CN110713849A - 一种城市生活垃圾热解气化炉与热解气化方法 - Google Patents
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Abstract
一种城市生活垃圾热解气化炉与热解气化方法，包括内筒，内筒外侧设置有外筒，内筒由上至下分别为提升管段、流化床段和风室，所述的外筒和内筒之间为水夹套，内筒的内部有耐火砖内衬，所述的提升管段上部有气体出口，所述的流化床段中部有垃圾入口和灰渣出口，流化床段内部有床料，垃圾入口和灰渣出口位于床料上方，床料位于风室上方，垃圾入口上部设置有螺旋给料机。本发明可以大大降低二噁英的生成，热解气化炉中的物料采用流化床方式运行，在较短的停留时间就可以完成热解气化，大大加快了垃圾的处理速度。
Description
技术领域
本发明涉及城市生活垃圾处理技术领域，特别涉及一种城市生活垃圾热解气化炉与热解气化方法。
背景技术
目前城市生活垃圾的处理方法主要有填埋、堆肥和焚烧三种。其中，填埋是我国大多数城市处理生活垃圾的最主要方法，需要占用大量的土地，大多数垃圾填埋没有经过无害化处理，在垃圾填埋之后，会产生沼气和垃圾渗滤液等，其中的有害成分对大气、土壤、地表水体和地下水造成严重污染，破坏生态环境甚至危害人体健康。堆肥处理，要求垃圾中有机物含量高，而且堆肥技术也存在明显的缺点不能处理不可腐烂的有机物和无机物，因此减容、减量及无害化程度低，仅仅依靠堆肥处理仍然不能彻底解决垃圾问题。焚烧技术对垃圾进行焚烧处理减容、减量及无害化程度都很高，焚烧过程产生的热量用来发电，可以实现垃圾的能源化，是一种较好的垃圾处理方法。但对焚烧条件控制不当会存在烟气污染问题，尤其是易产生剧毒物二噁英，成为制约垃圾焚烧推广应用的瓶颈。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种城市生活垃圾热解气化炉与热解气化方法，可以大大降低二噁英的生成，热解气化炉中的物料采用流化床方式运行，在较短的停留时间就可以完成热解气化，大大加快了垃圾的处理速度。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种城市生活垃圾热解气化炉，包括内筒4，内筒4外侧设置有外筒2，所述的内筒4由上至下分别为提升管段6、流化床段7和风室10，所述的外筒2和内筒4之间为水夹套3，内筒2的内部有耐火砖内衬5，所述的提升管段6上部有气体出口1，所述的流化床段7中部有垃圾入口13和灰渣出口11，流化床段7内部有床料8，垃圾入口13和灰渣出口11位于床料8上方，床料8位于风室10上方，垃圾入口13上部设置有螺旋给料机12。
所述的流化床段7为变径结构，上方的直径小于下方，且上方与提升管段6直径相同，下方与风室10直径相同。
所述的垃圾入口13和灰渣出口11分别位于流化床段7两侧。
所述的垃圾入口13和灰渣出口11与流化床段7连通处呈一定的倾角。
所述的风室10上部设置有布风板9。
所述的内筒4和外筒2为耐热钢材质。
所述的床料8采用使用石英砂或碳化硅颗粒。
一种城市生活垃圾热解气化方法，包括以下步骤：
经过破碎后的城市生活垃圾从螺旋给料机12经过垃圾入口13进入热解气化炉的流化床段7，与流化床段7内部的高温床料8接触，加热后发生热解反应，生成热解气和半焦；
蒸汽和空气进入热解气化炉底部的风室10，经过布风板9后，进入流化床段7，垃圾热解后生成的半焦和蒸汽和空气发生反应，释放出热量，加热床料8，生成一氧化碳和氢气等气化气和灰渣，灰渣从灰渣出口11排出热解气化炉；
气化气和热解气连同夹带的飞灰进入热解气化炉的提升管段6，从提升管段6上部的气体出口1排出热解气化炉；
垃圾热解后生成的半焦和蒸汽和空气发生反应，释放出的热量除去用于垃圾热解和气化外，其余的热量用于加热水夹套3的给水，产生的蒸汽一部分送入热解气化炉底部的风室10，用于垃圾热解半焦的气化，其余的蒸汽送往发电系统用于发电。
本发明的有益效果：
本发明可以将城市生活垃圾热解和气化，生成少量的灰渣和飞灰，实现垃圾的减量化，热解气化后生成的包括热解气和气化气的混合气可以作为燃料燃烧，由于在热解气化过程中，气化温度很高，反应后氧的含量很低，可以大大降低二噁英的生成。由于热解气化炉中的物料采用流化床方式运行，物料扰动剧烈，传热传质迅速，较短的停留时间就可以完成热解气化，大大加快了垃圾的处理速度。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
其中，1为气体出口、2为外筒、3为水夹套、4为内筒、5为耐火砖内衬、6为提升管段、7为流化床段、8为床料、9为布风板、10为风室、11为灰渣出口、12为螺旋给料机、13为垃圾入口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，在城市生活垃圾热解气化炉中，经过破碎后的城市生活垃圾经过螺旋给料机12后从垃圾入口13进入热解气化炉的流化床段7，在流化床段7与高温的床料8接触，垃圾受热后发生热解反应，生成热解气和半焦。蒸汽和空气进入热解气化炉底部的风室10，经过布风板9后进入流化床段7，与床层中的半焦反应，释放出热量，加热床料8，半焦与蒸汽和空气反应后生成一氧化碳和氢气等气化气和灰渣，灰渣从灰渣出口11排出热解气化炉。气化气和热解气混合，连同夹带的飞灰进入热解气化炉上部的提升管段6，从提升管段6上部的气体出口1排出热解气化炉。
半焦与蒸汽和空气反应释放出的热量一部分用于加热床料8供垃圾热解，多余的热量通过床料和气化气、热解气等气体传递给耐火砖内衬5和耐热钢制内筒4，用于加热水夹套3中的给水，产生蒸汽，一部分蒸汽送入热解气化炉底部的风室10，供气化用，其余的蒸汽送入发电系统用于发电。
需要指出的是，上述实施例只为说明本发明的技术构思和特点，具体的实施方法，如内筒和外筒的材质，床料的材质，蒸汽的用途等仍可进行修改和改进，但都不会由此而背离权利要求书中所规定的本发明的范围和基本精神。
Claims (8)
1.一种城市生活垃圾热解气化炉，其特征在于，包括内筒(4)，内筒(4)外侧设置有外筒(2)，所述的内筒(4)由上至下分别为提升管段(6)、流化床段(7)和风室(10)，所述的外筒(2)和内筒(4)之间为水夹套(3)，内筒(2)的内部有耐火砖内衬(5)，所述的提升管段(6)上部有气体出口(1)，所述的流化床段(7)中部有垃圾入口(13)和灰渣出口(11)，流化床段(7)内部有床料(8)，垃圾入口(13)和灰渣出口(11)位于床料(8)上方，床料(8)位于风室(10)上方，垃圾入口(13)上部设置有螺旋给料机(12)。
2.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾热解气化炉，其特征在于，所述的流化床段(7)为变径结构，上方的直径小于下方，且上方与提升管段(6)直径相同，下方与风室(10)直径相同。
3.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾热解气化炉，其特征在于，所述的垃圾入口(13)和灰渣出口(11)分别位于流化床段7两侧。
4.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾热解气化炉，其特征在于，所述的垃圾入口(13)和灰渣出口(11)与流化床段(7)连通处呈一定的倾角。
5.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾热解气化炉，其特征在于，所述的风室(10)上部设置有布风板(9)。
6.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾热解气化炉，其特征在于，所述的内筒(4)和外筒(2)为耐热钢材质。
7.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾热解气化炉，其特征在于，所述的床料(8)采用使用石英砂或碳化硅颗粒。
8.一种城市生活垃圾热解气化方法，其特征在于，包括以下步骤：
经过破碎后的城市生活垃圾从螺旋给料机(12)经过垃圾入口(13)进入热解气化炉的流化床段(7)，与流化床段(7)内部的高温床料(8)接触，加热后发生热解反应，生成热解气和半焦；
蒸汽和空气进入热解气化炉底部的风室(10)，经过布风板(9)后，进入流化床段(7)，垃圾热解后生成的半焦和蒸汽和空气发生反应，释放出热量，加热床料(8)，生成一氧化碳和氢气等气化气和灰渣，灰渣从灰渣出口(11)排出热解气化炉；
气化气和热解气连同夹带的飞灰进入热解气化炉的提升管段(6)，从提升管段(6)上部的气体出口(1)排出热解气化炉；
垃圾热解后生成的半焦和蒸汽和空气发生反应，释放出的热量除去用于垃圾热解和气化外，其余的热量用于加热水夹套(3)的给水，产生的蒸汽一部分送入热解气化炉底部的风室(10)，用于垃圾热解半焦的气化，其余的蒸汽送往发电系统用于发电。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114686269A (zh) * | 2020-12-27 | 2022-07-01 | 新疆宜化化工有限公司 | 一种避免炉底焦渣与石英砂固化形成板结体的循环流化床煤气化炉 |
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| CN102936518A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-02-20 | 中国石油大学(华东) | 生活垃圾耦合流化床分级热解气化工艺 |
| CN105737164A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-07-06 | 中国环境科学研究院 | 一种垃圾热解气化炉 |
| CN211339404U (zh) * | 2019-11-05 | 2020-08-25 | 西安热工研究院有限公司 | 一种城市生活垃圾热解气化炉 |
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