CN105737164B - 一种垃圾热解气化炉 - Google Patents

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Abstract

一种垃圾热解气化炉，炉体的底座设置在灰盘中，灰盘中心设有空气与水蒸气的进气道，进气道的进气口与垃圾热解气化炉内相通，进气道的顶端布设有出气口，进气道的下端连接鼓风机；垃圾热解气化炉内的热解气化室，自下而上地为灰层、燃烧气化室、干馏层和干燥层；燃烧气化室设有点火口，干燥层上设有热解气化气出气口与二燃室相连；垃圾热解气化炉的顶部设有进料口；灰盘上焊接有刮刀，灰盘由电机带动旋转，将进入灰盘的灰渣由刮刀带出，刮刀的两侧设有两排小气孔。本发明能达到垃圾热解气化的最佳效率，更经济环保。

Description

一种垃圾热解气化炉
技术领域
本发明属于固废处理处置与资源化领域，具体地涉及一种垃圾热解气化炉。
背景技术
目前世界各国城市垃圾的处理方式主要有填埋、堆肥和焚烧、热解气化4种。填埋处理占地面积大，其产生的渗滤液和恶臭气体对土壤、地下水以及周围空气环境会造成严重的二次污染，破坏生态环境；堆肥技术需要对垃圾进行前处理，要求较高的有机质含量，堆肥过程需要占用较大面积土地，同时也会有污染气体和渗滤液产生，处理不当会造成严重的环境污染；焚烧的实质是将有机垃圾在高温及供氧充足的条件下氧化成惰性气态物和无机不可燃物，以形成稳定的固态残渣，焚烧期间会释放出大量恶臭、含硫等有毒气体，粉尘和细小颗粒物随风飞扬，致使空气中二氧化硫悬浮颗粒物超标、酸雨现象扬尘污染频频发生，而且会产生大量强致癌物质二恶英，这是目前制约燃烧处理的主要制约因素。
发明内容
本发明的目的是提供一种垃圾热解气化炉，以改进公知技术中存在的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供的垃圾热解气化炉，炉体的底座设置在灰盘中，灰盘中心设有空气与水蒸气的进气道，进气道的进气口与垃圾热解气化炉内相通，进气道的顶端布设有出气口，进气道的下端连接鼓风机；
垃圾热解气化炉内的热解气化室，自下而上地为灰层、燃烧气化室、干馏层和干燥层；燃烧气化室设有点火口，干燥层上设有热解气化气出气口与二燃室相连；
垃圾热解气化炉的顶部设有进料口；
灰盘上焊接有刮刀，灰盘由电机带动旋转，将进入灰盘的灰渣由刮刀带出，刮刀的两侧设有两排小气孔。
所述的垃圾热解气化炉，其中，炉体为一圆柱体。
所述的垃圾热解气化炉，其中，进气道的下端设置在水封池中进行水封，连接的单向鼓风机将来自水夹套中的热水冷凝产生的蒸汽与空气送入垃圾热解气化炉体内。
所述的垃圾热解气化炉，其中，灰层和燃烧气化室由水夹套进行保温与蒸汽回流，水夹套的高度设计为炉体高度的1/3；干馏层和干燥层由耐火砖进行隔热保温处理，高度为炉体的2/3，整个热解气化室的外壳为钢板外壳。
所述的垃圾热解气化炉，其中，灰盘的旋转速度为300-900r/min。
所述的垃圾热解气化炉，其中，进气道的下端连接的鼓风机是单向鼓风机。
本发明提供的垃圾热解气化炉，可以提高垃圾热解气化的效率，并大幅减少二恶英的产生，使之操作更为方便，环保，并进一步提高日处理量与气体组分中可燃气体含量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
图中标识符号说明
1-空气与水蒸气的进气道，2-灰盘，3-灰层，4-燃烧气化室，5-干馏层，6-干燥层，7-点火口，8-耐火砖，9-钢板外壳，10-热解气化气出气口，11-二燃室，12-二燃室出气口，13-水夹套，14-进料口，15-灰渣，16-刮刀，17-水封池。
具体实施方案
本发明的垃圾热解气化炉，使物料在无氧或缺氧条件高温分解，最终转化为高温可燃气体、焦油、固体残渣。由于其在达到1000℃以上的高温下热解气化，二恶英产生量极少，远低于国家标准，且连接有二燃室对降温形成的二恶英进一步处理，同时其随时处理、彻底处理的特点使其避免了恶臭产生、节约了大量的土地，高温气体通过电捕焦作用收集焦油，剩余的气体进行发电和烧砖，能够对资源最大程度的利用。
下面结合附图对本发明作详细描述。
请结合附图。本发明的垃圾热解气化炉，炉体为一圆柱体，炉体的底座设置在灰盘2中，灰盘2中心设有空气与水蒸气的进气道，进气道的进气口1与垃圾热解气化炉内相通，进气道1的下端设置在水封池17中进行水封，并连接有单向鼓风机将来自水夹套中的热水冷凝产生的蒸汽与空气送入垃圾热解气化炉体内。
垃圾热解气化炉内是热解气化室，热解气化室自下而上地为灰层3、燃烧气化室4、干馏层5和干燥层6。其中燃烧气化室4设有点火口7，干燥层6上设有热解气化气出气口10与二燃室11相连，通过管道引入二燃室11燃烧除去气体中有毒有害的二恶英后从二燃室出气口12排出。垃圾热解气化炉的顶部设有进料口14。
热解气化室内的灰层3和燃烧气化室4由水夹套13进行保温与蒸汽回流，水夹套13的高度设计为炉体高度的1/3左右；干馏层5和干燥层6有耐火砖8进行隔热保温处理，高度为炉体的2/3左右，该高度的设计能保证热解气充分裂解并使气体在炉体中有充分的停留时间，防止二恶英的重新生成。整个热解气化室的外壳为钢板外壳9，以保证设备的牢固性。
当垃圾从炉顶加入时，在下降时被炉体内的高温气体逐渐干燥，在1-2h内脱去附着水，其中垃圾在燃烧气化室4经过热解气化，而后经过干馏层5进一步发生热解反应最后经过干燥层6排出。其中燃烧气化室4的温度高达1000-1200℃，干馏后的少量碳灰和泥土不可燃物在水蒸气的作用下反应产生H2、CO等可燃气体排除，可燃物气化完成产生少量的灰渣通过炉底灰盘2排除。灰盘2上焊接有刮刀16，灰盘2通过电机带动旋转，将进入灰盘2的无机灰渣15由刮刀16带出。进气道的最上端布满出气口，在刮刀的两侧也设有两排小孔，充分保证进气道的气体与垃圾的充分接触。
垃圾热解气化炉通过点火口用木材进行点火。固体垃圾通过进料口14通过液压进样，在下落的过程中经垃圾热解气化炉产生的高温气体干燥脱水进入灰层3的上部，灰层3位于灰盘2的上方，灰层3主要为碳渣等，其主要作用为增大与氧气接触面积与助燃作用，垃圾接触灰渣后在进气道1中氧气的作用下主要在燃烧气化室4进行热解气化。灰层3和燃烧气化室4由水夹套13进行覆盖进行保温作用，在4t/h的垃圾量通入情况下，燃烧气化室4能够使垃圾充分热解气化，热解气之后进入干馏层5进一步热解分离出大量的焦油等物质通过连接除尘器与电捕焦进行收集，提高热解气的热值，干馏层5能够使热解气进一步热解，此层温度为700℃左右。干馏层5和干燥层6内壁为耐火砖8，垃圾热解气化炉整体外壁为45型号钢板外壳9，经过干馏后收集剩余的裂解气经过干燥层6干燥，干燥后的热解气由热解气化气出气口10排出，此段温度为300-500℃，产生的二恶英较多，因此热解气化气出气口10连接至二燃室11，经过二燃室11处理后由二燃室出气口12排出，经检测二燃室出气口12排出的气体中，二恶英浓度为0.028-0.033ng/m3，远低于0.1ng/m3的国家标准。燃烧气化室4产生的少量无机灰渣15会进入灰盘2，灰盘2上焊接有刮刀16，并以300-900r/min的速度旋转，随着灰盘2的转动由刮刀16慢慢带出。
经过实验证，如果炉体高度达到10-15m时，当热解气化不断运行或者热解气化不充分时会积累大量板结灰渣，可能会使下部灰盘负荷过大而卡死，而此时板结的灰渣由于堆量巨大且硬度高，人工无法清理；当炉体高度为3-5m时，处理的垃圾量过少，不能满足生产需求，因此本发明的一个优选实施例中，热解气化炉总高度为6-6.5m，直径为2.4-2.5m，日处理垃圾量为100-150吨。
本发明的优势在于：
通过控制炉体整体高度使热解气化炉的各层能够最大程度的反应，使之处理效率最大，且更方便维护与清理。产生的高温气体能够最大程度的资源化，且水夹套能够起到最佳的保温效果，能够维持炉体温度处于较高水平，不利于二恶英的产生。
按照本发明的设计能使垃圾日处理量能达到100t/d，此时热解气化最充分，也不会产生大量板结的炉渣影响灰层的清理，安全性更好同时可操作性更强。减量化更为彻底，能够达到98％以上。其中当炉体燃烧层温度达到500-550℃时开始进样，由皮带传输，液压输送将筛选的垃圾从进料口加入。通风量根据垃圾的加入量来确定，只有当燃烧升温时开启风机鼓风，直至温度上升至热解气化所需的温度1000℃以上，其余时间均停止，使垃圾热解气化。
按照本发明所用的水夹套和耐火砖高度设计，能进一步降低成本，由于耐火砖成本较高，而热解气化室温度较高能达到1000℃以上，使用耐火砖会使其寿命变短增加成本。

Claims (6)

1.一种垃圾热解气化炉，炉体的底座设置在灰盘中，灰盘中心设有空气与水蒸气的进气道，进气道的进气口与垃圾热解气化炉内相通，进气道的顶端布设有出气口，进气道的下端连接鼓风机；
垃圾热解气化炉内的热解气化室，自下而上地为灰层、燃烧气化室、干馏层和干燥层；燃烧气化室设有点火口，干燥层上设有热解气化气出气口与二燃室相连；
垃圾热解气化炉的顶部设有进料口；
灰盘上焊接有刮刀，灰盘由电机带动旋转，将进入灰盘的灰渣由刮刀带出，刮刀的两侧设有两排小气孔。
2.根据权利要求1所述的垃圾热解气化炉，其中，炉体为一圆柱体。
3.根据权利要求1所述的垃圾热解气化炉，其中，进气道的下端设置在水封池中进行水封，连接的单向鼓风机将来自水夹套中的热水冷凝产生的蒸汽与空气送入垃圾热解气化炉体内。
4.根据权利要求1所述的垃圾热解气化炉，其中，灰层和燃烧气化室由水夹套进行保温与蒸汽回流，水夹套的高度设计为炉体高度的1/3；干馏层和干燥层由耐火砖进行隔热保温处理，高度为炉体的2/3，整个热解气化室的外壳为钢板外壳。
5.根据权利要求1所述的垃圾热解气化炉，其中，灰盘的旋转速度为300-900r/min。
6.根据权利要求1所述的垃圾热解气化炉，其中，进气道的下端连接的鼓风机是单向鼓风机。
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