CN1130444C - 气化反应装置 - Google Patents

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Abstract

一个气化反应装置(10)，包括一个气化罐(12)、一个气体燃烧室(70)和在罐(12)上部(12’)的风扇和旋风组合件(20)，组合件(20)有两个功能：第一，扇叶对进入的原料(14，14’)施加离心运动，使之与罐加热的内壁直接接触以使气化反应快速启动；第二，组合件(20)对产品气施加旋风运动，导致颗粒物从气体中分离出去，气体经一个穿过罐(12)中部的路径输送到出料口。

Description

气化反应装置
本发明涉及一种气化反应装置。
更具体的，题述的装置是用于将有机原料、或含有机物的原料转化为高热能值的气体。它尤其适合用于垃圾的处理。
对处理诸如商业和城市生活垃圾一直存在着迫切的需求。垃圾填埋法是一种传统的处理方法，但是其存在一些显而易见的缺点。燃烧法或许是一种更好的处理方法。但也有它的限制。具体而言，它的能量转化率相当低，并且对于废热的利用，例如用于地区取暖，受到诸如效率问题和热能传送的高资金花费的困扰。燃烧器产生大量的低热能值的烟道气。这些烟道气必须在排放到大气之前进行昂贵的净化处理。燃烧器还产生大量需要处理的灰烬。
因此燃烧法不是一种替代垃圾填埋法的理想方法。
气化是替代燃烧法的一种具有潜力和吸引力的方法。在气化过程中，有机物被直接分解，例如在没有空气的条件下进行热解，将其转化为可燃气和灰烬。不幸的是，利用已有的气化器产生的气体被碳和灰烬颗粒严重地污染。气体在有效地应用于热源或转化为电能以前，需要艰巨的和昂贵的净化。通常，利用已有的气化设备生成的气体被高毒性的二氧芑所污染。
本发明的目的是开发一种高效转化器或气化器，使其能够在仅产生很少灰烬的情况下，生产干净、高热能值的气体。另一个目的是发明一种具有适应性的转化器或气化器设计，使其既可用于大规模的城市垃圾处理场所，也可以用于如旅馆、工厂和购物区等小型地点。在后者的应用中，理想的气化器将能够提供该地区所需的全部能量，并且真正实现自给自足。
包含本发明的气化反应装置的一个城市垃圾处理工厂的运作可以描述如下。
将运来的固体垃圾输送到一个分类站。在这里，铁和非铁金属物品被取出。还被取出的有陶瓷和玻璃物品。剩余的固体垃圾主要是有机物，包含纤维素、塑料和橡胶材料。这些垃圾被送到粉碎站，将其破碎为同一尺寸的小颗粒。在这一阶段，垃圾通常含有大量水分，因此它被送到干燥器。来自于锅炉/发动机的废气向干燥器提供能量，并且还用于进一步将气体转化为可利用的能量，如电能或热能。以气态形式排出的水分经冷凝排放到下水道。
干燥的垃圾，如果呈饼状先进行粉碎，然后被传送到气化器以便分解为可燃气和灰烬。所生产的气体可以有多种用途，但其首要用途是驱动一个气体涡轮发电机来生产电能，由此所获得的部分或全部电能将被输往国家的高压输电网系统。部分气体被用来加热气化装置。从气化器排出的废气可以间接用来加热干燥器。从气体涡轮发电机排出的废气被通入换热器用以产生过热蒸汽，后者用作蒸汽涡轮发电机的动力。部分蒸汽可以用来加热干燥器。由蒸汽涡轮发电机产生的电能可以用来满足工厂内设备的能量需要，或者输送到高压输电网系统。
从前述的描述可以看出气化工厂有很高的令人满意的经济性。燃料(垃圾)的获得，将不会使工厂经营者有任何花费。实际上，经营者还可以向垃圾的生产者收取排污费。一旦建立和投入运行，除了员工薪金和日常的维持及修理，这个工厂不需要任何大的花费。用于工厂运行的能量输入可以从垃圾自身有效地获得。从垃圾获得的额外能量可以销售获取利润，例如，以电能或热能的形式。
利用本发明，气化固体或液体有机物以生产高热能值的气体的一种方法包含如下步骤，在从气化罐排出空气的同时，升高气化罐中的温度，在无空气条件下加料到气化罐顶部，利用风扇将物料离心分散，使之与加热的气化罐内侧直接接触，从而分解为气体和灰烬，然后用旋风装置将气化罐内的产品气裂解并充分去除诸如灰烬的颗粒物，气体沿着穿过气化罐的中轴线方向导向一个出料口。
本发明提供了一种改进的气化反应装置。因此，依据本发明，提供了一个气化反应装置，在其中设置了一个气化罐的燃烧室，气化罐有一个用于加入将被气化的物料的进料口和排放产品气的出料口，进料口包含空气隔离和密封元件，以防止空气随原料进入气化罐，在气化罐内的上部有一个组合的旋转风扇和旋风组件，它们分别用于a)分散进入的原料使其与气化罐加热的内壁相接触和b)使产品气形成旋风以便在从出料口排放前去除颗粒物。
下面以实施例的形式，参考附图，对本发明进行更详细地介绍，其中：
图1是依据本发明的第一气化反应装置的部分截面图；
图2是依据本发明的第二气化反应装置的部分截面图；
图3是图2中气化反应装置的转筒组件的剖面图；
图4和图5分别是上部和下部轴组件的剖面图，它们支撑着图2中气化反应装置的转筒组件；
图6是图2中所围的部分VI的细节图；
图7是图2中所围的部分VII的细节图。
图1中气化反应装置10包含一个气化罐12，例如，由不锈钢制成。罐12内，在无氧化气体条件下，原料14，14′被热解为高热能值的气体和灰烬。罐12具有一个正圆柱形的上部12′和一个截锥形的下部12″，12″沿灰烬收集器16方向逐渐变细并中止于灰烬收集器。16是由两个彼此相隔一定距离的闸门阀18组成，以形成一个空气闸门，利用它可以定期将灰烬排出而不会使空气进入气化罐12。
气化罐12内，位于它的上部12′，有一个旋风扇组件20，旋风扇20固定于一个空心轴22上，后者从气化罐向上延伸。这个轴内部含有一个焊接于气化罐顶盖26上的竖直管道24。依次，轴22与驱动轴28相连。驱动轴28悬挂于一个密封的、空气和气体密闭的支撑组件30中，后者在管道24顶部的附近，并且优选液冷。电动马达驱动设备32是用来使两个轴22、28旋转，并导致旋风扇20的转动。
两个轴22、28仅由支撑组件30提供基本支撑。轴22穿过旋风扇20向下延伸。固定于它的底部的是一个石墨衬套34，在该衬套的内部由一个中心定位销固定于一个辐条36上。在衬套34和中心定位销之间有1mm左右的间隙。衬套和定位销一起对轴28并不起支撑作用；只有支撑组件30对轴的旋转起支撑作用。定位销和衬套34主要是组成一个安全组件，来约束或限制轴22和旋风扇20的径向运动在安全的界限以内。
空气不能够进入装置10特别是所述的罐12，而且除非通过气体管道38，气体也无法从罐内逃逸出。管道38是从竖直的管道24引出的分支，包含一个通往安全压力密封装置的连接件40，但所述的安全压力密封装置没有在图中显示。
欲被转化为气体的原料14、14′是通过进料口41以隔绝空气的方式引入罐12，进料口41具有一个焊接在顶盖26上的，气密的套筒式的伸缩管道42。一般而言，原料14是小颗粒态的城市固体垃圾，主要是纤维性的干燥形态。然而，原料决不仅仅限制在城市固体垃圾范围内。实际上，其他有机原料也可以使用，并且不一定是固态。例如，废油可以作为原料14′，通过管线44加入罐12来进行气化。这类油能够被转化为热能值极高的气体。在某些情况下同时加入固体和气体原料到罐12中是有利的，因为，利用混合原料可以控制产品气的化学组成和热能值。
固体原料是用密封加料设备50，以隔绝空气的方式加入进料口41。
简要来说，向管道42提供隔绝空气的固体原料的加料设备50，包括一个具有原料进料口54以及开口与管道相连的原料出料口的室52。位于进料口和出料口之间的密封设备56横穿过室52。密封设备包含一对相向旋转的滚筒58，这两个滚筒相互接触并形成一个可以发生形变的辊隙。辊隙沿基本上竖直的方向延展，允许原料经滚筒58之间去往出料口，并且形成一个严密的密封以阻止气体或空气从滚筒间穿过。
封闭的加料设备50位于一个原料输送机(未显示)的下方，以便从输送机获得颗粒态原料14，密封设备56有效地将室52分成两部分，一部分包含向空气敞开的进料口54，另一部分与空气隔绝，位于密封设备下部。由于有被马达60驱动的可以产生形变的滚筒58，原料14利用重力作用，在隔绝空气条件下从加料设备落下进入室52的下部。从那里利用已知的振动挡板输送设备61，原料前进至出料口、管道42和进料口41。这个室的下部可以具有至少一个气体配件(未显示)。利用这种方式，在启动设备10时，室的下部可以抽空或用惰性气体填充。在实际气化操作中，它被由罐12产生的气体所填充。
如上所述，密封设备由一对相互接触、相向旋转的滚筒58构成，形成了一个可以产生形变的密封辊隙，滚筒的周边是由聚合物轮箍构成，使得它们具有形变性、弹性和可压缩性。进入可形变的密封辊隙的原料颗粒被向下输送，在辊隙中具有弹性、压缩性的周边形变或弯曲，以包住和捕获原料颗粒，同时防止任何显著数量的空气进入室52的下部。
旋风扇20由位于最上面的牢固固定于空心轴22上的金属碟片62组成。在碟片62的上表面，固定有扇叶64。碟片62和扇叶64安置在罐12的顶盖26下面紧邻位置，因此扇叶可以在进料口41下方紧邻处旋转。扇叶64可以是三片、四片或更多。
同样的在碟片的下表面有许多金属桨叶66，例如4片，牢固地固定于轴22上。每一个桨叶66都从轴沿径向伸出，并且其最外端弯曲，弯转或向前形成一定角度，也就是沿旋风扇旋转方向。桨叶66在轴22上等距分布。除了沿轴22的径向伸出，桨叶可以——优选——沿切线方向布置，以便于沿旋风扇旋转方向向前伸出。同前，按照这种方法布置每一片桨叶66的最外端弯曲，弯转或向前形成一定角度。使用中，当旋风扇旋转时，就象后文所描述的，桨叶66让罐12中的气体形成旋涡运动。
每一个桨叶66都有一个正方形或矩形的上部66′和倒三角形的下部66″。
金属碟片62、扇叶64和桨叶66可以用不锈钢制成，彼此焊接在一起并且焊接在轴22上。
罐12固定于一个燃烧室70的内部。这个燃烧室有一个顶72、底74和侧壁76，它们是用钢制造，并加有厚的保温内衬，如耐火砖、耐火泥和陶瓷纤维。一些气体燃烧器78按间距固定在室70的侧壁76的周围。它们燃烧可燃气与空气的混合物，在操作中将罐加热到900℃或更高。使用中，可燃气可以是原料气化产品气的一部分。在进行气化的进程中，可以用任何可燃气替换，如丙烷。
气体燃烧器78优选英国专利申请GB9812975.2所描述的，但是任何其他适合的燃烧器都可以使用。
室70中的燃烧产物由废气管道80排到空气中。适宜地，燃烧产物首先通过一个蒸汽或热水发生器(未显示)的换热器进行冷却。回收的热能在工厂中得到适宜的应用，如用于去除原料中水分的干燥器。换热后，燃烧产物排放到空气中。
下面讲述气化反应装置10的操作。
在从冷态开始前，将一种惰性气体如氮气由一个进料口(未显示)加入罐12中，并由管道38排出。密封的加料设备50也用惰性气体填充。
在罐12中保持惰性气体氛围的条件下，点燃燃烧器78将罐12升温。罐12中的温度可以用已知的设备如高温计(未显示)测量。同时，利用电动马达驱动设备32，使旋风扇20以500-1000转/分的速度开始旋转。
一旦罐12到达适宜的温度，就开始进原料。原料14，14′穿过进料口41遇到快速旋转的扇叶64并且迎着罐12内部的热浪喷出。转化为高热能值的气体的气化反应迅速开始，通常认为是在百分之一秒内。气化的快速启动被认为是避免产生二氧化物的一个重要因素。随着原料的加入和气化的进行，发现产品气对旋风扇20起到推动作用，保持它的转动。因此，驱动马达设备32的电能可以切断。而且，它还可以用于发电机以提供电能给工厂。随着气化的进行，惰性气体的加入可以停止，并导致高热能的气体从管道38流出罐12，进行进一步的处理，收集和使用。
在气化中，产品气可能被颗粒所污染。然而，如上所述，桨叶66对气体产生旋涡运动——或旋风效果。其结果是，颗粒物被抛向罐12的内壁。如果颗粒物没有完全气化，它可以在罐12内壁附近处继续分解和气化。并且它最终转化为灰烬。旋风效果成功地将颗粒污染物从气体中除去。
通过此过程产生的气体由下端开口22′进入空心轴22中。它穿过轴22，通过轴开口22″到达管道24的上部。
大部分气体通过管道38离开管道24，但是一部分气体向下穿过管道24回到罐12中，在其中由于旋风扇64的离心运动，它被抽回，抽回的气体协助进入的原料到达罐12的高温内表面。
进入管道38的气体被传送到一个鼓风冷却器或涤气器，在此它被流经的冷却水或油喷雾迅速冷却。经过如上的冷却器或涤气器的冷却，使得气体处于十分纯净的状态，并可以保证有效地避免它的组分形成如二氧芑的污染物。这种可以保证质量的气体燃烧清洁并且当它的燃烧产物排放到空气中将会使其造成的环境问题最小化。
产品气的小部分用作燃烧器78的燃料。大部分的产品气转化为热能或电能。
在非限制性的实施例中，装置10可以装有直径3.6米的旋风扇20，罐12能够每小时处理1.5吨的干燥城市固体垃圾。这样的装置可以在从冷态开始约一小时后开始生产气体。紧急情况下，通过停止加入原料，可以在约25秒内停止气体的生产。
原料14，14′转化为气体的转化率约为90-95％。
根据原料14和14′的性质，每小时生产的气体能够产生大约2.5到14兆瓦电能，如果这些气体被用于涡轮发电机的发电，峰值转化率为42％左右。实践中，根据原料的质量，从1.0吨干燥原料可以产生0.7到4.5兆瓦的电能。
如果从装置10获得的气体部分用于供暖(例如地区供暖)，并且部分用于生产电能，可以得到30％的电能和50％的热能。预计的能量损失为20％。
下面的表格是对图1所示气化器产生气体的分析和没有含氯污染物的证明。
总含氯化合物(氟利昂不计) 未检出
包含二氯甲烷                 ＜11，1，1-三氯乙烷         ＜1三氯乙烯                 ＜1四氯乙烯                 ＜11，1-二氯乙烷            ＜1顺-1，2-二氯乙烯         ＜1氯乙烯                   ＜11，1-二氯乙烯            ＜1反-1，2-二氯乙烯         ＜1氯仿                     ＜11，2-二氯乙烷            ＜11，1，2-三氯乙烷         ＜1氯苯                     ＜1氯乙烷                   ＜1总含氟化合物             ND总有机硫化物             ND
如下表所示，与前面对比，垃圾填埋法的气体污染严重得多。本分析是对迪斯廷顿、坎伯兰、英格兰的三个气体样品进行的。
化合物 样品1 样品2 样品3
总含氯化合物(氟利昂不计)包含二氯甲烷1，1，1-三氯乙烷三氯乙烯四氯乙烯1，1-二氯乙烷顺-1，2-二氯乙烯氯乙烯1，1-二氯乙烯反-1，2-二氯乙烯氯仿1，2-二氯乙烷1，1，2-三氯乙烷氯苯二氯苯氯乙烷总含氟化合物总有机硫化物以Cl计总含氯化合物以F计总含氟化合物  2715146313701030226683101122669418266446213019  2772144313801060236713201221770420366246218019  2571120263551030196032901019662419355441203017
在进行的四项分析中，浓度单位是mg/m3，“ND”表示未检出。
由本装置10所生产的气体，其主要组成物是，各种烃类、氢气、一氧化碳和二氧化碳。下表所示为利用本发明装置所获得的两个气体样品的主要组成和热能值。
组成 样品1  样品2
甲烷(％) 23.9  54.2
二氧化碳(％) 12.9  2.9
氮气(％) 1.5  2.0
氧气(％) ＜0.1  0.3
氢气(％) 16.7  17.7
乙烯(％) 8.8  11.7
乙烷(％) 1.5  3.1
丙烷(％) 1.8  2.6
乙炔(％) 0.34  0.10
一氧化碳(％) 32.6  5.4
热能值(MJ/m3，在15℃和101.325KPa)
总值 23.1  34.8
净值 21.3  31.6
样品1是由城市固体垃圾气化生产的气体。样品2是含有50％发动机废润滑油的油混合物气化生产的气体。须注意，所述原料可以由处理问题加剧的“任何”废原料组成。高热能值的产品气是十分有益的。热能值由气体组成计算出，并且与天然气具有很好的可比性，天然气的热能值约为38MJ/m3。
下面来参考图2到7，本发明的第二个实施方案是一个气化反应装置100，包括例如用不锈钢制成的气化罐112。与第一个实施方案一样，原料14和14′在罐112内部的无氧化氛围热解为高热能值的气体和灰烬。
罐112有一个圆柱形的侧壁112′，一个向上的拱形顶壁112″，和一个向上的拱形底壁112，侧壁112′的下端和底壁112汇合形成一个环形槽116。槽116收集原料14和14′的气化产物灰烬，操作旋转阀118使灰烬经管道117从罐112中取出。
从低于旋转阀118的位置，通过一个完全压力密封的螺旋输送器(未显示)取出的“碳灰”，可以用以下两种方法之一加以处理。
一种方法是将灰烬加入一个活化室并且在室内活化后，通过另一个螺旋输送器和两个气封阀，在没有气体逃逸出和空气渗入条件下，将其取出。
另一种方法是将灰烬升到更高的温度然后与高温蒸汽反应，后者与碳充分反应生成含有氢气和二氧化碳的进一步的蒸汽。剩余的惰性灰烬用与活性炭灰类似的方法排出。
上部和下部的中空管道119和121分别与罐的顶壁和底壁112″、112焊接在一起，并且相互以及同罐112同轴。原料14和14′通过位于罐112顶壁112″的管道142加入罐内，管道142偏离但很接近罐112的纵轴。
气化罐112有一个旋风扇组件120，它固定于空心轴122上，该轴位于管道119和121之间，用于支撑旋转。特别的如图3，4和7所示，轴122的上端焊接有一个外套，即环状套管200，利用螺栓204将套管200和带有法兰203的装配轴202连接在一起。陶瓷保温材料制成的圆盘206加在套管200和法兰203之间形成隔热层。
现在参见图3，5和6，轴122的下端焊接有一个外套，即环状套管208，利用螺栓212将套管208和带有法兰211的装配轴210连接在一起。陶瓷保温材料制成的圆盘214加在套管208和法兰211之间形成隔热层。
上部和下部的管道119和121被罩216和218覆盖，在各自的管道和罩之间，有陶瓷保温圈219和219′将管道和罩分开以形成隔热层。固定于管道上端和下端的是转动轴承密封组件220和222。前者位于止推轴承支架223上面，支撑着旋风扇组件120。它们也支撑着固定轴202和210，旋转的同时组件220也可以在气化装置100的热循环中沿纵轴方向膨胀和收缩，如图7中点线223所示。
滚动轴承密封组件以空气和气体密封的形式支撑旋风扇120。优选液冷对它们进行冷却。
轴210的下部与一个电动马达驱动装置212相连，在本实施方案中功率为5.5KW，用于旋转旋风扇120。
空心轴122的壁穿有五个竖直排列成一列的孔124，这列孔124的位置在轴的下部罐112以内。同样的，轴122的上部穿有五个竖直排列成一列的孔126，这列孔126的位置在管道119的上部。
在管道119的上部侧壁有一个管道128用来从罐112中抽气，气体是从孔124进入轴122的内部，然后通过孔128从轴122的内部排出至管道119的内部。管道119的上部被一个环形气体阀门129与罐112完全密封隔开。
参考图1所描述的实施方案，原料14和14′通过加料设备(未显示)在无空气条件下加入罐112。
现在请参考图2和3，旋风扇120包含一个密封的锥状法兰盘162，它固定于轴122上，指向罐112的顶部，同时在它的成斜坡状的上表面固定有4个(在本实施方案中)等间距安置的竖直的扇叶163(图中显示2个)，它们从轴122的附近向锥状法兰盘162的底部沿径向延伸。
在本实施方案中，24个平板风扇扇叶164竖直向下附着于锥状法兰盘162的边缘。从外面沿径向观察，这些扇叶与轴向成一微小倾角，以便正对旋风扇120的运动方向。
这些扇叶164在水平方向还可以沿径向略微弯曲。
从锥状法兰盘162伸出的这些扇叶164在竖直方向上由一对上下排列的辐条136支撑，每一个桨叶都是水平固定于轴122和每一个扇叶164之间。
一个截锥形的耐磨片165焊接在罐112的角上，位于罐112的圆顶112″和侧壁112′相接的地方，邻近扇叶163的外沿。
罐112固定于一个带有气体燃烧器(未显示)的燃烧室170中，燃烧器用与图1的实施方案中燃烧室相同的材料制成，它们环绕罐112。
室70内的燃烧产物从废气管道(未显示)排放到空气中。优选地，气化燃烧产物首先经一个蒸汽或热水发生器的换热器(未显示)进行冷却。回收的热能得到适宜的应用，如用于去除原料中水分的干燥器。换热后，燃烧产物排放到空气中。
气化反应装置100的操作参考图1和前面的描述。
从冷态开始将一种惰性气体如氮气通过进料口(未显示)加入罐112。
在罐112中保持惰性气体氛围的条件下，罐112开始升温，并且由电动马达驱动设备212带动旋风扇120以500-1000转/分的速度开始旋转。
一旦罐112到达适宜的温度，就开始加入原料。原料14和14′穿过进料的管道142遇到快速旋转的扇叶164并且迎着罐112内壁的热浪喷出。耐磨片165在与罐112的初始碰撞点保护罐112。转化为高热能值的气体的气化反应迅速开始，如前所述，随着原料的加入和气化的进行，发现产品气对旋风扇120起到推动作用，保持它的转动。一样的，驱动马达设备212的电能可以切断。而且，它还可以用于发电机以提供电能给工厂。随着气化的进行，可以停止加入惰性气体，高热能的气体从管道128流出罐112，进行进一步的处理，收集和使用。
在罐112内，扇叶164对气体产生并维持旋涡运动——或旋风效果，颗粒物被抛向罐112的内壁。如果颗粒物没有完全气化，它可以在罐112内壁附近处继续分解和气化。并且它最终转化为灰烬。在此过程生成的气体进入罐112中间的空心轴22的同时，旋风效果成功地将颗粒污染物从气体中除去，颗粒从下部的开口124喷向罐侧壁112′。产品气穿过轴122向上，通过轴开口126进入管道119的上部区域。
大部分气体通过管道128离开管道119，但是一部分气体向下穿过管道119回到罐112中，在其中由于旋风扇163的离心运动，它被抽回，抽回的气体协助进入的原料到达罐112的高温内表面。
进入管道128的气体，如前所述，传送到一个鼓风冷却器或涤气器，在此它被流经的冷却水或油喷雾迅速冷却。经过如上的冷却器或涤气器的冷却，使得气体处于十分纯净的状态，并可以保证有效地避免它的组分形成如二氧芑的污染物。这种可以保证质量的气体燃烧清洁并且当它的燃烧产物排放到空气中将会使其造成的环境问题最小化。
产品气的小部分加入燃烧器(未显示)作为燃料。大部分的产品气转化为热能或电能。
在一个典型的城市处理场，希望能够有9台装置10或110并行操作。所预期的输出能量约为30MW电能和50-60MW热能。
从城市固体垃圾生产的气体具有令人满意的低卤化物含量。一个典型的色谱分析表明这样的化合物含量可以忽略。

Claims (23)

1、气化反应装置(10)，其包括燃烧室(70)，燃烧室固定有一个气化罐(12)，气化罐有一个用于被气化原料(14，14′)的进料口(41)，和排放产品气的出料口(24，38)，进料口(41)带有空气隔绝和密封元件(50)，并且在罐(12)的上部(12′)有旋转风扇和旋风组件的组合件(20)。
2、根据权利要求1的装置，其中燃烧室(70)是燃气型锅炉。
3、根据权利要求1或2的装置，其中所述的进料口(41)在罐(12)的顶盖(26)上，并且风扇和旋风组件(20)安置在顶盖(26)下面最近处。
4、根据权利要求3的装置，其中风扇和旋风组件(20)包括与顶盖(26)隔开的碟片(62)和位于碟片上表面的扇叶(64)，它们将加入的原料(14，14′)分散向罐顶部被加热的内壁，并且碟片牢固地固定于一个中心轴(22)上。
5、根据权利要求4的装置，其中风扇和旋风组件(20)还包括一些旋风桨叶(66)，这些桨叶牢固固定于碟片的下侧和所述的轴。
6、如权利要求1所述的气化反应装置，其中风扇和旋风组件(120)包括一个固定于可旋转的轴(122)上的锥状法兰盘，在此有一些沿径向延伸，直立于锥状法兰盘(162)上表面的扇叶(163)，以及一些附着于锥状法兰盘(162)，靠近罐(112)的侧壁(112′)的扇叶(164)。
7、如权利要求6所述的气化反应装置，其包含一个或多个辐条(136)，用来连接扇叶(164)和轴(122)。
8、如权利要求6所述的气化反应装置，其包含一个环状耐磨片(165)，面向扇叶(163)向外伸展的方向贴于罐上。
9、如权利要求1或6所述的气化反应装置，其中罐(112)具有一个向内的拱形底壁(112)，它与罐(112)的侧壁(112′)合并形成一个环形槽(116)。
10、如权利要求5或6所述的装置，其中每一个桨叶(66)沿径向的最外端都有弯曲、弯转或沿组件(20)的旋转方向向前形成一定的角度。
11、如权利要求10所述的装置，其中每一个桨叶(66)都安置为轴的切线方向并沿组件(20)转动方向伸出。
12、如权利要求1或6所述的装置，其中罐有一个中心竖立的管道(24)，其顶部由气体密封轴承(30)封闭，并且风扇和旋风组件(20)沿管道(24)向上的方向固定于轴(22，122)。
13、如权利要求12所述的装置，其中在轴(22)的下端有一个衬套(34)，它是在罐(12)中轴向固定的中心杆周围的松装配。
14、如权利要求12所述的装置，其中轴(32)是空心并且在靠近其上下两末端处有孔(22′，22″)。
15、如权利要求1或6所述的装置，其中罐(12)的底部有一个气密导管(16)。
16、如权利要求1或6所述的装置，其中空气隔绝和密封元件是一个密封的加料设备(50)。
17、如权利要求16所述的装置，其中所述加料设备包含一个有进料口(54)的小室(52)，包含滚筒(58)的密封设备(56)，滚筒具有可形成可发生形变的密封辊隙的可发生形变的外表面。
18、如权利要求15所述的装置，其中加料设备(50)进一步包括一个管线(44)。
19、如权利要求6所述的装置，其中出料口(38)与一个油或水幕涤洗器/冷却器相连。
20、一种利用如权利要求1所述的气化反应装置生产高热能值产品气的方法，包括下列步骤：加热气化罐(12)到足够高的温度同时从中排出空气，在隔绝空气条件下加入原料(14，14′)到罐(12)的顶部并分散原料使之与罐顶部加热的内壁直接接触，以将其分解为气体和灰烬，在罐(12)中对产品气施加旋风运动，并沿着中心轴向路径穿过罐体将基本上不含颗粒的气体导向出料口(24，38)。
21、如权利要求20的方法，其中原料(14，14′)的气化在其进入罐(12)约1/100秒内启动。
22、如权利要求20的方法，其中罐(12)被加热到温度为900℃或更高。
23、按照权利要求20-22任一项所述的方法生产的产品气，其具有的总热能值最低为23.1MJ/m3，例如23.1到34.8MJ/m3。
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