CN110655956A - 一种危废气化处理系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供的一种危废气化处理系统，包括贯通式的承压外壳、燃烧室和激冷区；外壳燃烧室包括顶置一体化燃烧器和侧置燃烧器，氧气和燃烧气通过顶置一体化燃烧器通入燃烧室内，危废在燃烧室内气化，将危废转化为合成气和灰渣，一起通过燃烧室渣口，进入激冷区，在激冷环和激冷雾化喷头的降温后，合成气沿着下降管、上升管到达水浴池，经水浴池再次降温后，从合成气出口排出，灰渣沿着下降管直接从排渣口排出，可直接通入到下一洗涤工序使用。本申请中提供的危废气化处理系统，可根据实际危废处理量的大小，通过调节投煤量、氧气量和燃烧气量，从而有效地控制系统燃烧室内温度；同时，该燃烧室内可产生处理危废的理想温度的高温，因此，综合效率高。

Description

一种危废气化处理系统

技术领域

本申请涉及废料处理技术领域，具体涉及一种危废气化处理系统。

背景技术

危废是指在生产中产生的危险废物，主要包括有机废水、废油、废催化剂、液化残渣、煤焦油等具体种类。为实现对资源的合理利用，危废物一般会通过回收加工处理，转变成可在利用的原料。而危废物料在进行加工处理的过程中易产生有害物质，例如二噁英，这些有害物质扩散后将对环境和人体产生较大危害。为此一般在对危废物料进行处理时会通过一定工艺过程进行净化，以避免二噁英等有害物质的产生。

目前，为了减少能耗，在对危废物料进行回收加工时，通常将裂解气化装置和等离子熔融装置结合在一起作为一体炉，这种加工环境下依然有二噁英产生，二噁英净化效果较差，同时，也不能大规模的处理工业产生的危废，且处理炉中的温度低，存在危废处理不完全的现象。

发明内容

本申请提供了一种危废气化处理系统，解决了传统技术中采用裂解气化装置和等离子熔融装置结合在一起的一体炉处理危废，不但产生有害气体，同时，也不能大规模的处理工业产生的危废，且处理炉中的温度低，存在危废处理不完全的现象的问题。

本申请解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种危废气化处理系统，包括贯通式的承压外壳、燃烧室和激冷区；

所述燃烧室和激冷区设置在所述承压外壳内，且沿所述承压外壳由上至下依次排列布置且相互连接；

所述燃烧室包括顶置一体化燃烧器和侧置燃烧器，所述顶置一体化燃烧器设置于所述燃烧室顶部中心且自所述承压外壳的外部贯穿至所述燃烧室的内部，以起到点火、开工和监测所述燃烧室燃烧状态的作用，所述侧置燃烧器设置于所述燃烧室侧壁上，且自所述承压外壳的外部贯穿至所述燃烧室的内部，所述燃烧室通过燃烧室渣口与所述激冷区连通；

所述燃烧室与所述承压外壳之间具有环隙空腔，环隙空腔通过隔膜板与激冷区分隔；

所述激冷区内设置有激冷室、下降管、上升管和水浴池，所述下降管设置在所述底部中间位置并与所述燃烧室渣口相连通，所述上升管设置在所述下降管外围，所述激冷室与所述承压外壳之间灌装有水，形成水浴池，所述上升管的底部插入所述水浴中，上升管和承压外壳通过连接支架连接；

所述承压外壳激冷室部的侧壁上设有合成气出口；

所述激冷室侧壁上设置有激冷环，所述激冷环下方设置有激冷雾化喷头；

所述承压外壳最底端中心设有排渣口；

所述燃烧室内壁上设置有膜式水冷壁，所述膜式水冷壁为螺旋盘管式水冷壁或直管式水冷壁。

可选的，所述膜式水冷壁的内壁涂饰碳化硅，所述燃烧室渣口的内壁涂饰有碳化硅。

可选的，所述燃烧室还包括上顶锥和下底锥，所述上顶锥和下底锥分别设置在所述燃烧室的上顶部和下底部。

可选的，所述上顶锥结构与竖直方向的夹角为10-60o，所述下底锥结构与水平方向的夹角为10-60o。

可选的，所述侧置燃烧器的数量为2-6个，且均匀分布在所述燃烧室侧壁垂直的同个平面上。

可选的，所述激冷雾化喷头的数量为6-24个，且均匀分布在与所述激冷室侧壁垂直的同个平面上。

本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：

本申请提供的一种危废气化处理系统，包括贯通式的承压外壳、燃烧室和激冷区；外壳燃烧室包括顶置一体化燃烧器和侧置燃烧器，燃烧室内壁上设置有膜式水冷壁，膜式水冷壁为螺旋盘管式水冷壁或直管式水冷壁，可以实现高的气化温度，适应原料煤宽泛的灰熔点范围，可以适应各种原料煤，实现原料煤本地化。当整个系统在使用时，顶置一体化燃烧器一方面作为氧气和燃烧气的输送通道，通过顶置一体化燃烧器点火，开工；另一方面，待燃烧室压力升至稳定、温度上升，再通过侧置燃烧器将粉煤通入燃烧室，待温度升至高温，顶置一体化燃烧器监测燃烧室燃烧状态，再将氧气、燃烧气通道切换为危废通道，通过燃烧室内的高温高压将危废在燃烧室内气化，转化为合成气和灰渣，一起通过燃烧室渣口，进入激冷区，在激冷环和激冷雾化喷头的降温后，合成气沿着下降管、上升管到达水浴池，经水浴池再次降温后，从合成气出口排出，灰渣沿着下降管直接从排渣口排出，可直接通入到下一洗涤工序使用。本申请中提供的危废气化处理系统，可根据实际危废处理量的大小，通过调节投煤量、氧气量和燃烧气量，从而有效地控制系统燃烧室内温度；同时，该燃烧室内可产生处理危废的理想温度的高温，因此，综合效率高。本申请提供的危废气化处理系统，解决了传统技术中采用裂解气化装置和等离子熔融装置结合在一起的一体炉处理危废，不但产生有害气体，同时，也不能大规模的处理工业产生的危废，且处理炉中的温度低，存在危废处理不完全的现象的问题，具有很好的经济效益和实用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的危废气化处理系统结构示意图。

附图标记说明：

1-顶置一体化燃烧器、2-上顶锥、3-承压外壳、4-侧置燃烧器、5-膜式水冷壁、6-下底锥、7-燃烧室渣口、8-合成气出口、9-下降管、10-上升管、11-水浴池、12-支架、13-排渣口、14-激冷区、15-激冷雾化喷头、16-激冷室、17-激冷环、18-隔膜板、19-燃烧室。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

干煤粉气化技术作为煤炭清洁使用的关键技术，有效的改善煤气化技术的应用质量，科学合理地将煤炭资源进行转化，既能解决能源危机，有时限环境和经济可持续发展。干煤粉技术因其清洁、高效、原料覆盖范围广泛等优势特点，成为煤炭化技术中最具代表性的技术。其基于射流卷吸原理，将不高于6％含水量的干煤粉、水蒸气和氧气等氧化剂利用喷嘴，迅速喷至气化炉内，干煤粉和氧化剂在炉内高温的条件下迅速反应生成煤气，通过氧煤的配比控制生成煤气的组分。合成气通过激冷流程液态排渣和合成气洗涤系统除去其中的飞灰，得到粗煤气。基本所有的煤都能进行气化反应，而且煤气不含焦油，微量的污染物也容易得到净化，另外煤炭转化率非常高，可以达到99％以上。

因此，本申请实施例中选择将危废物通过危废气化处理系统，利用煤气化产生的高温处理危废，同时也可产生CO和H₂的合成气、中压蒸汽，综合能源利用高，本申请实施例中的处理装置产生的中压蒸汽有效的保证了保护承压外壳3工作在安全温度以下进行。

请参考附图1，附图1为本申请实施例提供的危废气化处理系统结构示意图，如图1所示，本申请实施例提供的危废气化处理系统，包括贯通式的承压外壳3、燃烧室19和激冷区13；

其中，燃烧室19和激冷区13设置在承压外壳3内，且沿承压外壳3由上至下依次排列布置且相互连接；

燃烧室19包括顶置一体化燃烧器1和侧置燃烧器4，顶置一体化燃烧器1设置于燃烧室19顶部中心且自承压外壳3的外部贯穿至燃烧室19的内部，以起到点火、开工和监测所述燃烧室19燃烧状态的作用，侧置燃烧器4设置于燃烧室19侧壁上，且自承压外壳3的外部贯穿至燃烧室19的内部，燃烧室19通过燃烧室渣口7与激冷区13连通，其中，顶置一体化燃烧器1具有开工、点火和监控的功能，侧置燃烧器4不具有点火功能，只作为输送粉煤和氧气使用，顶置一体化燃烧器1和侧置燃烧器4可根据实际危废的处理量，通过调节粉煤和氧气的含量，有效控制炉内温度，实现灵活调整。

燃烧室19与承压外壳3之间具有环隙空腔，环隙空腔通过隔膜板18与激冷区13域分隔；

激冷区13内设置有激冷区14、下降管9、上升管10和水浴池11，下降管9设置在底部中间位置并与燃烧室渣口7相连通，上升管10设置在下降管9外围，激冷区14与承压外壳3之间灌装有水，形成水浴池11，上升管10的底部插入水浴中，上升管10和承压外壳3通过连接支架12连接；

承压外壳3激冷区14部的侧壁上设有合成气出口8；

激冷区14侧壁上设置有激冷环17，激冷环17通入激冷水在激冷室19内壁形成一层保护液膜，激冷环17下方设置有激冷雾化喷头15，激冷雾化喷头15喷淋冷却水对合成气进行冷却；

承压外壳3最底端中心设有排渣口13。

本申请实施例提供的危废气化处理系统，通过在燃烧室19内壁上设置膜式水冷壁5，其中，膜式水冷壁5为螺旋盘管式水冷壁或直管式水冷壁，这样可以实现高的气化温度，适应原料煤宽泛的灰熔点范围，可以适应各种原料煤，实现原料煤本地化。当整个系统在使用时，顶置一体化燃烧器1一方面作为氧气和燃烧气的输送通道，通过顶置一体化燃烧器1点火，开工；另一方面，待燃烧室19压力升至稳定、温度上升，再通过侧置燃烧器4将粉煤通入燃烧室19，待温度升至高温，顶置一体化燃烧器1监测燃烧室燃烧状态，氧气、燃烧气通道切换为危废通道，通过燃烧室19内的高温高压将危废在燃烧室19内气化，转化为合成气和灰渣，一起通过燃烧室渣口7，进入激冷区13，在激冷环17和激冷雾化喷头15的降温后，合成气沿着下降管9、上升管10到达水浴池11，经水浴池11再次降温后，从合成气出口8排出，灰渣沿着下降管9直接从排渣口13排出，可直接通入到下一洗涤工序使用。本申请中提供的危废气化处理系统，可根据实际危废处理量的大小，通过调节投煤量、氧气量和燃烧气量，从而有效地控制系统燃烧室19内温度，本系统中燃烧室19内温度可达到1500-1700℃的高温，此温度范围是处理危废的理想温度，因此能够达到高效、完全处理危废的效果，综合效率高。

为了进一步改进本申请实施例中提供的危废气化处理系统，在膜式水冷壁5的内壁涂饰碳化硅，碳化硅作为保护层可以用来挂渣，在燃烧室渣口7的内壁涂饰有碳化硅。

可选的，燃烧室19还包括上顶锥2和下底锥6，上顶锥2和下底锥6分别设置在燃烧室19的上顶部和下底部。

进一步的，上顶锥2结构与竖直方向的夹角为10-60o，下底锥6结构与水平方向的夹角为10-60o，以便于合成气和灰渣能顺利排出，同时也是膜式水冷壁5收口的过渡结构。

可选的，侧置燃烧器4的数量为2-6个，且均匀分布在燃烧室19侧壁垂直的同个平面上，沿圆周均匀布置，借助撞击流以强化热质传递过程，使燃烧室19内横截面气速相对趋于均匀。

可选的，激冷雾化喷头15的数量为6-24个，且均匀分布在与激冷区14侧壁垂直的同个平面上，使得对合成气的整个冷却过程相对稳定和均匀。

为了便于本领域技术人员更好的理解本方案中提供的技术，本申请实施例中还提供了该危废气化处理系统的具体工作流程：

氧气和燃烧气通过顶置一体化燃烧器1通入燃烧室19内，顶置一体化燃烧器1点火，开工，待燃烧室19压力升至稳定(4MPag)、温度上升，再通过侧置燃烧器4将粉煤通入燃烧室19，待温度升至高温1500-1700℃，再将顶置一体化燃烧穷1的氧气、燃烧气通道切换为危废通道，危废在燃烧室19内气化，将危废转化为合成气和灰渣，一起通过燃烧室渣口7，进入激冷区13，在激冷环17和激冷雾化喷头15的作用下进行冷却降温后，合成气沿着下降管9、上升管10到达水浴池11，经水浴池11再次降温后，将温度降至220℃，从合成气出口8排出，灰渣沿着下降管9直接从排渣口13排出，可直接通入到下一洗涤工序使用，达到循环利用的优点。

需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种危废气化处理系统，其特征在于，包括贯通式的承压外壳、燃烧室和激冷区；

所述燃烧室和激冷区设置在所述承压外壳内，且沿所述承压外壳由上至下依次排列布置且相互连接；

所述燃烧室包括顶置一体化燃烧器和侧置燃烧器，所述顶置一体化燃烧器设置于所述燃烧室顶部中心且自所述承压外壳的外部贯穿至所述燃烧室的内部，以起到点火、开工和监测所述燃烧室燃烧状态的作用，所述侧置燃烧器设置于所述燃烧室侧壁上，且自所述承压外壳的外部贯穿至所述燃烧室的内部，所述燃烧室通过燃烧室渣口与所述激冷区连通；

所述燃烧室与所述承压外壳之间具有环隙空腔，环隙空腔通过隔膜板与激冷区分隔；

所述激冷区内设置有激冷室、下降管、上升管和水浴池，所述下降管设置在所述激冷室底部中间位置并与所述燃烧室渣口相连通，所述上升管设置在所述下降管外围，所述激冷室与所述承压外壳之间灌装有水，形成水浴池，所述上升管的底部插入所述水浴中，上升管和承压外壳通过连接支架连接；

所述承压外壳激冷室的侧壁上设有合成气出口；

所述激冷室侧壁上设置有激冷环，所述激冷环下方设置有激冷雾化喷头；

所述承压外壳最底端中心设有排渣口；

所述燃烧室内壁上设置有膜式水冷壁，所述膜式水冷壁为螺旋盘管式水冷壁或直管式水冷壁。

2.根据权利要求1所述的危废气化处理系统，其特征在于，所述膜式水冷壁的内壁涂饰碳化硅，所述燃烧室渣口的内壁涂饰有碳化硅。

3.根据权利要求1所述的危废气化处理系统，其特征在于，所述燃烧室还包括上顶锥和下底锥，所述上顶锥和下底锥分别设置在所述燃烧室的上顶部和下底部。

4.根据权利要求3所述的危废气化处理系统，其特征在于，所述上顶锥结构与竖直方向的夹角为10-60°，所述下底锥结构与水平方向的夹角为10-60°。

5.根据权利要求1所述的危废气化处理系统，其特征在于，所述侧置燃烧器的数量为2-6个，且均匀分布在所述燃烧室侧壁垂直的同个平面上。

6.根据权利要求1所述的危废气化处理系统，其特征在于，所述激冷雾化喷头的数量为6-24个，且均匀分布在与所述激冷室侧壁垂直的同个平面上。

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