CN105042589A - 一种垃圾气化处理装置及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种垃圾气化处理装置，所述气化处理装置由依次连接的气化炉、燃气管和燃烧机构成，其中，所述气化装置的主体为圆筒形，主体上部为储料箱，储料箱顶部设有密封水槽，密封水槽内扣合有炉盖。所述的燃气管主体为方形，方形燃气管入口与遮烟槽外侧壁连通，方形燃气管顶部设有卸压检修盖；方形燃气管出口与燃烧机入口连接。本发明的气化炉设计成为三个独立的部分，便于制作、运输和检修。内胆设计有利于气化的均衡性和连续稳定，燃气质量较好。

Description

一种垃圾气化处理装置及其处理方法

技术领域

本发明涉及垃圾处理技术领域，尤其是指一种垃圾气化处理装置及其处理方法。

背景技术

垃圾已对人类的生存构成威胁，垃圾处理技术的研究正得到越来越多的科研人员的重视。

目前中国农村常用的垃圾处理方法主要是两大类，一类是填埋，另一类是焚烧，两类方法均不令人满意。

⑴填埋。一般在农村选择偏避之地建立垃圾填埋场，将垃圾集中收集后填埋入内。此方法会占用宝贵的土地资源，垃圾填埋产生的臭气会影响周围的空气，其渗透液会污染地下水。

⑵焚烧。垃圾焚烧正在全国推广和使用，特别是农村推广的力度更大。由于资金问题，目前中国农村的垃圾焚烧一般采用简易焚烧桶，或简易焚烧池，将垃圾置入其内，从下面点火焚烧，这样处理垃圾会产生大量的有毒烟气和颗粒物。经济情况好的地方建立垃圾焚烧炉，将垃圾集中焚烧，由于可以对焚烧产生的尾气进行适当处理，其危害性小于简易焚烧。

现在人类的生活垃圾处理技术呈现多样化的趋势，其中生物质气化技术用于生活垃圾的处理，正在逐步走向实用化，其对人类环境保护的功能前景无限。

生物质气化是在一定的热力学条件下，将组成生物质的碳氢化合物转化为含CO、H₂、CH₄等可燃气体的过程。为了提供反应的热力学条件，气化过程需要供给空气或氧气，使原料发生部分燃烧。气化过程和常见的燃烧过程的区别是燃烧过程中供给充足的氧气，使原料充分燃烧，目的是直接获取热量，燃烧后的产物是二氧化碳和水蒸气等不可再燃烧的烟气；气化过程只供给热化学反应所需的那部分氧气，而尽可能将能量保留在反应后得到的可燃气体中，气化后的产物是含CO、H₂、CH₄和低分子烃类的可燃气体。生物质气化包括干燥、热解、氧化和还原反应。

垃圾中的有机成分也属于生物质，其成分是碳氢化合物，因此垃圾中的有机成分也能用气化方法来处理，这就是垃圾气化处理技术的来源。实验证明，经过分选和干燥的垃圾可以气化处置。用气化方法处置垃圾，是一种相对于垃圾简单焚烧来说更环保的方法。

垃圾气化处理技术的理论研究已经取得了较多的成果，具有一定规模的垃圾气化处理装备的研制正在逐步推向市场，但小型化（1～5吨/日）、面向农村（1～5个村，或一个小乡镇）、就地处理生活垃圾的装备和操作工艺，这样的技术并不成熟，且没有合适的产品推向市场。

垃圾气化处置装备在处理垃圾过程中应防止产生污水、焦油的排放，防止气化燃气燃烧后的尾气有黑烟和异味（这就是我们通常所说的“四无”：无污水、无焦油排放，尾气无异味、无黑烟），还要解决气化过程中的安全性、连续性、稳定性等问题。另外，垃圾气化处置装备的操作工艺必须便捷可行。实验证明，上述目标是完成可以实现的。

发明内容

本发明的目的在于实现上述目的，提供一种面向农村的垃圾就地气化处置装备及处理方法。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种垃圾气化处理装置，所述气化处理装置由依次连接的气化炉、燃气管和燃烧机构成，其中，所述的气化炉包括有炉盖、密封水槽、储料箱、中间珐琅、内胆、旋转压料杆、气化箱、底部珐琅、炉脚、气化斗、配气板、内筒、检修门、储灰箱、排灰门、控灰板、进气管、电子点火管、破渣管，其中，所述气化装置的主体为圆筒形，主体上部为储料箱，储料箱顶部设有密封水槽，密封水槽内扣合有炉盖；主体下部为气化箱，气化箱与储料箱之间设有中间珐琅，主体内腔设有内胆，内胆的外环与中间珐琅内侧壁相连接，内胆的内环与主体内侧壁之间预留一定距离形成遮烟槽，遮烟槽外侧壁与燃气管连接；气化箱底部设有气化斗，气化斗与气化箱之间设有底部珐琅，气化斗外侧设有炉脚；气化斗底部设有储灰箱，储灰箱前侧壁上设有检修门，储灰箱内腔设有与气化斗连通的内筒，内筒与气化斗之间设有配气板，储灰箱一侧侧壁上设有与内筒连通的进气管；储灰箱底部前侧壁上设有排灰门，储灰箱与内筒之间设有控灰板；气化斗下部设有电子点火管，气化斗中部一侧侧壁上设有破渣管；旋转压料杆顶部铰接在储料箱下部，旋转压料杆底部延伸至气化箱内腔底部；

所述的燃气管主体为方形，方形燃气管入口与遮烟槽外侧壁连通，方形燃气管顶部设有卸压检修盖；方形燃气管出口与燃烧机入口连接；

所述的燃烧机包括有圆形燃气管、助烧点火管、燃烧机外壳、二次配风孔、燃气喷嘴、二次配风管、耐火层，其中，圆形燃气管一端通过法兰与燃气管出口连通，另一端与燃烧机外壳内的燃气喷嘴连接，与圆形燃气管相连接的燃烧机外壳端部设有助烧点火管，燃烧机外壳内腔设有耐火层，耐火层与燃烧机外壳之间预留一定距离形成二次配风通道，耐火层上设有连接二次配风通道与燃烧机外壳内腔的二次配风孔，燃烧机外壳外侧壁上设有与二次配风通道连接的二次配风管，燃烧机外壳出口端收缩形成圆锥形喷射口。

上述所述处理装置的操作工艺包括以下步骤：

1）、检修好气化炉，重点是炉盖和卸压检修盖的密封性，检查配气板和控灰板是否到位，珐琅的连接和密封性，检修门和排灰门怕密封性，以及燃气管是否畅通；

2）、将待气化的垃圾通过炉盖置入气化炉炉体内，通过旋转压料杆适当压实物料；首次使用时，应先将少量的生物质破碎料加入到气化炉底部的配风板上，重量约为1~5千克，再在上面加入经分选和干燥的生活垃圾等物料；

3）、通过电子点火孔插入电子点火棒，接通电源；

4）、通过进气管吹入空气，1~2分钟后，物料开始着火，气化反应开始，关掉气化风机，退出电子点火棒，将电子点火孔密封起来；

5）、将液化汽喷火枪点燃，并从助烧点火管申入燃烧机内，喷火枪喷出的气体在喷嘴附近燃烧，将气化初期产生的质量较差的烟气助烧掉；

6）、1~8分钟后，燃气开始能自然正常燃烧，逐步调小喷火枪的火力，最终关掉喷火枪，从助烧点火管移开；开启二次进风管风机，调整二次进风量。垃圾气化开始进入正常状态；

7）、气化炉使用1~3小时后，发现燃烧机火力变小，或有淡烟出现，这时候适当转动旋转压料杆，可延长垃圾气化的时间，如果气化炉内物料的量足够，每转动一次可延长气化时间0.5~1.5小时；

8）、气化炉连续使用1~6小时后，关掉电源，停止气化炉的使用；冷却0.5~1小时，然后通过破渣管用铁棍戳破气化产生的渣块，再拉出配风板，让灰渣掉落至储灰箱内；如果气化斗底部尚有渣块未排出，可通过检修门人工排出渣块；如果物料的灰份含量较少，则不必排灰，只需适当旋转压料杆将物料压料即可；

9）、排灰结束后，将配风板复位，关上检修门，再适当旋转压料杆将物料压实，再从炉盖加入物料；打开卸压检修盖，查看燃气管是否堵塞；

10）、如果气化炉内的火未熄灭，则重复4~9步骤的操作即可开始新的垃圾气化处置周期，如果气化炉内的火已熄灭，则重复3~9步骤的操作。

本发明的优点在于：

第一、本发明的气化炉设计成为三个独立的部分，便于制作、运输和检修。储料箱的进料盖设计成为水槽密封，水槽盖底部不平整，盖子的一边固定在一根螺丝上，能自动卸压和防爆，保证气化炉使用的安全性。

第二、内胆设计有利于气化的均衡性和连续稳定，燃气质量较好。

第三、旋转压料杆有利于气化的稳定和连续，对提高燃气质量有好处。

第四、配气板、检修门、排灰门、控灰板、破渣管等的配合操作，方便将气化产生的灰渣排出炉外。

第五、燃气管呈水平或略上翅。有利于燃气中的焦油、污水，以及析出的芳香烃回流进入气化炉，再在炉内裂解。

第六、从助烧点火管可将液化汽喷火枪申入，喷火枪喷出的火焰可将质量较差的燃气助烧掉，并方便燃气点火燃烧；二次配风孔是一种多段配氧燃烧设计，有利于配气燃烧的均衡分布，配风孔的倾斜设计有利于燃气燃烧时形成涡流效果，延长燃气在燃烧机内燃烧的时间，并有利于氧化与燃气充分混合。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合所有附图对本发明作进一步说明，本发明的较佳实施例为：参见附图1，本实施例所述的垃圾气化处理装置，所述气化处理装置由依次连接的气化炉、燃气管和燃烧机构成，其中，所述的气化炉包括有炉盖1、密封水槽2、储料箱3、中间珐琅4、内胆5、旋转压料杆6、气化箱7、底部珐琅8、炉脚9、气化斗10、配气板11、内筒12、检修门13、储灰箱14、排灰门15、控灰板16、进气管17、电子点火管18、破渣管19，其中，所述气化装置的主体为圆筒形，主体上部为储料箱3，储料箱3顶部设有密封水槽2，密封水槽2内扣合有炉盖1；主体下部为气化箱7，气化箱7与储料箱3之间设有中间珐琅4，主体内腔设有内胆5，内胆5的外环与中间珐琅4内侧壁相连接，内胆5的内环与主体内侧壁之间预留一定距离形成遮烟槽，遮烟槽外侧壁与燃气管连接；气化箱7底部设有气化斗10，气化斗10与气化箱7之间设有底部珐琅8，气化斗10外侧设有炉脚9；气化斗10底部设有储灰箱14，储灰箱14前侧壁上设有检修门13，储灰箱14内腔设有与气化斗10连通的内筒12，内筒12与气化斗10之间设有配气板11，储灰箱14一侧侧壁上设有与内筒12连通的进气管17；储灰箱14底部前侧壁上设有排灰门15，储灰箱14与内筒12之间设有控灰板16；气化斗10下部设有电子点火管18，气化斗10中部一侧侧壁上设有破渣管19；旋转压料杆6顶部铰接在储料箱3下部，旋转压料杆6底部延伸至气化箱7内腔底部；所述的燃气管20主体为方形，方形燃气管20入口与遮烟槽外侧壁连通，方形燃气管20顶部设有卸压检修盖21；方形燃气管20出口与燃烧机入口连接；所述的燃烧机包括有圆形燃气管22、助烧点火管23、燃烧机外壳24、二次配风孔25、燃气喷嘴26、二次配风管27、耐火层28，其中，圆形燃气管22一端通过法兰与燃气管20出口连通，另一端与燃烧机外壳24内的燃气喷嘴26连接，与圆形燃气管22相连接的燃烧机外壳24端部设有助烧点火管23，燃烧机外壳24内腔设有耐火层28，耐火层28与燃烧机外壳24之间预留一定距离形成二次配风通道，耐火层28上设有连接二次配风通道与燃烧机外壳24内腔的二次配风孔25，燃烧机外壳24外侧壁上设有与二次配风通道连接的二次配风管27，燃烧机外壳24出口端收缩形成圆锥形喷射口。

上述垃圾气化处理装置的操作工艺包括以下步骤：

1）、检修好气化炉，重点是炉盖和卸压检修盖的密封性，检查配气板和控灰板是否到位，珐琅的连接和密封性，检修门和排灰门怕密封性，以及燃气管是否畅通；

2）、将待气化的垃圾通过炉盖置入气化炉炉体内，通过旋转压料杆适当压实物料；首次使用时，应先将少量的生物质破碎料加入到气化炉底部的配风板上，重量约为1~5千克，再在上面加入经分选和干燥的生活垃圾等物料；

3）、通过电子点火孔插入电子点火棒，接通电源；

4）、通过进气管吹入空气，1~2分钟后，物料开始着火，气化反应开始，关掉气化风机，退出电子点火棒，将电子点火孔密封起来；

5）、将液化汽喷火枪点燃，并从助烧点火管申入燃烧机内，喷火枪喷出的气体在喷嘴附近燃烧，将气化初期产生的质量较差的烟气助烧掉；

6）、1~8分钟后，燃气开始能自然正常燃烧，逐步调小喷火枪的火力，最终关掉喷火枪，从助烧点火管移开；开启二次进风管风机，调整二次进风量。垃圾气化开始进入正常状态；

7）、气化炉使用1~3小时后，发现燃烧机火力变小，或有淡烟出现，这时候适当转动旋转压料杆，可延长垃圾气化的时间，如果气化炉内物料的量足够，每转动一次可延长气化时间0.5~1.5小时；

8）、气化炉连续使用1~6小时后，关掉电源，停止气化炉的使用；冷却0.5~1小时，然后通过破渣管用铁棍戳破气化产生的渣块，再拉出配风板，让灰渣掉落至储灰箱内；如果气化斗底部尚有渣块未排出，可通过检修门人工排出渣块；如果物料的灰份含量较少，则不必排灰，只需适当旋转压料杆将物料压料即可；

9）、排灰结束后，将配风板复位，关上检修门，再适当旋转压料杆将物料压实，再从炉盖加入物料；打开卸压检修盖，查看燃气管是否堵塞；

10）、如果气化炉内的火未熄灭，则重复4~9步骤的操作即可开始新的垃圾气化处置周期，如果气化炉内的火已熄灭，则重复3~9步骤的操作。

本方案的技术特征在于：

一、本结构在整体外形上，由于燃气管“短而粗”，本质上体现了“气化+燃烧”一体化结构的思想。

二、气化炉的气化箱内壁的保温耐火材料可防止炉壁温度过高而伤人。

三、储料箱的进料盖设计成为水槽密封，能保证良好的密封效果。水槽盖底部不平整，起卸压作用。盖子的一边固定在一根可上下移动的螺丝上，防止炉内压力大将盖子冲开造成危险。

四、在气化箱上部或储料箱底部设计有内胆（燃气夹层），燃气管从内胆位置导出燃气，有助于提高燃气质量的稳定性。

五、在储料箱上安装有旋转压料杆，压料杆可在气化过程或加料时防止炉内物料形成“空位”。

六、炉体下方设计成为气化斗，有助于气化后的灰渣往下掉落至储灰箱。配气板与控灰板配套使用，可精确控制气化灰渣排入储灰盒内。

七、燃气管与气化炉在内胆部位连接，并与燃烧机相连，燃气管呈水平或略上翅，有助于燃气中的焦油回流进入气化炉内裂解。

八、燃烧机的燃气喷嘴可提高燃气燃烧的温度50~200℃。二次配风孔设计为多组，并形成同向倾斜，使得燃气燃烧时火焰形成涡流效果。

Claims (2)

1.一种垃圾气化处理装置，其特征在于：所述气化处理装置由依次连接的气化炉、燃气管和燃烧机构成，其中，所述的气化炉包括有炉盖（1）、密封水槽（2）、储料箱（3）、中间珐琅（4）、内胆（5）、旋转压料杆（6）、气化箱（7）、底部珐琅（8）、炉脚（9）、气化斗（10）、配气板（11）、内筒（12）、检修门（13）、储灰箱（14）、排灰门（15）、控灰板（16）、进气管（17）、电子点火管（18）、破渣管（19），其中，所述气化装置的主体为圆筒形，主体上部为储料箱（3），储料箱（3）顶部设有密封水槽（2），密封水槽（2）内扣合有炉盖（1）；主体下部为气化箱（7），气化箱（7）与储料箱（3）之间设有中间珐琅（4），主体内腔设有内胆（5），内胆（5）的外环与中间珐琅（4）内侧壁相连接，内胆（5）的内环与主体内侧壁之间预留一定距离形成遮烟槽，遮烟槽外侧壁与燃气管连接；气化箱（7）底部设有气化斗（10），气化斗（10）与气化箱（7）之间设有底部珐琅（8），气化斗（10）外侧设有炉脚（9）；气化斗（10）底部设有储灰箱（14），储灰箱（14）前侧壁上设有检修门（13），储灰箱（14）内腔设有与气化斗（10）连通的内筒（12），内筒（12）与气化斗（10）之间设有配气板（11），储灰箱（14）一侧侧壁上设有与内筒（12）连通的进气管（17）；储灰箱（14）底部前侧壁上设有排灰门（15），储灰箱（14）与内筒（12）之间设有控灰板（16）；气化斗（10）下部设有电子点火管（18），气化斗（10）中部一侧侧壁上设有破渣管（19）；旋转压料杆（6）顶部铰接在储料箱（3）下部，旋转压料杆（6）底部延伸至气化箱（7）内腔底部；

所述的燃气管（20）主体为方形，方形燃气管（20）入口与遮烟槽外侧壁连通，方形燃气管（20）顶部设有卸压检修盖（21）；方形燃气管（20）出口与燃烧机入口连接；

所述的燃烧机包括有圆形燃气管（22）、助烧点火管（23）、燃烧机外壳（24）、二次配风孔（25）、燃气喷嘴（26）、二次配风管（27）、耐火层（28），其中，圆形燃气管（22）一端通过法兰与燃气管（20）出口连通，另一端与燃烧机外壳（24）内的燃气喷嘴（26）连接，与圆形燃气管（22）相连接的燃烧机外壳（24）端部设有助烧点火管（23），燃烧机外壳（24）内腔设有耐火层（28），耐火层（28）与燃烧机外壳（24）之间预留一定距离形成二次配风通道，耐火层（28）上设有连接二次配风通道与燃烧机外壳（24）内腔的二次配风孔（25），燃烧机外壳（24）外侧壁上设有与二次配风通道连接的二次配风管（27），燃烧机外壳（24）出口端收缩形成圆锥形喷射口。

2.一种垃圾气化处理装置的处理方法，其特征在于：所述的工艺包括以下步骤：

1）、检修好气化炉，重点是炉盖和卸压检修盖的密封性，检查配气板和控灰板是否到位，珐琅的连接和密封性，检修门和排灰门怕密封性，以及燃气管是否畅通；

2）、将待气化的垃圾通过炉盖置入气化炉炉体内，通过旋转压料杆适当压实物料；首次使用时，应先将少量的生物质破碎料加入到气化炉底部的配风板上，重量约为1~5千克，再在上面加入经分选和干燥的生活垃圾等物料；

3）、通过电子点火孔插入电子点火棒，接通电源；

4）、通过进气管吹入空气，1~2分钟后，物料开始着火，气化反应开始，关掉气化风机，退出电子点火棒，将电子点火孔密封起来；

5）、将液化汽喷火枪点燃，并从助烧点火管申入燃烧机内，喷火枪喷出的气体在喷嘴附近燃烧，将气化初期产生的质量较差的烟气助烧掉；

6）、1~8分钟后，燃气开始能自然正常燃烧，逐步调小喷火枪的火力，最终关掉喷火枪，从助烧点火管移开；开启二次进风管风机，调整二次进风量；

垃圾气化开始进入正常状态；

7）、气化炉使用1~3小时后，发现燃烧机火力变小，或有淡烟出现，这时候适当转动旋转压料杆，可延长垃圾气化的时间，如果气化炉内物料的量足够，每转动一次可延长气化时间0.5~1.5小时；

8）、气化炉连续使用1~6小时后，关掉电源，停止气化炉的使用；冷却0.5~1小时，然后通过破渣管用铁棍戳破气化产生的渣块，再拉出配风板，让灰渣掉落至储灰箱内；如果气化斗底部尚有渣块未排出，可通过检修门人工排出渣块；如果物料的灰份含量较少，则不必排灰，只需适当旋转压料杆将物料压料即可；

9）、排灰结束后，将配风板复位，关上检修门，再适当旋转压料杆将物料压实，再从炉盖加入物料；打开卸压检修盖，查看燃气管是否堵塞；

10）、如果气化炉内的火未熄灭，则重复4~9步骤的操作即可开始新的垃圾气化处置周期，如果气化炉内的火已熄灭，则重复3~9步骤的操作。