍生燃料(RDF)通过皮带输料机11输送至炉前料斗12中，星形密闭给料器13可随时联动调整进料量，通过螺旋推料器14将垃圾衍生燃料(RDF)送入热解气化炉2，沸腾流化床7中的燃油点火装置71将热烟气经过风箱72、布风装置73送入热解气化炉2中，热烟气迅速将垃圾衍生燃料(RDF)加热至850℃以上，热解气化炉2内灰粒成沸腾状态，热解彻底，有害气体在此温度下生成最少，灰渣通过放渣装置77落入冷渣系统6中的冷渣风道62中；
从热解气化炉2内出来的高温热解气进入高温分离器3中的圆锥筒32，由于烟气的沉降等作用，高温热解气中颗粒大的灰份通过返料装置34，被重新送入热解气化炉2中，从而达到了降低高温热解气中灰份的目的，而高温热解气则通过圆锥筒32、中心筒31、膨胀节33进入余热锅炉4中；
在余热锅炉4中高温热解气依次通过过热器41、上锅筒42、对流受热面43、下锅筒44进一步换热降低热解气温度，产生的过热蒸汽部分外用，部分作为气化剂，提高气化效率高，产生高品质的富氢热解气；换热后的热解气进入空气预热器45中，加热后的空气被鼓风装置46分别送入沸腾流化床7和热解气化炉2中；
热解气最后进入热解气净化系统5中，并依次通过半干法脱酸塔51，去除有害的硫化物和重金属，经过布袋除尘器52，进一步使烟尘含量降低到小于10mg/m3，通过冷却过滤塔53脱氯，进一步脱硫并降低热解气温度，进入电捕焦器54，去除影响热解气品质的焦油，随后进入低压气柜55储存处理过的洁净热解气供燃气锅炉、内燃机等外部使用。
冷渣系统通过冷渣风道62收集热解气化炉2，余热锅炉4和热解气净化系统5中分离的灰渣经送风机61送入灰仓63中。

Claims (8)

1.一种垃圾衍生燃料(RDF)热解气化系统，包括进料装置(1)、高温分离器(3)、余热锅炉(4)和冷渣系统(6)；其特征在于：还包括热解气化炉(2)和热解气净化系统(5)，热解气化炉(2)底部设有沸腾流化床(7)，所述沸腾流化床(7)包括风箱(72)，风箱(72)后方设有燃油点火装置(71)，风箱(72)左上方设有布风装置(73)，布风装置(73)下方设有放渣装置(77)，布风装置(73)包括布风板(74)，布风板(74)上设有密封板(76)和可拆卸式风帽(75)；所述进料装置(1)与热解气化炉(2)连接，热解气化炉(2)通过高温分离器(3)与余热锅炉(4)连接，冷渣系统(6)分别与热解气化炉(2)及余热锅炉(4)的放渣装置连接。
2.根据权利要求1所述的垃圾衍生燃料(RDF)热解气化系统，其特征在于：所述进料装置(1)包括炉前料斗(12)和螺旋推料器(14)，炉前料斗(12)和螺旋推料器(14)之间设有星形密闭给料器(13)，螺旋推料器(14)与热解气化炉(2)连接。
3.根据权利要求2所述的垃圾衍生燃料(RDF)热解气化系统，其特征在于：所述余热锅炉(4)底部设有空气预热器(45)和鼓风装置(46)，余热锅炉(4)通过烟箱与空气预热器(45)连接，鼓风装置(46)通过管道与空气预热器(45)连接。
4.根据权利要求3所述的垃圾衍生燃料(RDF)热解气化系统，其特征在于：所述高温分离器(3)包括圆锥筒(32)和膨胀节(33)，圆锥筒(32)上部与热解气化炉(2)上部连接，圆锥筒(32)内上方设有中心筒(31)，膨胀节(33)与余热锅炉(4)连接，圆锥筒(32)底部设有返料装置(34)，返料装置(34)与热解气化炉(2)下部连接。
5.根据权利要求4所述的垃圾衍生燃料(RDF)热解气化系统，其特征在于：所述冷渣系统(6)包括依次连接的送风机(61)、冷渣风道(62)和灰仓(63)。
6.根据权利要求5所述的垃圾衍生燃料(RDF)热解气化系统，其特征在于：所述放渣装置(77)上设有星型卸灰阀。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的垃圾衍生燃料(RDF)热解气化系统，其特征在于：所述热解气净化系统(5)包括依次连接的半干法脱酸塔(51)、布袋除尘器(52)、冷却过滤塔(53)、电捕焦器(54)和低压气柜(55)，半干法脱酸塔(51)与空气预热器(45)连接，布袋除尘器(52)下部与灰仓(63)连接。
8.根据权利要求7所述的垃圾衍生燃料(RDF)热解气化系统，其特征在于：所述热解气化炉(2)顶部设有防爆装置(22)，热解气化炉(2)两侧设有正压密闭炉门(21)。
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