CN107474880A

CN107474880A - 一种有机垃圾气化装置和方法

Info

Publication number: CN107474880A
Application number: CN201710862250.XA
Authority: CN
Inventors: 廖根柱
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2017-12-15

Abstract

本申请涉及一种有机垃圾气化装置和方法，该装置包括炉体、设于炉体内底部的中央的吹风部、设于炉体底部的排料部和设于炉体顶部的进料部，进料部顶端设有入料口，入料口旁侧设有出气口，炉体上部设有点火探火部，物料堆积在炉体内，从炉体底部到顶部依次形成基灰层、缺氧燃烧层、裂解层，其中，基灰层分布于吹风部周围，吹风部作用于缺氧燃烧层。本发明气化效率高，操作性强，运行稳定，工艺调整、控制方便合理，二次污染解决彻底、稳定。

Description

一种有机垃圾气化装置和方法

技术领域

本发明涉及一种气化装置，尤其是一种有机垃圾气化装置，还涉及有机垃圾气化方法，属于清洁领域。

背景技术

中国垃圾处理行业起步晚，但通过近年来的发展，我国垃圾处理产业初具规模，垃圾处理市场容量有了显著增加，市场渗透率迅速提高，进入环卫行业的企业数量也在迅猛增加，技术装备也在不断更新完善。目前，国内主要采用焚烧、填埋和生化堆肥的方式，进行生活垃圾处理，存在的问题如下：

焚烧法会大量一氧化碳、二氧化碳等温室气体排放；焚烧塑料，生产二噁英致癌物；焚烧残灰含有剧毒，需作安全填埋。

填埋法大量浪费土地资源；渗滤液造成地下水污染；塑料无法短时间分解；散发恶臭，周边土地无法开发利用。

生化堆肥法发酵时间太长，季节影响较大；散发恶臭，周边土地无法开发利用；无法分解塑料，仍需填埋；所产出有机肥不被农民接受。

气化工艺可产生无污染的可燃气，可将废料二次利用，近年来成为研究热点，然而，现有的气化设备依然存在较多的缺陷，气化效率不高，运行不稳定，工艺不合理，装置复杂。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供一种有机垃圾气化装置，具体方案如下：

一种有机垃圾气化装置，包括炉体、设于炉体内底部的中央的吹风部、设于炉体底部的排料部和设于炉体顶部的进料部，进料部顶端设有入料口，入料口旁侧设有出气口，炉体上部设有点火探火部，物料堆积在炉体内，从炉体底部到顶部依次形成基灰层、缺氧燃烧层、裂解层，其中，基灰层分布于吹风部周围，吹风部作用于缺氧燃烧层。在密闭的炉体内，物料堆积厚度1.5m以上，下部物料层通过底部鼓风靠物料自身的可燃性自燃，产生热气体，上升穿过并直接加热上部物料层，让上部有机类物料裂解，转化为可燃气。燃烧层被一定厚度的物料层堆积覆盖，适量配风，形成不完全燃烧的缺氧燃烧状态，产生大量CO。

进一步地，排料部下部设有支撑部。

进一步地，排料部为旋转出灰盘，炉体设于旋转出灰盘上方，由固定装置固定。

进一步地，吹风部包括风机、与风机连接的通风部和与通风部连接的布风托盘，所述布风托盘包括顶部平面和周围斜面，与风机连接的通风部从旋转出灰盘下方与炉体底部的布风托盘连接。

进一步地，点火探火部设于炉体顶部侧边。

进一步地，缺氧燃烧层温度在900℃以上，物料在缺氧燃烧层燃烧时间超过10分钟；裂解层的温度为400-900℃。

进一步地，所述基灰层、缺氧燃烧层和裂解层是动态的。

本发明涉及的有机垃圾气化装置的气化方法，包括如下步骤：

步骤（1）、有机垃圾输送至入料口；

步骤（2）、有机垃圾气化；

在炉体底部先填入基灰，覆盖布风托盘，形成基灰层，有机垃圾通过入料口进入气化装置，从炉体底部基灰层上面开始堆积，当物料层高于200mm时，点燃物料，待底部物料大部分已经燃烧时，继续进料，调节进料量，保持料层厚度在1.5m以上，吹风部控制配风，形成底部缺氧燃烧层，使得温度达到900℃以上，物料通过缺氧燃烧层的时间大于10分钟，附着在灰份内的二恶英类有害物质完全分解，残留物即为无有害物质的灰渣，打开排料部，未燃烧的基灰层和灰渣通过排料部排出炉外，同时生成的含可燃成分CO和H2的高温气体自然上升，穿过并加热上部垃圾物料，上部物料中的有机类物质被加热后发生裂解反应，形成裂解层，产生的可燃气通过进料部上部的出气口导出炉外；

步骤（3）、可燃气体处理；

可燃气通过出气口进入焚烧装置，经过高温焚烧后排放。

进一步地的，步骤（1）中，垃圾车进厂后，在密封的卸料仓内卸料入仓，再由抓机送料入破碎机进行挤压破碎，破碎后的物料由密封通道内的皮带机输送到密封的储料仓储存，储料仓内设有抓机，由抓机将物料送到密封喂料机内，通过喂料机将物料从上部送入气化装置内气化。

进一步地，步骤（3）中，可燃气通过管道送入焚烧炉，配以助燃空气在焚烧炉内进行二次燃烧，形成1200℃以上的高温，焚烧炉废气出口温度在900℃以上，气流通过焚烧炉的时间在21s以上，可燃气中残留的有害物质进行彻底分解，生成无害物质，随高温废气排出，同时设置在焚烧炉内的碱性滤料吸收废气中游离的氯、硫。

与现有技术相比，本申请的有益效果如下：

1)、连续性：

生活垃圾连续进入气化炉全过程可全天24小时不间断作业，生产稳定，产气连续，可连续不断供应蒸汽或电力。

2)、资源化效果好：

生活垃圾采用气化工艺处理时，有机类物质气化为可燃气体加热锅炉，转化为蒸汽热源或电力能源。无机物成为灰渣，用于建筑制砖或铺路填料。

3)、减量化显著：

城市生活垃圾采用气化工艺处理后，几乎无残留垃圾。

4)、无害化彻底：

原生垃圾经过气化处理，即可完成100%杀灭各种有害菌，完全去除臭味。

5)、环保效果好：

可实现清洁化生产有利于环境保护。在处理工艺流程中所有生产过程均可以形成清洁生产，所有气体、液体、废渣全部达标排放。采用全封闭生产，也不会影响周边环境。

6)、节约能源：

垃圾气化燃气能源的利用，可以节约大量的煤炭、石油、天然气等一次性能源，获得良好的收益。

7)、规模化自动化：

处理工艺可实现大规模连续生产，设施全部封闭，并可全部采用计算机DCS自动化控制，操作人员可避开有害环境进行日常工作。污染排放在线监测，屏幕即时显示监测数据并联网传输。

8)、适应能力强：

日处理垃圾能力可组合成一百吨至千吨以上各种规模。工艺适用性广，既可建完整的垃圾发电厂, 也可供蒸汽热源，还可以将燃气净化后做商品管道燃气出售。

本发明气化效率高，操作性强，运行稳定，工艺调整、控制方便合理，二次污染解决彻底、稳定。

附图说明

图1为本发明的气化装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是对本发明一部分实例，而不是全部的实例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例的有机垃圾气化装置，包括炉体1、设于炉体1内底部的中央的吹风部、设于炉体底部的排料部和设于炉体顶部的进料部3，进料部3顶端设有入料口4，入料口4旁侧设有出气口5，炉体上部设有点火探火部7，有机垃圾2堆积在炉体内，从炉体底部到顶部形成基灰层、缺氧燃烧层9、裂解层8，其中，基灰层分布于吹风部周围，吹风部作用于缺氧燃烧层。排料部下部设有支撑部。排料部为旋转出灰盘11，炉体1设于旋转出灰盘11上方，由固定装置固定。吹风部包括风机、与风机连接的通风部14和与通风部14连接的布风托盘12，布风托盘12包括顶部平面和周围斜面，与风机连接的通风部14在旋转出灰盘11下部与炉体底部的布风托盘12连接。点火探火部7设于炉体顶部侧边。缺氧燃烧层温度在900℃以上，物料在缺氧燃烧层燃烧时间超过10分钟；裂解层的温度为400-900℃。

物料燃尽后的剩余的不可燃物质自然形成底部的灰渣层，作为基灰层的补充，灰渣层上部正在燃烧的物料层形成燃烧层，燃烧层上部堆积的物料被下部燃烧层产生的热量加热，达到裂解温度，形成裂解层，燃烧层被一定厚度的裂解层物料覆盖，并通过调节控制配风量，就形成了缺氧燃烧状态。基灰层是低温层，覆盖在布风盘上保护布风盘不被高温烧毁，基灰层超过200mm时，启动旋转出灰盘11排灰，灰从旋转出灰盘11周围10、13排出，基灰层厚度低于200mm时，停止排灰。

上部连续进料，下部连续出灰，连续产生可燃气6，出气口5是常开的，产生的可燃气进入后续的焚烧炉连续燃燃，整个气化、燃烧工程是持续性的，无间歇。物料进料量和炉底配风量，本领域技术人员可以根据气化物料量的工艺需要，在一定范围内调节。

本实施例的有机垃圾气化方法，包括如下步骤：

步骤（1）、有机垃圾输送至入料口；

垃圾车进厂后，生活垃圾、工业皮革、木质类等有机物垃圾，在密封的卸料仓内卸料入仓，再由抓机送料入破碎机进行挤压破碎，破碎后的物料由密封通道内的皮带机输送到密封的储料仓储存，储料仓内设有抓机，由抓机将物料送到密封喂料机内，通过喂料机将物料从上部送入气化装置内气化。

步骤（2）、有机垃圾气化；

在炉体底部先填入基灰，覆盖布风托盘，基灰可以是现有的灰渣等，有机垃圾通过入料口进入气化装置，从炉体底部基灰层上面开始堆积，当物料层高于200mm时，点燃物料，待底部物料大部分已经燃烧时，继续进料，调节进料量，保持料层厚度在1.5m以上。吹风部控制配风，形成底部缺氧燃烧层，使得温度达到900℃以上，物料通过缺氧燃烧层的时间大于10分钟，附着在灰份内的二恶英类有害物质完全分解，残留物即为无有害物质的灰渣，打开排料部，未燃烧的物料基层和灰渣通过排料部排出炉外，同时生成的含可燃成分CO和H2的高温气体自然上升，穿过并加热上部有机物料，上部物料中的有机类物质被加热后发生裂解反应，形成裂解层，产生的可燃气通过进料部上部的出气口导出炉外；

垃圾从上部送入密闭的气化裂解炉炉腔内，炉腔底部设置有布风托盘和旋转出灰盘，垃圾物料在炉腔内，从底部托盘堆积，分布于托盘四周，形成很厚的物料层，料层厚度在1.5m以上。在布风托盘上部，利用有机物垃圾的可燃性，通过布风托盘控制配风，可形成底部900℃以上缺氧燃烧区域，有机物质缺氧燃烧生成含CO和H2的高温气体，同时分解二恶英类有害物质；连续不断产生的高温气体会穿过堆积在上面的物料间隙上升，把热量传给上部的垃圾物料，上部的物料温度随之升高，会形成有机物质裂解的400℃－900℃温度区间，有机物垃圾即裂解，产生含H2、CO、CH4及CnHm、焦油等成分的可燃气。未裂解完成的物料下落进入燃烧区间，继续参与缺氧燃烧，直至有机物全部转化，残留的非有机物，成为灰渣，利用出灰盘排出。这样，上部连续喂料，底部连续鼓风，按需出灰，就形成了垃圾的连续裂解气化过程，有机物垃圾即裂解气化为可燃气

步骤（3）、可燃气体处理；

可燃气通过管道送入焚烧炉，配以助燃空气在焚烧炉内进行二次燃烧，形成1200℃以上的高温，焚烧炉废气出口温度在900℃以上，气流通过焚烧炉的时间在21s以上，可燃气中残留的有害物质进行彻底分解，生成无害物质，随高温废气排出，同时设置在焚烧炉内的碱性滤料吸收废气中游离的氯、硫。

另外，产生的高温废气可以加热蒸汽锅炉，产生蒸汽，可以出售蒸汽热源。也可以利用这些蒸汽，驱动汽轮发电机组发电，自用或并网出售。垃圾卸料仓和破碎储料仓，均采用密封式结构，并通过引风管道将含有臭味的空气，引入气化炉的炉底鼓风机和焚烧炉的助燃风机，臭味随助燃空气通过气化炉和焚烧炉的高温区完全分解，同时，使料仓内形成微负压状态，防止臭味外溢对周边空气造成影响。

以上过程，完成了生活垃圾的气化环保利用。将生活垃圾中的有机类物质转化为新的环保能源，环保排放，同时将垃圾中的无机类物质经过高温处理，消除和分解有害物质，各类细菌病原菌也被彻底杀灭，实现了垃圾的减量化和无害化处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种有机垃圾气化装置，其特征在于：包括炉体、设于炉体内底部的中央的吹风部、设于炉体底部的排料部和设于炉体顶部的进料部，进料部顶端设有入料口，入料口旁侧设有出气口，炉体上部设有点火探火部，物料堆积在炉体内，从炉体底部到顶部依次形成基灰层、缺氧燃烧层、裂解层，其中，基灰层分布于吹风部周围，吹风部作用于缺氧燃烧层。

2.根据权利要求1所述的有机垃圾气化装置，其特征在于：排料部下部设有支撑部。

3.根据权利要求1所述的有机垃圾气化装置，其特征在于：排料部为旋转出灰盘，炉体设于旋转出灰盘上方，由固定装置固定。

4.根据权利要求3所述的有机垃圾气化装置，其特征在于：吹风部包括风机、与风机连接的通风部和与通风部连接的布风托盘，所述布风托盘包括顶部平面和周围斜面，与风机连接的通风部从旋转出灰盘下方与炉体底部的布风托盘连接。

5.根据权利要求1所述的有机垃圾气化装置，其特征在于：点火探火部设于炉体顶部侧边。

6.根据权利要求1所述的有机垃圾气化装置，其特征在于：缺氧燃烧层温度在900℃以上，物料在缺氧燃烧层燃烧时间超过10分钟；裂解层的温度为400-900℃。

7.根据权利要求1所述的有机垃圾气化装置，其特征在于：所述基灰层、缺氧燃烧层和裂解层是动态的。

8.利用权利要求1-7所述的有机垃圾气化装置的气化方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤（1）有机垃圾输送至入料口；

步骤（2）有机垃圾气化：在炉体底部先填入基灰，覆盖布风托盘，形成基灰层，有机垃圾通过入料口进入气化装置，从炉体底部基灰层上面开始堆积，当物料层高于200mm时，点燃物料，待底部物料大部分已经燃烧时，继续进料，调节进料量，保持料层厚度在1.5m以上，吹风部控制配风，形成底部缺氧燃烧层，使得温度达到900℃以上，物料通过缺氧燃烧层的时间大于10分钟，附着在灰份内的二恶英类有害物质完全分解，残留物即为无有害物质的灰渣，打开排料部，未燃烧的基灰层和灰渣通过排料部排出炉外，同时生成的含可燃成分CO和H2的高温气体自然上升，穿过并加热上部垃圾物料，上部物料中的有机类物质被加热后发生裂解反应，形成裂解层，产生的可燃气通过进料部上部的出气口导出炉外；

步骤（3）可燃气体处理：可燃气通过出气口进入焚烧装置，经过高温焚烧后排放。

9.根据权利要求8所述的气化方法，其特征在于：步骤（1）中，垃圾车进厂后，在密封的卸料仓内卸料入仓，再由抓机送料入破碎机进行挤压破碎，破碎后的物料由密封通道内的皮带机输送到密封的储料仓储存，储料仓内设有抓机，由抓机将物料送到密封喂料机内，通过喂料机将物料从上部送入气化装置内气化。

10.根据权利要求8所述的气化方法，其特征在于：步骤（3）中，可燃气通过管道送入焚烧炉，配以助燃空气在焚烧炉内进行二次燃烧，形成1200℃以上的高温，焚烧炉废气出口温度在900℃以上，气流通过焚烧炉的时间在21s以上，可燃气中残留的有害物质进行彻底分解，生成无害物质，随高温废气排出，同时设置在焚烧炉内的碱性滤料吸收废气中游离的氯、硫。