CN107461746A - 一种小型生活垃圾热解气化炉及净化系统 - Google Patents
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Abstract
一种小型生活垃圾热解气化炉及净化系统，气化炉包括炉体，所述炉体的顶部设有排烟口，所述炉体的上部设有进料口，所述炉体内在进料口的下方设置有第一炉排组，所述第一炉排组将炉体内分为上侧的热解室和下侧的燃烧室，所述燃烧室的底部设有第二炉排组，所述炉体内在燃烧室的中部设有环形风道，所述环形风道上设有面向燃烧室的多个喷嘴，所述环形风道的进风口通过引风机与安装在排烟口上三通管的一端连接，净化系统包括气化炉、吸附模块、除臭模块、污水池、絮凝沉淀池、清水池和脱酸模块，本发明有效的降低了烟气中的粉尘、焦油、二噁英等有毒有害气体的含量，有效降低了对尾气净化工艺的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种小型生活垃圾热解气化炉及净化系统，具体涉及一种小型生活垃圾热解气化炉及其尾气处理办法。
技术背景
传统的中小型垃圾焚烧炉，是通过人工将垃圾投入炉中“闷火”燃烧。直接焚烧的烟气成分非常复杂，而且燃烧后所产生的烟气焦油含量高，后端尾气治理带来非常大的负担。另外，传统的垃圾焚烧方法，容易导致垃圾燃烧不充分，不充分燃烧会导致产生大量的有毒有害的气体，尤其是二噁英会严重影响周边的环境质量。
热解气化装置因其特点是将垃圾中的有机物热解、气化，产生CO、H2等可燃气，利用这部分可燃气，使垃圾燃烧的尾气充分分解。关键是，垃圾热解产生的烟气成分比传统的垃圾焚烧技术所产生的烟气焦油含量及其它有毒有害气体的含量会大幅降低，使尾气治理更加容易，确保达标排放。
大型的垃圾热解气化炉多采用机械往复式炉排，因其占地空间大及投资高等特点，该形式的热解气化炉计算并不适合应用于小型生活垃圾的热解气化装置。
针对小型的垃圾热解气化装置的技术并不是很成熟，大多采用活动挡板等运动部件实现垃圾的焚烧、碳化、热解区的分离，因活动挡板在炉内高温区域内工作，容易发生变形等故障，导致运动不灵敏，导致频繁的停炉检修，影响工作效率。另外目前的小型垃圾的热解技术都没有很好的解决热解室温度控制的方法。
发明内容
本发明解决现有技术问题的不足而提供一种小型生活垃圾热解气化炉及净化系统，针对小型垃圾热解气化装置运动部件因高温工作条件，频繁检修及解决热解室温度控制方法的问题，通过垃圾自密封，在无任何活动机构的条件下，利用垃圾自身特性及自重，实现炉内垃圾热解、碳化、焚烧三阶段分开，确保热解室有机物热解温度的稳定，并充分利用热解可燃气提供垃圾燃烧段，确保垃圾的充分燃烧。
本发明采用如下技术方案实现：
一种小型生活垃圾热解气化炉，包括炉体，所述炉体的顶部设有排烟口，所述炉体的上部设有进料口，所述炉体内在进料口的下方设置有第一炉排组，所述第一炉排组将炉体内分为上侧的热解室和下侧的燃烧室，所述燃烧室的底部设有第二炉排组，所述炉体内在燃烧室的中部设有环形风道，所述环形风道上设有面向燃烧室的多个喷嘴，所述环形风道的进风口通过引风机与安装在排烟口上三通管的一端连接。垃圾从进料口进入均匀的落在第一炉排组上，较小尺寸的垃圾会从第一炉排组落入到第二炉排组上，而没有掉落的垃圾依靠自身重量压实密封，并且在引风机和环形风道喷嘴的作用下，将燃烧后的高温低氧气含量空气从新送入炉内，使得热解室形成缺氧条件，使得热解室内的垃圾处于高温及缺氧情况下，从而将垃圾中的有机物将分解成固体垃圾和热气两部分，热气从排烟口排出进入后续处理工艺，而固体垃圾的含水量分层逐渐降低，垃圾会从第一炉排组掉落至燃烧室，进行进一步的燃烧，燃烧室的温度可控制在800-900℃之间，实现垃圾的充分碳化，另外，引风机将从排烟口排出的大约60％的烟气回抽至燃烧室内，并通过环形风道所设置的喷嘴吹入垃圾热解气化炉内，为燃烧段垃圾提供可燃气体，节约能源的利用，本装置在无任何运动部件的情况实现垃圾热解、碳化和焚烧三段的分离，有效的降低了烟气中的粉尘、焦油、二噁英等有毒有害气体的含量，有效降低了后续工艺中对尾气净化的要求，大大节约了尾气处理的成本。
所述第二炉排组上方安装有多个增氧炉拱。所述增氧炉拱的纵切面为梯型，所述增氧炉拱的两侧与水平面的夹角为30°。
所述进料口上设有用于导料的垃圾导流板形成进料斗。从而保证垃圾可以均匀的分布在第一炉排组上。
所述第一炉排组和第二炉排组为固定炉排组。这样炉体内没有运动机构，避免了因运动部件高温条件下运动不畅所产生的不利影响。
一种小型生活垃圾热解气化净化系统，包括所述的小型生活垃圾热解气化炉，所述小型生活垃圾热解气化炉排烟口上三通管的另一端通过烟道与脱酸模块的进气口连接，所述脱酸模块的出气口与吸附模块的进气口连接，所述吸附模块的出气口与除臭模块的进气口连接，所述除臭模块的出气口通过鼓风机与烟囱连接。
所述脱酸模块包括脱酸喷淋嘴、网状隔油模块和排污管，所述排污管与污水池联通，所述污水池依次与絮凝沉淀池、清水池连通，所述清水池通过水泵与脱酸模块内的脱酸喷淋嘴连接，所述网状隔油模块设置在脱酸喷淋嘴的下方。
本发明专利具有如下有益效果：
1、本发明在无任何运动部件的情况实现垃圾热解、碳化、焚烧三段的分离，实现分层分段的热解气化、碳化、焚烧的目的，从而有效的降低了烟气中的粉尘、焦油、二噁英等有毒有害气体的含量，有效降低了对尾气净化工艺的要求。
2、本发明设计的增氧炉拱、环形风道的设计，确保了碳化垃圾在燃烧室的充分燃烧。
3、本发明的炉内固定第一炉排组设计，利用垃圾坍落度小、含水率高及自重大的特性，实现依靠垃圾自密封；在引风机作用下，热解室形成缺氧条件，最终实现热解室与碳化段垃圾分离。
4、随热解气化段垃圾的不断干燥，会在炉内固定第一炉排组的缝隙内掉落至碳化层，此时垃圾的含水量分层逐渐降低，该层温度可控制在800-900℃之间，实现垃圾的充分碳化。
综上所述，本发明所涉及的解气化处理装置可通过垃圾实现自密封，无需任何活动机构的条件下，实现炉内垃圾热解、碳化、焚烧三阶段分开，确保垃圾的充分燃烧及可燃气的热解并充分利用。因炉内没有运动机构，避免了因运动部件高温条件下运动不畅所产生的不利影响。所提供的尾气处理办法可以适用于低成本的尾气处理办法，尾气处理效果较好。
附图说明
图1为本发明小型生活垃圾热解气化炉的结构示意图。
图2为本发明小型生活垃圾热解气化净化系统的结构示意图。
图中标号：1-增氧炉拱，2-进料口，3-环形风道，4-喷嘴，5-烟道，6-引风机，7-网状隔油模块，8-脱酸喷淋嘴，9-吸附模块，10-除臭模块，11-鼓风机，12-烟囱，13-水泵，14-污水池，15-絮凝沉淀池，16-清水池，17-排污管，18-炉内固定第一炉排组，19-脱酸模块。
具体实施方式
实施例
参见图1、图2，本发明提供一种小型生活垃圾热解气化炉及净化系统，
小型生活垃圾热解气化炉，包括炉体，所述炉体的顶部设有排烟口，所述炉体的上部设有进料口2,所述进料口2上设有用于导料的垃圾导流板形成进料斗，所述炉体内在进料口2的下方设置有第一炉排组18，所述第一炉排组18将炉体内分为上侧的热解室和下侧的燃烧室，所述燃烧室的底部设有第二炉排组20，所述第一炉排组18和第二炉排组20为固定炉排组，所述固定炉排组由耐高温的固定炉桥及耐高温的炉排组成，所述炉体内在燃烧室的中部设有环形风道3，所述环形风道3上设有面向燃烧室的多个喷嘴4，引风机6将60％的烟气抽回至垃圾燃烧段，并通过环形风道3所设置的喷嘴4吹入垃圾热解气化炉内，为燃烧段垃圾提供可燃气体。所述环形风道3的进风口通过引风机6与安装在排烟口上三通管的一端连接，所述第二炉排组20上方安装有多个增氧炉拱1，增氧炉拱1用耐火钢材制作而成，搭设成拱形，与水平面的角度为30°，增氧炉拱上方设有一个方形口，保证炉外空气可以均匀的进入炉内，使燃烧更加充分。
净化系统包括小型生活垃圾热解气化炉、吸附模块9、除臭模块10、污水池14、絮凝沉淀池15、清水池16、脱酸模块19。所述小型生活垃圾热解气化炉排烟口上三通管的另一端通过烟道与脱酸模块的进气口连接，所述脱酸模块的出气口与吸附模块的进气口连接，所述吸附模块的出气口与除臭模块的进气口连接，所述除臭模块的出气口通过鼓风机与烟囱连接。所述脱酸模块包括脱酸喷淋嘴、网状隔油模块和排污管，所述排污管与污水池联通，所述污水池依次与絮凝沉淀池、清水池连通，所述清水池通过水泵与脱酸模块内的脱酸喷淋嘴连接，所述网状隔油模块设置在脱酸喷淋嘴的下方。烟气进入脱酸模块19，通过内置网状隔油模块7去除烟气中的焦油，进一步的烟气在碱液喷淋嘴8的作用下，去除烟气中的硫化物，进一步的在吸附模块9的作用下去除烟气中有毒有害气体，进一步的烟气在除臭模块10的作用下，去除烟气中的臭气。
使用时，垃圾经运输机械或人工投入垃圾进料斗，进入热解气化炉内的垃圾在进料斗的作用下均匀的落至炉内第一炉排组18上，因垃圾本身的水份一般在60％以上，因此堆积在第一炉排组18上，并使得热解室与下面的燃烧室分割开，在热解室的垃圾温度控制在250-400℃左右，包含250℃和400℃实现热解气化，产生可燃气。
在随热解室内垃圾的不断干燥，垃圾会萎缩并从第一炉排组18的缝隙内掉落至燃烧室，此时垃圾的含水量大大降低，燃烧室的温度在800-900℃之间，可实现垃圾的充分碳化，垃圾的碳化是分层进行的，最终碳化的垃圾在燃烧段燃尽，在增氧炉拱1和回流的可燃空气共同作用下，实现碳化垃圾的1100℃的焚烧温度，从而实现减少烟气污染的目的。后续的烟气经过滤油、脱水、吸附、除臭的整套净化系统排向大气。
实施例：
日处理量5t，垃圾简单分拣后通过机械送入垃圾热解气化炉内，间歇进料。整套设备占地面积120平米，炉内实测温度热解气化段400℃，碳化段800℃。经过净化系统处理，SO2浓度20mg/m3，NOx浓度18mg/m3，颗粒物浓度15mg/m3，二噁英浓度0.02ng/m3厂界1m处监测二噁英浓度未检出，SO2、NOx颗粒物未检出。
Claims (7)
1.一种小型生活垃圾热解气化炉，包括炉体，所述炉体的顶部设有排烟口，所述炉体的上部设有进料口，其特征在于：所述炉体内在进料口的下方设置有第一炉排组，所述第一炉排组将炉体内分为上侧的热解室和下侧的燃烧室，所述燃烧室的底部设有第二炉排组，所述炉体内在燃烧室的中部设有环形风道，所述环形风道上设有面向燃烧室的多个喷嘴，所述环形风道的进风口通过引风机与安装在排烟口上三通管的一端连接。
2.根据权利要求1所述的小型生活垃圾热解气化炉，其特征在于：所述第二炉排组上方安装有多个增氧炉拱。
3.根据权利要求2所述的小型生活垃圾热解气化炉，其特征在于：所述增氧炉拱的纵切面为梯型，所述增氧炉拱的两侧与水平面的夹角为30°。
4.根据权利要求2所述的小型生活垃圾热解气化炉，其特征在于：所述进料口上设有用于导料的垃圾导流板形成进料斗。
5.根据权利要求1至4之一所述的小型生活垃圾热解气化炉，其特征在于：所述第一炉排组和第二炉排组为固定炉排组。
6.一种小型生活垃圾热解气化净化系统，包括权利要求1至5之一所述的小型生活垃圾热解气化炉，其特征在于：所述小型生活垃圾热解气化炉排烟口上三通管的另一端通过烟道与脱酸模块的进气口连接，所述脱酸模块的出气口与吸附模块的进气口连接，所述吸附模块的出气口与除臭模块的进气口连接，所述除臭模块的出气口通过鼓风机与烟囱连接。
7.根据权利要求6所述的小型生活垃圾热解气化净化系统，其特征在于：所述脱酸模块包括脱酸喷淋嘴、网状隔油模块和排污管，所述排污管与污水池联通，所述污水池依次与絮凝沉淀池、清水池连通，所述清水池通过水泵与脱酸模块内的脱酸喷淋嘴连接，所述网状隔油模块设置在脱酸喷淋嘴的下方。
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