CN104896479A - 一种智能化控制生活垃圾热解气化炉 - Google Patents

Abstract

一种智能化控制生活垃圾热解气化炉，属于生活垃圾资源化利用的技术领域。该气化炉包括供风系统、上料器、布料器、旋转炉痹和灰盘驱动机构。上料器包含螺旋进料仓和提升斗，料仓盖的周边设有水封结构，中心位置设有连接电工推杆的压料杆。布料器设置在由两个油缸驱动的横向支撑架上，电动减速机驱动布料主轴上的拨片旋转。旋转炉痹采用电动蜗轮蜗杆减速机通过蜗杆驱动蜗轮齿圈。灰盘采用电动蜗轮蜗杆减速机通过蜗杆驱动灰盘旋转。供风系统分为底部供风和侧供风。该热解气化炉解决了布风不均匀问题，旋转炉箅可平稳、有效的解决气化炉烧偏问题。旋转炉箅则将布风与排灰分开，运行过程中可根据需要调节布风或排灰，使气化炉的运行稳定。

Description

一种智能化控制生活垃圾热解气化炉

技术领域

本发明涉及一种智能化控制生活垃圾热解气化炉，属于生活垃圾资源化利用的技术领域。

背景技术

目前，垃圾处理主要有三种方法：填埋处理、焚烧处理和堆肥处理。焚烧法是将垃圾置于高温炉中，使其中可燃成分充分氧化的一种方法，产生的热量用于发电和供暖。焚烧处理的优点是减量效果好（焚烧后的残渣体积减少90%以上，重量减少80%以上），处理彻底。传统的生活垃圾热解气化炉炉箅无论那种结构都会因为设计或制造偏差等问题存在炉箅环向布风不均匀现象。烧偏问题也普遍存在于气化炉中并难以解决的，烧偏问题的出现主要是因为供风不匀、氧化层厚度不一、料层厚度不一所导致的。另外，传统结构中炉箅与灰刀为一体式结构，炉箅旋转与排灰只能同时进行。当出现布风不匀而物料层级稳定的情况下，无法实现调节通风而不破坏料层的功能。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种智能化控制生活垃圾热解气化炉，该热解气化炉应采用布料器、炉箅环向布风、旋转炉痹和灰盘驱动机构，由于炉箅与灰盘为可各自旋转的分体式结构，使控制方便，供风均匀，料层厚度一致，解决烧偏问题

本发明采用的技术方案是：一种智能化控制生活垃圾热解气化炉，它包括一个炉体、一个灰盘、一个供风系统和一个上料器，所述炉体采用外壳体与内壳体构成水密的水套，炉体固定在由支撑柱支撑的炉体固定架上，炉体的下部设有一个灰盘，它还包括一个布料器、一个旋转炉痹驱动机构和一个灰盘驱动机构；所述上料器包含螺旋进料仓和提升斗，位于支撑架上的螺旋进料仓通过螺旋外筒与炉体上的进料管固定连接，绞盘电机通过钢丝绳牵引提升斗沿提升机支架移动，料仓盖的周边设有水封结构，中心位置设有压料杆，压料杆连接电工推杆，在螺旋进料仓内设有最高料位传感器和最低料位传感器，位于底部的断开式螺旋由第一电动减速机驱动；所述布料器设置在由两个油缸驱动的横向支撑架上，位于横向支撑架上的第二电动减速机驱动布料主轴端部的布料拨片旋转，套在布料主轴外的定位套管上端设有填料式密封总成，布料主轴的中心位置加装料位探测杆，料位探测杆的上端中心位置设有支撑弹簧，使料位探测杆悬浮，布料器下降时接触到物料向上移动，料位探测杆顶端侧面装有料位传感器、感应板，同时横向支撑架底面设有激光测距仪；所述旋转炉痹驱动机构采用风道管与旋转炉痹连接，风道管通过推力轴承和炉箅轴承套支撑在炉箅支撑架上，第一电动蜗轮蜗杆减速机通过蜗杆驱动固定在风道管下端的第一蜗轮齿圈；所述灰盘驱动机构在灰盘的底部固定连接第二蜗轮齿圈，在第二蜗轮齿圈与灰盘支撑架之间设有滚动机构，第二电动蜗轮蜗杆减速机通过蜗杆驱动灰盘旋转；所述供风系统分为底部供风和侧供风，底部供风采用引风机经风管连接下端设有水封套管的风道管，侧供风采用多根周向均布的配风管从炉体外部插入炉体内的氧化层，每根配风管上设有电动阀门和蒸汽配送管。

所述提升机支架上设有上限位传感器和下限位传感器。

所述炉体上设有对应炉体内灰层、氧化层、还原层、热分解层和干燥层的温度传感器。

所述多根周向均布的配风管采用环形配气管连接，环形配气管分别连接配风管阀门和蒸汽管阀门。

本发明的有益效果是：这种智能化控制生活垃圾热解气化炉包括供风系统、上料器、布料器、旋转炉痹驱动机构和灰盘驱动机构。上料器包含螺旋进料仓和提升斗，料仓盖的周边设有水封结构，中心位置设有连接电工推杆的压料杆。布料器设置在由两个油缸驱动的横向支撑架上，第二电动减速机驱动布料主轴端部的布料拨片旋转。旋转炉痹驱动机构采用风道管与旋转炉痹连接，风道管通过推力轴承和炉箅轴承套支撑在炉箅支撑架上，第一电动蜗轮蜗杆减速机通过蜗杆驱动固定在风道管下端的第一蜗轮齿圈。灰盘驱动机构在灰盘的底部固定连接第二蜗轮齿圈，在第二蜗轮齿圈与灰盘支撑架之间设有滚动机构，第二电动蜗轮蜗杆减速机通过蜗杆驱动灰盘旋转。供风系统分为底部供风和侧供风，底部供风采用引风机经风管连接下端设有水封套管的风道管，侧供风采用多根周向均布的配风管从炉体外部插入炉体内的氧化层，每根配风管上设有。该热解气化炉应采用布料器、炉箅环向布风、旋转炉痹驱动机构和灰盘驱动机构，由于炉箅与灰刀为可各自旋转的分体式结构，使控制方便，供风均匀，料层厚度一致，解决烧偏问题。

附图说明

图1是一种智能化控制生活垃圾热解气化炉的结构图。

图2是图1中的A-A视图。

图3是图1中的B-B视图。

图4是图1中的C-C视图。

图中：1、外壳体，2、内壳体，3、水套，4、布料器安装孔，5、安全阀， 6、进料管，7、第一出气管，8、温度传感器，9、蒸汽出口，10、油缸底座，11、油缸支撑架，12、进水管，13、点火孔，14、温度传感器，15、环形配气管，16、配风管阀门，17、蒸汽管阀门，18、炉体固定架，19、支撑柱，20、固定出灰板，21、提升斗，22、提升机支架，23上限位传感器，24、下限位传感器，25、绞盘电机，26、钢丝绳，27、螺旋进料仓，28最高料位传感器，29、最低料位传感器，30、料仓盖，31、水封结构，32、断开式螺旋，33、螺旋外筒，34、第一电动减速机，35、支撑架，36、压料杆，37、电工推杆，38、上限位，39、下限位，40、油缸，41、布料主轴，42、定位套管，43、布料拨片，44、料位探测杆，45、横向支撑架，46、支撑弹簧，47、料位传感器，48、感应板，49、激光测距仪，50、第二电动减速机，51、密封总成，52、油缸压力调节阀，53、旋转炉痹，54、炉痹出气口，55、推力轴承，56、风道管，57、第一蜗轮齿圈，58、第一电动蜗轮蜗杆减速机，59、灰盘，60、内筒，61、灰刀，62、第二蜗轮齿圈，63、滚动机构，64、蜗杆，65、第二电动蜗轮蜗杆减速机，66、灰盘支撑架，67、炉箅支撑架，68、炉箅轴承套，69、引风机，70、风管，71、水封套管，72、流量计，73、风压传感器，74、第一测温度传感器，75、罐体，76、进气管，77、第二出气管，78、压力传感器，79、第二测温传感器，80、安全泄压阀，81、液位传感器，82、排水管。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

图1、2、3、4示出了一种智能化控制生活垃圾热解气化炉的结构图。图中，智能化控制生活垃圾热解气化炉包括炉体、灰盘59、供风系统、上料器、布料器、旋转炉痹驱动机构和灰盘驱动机构。外壳体1与内壳体2构成水密的水套3，炉体固定在由支撑柱19支撑的炉体固定架18上，炉体的下部设有一个灰盘59。

上料器包含螺旋进料仓27和提升斗21，位于支撑架35上的螺旋进料仓27通过螺旋外筒33与炉体上的进料管6固定连接，绞盘电机25通过钢丝绳26牵引提升斗21沿提升机支架22移动，提升机支架22上设有上限位传感器23和下限位传感器24。料仓盖30的周边设有水封结构31，中心位置设有压料杆36，压料杆36连接电工推杆37，在螺旋进料仓27内设有最高料位传感器28和最低料位传感器29，位于底部的断开式螺旋32由第一电动减速机34驱动。

布料器设置在由两个油缸40驱动的横向支撑架45上，位于横向支撑架45上的第二电动减速机50驱动布料主轴41端部的布料拨片43旋转，套在布料主轴41外的定位套管42上端设有填料式密封总成51，布料主轴41的中心位置加装料位探测杆44，料位探测杆44的上端中心位置设有支撑弹簧46，使料位探测杆44悬浮，布料器下降时接触到物料向上移动，料位探测杆44顶端侧面装有料位传感器47、感应板48，同时横向支撑架45底面设有激光测距仪49。

旋转炉痹驱动机构采用风道管56与旋转炉痹54连接，风道管56通过推力轴承55和炉箅轴承套68支撑在炉箅支撑架67上，第一电动蜗轮蜗杆减速机58通过蜗杆驱动固定在风道管56下端的第一蜗轮齿圈57。

灰盘驱动机构在灰盘59的底部固定连接第二蜗轮齿圈62，在第二蜗轮齿圈62与灰盘支撑架66之间设有滚动机构63，第二电动蜗轮蜗杆减速机65通过蜗杆64驱动灰盘59旋转。

供风系统分为底部供风和侧供风，底部供风采用引风机69经风管70连接下端设有水封套管71的风道管56，侧供风采用多根周向均布的配风管从炉体外部插入炉体内的氧化层，每根配风管上设有电动阀门和蒸汽配送管。多根周向均布的配风管采用环形配气管15连接，环形配气管15分别连接配风管阀门16和蒸汽管阀门17。炉体上设有对应炉体内灰层、氧化层、还原层、热分解层和干燥层的温度传感器14。

提升斗21装料送至螺旋进料仓27，提升斗21到达上限位38，3秒后自动回落到下限位39。螺旋进料仓27加装最高料位传感器28和最低料位传感器29，物料达到最高料位时停止加料并关闭料仓盖30，当物料低于最低料位时提升斗21自动上料，料仓盖30采用水密结构31。料仓盖30中心装有压料装置，以防止物料架空现象的产生，断开式螺旋32旋转进料时压料装置同时启动，料仓盖30开启时压料装置自动升起。采用断开式螺旋32是防止在螺旋进料仓27加料时，料仓盖30打开烟气外泄造成气化炉产气不稳定、污染环境，由于物料在推送过程中在断开式螺旋32的螺旋断开处形成堆积产生阻力将物料挤实，起到了封堵烟气的作用。加料量由炉体各层（灰层、氧化层、还原层、热分解层、干燥层）温度传感器14检测的温度，通过预设程序将自动选择进料量。

布料器安装在气化炉顶端的连接法兰上，油缸40固定在炉体两侧，顶端与横向支撑架45连接，密封总成51采用填料密封，可随时调整、更换填充物，以确保长期运转。气化炉运行中，布料器可对物料进行上下压料，两侧油缸40上设有油缸压力调节阀52，可根据物料的特性调整相应的压力，以起到保持料层的相对密度及保护布料器长期使用。通过布料拨片43旋转摊平，从而使物料在气化炉中保持均匀。布料主轴41的中心位置加装料位探测杆44，料位探测杆44的上端中心位置设有支撑弹簧46，使料位探测杆44悬浮，布料器下降时接触到物料向上移动，料位探测杆44顶端侧面装有料位传感器47、感应板48，同时横向支撑架45底面设有激光测距仪49，两者相互配合，可准确的监测到料位的高度。确保气化炉生产的稳定性、安全性。

该气化炉采用了旋转炉箅53，旋转炉箅53与灰刀61由传统的一体结构更改为分体结构，采用两套独立的动力执行机构，使布风与排灰两种功能互不干扰而独立可控。

采用上述的技术方案解决的主要问题如下：

1.解决了布风不均匀问题

传统的炉箅无论那种结构都因设计或制造偏差等问题存在炉箅环向布风不均匀现象，旋转炉箅采用旋转动态布风的形式克服了设计或制造偏差的问题，使炉箅局部风量大也会因为旋转而均匀的供给气化炉的各个区域，降低了对炉箅制造及安装的公差要求，间接的节约了生产及安装成本。

2.解决了烧偏问题

烧偏问题普遍存在于气化炉中并难以解决，旋转炉箅采用了旋转动态结构而克服了上述问题。烧偏问题的出现主要是因为供风不匀、氧化层厚度不一、料层厚度不一所导致的。炉箅旋转的过程中具有一定的搅拌功能，这种搅拌的高度和范围与炉箅的旋转速度成正比。在氧化层厚度不一致时，氧化层各区域会随着炉箅的旋转而相互混合而逐渐均匀，最终一致。这一过程是渐近实现的，不会对物料的层级稳定造成影响。而料层厚度可通过物料上方的布料器解决。旋转炉箅可平稳、有效的解决气化炉烧偏问题。

3.布风与排灰互不影响

传统结构中炉箅与灰刀为一体式结构，炉箅旋转与排灰只能同时进行。当出现布风不匀而物料层级稳定的情况下，无法实现调节通风而不破坏料层的功能。旋转炉箅则将两者分开，运行过程中可根据自身需要而单独调节布风或排灰，为气化炉的稳定运行提供了必要的条件。

4.炉箅旋转速度可控

炉箅旋转速度可控，可根据气化炉的运行工况进行调整。当出现烧偏、进风阻力变大、局部燃烧温度过高等情况时，可通过调整炉箅转速而加速各区域协调时间，保证气化炉稳定运行。当气化炉稳定运行时，则可降低转速或停止转动而减少电能消耗。

灰盘采用滚珠轴承形式滚动支撑，灰盘底部外边缘处有固定齿圈通过涡轮传动，以上结构可使灰盘在旋转时更加平稳、耐用。内筒上设有三层对称灰刀，同时传动机构由变频器控制，可根据灰层状况灵活调整转速以达到排渣均匀、缓慢的目的。因气化炉外体下端侧面设有固定出灰板，可及时将灰渣排入集渣箱，保持生产环境的整洁。

供风系统分为底部供风和侧供风，底部供风管上设有蒸汽配送管、流量传感器、压力传感器、温度传感器，可根据灰层、氧化层的变化实时调整蒸汽和配风量。侧供风主管围绕在炉体外部，多跟配风管插入氧化层，同时每根配风管上加装电动阀门，配合炉箅加速调整烧偏问题。主管上还设有蒸汽配送管，停炉时打开可减少停炉时间，确保高效生产。

蒸汽由水套经炉体高温产生，配气管道上加装电动阀门，根据配送量自动调整开启的大小，适量的配送蒸汽可增加产气量及气体的质量。

Claims (4)

1.一种智能化控制生活垃圾热解气化炉，它包括一个炉体、一个灰盘（59）、一个供风系统和一个上料器，所述炉体采用外壳体（1）与内壳体（2）构成水密的水套（3），炉体固定在由支撑柱（19）支撑的炉体固定架（18）上，炉体的下部设有一个灰盘（59），其特征在于：它还包括一个布料器、一个旋转炉痹驱动机构和一个灰盘驱动机构；所述上料器包含螺旋进料仓（27）和提升斗（21），位于支撑架（35）上的螺旋进料仓（27）通过螺旋外筒（33）与炉体上的进料管（6）固定连接，绞盘电机（25）通过钢丝绳（26）牵引提升斗（21）沿提升机支架（22）移动，料仓盖（30）的周边设有水封结构（31），中心位置设有压料杆（36），压料杆（36）连接电工推杆（37），在螺旋进料仓（27）内设有最高料位传感器（28）和最低料位传感器（29），位于底部的断开式螺旋（32）由第一电动减速机（34）驱动；所述布料器设置在由两个油缸（40）驱动的横向支撑架（45）上，位于横向支撑架（45）上的第二电动减速机（50）驱动布料主轴（41）端部的布料拨片（43）旋转，套在布料主轴（41）外的定位套管（42）上端设有填料式密封总成（51），布料主轴（41）的中心位置加装料位探测杆（44），料位探测杆（44）的上端中心位置设有支撑弹簧（46），使料位探测杆（44）悬浮，布料器下降时接触到物料向上移动，料位探测杆（44）顶端侧面装有料位传感器（47）、感应板（48），同时横向支撑架（45）底面设有激光测距仪（49）；所述旋转炉痹驱动机构采用风道管（56）与旋转炉痹（54）连接，风道管（56）通过推力轴承（55）和炉箅轴承套（68）支撑在炉箅支撑架（67）上，第一电动蜗轮蜗杆减速机（58）通过蜗杆驱动固定在风道管（56）下端的第一蜗轮齿圈（57）；所述灰盘驱动机构在灰盘（59）的底部固定连接第二蜗轮齿圈（62），在第二蜗轮齿圈（62）与灰盘支撑架（66）之间设有滚动机构（63），第二电动蜗轮蜗杆减速机（65）通过蜗杆（64）驱动灰盘（59）旋转；所述供风系统分为底部供风和侧供风，底部供风采用引风机（69）经风管（70）连接下端设有水封套管（71）的风道管（56），侧供风采用多根周向均布的配风管从炉体外部

插入炉体内的氧化层，每根配风管上设有电动阀门和蒸汽配送管。

2.根据权利要求1所述的一种智能化控制生活垃圾热解气化炉，其特征在于：所述提升机支架（22）上设有上限位传感器（23）和下限位传感器（24）。

3.根据权利要求1所述的一种智能化控制生活垃圾热解气化炉，其特征在于：所述炉体上设有对应炉体内灰层、氧化层、还原层、热分解层和干燥层的温度传感器（14）。

4.根据权利要求1所述的一种智能化控制生活垃圾热解气化炉，其特征在于：所述多根周向均布的配风管采用环形配气管（15）连接，环形配气管（15）分别连接配风管阀门（16）和蒸汽管阀门（17）。