CN104595903B - 一种生物质垃圾热解焚烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质垃圾热解焚烧装置，其包括固定焚烧炉和转动焚烧炉。转动焚烧炉通过起火管进行点燃和保温，对生物质垃圾进行欠氧燃烧，产生热解工艺所需要的显热，将生物质垃圾进行无害化处理，并产生炭基材料。热解和欠氧燃烧产生的可燃气体，通过管道引入固定焚烧炉进行配氧充分燃烧，产生环保高温热源，减小了生物质垃圾直接燃烧产生的烟尘排放。该装置采用两炉配合结构，功能分配清晰，设备运行稳定可靠。

Description

一种生物质垃圾热解焚烧装置

技术领域

本发明涉及生物质垃圾进行高温热解和焚烧，生成高温热源和炭化料的设备，尤其涉及一种生物质垃圾热解焚烧装置。

背景技术

塑料袋、餐厨废物等生活有机垃圾，秸秆、杂草、树皮、锯屑、沥青、橡胶等工业有机垃圾，实际上是一个巨大的可再生资源。一方面，对这些生活垃圾和工业垃圾进行无害化处理，并且转换为炭基有机肥或炭化料，具有明显的经济价值、社会价值。另一方面，在转换过程中，利用其高温热解的气态产物，作为清洁能源实现供热，也是开发利用可再生能源的一条重要技术路线。

但是目前，针对这些生活有机垃圾和工业有机废弃物的处理，多是采用直接燃烧的利用方法，而这种方法的燃烧效率很低，能量利用非常有限，特别是会产生烟尘、焦油等二次污染。炭化方面的技术和设备也并不理想，传统的土焖制炭法效率太低而且污染明显；新出现的外加热干馏炉，虽然解决了可移动性和操作性，但是耗能高，特别是对有机物原料的形状和成份要求比较苛刻。池式炭化炉的具有低成本的优点，而且炭化效率和适应原料方面也有较大提高，但也存在不能连续生产、连续投料，出炭必须灭火降温等问题。

上述这些现有的有机垃圾处理设备和方法，都存在明显的技术问题，主要表现在工作环境差，存在烟尘、焦油等二次污染问题；而且多只能间断处理，不能连续投料，致使热解焚烧的效率很低，制约着这种环保的可再生能源技术的发展。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种生物质垃圾热解焚烧装置，该装置能连续性对生物质垃圾进行高效热解焚烧的装置，将生物质垃圾无害化处理并转换为可利用的炭化料，同时有效地回收利用转换过程中产生的可燃气体，实现清洁能源供热。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种生物质垃圾热解焚烧装置，其包括固定焚烧炉和转动焚烧炉，所述固定焚烧炉为圆柱型壳体结构，固定焚烧炉的低温端设有一次配空口、一次可燃气口、二次可燃气口、二次配空口，固定焚烧炉的高温端设有烟气出口；

所述转动焚烧炉包括梭型炉体、气柜、进料机构、焚烧配空管，所述梭型炉体依次由引导炉管、热解炉管、气化炉管构成，所述引导炉管、热解炉管、气化炉管同轴连接且可转动；所述引导炉管内沿其轴向设有螺旋桨，所述气化炉管内设有紊流板；所述引导炉管小于热解炉管外径，引导炉管和热解炉管之间通过平面法兰连接，所述气化炉管外径小于热解炉管外径，气化炉管和热解炉管之间通过锥面法兰连接，且锥面法兰的小头端与气化炉管连接，所述热解炉管内、并在平面法兰和锥面法兰之间设有多个呈圆周分布的起火管，起火管两端分别连接在平面法兰和锥面法兰上；

所述气柜包括一次可燃气柜、二次配空柜、烟气柜、二次可燃气柜，所述一次可燃气柜套于引导炉管端面，且与固定焚烧炉的一次可燃气口通过一次燃气风机和第一管道相连，所述二次配空柜套于平面法兰外，且与固定焚烧炉的二次配空口通过二次配空风机和第二管道相连，所述烟气柜套于锥面法兰外，且与固定焚烧炉的烟气出口通过第三管道相连，所述二次可燃气柜套于气化炉管端面，且与固定焚烧炉的二次可燃气口通过二次燃气风机和第四管道相连；

所述进料机构设在一次可燃气柜上，将生物质垃圾送入引导炉管内；

所述焚烧配空管一端设在二次可燃气柜上，另一端连接焚烧配空风机，焚烧配空风机将空气送入气化炉管内。

所述热解炉管置于轮带和支撑托轮上，并由齿轮带动旋转。

所述引导炉管外包裹有引导炉套。

所述热解炉管外包裹有热解炉套，所述热解炉套与热解炉管同步转动。

所述气化炉管外包裹有气化炉套。

本发明的有益效果是：将常规直燃式生物质垃圾焚烧设备进行发展，提出了固定焚烧炉和转动焚烧炉配合的新结构。转动焚烧炉提供生物质垃圾热解气化条件，通过对生物质垃圾的欠氧焚烧，进行无害化处理，产生可燃气体和炭化料；固定焚烧炉再对可燃气体充分燃烧，可达到避免直燃，减小烟尘排放的目的。本发明采用两炉配合结构，功能分配清晰，设备运行稳定可靠。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括固定焚烧炉1和转动焚烧炉，所述固定焚烧炉1为圆柱型壳体结构，内嵌耐火砖，外部再覆以保温棉以提高热效率，固定焚烧炉1的低温端设有一次配空口3、一次可燃气口4、二次可燃气口5、二次配空口6，固定焚烧炉1的高温端设有烟气出口7。采用这种多次配空和配气的方式，就是使可燃气体在固定焚烧炉1内能均匀和有效的燃烧，可燃气体充分燃烧之后，烟气出口7可将高显热的烟气引出，用于供热。

所述转动焚烧炉包括梭型炉体2、气柜、进料机构17、焚烧配空管18，所述梭型炉体2依次由引导炉管21、热解炉管22、气化炉管23构成，所述引导炉管21、热解炉管22、气化炉管23同轴连接且可转动；所述引导炉管21内沿其轴向设有螺旋桨211，所述气化炉管23内设有紊流板231；所述引导炉管21外径小于热解炉管22外径，引导炉管21外径和热解炉管22之间通过平面法兰24连接，所述气化炉管23外径小于热解炉管22外径，气化炉管23和热解炉管22之间通过锥面法兰25连接，且锥面法兰25的小头端与气化炉管23连接，所述热解炉管22内，并在平面法兰24和锥面法兰25之间设有多个呈圆周分布的起火管8，起火管8采用304不锈钢材料成型，起火管8两端分别连接在平面法兰24和锥面法兰25上；起火管8的作用是给转动焚烧炉内的生物质垃圾提供必要的热能，使其热解并达到燃点450摄氏度以上，为欠氧燃烧提供必要的起火温度。引导炉管21和热解炉管22之间采用平面法兰24连接的目的：一方面是安装起火管8，另一方面是防止生物质垃圾反向运动。气化炉管23和热解炉管22之间采用锥面法兰25连接的目的：一方面是安装起火管8，另一方面是使得热解反应产生的炭化料更方便地由热解炉管22运动到气化炉管23中。引导炉管21、平面法兰24、热解炉管22、锥面法兰25、气化炉管23呈现梭型结构。

引导炉管21内的螺旋桨211使生物质垃圾可向热解炉管22移动，防止生物质垃圾倒流；气化炉管23内的紊流板231使炭化料在气化炉管23中可以与紊乱的气流充分接触，可充分进行欠氧焚烧和气化反应。

热解炉管22置于左右两侧的两个轮带上，两个轮带分别架于支撑托轮上。在两个轮带之间设有齿轮，并在齿轮箱和电机的带动下带动热解炉管22转动，进而使整个梭型炉体2旋转。为便于生物质垃圾的移动，梭型炉体2还可以有1~5度的水平倾斜，使引导炉管21一端相对更高些。

所述气柜包括一次可燃气柜9、二次配空柜10、烟气柜11、二次可燃气柜12，所述一次可燃气柜9套于引导炉管21端面，且与固定焚烧炉1的一次可燃气口4通过一次燃气风机13和第一管道相连，该第一管道可进行保温，从而避免大量木焦油的冷凝造成二次污染，第一管道可将转动焚烧炉中的可燃气体引入固定焚烧炉1中，配合一次配空口3提供的空气，实现充分燃烧。

所述二次配空柜10套于平面法兰24外，二次配空柜10为圆柱外形，且与固定焚烧炉1的二次配空口6通过二次配空风机14和第二管道相连，二次配空柜10内部可内嵌保温棉形成空腔，目的是对固定焚烧炉1进行二次配空，将烟气中的氧气充分耗尽，提高燃烧效率，也使固定焚烧炉1升温更均匀，第二管道可进行保温，其目的是提高热效率。

所述烟气柜11套于锥面法兰25外，且与固定焚烧炉1的烟气出口7通过第三管道相连，烟气柜11为圆柱外形，烟气柜11可将烟气引入起火管8内，达到加热热解炉管22内生物质垃圾的目的。烟气柜11和第三管道内气体具有较高的显热，因此需要进行较好的内部隔热，烟气柜11也采用内嵌保温棉形成空腔。同时，在二次配空风机14和烟气柜11之间，还可以设置一分支通道，将部分的二次配空引入烟气柜11内，从而调整起火管8内的温度。

所述二次可燃气柜12套于气化炉管23端面，且与固定焚烧炉1的二次可燃气口5通过二次燃气风机15和第四管道相连，二次可燃气柜12为固定焚烧炉1充分提供另一可燃气体的来源，同时，二次可燃气柜12也可以作为备用燃气通道，避免因一次燃气风机13及其第一管道堵塞而造成的停机。

所述进料机构17设在一次可燃气柜9上，将生物质垃圾送入引导炉管21内；其具体实现方式可以采用螺旋进料机构。

所述焚烧配空管18一端设在二次可燃气柜12上，另一端连接焚烧配空风机16，焚烧配空风机16将空气送入气化炉管23内，使气化炉管23内的炭化料进行氧化还原反应，产生可燃气体。在焚烧配空管18上还可以安装阀门，调整空气的进入量。

炭化料最终可由二次可燃气柜12中冷却后取出，冷却的方式到可采用水冷螺旋出料器，或水雾降温法。

为提高转动焚烧炉热效率，所述引导炉管21外包裹有引导炉套212，所述热解炉管22外包裹有热解炉套221，所述气化炉管23外包裹有气化炉套232，引导炉套212、热解炉套221和气化炉套232均作为保温层。其中，引导炉套212和气化炉套232保持静止，均为圆柱外形并内嵌保温棉。热解炉套221内置10cm厚保温棉，并随热解炉管22一起转动。

本发明工作时，先用其它的燃料（如柴油）点燃固定焚烧炉1，再通过二次配空风机14将烟气引入转动焚烧炉中，逐渐升温。待起火管8外部温度达到生物质垃圾的燃点（一般450摄氏度以上），再将生物质垃圾通过进料机构17投入转动焚烧炉。在此温度下，生物质垃圾在热解炉管22中进行热解反应，并产生炭化料。此时，再打开焚烧配空管18上的焚烧配空风机16，使炭化料在气化炉管23内进行欠氧焚烧，既可产生可燃气体（主要是CO），又可给转动焚烧炉提供热能，保持炉温，使后续的生物质垃圾能得到持续热解，并实现自供热。而且，炭化料的最终产量，可由焚烧配空管18的供氧量进行调整。供氧量较大时，炭化料多被焚烧气化，时间燃气比例变大，固体的炭化料产量下降。反之，供氧量小，固体炭化料得率上升。

正常工作时，转动焚烧炉内的温度可保持，因此二次配空风机14可关闭，起火管8停止。若生物质垃圾含水率较高，转动焚烧炉炉温下降明显，也可再次开启二次配空风机14使用起火管8帮助保持转动焚烧炉的炉温。可燃气体通过风机由一次可燃气口4、二次可燃气口5进入固定焚烧炉1，进行充分燃烧，释放显热，通过烟气出口7提供环保能源。

上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种生物质垃圾热解焚烧装置，其特征在于：其包括固定焚烧炉和转动焚烧炉，所述固定焚烧炉为圆柱型壳体结构，固定焚烧炉的低温端设有一次配空口、一次可燃气口、二次可燃气口、二次配空口，固定焚烧炉的高温端设有烟气出口；

所述转动焚烧炉包括梭型炉体、气柜、进料机构、焚烧配空管，所述梭型炉体依次由引导炉管、热解炉管、气化炉管构成，所述引导炉管、热解炉管、气化炉管同轴连接且可转动；所述引导炉管内沿其轴向设有螺旋桨，所述气化炉管内设有紊流板；所述引导炉管小于热解炉管外径，引导炉管和热解炉管之间通过平面法兰连接，所述气化炉管外径小于热解炉管外径，气化炉管和热解炉管之间通过锥面法兰连接，且锥面法兰的小头端与气化炉管连接，所述热解炉管内、并在平面法兰和锥面法兰之间设有多个呈圆周分布的起火管，起火管两端分别连接在平面法兰和锥面法兰上；

所述气柜包括一次可燃气柜、二次配空柜、烟气柜、二次可燃气柜，所述一次可燃气柜套于引导炉管端面，且与固定焚烧炉的一次可燃气口通过一次燃气风机和第一管道相连，所述二次配空柜套于平面法兰外，且与固定焚烧炉的二次配空口通过二次配空风机和第二管道相连，所述烟气柜套于锥面法兰外，且与固定焚烧炉的烟气出口通过第三管道相连，所述二次可燃气柜套于气化炉管端面，且与固定焚烧炉的二次可燃气口通过二次燃气风机和第四管道相连；

所述进料机构设在一次可燃气柜上，将生物质垃圾送入引导炉管内；

所述焚烧配空管一端设在二次可燃气柜上，另一端连接焚烧配空风机，焚烧配空风机将空气送入气化炉管内；所述引导炉管外包裹有引导炉套，所述热解炉管外包裹有热解炉套，所述热解炉套与热解炉管同步转动。

2.根据权利要求1所述的一种生物质垃圾热解焚烧装置，其特征在于：所述热解炉管置于轮带和支撑托轮上，并由齿轮带动旋转。

3.根据权利要求1所述的一种生物质垃圾热解焚烧装置，其特征在于：所述气化炉管外包裹有气化炉套。