CN109974003A - 一种联排式垃圾热解气化炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种联排式垃圾热解气化炉，包括燃烧炉，还包括：热解炉；所述燃烧炉与热解炉均设置多个且燃烧炉与热解炉之间相邻交错设置，所述热解炉直接与燃烧炉接触；所述热解炉内从上至下依次设置有加料室、储料室、热解室和气化室，所述加料室和储料室下方均设置有电控阀门；垃圾倒入热解炉，通过燃烧炉的热量传递，使得在热解炉内垃圾热解产生的大量热解气，该热解气一部分通过外部管道进入到燃烧炉，作为燃烧炉的燃料，多余部分直接进入外部的燃烧锅炉进行蒸汽发电。热解炉内垃圾热解后残渣作建筑材料用。高温热解处理方式二次污染小，防止产生“二恶英”，对环境更加安全。

Description

一种联排式垃圾热解气化炉

技术领域

本发明涉及垃圾处理技术领域，具体为一种联排式垃圾热解气化炉。

背景技术

常用的垃圾处理方式：填埋和焚烧。填埋是一种极其消极的垃圾 处理方法。虽然该处理方法投资少、工艺简单、处理量大，并较好地 实现了地表的无害化。但垃圾无序的堆放，导致了周围地区生态环境 的严重恶化。该方法不仅没有实现垃圾的资源化，而且大量占用土地。

焚烧及焚烧发电法：其优点是处理彻底快捷，也实现了垃圾的资 源化处理。但是，对有害气体“二恶英”的产生和处理，给该方法带 来极大的缺憾，且整体设计对垃圾燃烧的充分性不够，急需改善。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种联排式垃圾热解气化炉，高温热解 处理方式二次污染小，防止产生“二恶英”，对环境更加安全。整体设计对 垃圾处理充分，热解气作为热解热源或发电，产生尾气量少，有利于烟气 净化，降低了二次污染物的排放水平，因而是一种安全的垃圾处理方法。 可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种联排式垃圾热解气 化炉，包括燃烧炉，还包括：

热解炉；所述燃烧炉与热解炉均设置多个且燃烧炉与热解炉之间相邻 交错设置，所述热解炉直接与燃烧炉接触；所述热解炉内从上至下依次设 置有加料室、储料室、热解室和气化室，所述加料室和储料室下方均设置 有电控阀门；

垃圾倒入热解炉，通过燃烧炉的热量传递，使得在热解炉内垃圾热解 产生的大量热解气，该热解气一部分通过外部管道进入到燃烧炉，作为燃 烧炉的燃料，多余部分直接进入外部的燃烧锅炉进行蒸汽发电。热解炉内 垃圾热解后残渣作建筑材料用。

所述相邻的热解炉之间通过多个连通管道连通，这样的设计能提高传 热面积，并且使热量均匀分散，提高热效率和安全性能。

作为本发明一种优选的技术方案，所述热解炉内通过横向设置的三个 挡料机构将热解室从上至下分为热解室一、热解室二和热解室三，并将热 解室与气化室隔开；挡料机构上设置有用于垃圾下降的通道，所述挡料机 构由多个挡板或多个挡杆组成，用于垃圾下降的通道由多个挡板或多个挡 杆围成，用于垃圾下降的通道在热解炉内沿垃圾下降方向的大小依次减小。

作为本发明一种优选的技术方案，所述热解炉下方设置有蒸汽输入口 用于输入高温蒸汽，所述蒸汽输入口与气化室连通；所述热解室一上方设 置有用于排出可燃性气体的出气口。

作为本发明一种优选的技术方案，所述气化室与热解室一之间通过回 流管道用于将气化室内的半水煤气由下向上流入热解室一内，此处需要说 明的是，该气化室内的需要通入蒸汽，而燃烧炉可释放余热，余热进入换 热装置回收热量产生蒸汽和热水，蒸汽进入气化室与高温碳渣反应生成一 氧化碳和氢气，通过回流管道用于将气化室内的半水煤气由下向上流入热 解室一内，增加可燃气热值，有利于可燃气输出。这样的设计充分考虑了 整体的协调性，即气化室和燃烧炉之间相互配合，整体工作协调且工作效 果高，产生可燃气热值高。

值得注意的是，也可以采用热解炉的热量一部分进入换热装置回收热 量产生蒸汽和热水，蒸汽进入气化室与高温碳渣反应生成一氧化碳和氢气。

作为本发明一种优选的技术方案，所述热解室一内设置有一雾化口， 所述雾化口用于向热解室一内输入垃圾渗透液。设置一雾化喷枪，接入雾 化风将渗滤液雾化，进入热解室内高温气化。这样一来能够充分处理垃圾 渗透液，能够再利用垃圾渗透液，环保效果好。

作为本发明一种优选的技术方案，所述垃圾运往热解炉之前，通过对 垃圾渗透液的收集，通过泵与管道将垃圾渗透液由滤液池送入到热解室一 雾化口内。

作为本发明一种优选的技术方案，所述加料室开口端向偏离于热解炉 中间倾斜。

作为本发明一种优选的技术方案，所述加料室和储料室下方设置用于 电控阀门运动的滑轨，所述上下两个电控阀门由控制器对其进行控制在滑 轨上运动，从而控制垃圾的加料、存放和下降。

作为本发明一种优选的技术方案，所述连通管道和回流管道、用于向 气化室输入蒸汽和热解室一出口的连接管道均采用耐高温材料制成。具体 可以采用301S不锈钢材料。

作为本发明一种优选的技术方案，所述热解炉的侧面为两侧半圆和中 部长方形围成的环形状，这样的设计相对于现有炉体圆柱形能够提高可燃 性气体产生效率，还能在热解炉运行时可承受较大的压力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：。

本申请的对垃圾热解分为两段式：即燃烧炉和热解炉两部分。燃烧炉 产生的热量通过中间介质传递给热解炉。热解炉在无氧条件下运行，热解 过程在贫氧或无氧状态下进行，属于还原气氛，且热解温度超过600摄氏度， 超过了二噁英的形成温度，遏制了二噁英类有毒物质的产生。使有机物产 生裂解而不产生二噁英。

同时还采用联排式的设计：整套垃圾热解装置由若干套两段式炉体并 联而成，增加垃圾处理量的同时保证整套系统稳定运行。当单个炉体运行 异常时其他炉体可继续运行保证后续工段正常运转。

两段联排式热解气化炉在无氧、高温(650-750℃)、常压状态下热解不 会产生二噁英，只把垃圾热解为一氧化碳、甲烷、氢气等可燃气体。

热解炉之间相互连通，而且热解炉的侧面为两侧半圆和中部长方形围 成的环形状结构设计具有自动消应力、涨缩控制和自动传热性能。

热解过程中废弃物的有机成分转化率比焚烧的转化率更高，其经济性 更好。热分解残渣中，腐败性有机物被分解物可燃气体和无机废渣，经过 高温处理可以作为建材、公路铺设的骨料。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明热解炉内部示意图；

图3是热解炉侧面俯视图；

图4是电控阀门示意图。

图中：1-热解炉；2-燃烧炉；3-连通管道；4-加料室；5-储料室；61- 热解室一；62-热解室二；63-热解室三；7-气化室；8-雾化口；9-回流管 道；10-电控阀门；11-滑轨；12-挡料机构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没 有做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。

实施例：

请参阅图1-图4，本发明提供一种技术方案：

一种联排式垃圾热解气化炉，包括燃烧炉2，还包括：

热解炉1；燃烧炉2与热解炉1均设置多个且燃烧炉2与热解炉1之间 相邻交错设置，热解炉1直接与燃烧炉2接触；热解炉1内从上至下依次 设置有加料室4、储料室5、热解室和气化室7，加料室4和储料室5下方 均设置有电控阀门10；垃圾倒入热解炉，通过燃烧炉的热量传递，使得在 热解炉内垃圾热解产生的大量热解气，该热解气一部分通过外部管道进入 到燃烧炉，作为燃烧炉的燃料，多余部分直接进入外部的燃烧锅炉进行蒸 汽发电。热解炉内垃圾热解后残渣作建筑材料用。

如图1，相邻的热解炉1之间通过多个连通管道3连通。这样的设计能 提高传热面积，并且使热量均匀分散，提高热效率和安全性能，能够提高 可燃性气体产生效率，还能在热解炉运行时可承受较大的压力。

优选的，热解炉1内通过横向设置的三个挡料机构12将热解室从上至 下分为热解室一61、热解室二62和热解室三63，并将热解室与气化室7 隔开；挡料机构12上设置有用于垃圾下降的通道，挡料机构12由多个挡 板或多个挡杆组成，用于垃圾下降的通道由多个挡板或多个挡杆围成，用 于垃圾下降的通道在热解炉1内沿垃圾下降方向的大小依次减小。

能够在垃圾下降过程中，大的垃圾不能一次性落入到气化室7内，大 的垃圾停留在热解室一61，经过热解逐渐被分散成较小的垃圾进入热解室 二62，再次热解变小进入到热解室三63，而热解室三63的垃圾被热解分 散后，由于热解室三63下方的通孔允许的垃圾能够被气化室7所气化形成 高温碳渣，可以与蒸汽反应生产可燃性气体。

优选的，热解炉1下方设置有蒸汽输入口用于输入高温蒸汽，蒸汽输 入口与气化室7连通；热解室一61上方设置有用于排出可燃性气体的出气 口。

燃烧炉2可释放余热，余热进入换热装置回收热量产生蒸汽和热水， 蒸汽进入气化室与高温碳渣反应生成一氧化碳和氢气，进入热解室一增加 可燃气热值。这样的设计充分考虑了整体的协调性，即气化室7和燃烧炉2 之间相互配合，整体工作协调且工作效果高，产生可燃气热值高。

优选的，气化室7与热解室一61之间通过回流管道9用于将气化室7 内的半水煤气由下向上流入热解室一61内。

优选的，热解室一61内设置有一雾化口8，雾化口8用于向热解室一 61内输入垃圾渗透液，。

优选的，垃圾运往热解炉之前，通过对垃圾渗透液的收集，通过泵与 管道将垃圾渗透液由滤液池送入到热解室一61的雾化口8。

优选的，加料室4开口端向偏离于热解炉1中间倾斜。

优选的，加料室4和储料室5下方设置用于电控阀门10运动的滑轨11， 上下两个电控阀门10由控制器对其进行控制在滑轨11上运动，从而控制 垃圾的加料、存放和下降。

优选的，连通管道3和回流管道9、用于向气化室7输入蒸汽和热解室 一61出口的连接管道均采用耐高温材料制成。

优选的，热解炉的侧面为两侧半圆和中部长方形围成的环形状，热解 炉之间相互连通，而且热解炉的侧面为两侧半圆和中部长方形围成的环形 状结构设计具有自动消应力、涨缩控制和自动传热性能。

本发明的工作原理：通过燃烧炉的燃烧，利用热传递原理直接对热解 炉进行热力传导实现热解炉加热。相邻热解炉利用连通管道直接连通，提 高传热面积，并且使热量均匀分散，提高热效率和安全性能。

热解室内的垃圾从垃圾入口进入到加料室内，加料室下方的电控阀门 经过电控原理利用电机驱动阀门在滑轨上运动，打开加料室下方的电控阀 门，垃圾落入到储料室，储料室上的电控阀门打开后，垃圾进入到热解室 一，热解室一内的温度迅速提升，而热解室一下部的挡料机构的通孔较小， 大的垃圾无法下降，较大的垃圾在热解室一内受热分解形成一般大小的垃 圾进入到热解室二，热解室二内垃圾通过持续的受热分解为较小的垃圾穿 过热解室二下部的挡料机构进入热解室三，热解室三内的垃圾分解为适合 气化的垃圾穿过热解室三下方的挡料机构进入气化室，加热垃圾使之裂解 成小分子析出，而其中热稳定性高的固体难以分解，生成了固体残渣，气 化室内的高温碳渣与输入的蒸汽结合，与完全分解后的垃圾进行作用反应 产生出一氧化碳、氢气。

高温蒸汽与碳的反应生产可燃性气体，该气体通过回流管道进入到热 解室一内，热解室一内还设计有雾化口，设置一雾化喷枪，接入雾化风将 渗滤液雾化，进入热解室内高温气化，再由出口排出。

垃圾通过料仓进入垃圾干燥室、经过干燥，垃圾含水量降低。垃圾经 过干燥，进入垃圾热解炉，在此接受来自燃烧炉的热量进行热解，温度控 制在650-750℃之间。热解完的灰渣落入出渣口处，通过排渣口排出热解炉。

热解炉通过外部管道连接燃烧炉，热解炉内部分热解的气体进入燃烧 炉在此与垃圾储存库里来的有机废气和垃圾干燥过程中挥发出的水分和少 量小分子挥发气体混合燃烧，为垃圾热解炉供热。垃圾热解产生的可燃气 体可以进行内燃式或蒸汽发电，或是对外供暖和民用等。

热解炉内热解气燃烧产生大量高温烟气经过换热器用冷却水进行换热， 产生的蒸汽与热解完成后的高温碳渣反应生成半水煤气进入热解室上层， 与热解气混合，送往燃烧系统。

垃圾滤液用泵送入热解室喷雾气化，实现无害化处理。

燃烧炉产生的尾气经过脱硝、脱硫达标排放。

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、等同替换和改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种联排式垃圾热解气化炉，包括燃烧炉(2)，其特征在于，还包括：

热解炉(1)；所述燃烧炉(2)与热解炉(1)均设置多个且燃烧炉(2)与热解炉(1)之间相邻交错设置，所述热解炉(1)直接与燃烧炉(2)接触；所述热解炉(1)内从上至下依次设置有加料室(4)、储料室(5)、热解室和气化室(7)，所述加料室(4)和储料室(5)下方均设置有电控阀门(10)；

相邻的所述热解炉(1)之间通过多个连通管道(3)连通。

2.根据权利要求1所述的一种联排式垃圾热解气化炉，其特征在于：所述热解炉(1)内通过横向设置的三个挡料机构(12)将热解室从上至下分为热解室一(61)、热解室二(62)和热解室三(63)，并将热解室与气化室(7)隔开；挡料机构(12)上设置有用于垃圾下降的通道，所述挡料机构(12)由多个挡板或多个挡杆组成，用于垃圾下降的通道由多个挡板或多个挡杆围成，用于垃圾下降的通道在热解炉(1)内沿垃圾下降方向的大小依次减小。

3.根据权利要求1所述的一种联排式垃圾热解气化炉，其特征在于：所述热解炉(1)下方设置有蒸汽输入口用于输入高温蒸汽，所述蒸汽输入口与气化室(7)连通；所述热解室一(61)上方设置有用于排出可燃性气体的出气口。

4.根据权利要求2所述的一种联排式垃圾热解气化炉，其特征在于：所述气化室(7)与热解室一(61)之间通过回流管道(9)用于将气化室(7)内的半水煤气由下向上流入热解室一(61)内。

5.根据权利要求4所述的一种联排式垃圾热解气化炉，其特征在于：所述热解室一(61)内设置有一雾化口(8)，所述雾化口(8)用于向热解室一(61)内输入垃圾渗透液，。

6.根据权利要求5所述的一种联排式垃圾热解气化炉，其特征在于：垃圾运往热解炉之前，通过对垃圾渗透液的收集，通过泵与管道将垃圾渗透液由滤液池送入到热解室一(61)的雾化口(8)。

7.根据权利要求2所述的一种联排式垃圾热解气化炉，其特征在于：所述加料室(4)开口端向偏离于热解炉(1)中间倾斜。

8.根据权利要求2所述的一种联排式垃圾热解气化炉，其特征在于：所述加料室(4)和储料室(5)下方设置用于电控阀门(10)运动的滑轨(11)，上下两个所述电控阀门(10)由控制器对其进行控制在滑轨(11)上运动，从而控制垃圾的加料、存放和下降。

9.根据权利要求3所述的一种联排式垃圾热解气化炉，其特征在于：所述连通管道(3)和回流管道(9)、用于向气化室(7)输入蒸汽和热解室一(61)出口的连接管道均采用耐高温材料制成。

10.根据权利要求1-9所述的一种联排式垃圾热解气化炉，其特征在于：所述热解炉的侧面为两侧半圆和中部长方形围成的环形状。