CN115751321A - 固废垃圾高温热解气化炉及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及专门适用于焚烧废物或低品位燃料的方法或设备领域，具体为一种固废垃圾高温热解气化炉及其使用方法。一种固废垃圾高温热解气化炉，包括炉体(1)，其特征是：还包括燃烧室(11)、干燥裂解室(12)、进料室(13)和灰渣室(14)等，炉体(1)的下部设有燃烧室(11)；燃烧室(11)的上方设有干燥裂解室(12)；炉体(1)的顶部设有进料室(13)；炉体(1)的底部设有灰渣室(14)；三通管(3)包括底管(31)、顶管(32)、中管(33)和纵连接管(34)。一种固废垃圾高温热解气化炉的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：①进料；②裂解；③燃烧。本发明焚烧彻底，保护环境。

Description

固废垃圾高温热解气化炉及其使用方法

技术领域

本发明涉及专门适用于焚烧废物或低品位燃料的方法或设备领域，具体为一种固废垃圾高温热解气化炉及其使用方法。

背景技术

随着我国经济的持续高速增长和对环境保护的高度重视，固废垃圾的处理面临着极其严峻的挑战。传统的中小型垃圾焚烧炉，是通过将垃圾投入炉中“闷火”直接焚烧，然后对产生的不完全燃烧烟气进行二次乃至三次燃烧。这样不仅需要较多的辅助能源，而且燃烧后所产生的烟气焦油含量高，给后续的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，进而导致大量有毒有害气体的产生，尤其是其中的二噁英会严重恶化周边的环境质量。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，提供一种焚烧彻底、保护环境的固废处理设备，本发明公开了一种固废垃圾高温热解气化炉及其使用方法。

本发明通过如下技术方案达到发明目的：

一种固废垃圾高温热解气化炉，包括炉体，其特征是：还包括燃烧室、下烧嘴、燃烧室门、烟囱、干燥裂解室、上烧嘴、进料室、下密封板、上密封板、灰渣室、后渣门、下环形风道、上环形风道、烟气通道、检修门、焦油裂解圈、三通管、文丘里引射器、阀门、下炉排和上炉排，

炉体的下部设有燃烧室，燃烧室的内侧壁上设有下烧嘴，燃烧室的外侧壁和炉体的内侧壁之间构成下环形风道，燃烧室的一侧设有燃烧室门，燃烧室的另一侧连接烟囱；

燃烧室的上方设有干燥裂解室，干燥裂解室的内侧壁上设有上烧嘴，干燥裂解室的外侧壁和炉体的内侧壁之间的下部形成上环形风道，干燥裂解室的外侧壁和炉体的内侧壁之间的上部形成烟气通道，烟气通道的一侧设有检修门，上环形风道的顶端和烟气通道的底端之间衬有焦油裂解圈；

炉体的顶部设有进料室，进料室底部通过出料口连接炉体的顶部，进料室出料口和炉体顶部的连接处周围设有下密封板，进料室顶部的进料口周围设有上密封板；

炉体的底部设有灰渣室，灰渣室的一侧设有后渣门；

三通管包括底管、顶管、中管和纵连接管，底管的内端连接燃烧室，顶管的内端连接进料室，中管的内端连接分别连接烟气通道和焦油裂解圈，底管、顶管和中管这三者的外端分别连接纵连接管，中管和纵连接管的连接处设有文丘里引射器，文丘里引射器的进气端分别连接中管和纵连接管的顶管连接侧，文丘里引射器的输气端连接纵连接管的底管连接侧，阀门串联在纵连接管上的顶管和中管之间；

灰渣室和燃烧室之间设有下炉排，燃烧室和干燥裂解室之间设有上炉排。

所述的固废垃圾高温热解气化炉，其特征是：还包括第一鼓风机、第二鼓风机和第三鼓风机，第一鼓风机的出风口通过输风管连接上环形风道，第一鼓风机的进风口设有磁化空气器，第二鼓风机的出风口通过输风管连接灰渣室，第三鼓风机串联在纵连接管上的顶管和中管之间，第三鼓风机的鼓风风向为自顶管向中管。

所述的固废垃圾高温热解气化炉，其特征是：

下烧嘴和上烧嘴这两者都呈螺旋状分布；

焦油裂解圈包括裂解环、挡板、进烟口和出烟口，挡板嵌设在裂解环内将裂解环分隔成互不相通的两部分，挡板的两侧分别设有进烟口和出烟口，进烟口连接烟气通道，出烟口连接三通管中管的内端。

所述的固废垃圾高温热解气化炉的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：

① 进料：下烧嘴、上烧嘴、下炉排和上炉排这四者点火燃烧，固废垃圾从进料室投入炉体内；

② 裂解：大颗粒固废垃圾堆积在上炉排上并逐渐压实，从而在干燥裂解室内形成高温缺氧环境，干燥裂解室内固废垃圾燃烧产生的焦油含量高的烟气上升至炉体再依次进入烟气通道和焦油裂解圈，随后烟气中的焦油分别在烟气通道内和焦油裂解圈内气化，在文丘里引射器的作用下经中管和纵连接管输入底管进而输入燃烧室继续燃烧；

③ 燃烧：在干燥裂解室燃烧剩余的固废垃圾以及透过上炉排间隙的小颗粒固废垃圾落至下炉排上，在燃烧室内继续燃烧，由于落至燃烧室内的固废垃圾颗粒小，水分含量极低，因此燃烧完全，固废垃圾得到充分氧化分解，产生的烟气经烟囱排放，产生的灰分落至灰渣室。

所述的固废垃圾高温热解气化炉的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：

① 进料：下烧嘴、上烧嘴、下炉排和上炉排这四者点火燃烧，第一鼓风机经上环形风道向干燥裂解室鼓风，第二鼓风机经灰渣室向燃烧室鼓风，第三鼓风机从进料室经下环形风道向燃烧室鼓风，固废垃圾从进料室投入炉体内；

② 裂解：大颗粒固废垃圾堆积在上炉排上并逐渐压实，从而在干燥裂解室内形成高温缺氧环境，干燥裂解室内固废垃圾燃烧产生的焦油含量高的烟气上升至炉体再依次进入烟气通道和焦油裂解圈，随后烟气中的焦油分别在烟气通道内和焦油裂解圈内气化，在文丘里引射器的作用下经中管和纵连接管输入底管进而输入燃烧室继续燃烧；

③ 燃烧：在干燥裂解室燃烧产生的灰分以及透过上炉排间隙的小颗粒固废垃圾落至下炉排上，在燃烧室内继续燃烧，由于落至燃烧室内的固废垃圾颗粒小，水分含量极低，因此燃烧完全，固废垃圾得到充分氧化分解，产生的烟气经烟囱排放。

所述的固废垃圾高温热解气化炉的使用方法，其特征是：还包括步骤④ 余热利用：在烟囱外盘设水箱，烟囱的高温烟气和所述水箱内的冷水发生热交换后排放，所述水箱内的冷水加热后供后续使用。

本发明具有如下有益效果：

本发明合理设置裂解装置以及加装热回收等装置，在炉体内产生旋转对冲气流，并与顶风、底风相互作用形成湍流，使固废垃圾充分燃烧，又利用固废垃圾自身燃烧时热量实现裂解和气化，确保裂解温度的稳定和燃烧的充分；风机运行均精准采用变流量控制，根据炉膛中安装的温度、压力、烟气流速等参数数值变化情况，适时自动调整空气的供给量；炉膛温度可达950℃以上，烟气停留时间大于2sec，满足垃圾焚烧“3T+E”的原则，极大地降低了烟气中的焦油含量，且无需添加辅助燃料；垃圾焚烧过程中，燃烧是放热反应，而干燥裂解是吸热过程，整个周边环境温度不会太高，操作安全；本发明提高了气化炉日处理能力，基本无物料损耗，使设备能长期稳定运行，使垃圾焚烧过程满足无害化、减量化、资源化的要求。

附图说明

图1是图本发明的结构示意图，

图2是本发明中焦油裂解圈的示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明。

实施例1

一种固废垃圾高温热解气化炉，包括炉体1、燃烧室11、下烧嘴111、燃烧室门112、烟囱113、干燥裂解室12、上烧嘴121、进料室13、下密封板131、上密封板132、灰渣室14、后渣门141、下环形风道21、上环形风道22、烟气通道23、检修门231、焦油裂解圈24、三通管3、文丘里引射器35、阀门36、下炉排41和上炉排42，如图1所示，具体结构是：

炉体1的下部设有燃烧室11，燃烧室11的内侧壁上设有下烧嘴111，燃烧室11的外侧壁和炉体1的内侧壁之间构成下环形风道21，燃烧室11的一侧设有燃烧室门112，燃烧室11的另一侧连接烟囱113；

燃烧室11的上方设有干燥裂解室12，干燥裂解室12的内侧壁上设有上烧嘴121，干燥裂解室12的外侧壁和炉体1的内侧壁之间的下部形成上环形风道22，干燥裂解室12的外侧壁和炉体1的内侧壁之间的上部形成烟气通道23，烟气通道23的一侧设有检修门231，上环形风道22的顶端和烟气通道23的底端之间衬有焦油裂解圈24；

炉体1的顶部设有进料室13，进料室13底部通过出料口连接炉体1的顶部，进料室13出料口和炉体1顶部的连接处周围设有下密封板131，进料室13顶部的进料口周围设有上密封板132；

炉体1的底部设有灰渣室14，灰渣室14的一侧设有后渣门141；

三通管3包括底管31、顶管32、中管33和纵连接管34，底管31的内端连接燃烧室11，顶管32的内端连接进料室13，中管33的内端连接烟气通道23和焦油裂解圈24，底管31、顶管32和中管33这三者的外端分别连接纵连接管34，中管33和纵连接管34的连接处设有文丘里引射器35，文丘里引射器35的进气端分别连接中管33和纵连接管34的顶管32连接侧，文丘里引射器35的输气端连接纵连接管34的底管31连接侧，阀门36串联在纵连接管34上的顶管32和中管33之间；

灰渣室14和燃烧室11之间设有下炉排41，燃烧室11和干燥裂解室12之间设有上炉排42。

本实施例还包括第一鼓风机51、第二鼓风机52和第三鼓风机53，第一鼓风机51的出风口通过输风管连接上环形风道22，第一鼓风机51的进风口设有磁化空气器511，第二鼓风机52的出风口通过输风管连接灰渣室14，第三鼓风机53串联在纵连接管34上的顶管32和中管33之间，第三鼓风机53的鼓风风向为自顶管32向中管33。

本实施例中：

下烧嘴111和上烧嘴121这两者都呈螺旋状分布；

焦油裂解圈24如图2所示：焦油裂解圈24包括裂解环241、挡板242、进烟口243和出烟口244，挡板242嵌设在裂解环241内将裂解环241分隔成互不相通的两部分，挡板242的两侧分别设有进烟口243和出烟口244，进烟口243连接烟气通道23，出烟口244连接三通管3中管33的内端，为提高裂解效率，可以在裂解环241内填充催化剂245。

本实施例使用时：按如下步骤依次实施：

所述的固废垃圾高温热解气化炉的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：

① 进料：下烧嘴111、上烧嘴121、下炉排41和上炉排42这四者点火燃烧，第一鼓风机51经上环形风道22向干燥裂解室12鼓风，第二鼓风机51经灰渣室14向燃烧室11鼓风，第三鼓风机53从进料室13经下环形风道21向燃烧室11鼓风，固废垃圾从进料室13投入炉体1内；

② 裂解：大颗粒固废垃圾堆积在上炉排42上并逐渐压实，从而在干燥裂解室12内形成高温缺氧环境，干燥裂解室12内固废垃圾燃烧产生的焦油含量高的烟气上升至炉体1再依次进入烟气通道23和焦油裂解圈24，随后烟气中的焦油分别在烟气通道23内和焦油裂解圈24内气化，在文丘里引射器35的作用下经中管33和纵连接管34输入底管31进而输入燃烧室11继续燃烧；

③ 燃烧：在干燥裂解室12燃烧产生的灰分以及透过上炉排42间隙的小颗粒固废垃圾落至下炉排41上，在燃烧室11内继续燃烧，由于落至燃烧室11内的固废垃圾颗粒小，水分含量极低，因此燃烧完全，固废垃圾得到充分氧化分解，产生的烟气经烟囱113排放。

为进一步提高热能利用率，本实施例使用时还包括步骤④ 余热利用：在烟囱113外盘设水箱，烟囱113的高温烟气和所述水箱内的冷水发生热交换后排放，所述水箱内的冷水加热后供后续使用。

Claims (7)

1.一种固废垃圾高温热解气化炉，包括炉体(1)，其特征是：还包括燃烧室(11)、下烧嘴(111)、燃烧室门(112)、烟囱(113)、干燥裂解室(12)、上烧嘴(121)、进料室(13)、下密封板(131)、上密封板(132)、灰渣室(14)、后渣门(141)、下环形风道(21)、上环形风道(22)、烟气通道(23)、检修门(231)、焦油裂解圈(24)、三通管(3)、文丘里引射器(35)、阀门(36)、下炉排(41)和上炉排(42)，

炉体(1)的下部设有燃烧室(11)，燃烧室(11)的内侧壁上设有下烧嘴(111)，燃烧室(11)的外侧壁和炉体(1)的内侧壁之间构成下环形风道(21)，燃烧室(11)的一侧设有燃烧室门(112)，燃烧室(11)的另一侧连接烟囱(113)；

燃烧室(11)的上方设有干燥裂解室(12)，干燥裂解室(12)的内侧壁上设有上烧嘴(121)，干燥裂解室(12)的外侧壁和炉体(1)的内侧壁之间的下部形成上环形风道(22)，干燥裂解室(12)的外侧壁和炉体(1)的内侧壁之间的上部形成烟气通道(23)，烟气通道(23)的一侧设有检修门(231)，上环形风道(22)的顶端和烟气通道(23)的底端之间衬有焦油裂解圈(24)；

炉体(1)的顶部设有进料室(13)，进料室(13)底部通过出料口连接炉体(1)的顶部，进料室(13)出料口和炉体(1)顶部的连接处周围设有下密封板(131)，进料室(13)顶部的进料口周围设有上密封板(132)；

炉体(1)的底部设有灰渣室(14)，灰渣室(14)的一侧设有后渣门(141)；

三通管(3)包括底管(31)、顶管(32)、中管(33)和纵连接管(34)，底管(31)的内端连接燃烧室(11)，顶管(32)的内端连接进料室(13)，中管(33)的内端分别连接烟气通道(23)和焦油裂解圈(24)，底管(31)、顶管(32)和中管(33)这三者的外端分别连接纵连接管(34)，中管(33)和纵连接管(34)的连接处设有文丘里引射器(35)，文丘里引射器(35)的进气端分别连接中管(33)和纵连接管(34)的顶管(32)连接侧，文丘里引射器(35)的输气端连接纵连接管(34)的底管(31)连接侧，阀门(36)串联在纵连接管(34)上的顶管(32)和中管(33)之间；

灰渣室(14)和燃烧室(11)之间设有下炉排(41)，燃烧室(11)和干燥裂解室(12)之间设有上炉排(42)。

2.如权利要求1所述的固废垃圾高温热解气化炉，其特征是：还包括第一鼓风机(51)、第二鼓风机(52)和第三鼓风机(53)，第一鼓风机(51)的出风口通过输风管连接上环形风道(22)，第一鼓风机(51)的进风口设有磁化空气器(511)，第二鼓风机(52)的出风口通过输风管连接灰渣室(14)，第三鼓风机(53)串联在纵连接管(34)上的顶管(32)和中管(33)之间，第三鼓风机(53)的鼓风风向为自顶管(32)向中管(33)。

3.如权利要1或2所述的固废垃圾高温热解气化炉，其特征是：

下烧嘴(111)和上烧嘴(121)这两者都呈螺旋状分布；

焦油裂解圈(24)包括裂解环(241)、挡板(242)、进烟口(243)和出烟口(244)，挡板(242)嵌设在裂解环(241)内将裂解环(241)分隔成互不相通的两部分，挡板(242)的两侧分别设有进烟口(243)和出烟口(244)，进烟口(243)连接烟气通道(23)，出烟口(244)连接三通管(3)中管(33)的内端。

4.如权利要求1或2所述的固废垃圾高温热解气化炉的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：

① 进料：下烧嘴(111)、上烧嘴(121)、下炉排(41)和上炉排(42)这四者点火燃烧，固废垃圾从进料室(13)投入炉体(1)内；

② 裂解：大颗粒固废垃圾堆积在上炉排(42)上并逐渐压实，从而在干燥裂解室(12)内形成高温缺氧环境，干燥裂解室(12)内固废垃圾燃烧产生的焦油含量高的烟气上升至炉体(1)再依次进入烟气通道(23)和焦油裂解圈(24)，随后烟气中的焦油分别在烟气通道(23)内和焦油裂解圈(24)内气化，在文丘里引射器(35)的作用下经中管(33)和纵连接管(34)输入底管(31)进而输入燃烧室(11)继续燃烧；

③ 燃烧：在干燥裂解室(12)燃烧剩余的固废垃圾以及透过上炉排(42)间隙的小颗粒固废垃圾落至下炉排(41)上，在燃烧室(11)内继续燃烧，产生的烟气经烟囱(113)排放，产生的灰分落至灰渣室(14)。

5.如权利要求3所述的固废垃圾高温热解气化炉的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：

① 进料：下烧嘴(111)、上烧嘴(121)、下炉排(41)和上炉排(42)这四者点火燃烧，第一鼓风机(51)经上环形风道(22)向干燥裂解室(12)鼓风，第二鼓风机(51)经灰渣室(14)向燃烧室(11)鼓风，第三鼓风机(53)从进料室(13)经下环形风道(21)向燃烧室(11)鼓风，固废垃圾从进料室(13)投入炉体(1)内；

② 裂解：大颗粒固废垃圾堆积在上炉排(42)上并逐渐压实，从而在干燥裂解室(12)内形成高温缺氧环境，干燥裂解室(12)内固废垃圾燃烧产生的焦油含量高的烟气上升至炉体(1)再依次进入烟气通道(23)和焦油裂解圈(24)，随后烟气中的焦油分别在烟气通道(23)内和焦油裂解圈(24)内气化，在文丘里引射器(35)的作用下经中管(33)和纵连接管(34)输入底管(31)进而输入燃烧室(11)继续燃烧；

③ 燃烧：在干燥裂解室(12)燃烧产生的灰分以及透过上炉排(42)间隙的小颗粒固废垃圾落至下炉排(41)上，在燃烧室(11)内继续燃烧，产生的烟气经烟囱(113)排放。

6.如权利要求4所述的固废垃圾高温热解气化炉的使用方法，其特征是：还包括步骤④余热利用：在烟囱(113)外盘设水箱，烟囱(113)的高温烟气和所述水箱内的冷水发生热交换后排放，所述水箱内的冷水加热后供后续使用。

7.如权利要求5所述的固废垃圾高温热解气化炉的使用方法，其特征是：还包括步骤④余热利用：在烟囱(113)外盘设水箱，烟囱(113)的高温烟气和所述水箱内的冷水发生热交换后排放，所述水箱内的冷水加热后供后续使用。

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