CN110260324A - 多层多腔垃圾热解气化炉及其应用垃圾成套处理系统 - Google Patents
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Abstract
一种多层多腔垃圾热解气化炉及其应用垃圾成套处理系统，该热解气化炉包括外壁设置有保温层以及内壁设置有耐火层的炉体，炉体的上部设置有进料口，炉体的下部设置有出渣口，炉体的上部设置有高温烟气出口；炉体内包括有炉内燃烧炉和热解腔，以及设置在热解腔中的吸烟管、预热腔和辐射腔，热解腔设置在炉体内腔的上部，且位于进料口的下方，热解腔依次通过吸烟管和预热腔与炉内燃烧炉相连通，炉内燃烧炉通过辐射腔与高温烟气出口相连通。利用本发明可提高燃烧前烟气的温度，使烟气更容易燃烧且燃烧更加稳定，提高热解气化程度，提高炉子工作效率，提高热能循环利用率，燃烧产生的高温烟气再经过余热蒸汽锅炉用来发电自给自足，达到节能环保的效果。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾热解炉技术领域，具体涉及一种多层多腔垃圾热解气化炉及其应用垃圾成套处理系统。
背景技术
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，使尾气治理较为容易，有利于尾气达标排放。
然而，目前的热解气化炉最明显的缺点是，进入炉内的垃圾温度不高，燃烧不充分，且燃烧过程极不稳定，热解气化程度不高，大大影响了炉子的工作效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种多层多腔垃圾热解气化炉及其应用垃圾成套处理系统，该热解气化炉可提高燃烧前烟气的温度，燃烧稳定，热解气化程度高，使炉子工作效率大大增加。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多层多腔垃圾热解气化炉，包括外壁设置有保温层以及内壁设置有耐火层的炉体，所述炉体的上部设置有进料口，炉体的下部设置有出渣口，所述炉体的上部还设置有高温烟气出口；所述炉体内包括有炉内燃烧炉和热解腔，以及设置在热解腔中的吸烟管、预热腔和辐射腔，所述热解腔设置在炉体内腔的上部，且位于进料口的下方，所述热解腔依次通过吸烟管和预热腔与炉内燃烧炉相连通，所述炉内燃烧炉通过辐射腔与高温烟气出口相连通；通过将炉内燃烧炉安装在炉体内，使炉体的热量不会向外传递，可循环利用，起到节能环保的作用。
进一步的，所述预热腔和辐射腔均位于热解腔的下部，所述预热腔位于辐射腔的下方，所述连通预热腔的吸烟管的顶端位于热解腔的中心上部；所述吸烟管将热解腔上部的烟气吸入预热腔中，热解腔的下部红碳层对预热腔进行辐射加热；在预热腔中预热加热后的烟气进入炉内燃烧炉进行点火燃烧，从炉内燃烧炉出来的高温烟气进入辐射腔，对辐射腔的腔体以及腔体外侧的预热腔进行辐射加热。
进一步的，所述预热腔和辐射腔均呈中空长方体状；烟气可围绕在腔体内流动，使辐射腔对预热腔和热解腔中的烟气和垃圾进行大面积充分地辐射加热，使烟气和垃圾的温度更加均匀。
进一步的，所述炉内燃烧炉设置在热解腔的中间一侧，所述预热腔和辐射腔在中间凸起且与炉内燃烧炉相连通，将热解腔隔开形成左右两个腔体；左右两个腔体能够调节垃圾的处理量，将炉内燃烧炉设置在中部，有利于热量的保存和辐射。
进一步的，所述炉体的外侧中部设置有贯通炉体至热解腔中的匀料破渣机构，所述匀料破渣机构包括安装在炉体上的支架、和通过油缸铰接座安装在支架上的运动油缸，以及与运动油缸相铰接且贯穿炉体至热解腔中的动杆，所述动杆通过密封支承套安装在炉体上，所述动杆的末端安装有破渣板，所述连接动杆的运动油缸的往复运动带动破渣板同步运动；所述破渣板将热解腔内的垃圾搅动均匀，也将炉渣破碎搅动，进而使炉体工作正常稳定，避免燃烧不充分且堵料的情况出现。
进一步的，所述炉体的顶部设置有烟气除湿接口，所述烟气除湿接口与安装在炉体顶部的除湿装置相连接，所述除湿装置通过管道与热解腔相连通且形成循环通路；位于热解腔顶部含较多水汽的烟气通过除湿装置冷凝后再回到热解腔中，除去了热解腔中大量多余的水汽。
进一步的，所述热解腔的上部设置有安装干燥板的干燥杆，所述干燥杆的两端安装在炉体上；所述干燥板和干燥杆被辐射加热后具有很高的温度，能够加热经过其周边的垃圾，对垃圾起到提前预热的作用，进而弥补了热解腔顶部预热不足的缺点。
进一步的，所述干燥杆两端贯穿炉体，与安装在炉体外侧的轴承活动连接，外所述干燥杆的一端固定安装有摆动杆，所述摆动杆的另一端与铰接在炉体上的摆动油缸相铰接；通过摆动油缸驱动带动摆杆转动，进而使干燥杆转动；干燥杆的转动带动干燥板转动，从而可以使垃圾在干燥板上进行预热干燥一段时间，然后随着干燥板的转动，其覆着加热后的垃圾即可落入热解腔。
进一步的，所述热解腔的下部设置有与出渣口相对应的炉排机构，所述炉排机构由炉排油缸驱动，所述炉排油缸的往复运动推动炉排机构同步运动；所述炉排机构将热解腔底部的炉渣推向出渣口排出。
本发明垃圾成套处理系统，包括所述多层多腔垃圾热解气化炉，所述多层多腔垃圾热解气化炉的进料口连接有安装入料斗的推料机构，所述高温烟气出口依次连接有尾气急冷塔、尾气脱酸塔、湿式净化器、活性炭吸附塔和烟囱；所述热解腔的中部一侧设置有与余热燃烧炉相连接的热解烟气出口，所述余热燃烧炉与余热蒸汽锅炉相连接，所述余热蒸汽锅炉分别连接有水处理系统和分气包，所述分气包连接有气轮机发电机组。
本发明的有益效果是，该热解气化炉可提高燃烧前烟气的温度，使烟气更容易燃烧且燃烧更加稳定，提高了热解气化程度，温度最高达到一千四百度，使炉体工作效率高；热能循环利用率高，燃烧产生高温烟气再经过余热蒸汽锅炉用来发电自给自足，达到节能环保的效果；烟气中的污染物在高温下裂解充分，排出的烟气中污染物含量更少；可以确保烟气排放达标。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是图1所示实施例的俯视剖面结构示意图；
图3是图1所示实施例的匀料破渣机构的结构示意图；
图4是图1所示实施例的干燥杆的结构示意图；
图5是本发明垃圾成套处理系统的连接结构示意图。
图中：1、多层多腔垃圾热解气化炉，11、炉体，111、炉体保温层，112、炉体耐火层，121、进料口，122、出渣口，123、烟气除湿接口，124、高温烟气出口，125、热解烟气出口，131、热解腔，132、吸烟管，133、预热腔，3、炉内燃烧炉，134、辐射腔，141、干燥杆，1411、轴承，142、干燥板，143、摆动杆，144、摆动油缸，151、匀料破渣机构，152、密封支承套，153、运动油缸，1531、油缸铰接座，154、动杆，1542、破渣板，155、支架，161、炉排机构，162、炉排油缸，2、推料机构，21、入料斗，3、炉内燃烧炉，4、除湿装置，5、余热燃烧炉，6、余热蒸汽锅炉，61、锅炉水处理系统，62、分气包，63、气轮机发电机组，7、尾气急冷塔，71、尾气脱酸塔，72、湿式净化器，73、活性炭吸附塔，74、烟囱。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明：
如图1-图4所示，本发明多层多腔垃圾热解气化炉实施例，包括外壁设置有保温层111以及内壁设置有耐火层112的炉体11，炉体11的上部设置有进料口121，炉体11的下部设置有出渣口122，炉体11的上部设置有高温烟气出口124；炉体11内包括有炉内燃烧炉3和热解腔131，以及设置在热解腔131中的吸烟管132、预热腔133和辐射腔134，热解腔131设置在炉体11内腔的上部，且位于进料口121的下方，热解腔131依次通过吸烟管132和预热腔133与炉内燃烧炉3相连通，炉内燃烧炉3通过辐射腔134与高温烟气出口124相连通；通过将炉内燃烧炉3安装在炉体11内，使炉体11的热量不会向外传递，可循环利用，起到节能环保的作用。
预热腔133和辐射腔134均位于热解腔131的下部，预热腔133位于辐射腔134的下方，连通预热腔133的吸烟管132的顶端位于热解腔131的中心上部；吸烟管132将热解腔131上部的烟气吸入预热腔133中，热解腔131的下部红碳层对预热腔133进行辐射加热；在预热腔133中预热加热后的烟气进入炉内燃烧炉3进行点火燃烧，从炉内燃烧炉3出来的高温烟气进入辐射腔134，对辐射腔134的腔体以及腔体外侧的预热腔133进行辐射加热；预热腔133和辐射腔134均呈中空长方体状；烟气可围绕在腔体内流动，使辐射腔134对预热腔133和热解腔131中的烟气和垃圾进行大面积充分地辐射加热，使烟气和垃圾的温度更加均匀；炉内燃烧炉3设置在热解腔131的中间一侧，预热腔133和辐射腔134在中间凸起且与炉内燃烧炉3相连通，将热解腔131隔开形成左右两个腔体；左右两个腔体能够调节垃圾的处理量，将炉内燃烧炉3设置在中部，有利于热量的保存和辐射。
炉体11的外侧中部设置有贯通炉体11至热解腔131中的匀料破渣机构151，匀料破渣机构151包括安装在炉体11上的支架155、和通过油缸铰接座1531安装在支架155上的运动油缸153，以及与运动油缸153相铰接且贯穿炉体11至热解腔131中的动杆154，动杆154通过密封支承套152安装在炉体11上，动杆154的末端安装有破渣板1542，连接动杆154的运动油缸153的往复运动带动破渣板1542同步运动；破渣板1542将热解腔131内的垃圾搅动均匀，也将炉渣破碎搅动，进而使炉体工作正常稳定，避免燃烧不充分且堵料的情况出现。
炉体11的顶部设置有烟气除湿接口123，烟气除湿接口123与安装在炉体11顶部的除湿装置4相连接，除湿装置4通过管道与热解腔131相连通且形成循环通路；位于热解腔131顶部含较多水汽的烟气通过除湿装置4冷凝后再回到热解腔131中，除去了热解腔131中大量多余的水汽。
热解腔131的上部设置有安装干燥板142的干燥杆141，干燥杆141的两端安装在炉体11上；干燥板142和干燥杆141被辐射加热后具有很高的温度，能够加热经过其周边的垃圾，对垃圾起到提前预热的作用，进而弥补了热解腔131顶部预热不足的缺点；干燥杆141两端贯穿炉体11，与安装在炉体11外侧的轴承1411活动连接，外干燥杆141的一端固定安装有摆动杆143，摆动杆143的另一端与铰接在炉体11上的摆动油缸144相铰接；通过摆动油缸144驱动带动摆杆143转动，进而使干燥杆141转动；干燥杆141的转动带动干燥板142转动，从而可以使垃圾在干燥板142上进行预热干燥一段时间，然后随着干燥板142的转动，其覆着加热后的垃圾即可落入热解腔131。
热解腔131的下部设置有与出渣口122相对应的炉排机构161，炉排机构161由炉排油缸162驱动，炉排油缸162的往复运动推动炉排机构161同步运动；炉排机构161将热解腔131底部的炉渣推向出渣口122排出。
如图5所示，一种垃圾成套处理系统，包括多层多腔垃圾热解气化炉，多层多腔垃圾热解气化炉1的进料口121连接有安装入料斗21的推料机构2，高温烟气出口124依次连接有尾气急冷塔7、尾气脱酸塔71、湿式净化器72、活性炭吸附塔73和烟囱74；热解腔131的中部一侧设置有与余热燃烧炉5相连接的热解烟气出口125，余热燃烧炉5与余热蒸汽锅炉6相连接，余热蒸汽锅炉6分别连接有水处理系统61和分气包62，分气包62连接有气轮机发电机组63。
本发明多层多腔垃圾热解气化炉及其应用垃圾成套处理系统实施例的工作过程是：将垃圾倒入料斗21，然后由推料机构2将垃圾从进料口121推入热解腔131中，垃圾由干燥板142进行干燥，且在热解腔131中进行热解气化，所产生的水汽由除湿装置4进行冷凝；所产生的烟气从吸烟管132进入到预热腔133中，随后进入炉内燃烧炉3进行点火燃烧，从炉内燃烧炉3出来的高温烟气进入辐射腔134，对辐射腔134的腔体以及腔体外侧的预热腔133进行辐射加热；高温烟气通过高温烟气出口124依次进行急冷、脱酸、净化和活性炭吸附，最后从烟囱74排出；另外，热解腔131中的热解烟气通过热解烟气出口125进入余热燃烧炉5进行再次点火燃烧，然后通过余热蒸汽锅炉6进入水处理系统61进行水质处理，其中所产生的蒸汽通过分气包62推动气轮机带动发电机组63进行发电。
说明书中未详细说明的内容属于本领域技术人员熟知的现有技术。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应当视为在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多层多腔垃圾热解气化炉，其特征在于，包括外壁设置有保温层以及内壁设置有耐火层的炉体，所述炉体的上部设置有进料口，炉体的下部设置有出渣口，所述炉体的上部还设置有高温烟气出口；所述炉体内设有炉内燃烧炉和热解腔，以及设置在热解腔中的吸烟管、预热腔和辐射腔，所述热解腔设置在炉体内腔的上部，且位于进料口的下方，所述热解腔依次通过吸烟管和预热腔与炉内燃烧炉相连通，所述炉内燃烧炉通过辐射腔与高温烟气出口相连通。
2.根据权利要求1所述的一种多层多腔垃圾热解气化炉，其特征在于，所述预热腔和辐射腔均位于热解腔的下部，所述预热腔位于辐射腔的下方，所述连通预热腔的吸烟管的顶端位于热解腔的中心上部。
3.根据权利要求1或2所述的多层多腔垃圾热解气化炉，其特征在于，所述预热腔和辐射腔均呈中空长方体状。
4.根据权利要求1-3任一所述的多层多腔垃圾热解气化炉，其特征在于，所述炉内燃烧炉设置在热解腔的中间一侧，所述预热腔和辐射腔在中间凸起且与炉内燃烧炉相连通，将热解腔隔开形成左右两个腔体。
5.根据权利要求1-4任一所述的多层多腔垃圾热解气化炉，其特征在于，所述炉体的外侧中部设置有贯通炉体至热解腔中的匀料破渣机构，所述匀料破渣机构包括安装在炉体上的支架、和通过油缸铰接座安装在支架上的运动油缸，以及与运动油缸相铰接且贯穿炉体至热解腔中的动杆，所述动杆通过密封支承套安装在炉体上，所述动杆的末端安装有破渣板，所述连接动杆的运动油缸的往复运动带动破渣板同步运动。
6.根据权利要求1-5任一所述的多层多腔垃圾热解气化炉，其特征在于，所述炉体的顶部设置有烟气除湿接口，所述烟气除湿接口与安装在炉体顶部的除湿装置相连接，所述除湿装置通过管道与热解腔相连通且形成循环通路。
7.根据权利要求1-6任一所述的多层多腔垃圾热解气化炉，其特征在于，所述热解腔的上部设置有安装干燥板的干燥杆，所述干燥杆的两端安装在炉体上。
8.根据权利要求1-7任一所述的多层多腔垃圾热解气化炉，其特征在于，所述干燥杆两端贯穿炉体，与安装在炉体外侧的轴承活动连接，外所述干燥杆的一端固定安装有摆动杆，所述摆动杆的另一端与铰接在炉体上的摆动油缸相铰接；通过摆动油缸驱动带动摆杆转动，进而使干燥杆转动。
9.根据权利要求1-8任一所述的多层多腔垃圾热解气化炉，其特征在于，所述热解腔的下部设置有与出渣口相对应的炉排机构，所述炉排机构由炉排油缸驱动，所述炉排油缸的往复运动推动炉排机构同步运动。
10.一种垃圾成套处理系统，其特征在于，包括有权利要求1-9任一所述的多层多腔垃圾热解气化炉，所述多层多腔垃圾热解气化炉的进料口连接有安装入料斗的推料机构，所述高温烟气出口依次连接有尾气急冷塔、尾气脱酸塔、湿式净化器、活性炭吸附塔和烟囱；所述热解腔的中部一侧设置有与余热燃烧炉相连接的热解烟气出口，所述余热燃烧炉与余热蒸汽锅炉相连接，所述余热蒸汽锅炉分别连接有水处理系统和分气包，所述分气包连接有气轮机发电机组。
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