CN203807414U - 一种生活垃圾热解气化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生活垃圾焚烧处理设备，尤其是一种生活垃圾热解气化炉。炉体由外向内包括焚烧炉外壳、耐火砖层、焚烧炉内胆；炉体底部设有排渣部件，水密封部件；炉体上部设有空气进气口、可燃气出口；炉体底部设有水蒸气进口；炉体顶部设有水蒸气出口；在耐火砖层和焚烧炉内胆之间设有一中空夹层；该夹层底部与炉体内底部连通，该夹层上部与可燃气出口连通；该夹层中设有空气进气通道，该空气进气通道上部与炉体上部所设的空气进气口连通，空气进气通道的下部与炉体内底部连通。本实用新型可将城市生活垃圾热解成可燃气体和炉渣，所生成的可燃气体可回收利用，所生成的炉渣可作为建筑骨料加以利用。

Description

一种生活垃圾热解气化炉

技术领域

本实用新型涉及一种生活垃圾焚烧处理设备，尤其是一种生活垃圾热解气化炉。

背景技术

随着人民物质生活水平的提高，人均每天产生的生活垃圾也在不断增加，目前中国的城市生活垃圾处理主要有填埋和焚烧两种处理方法，而填埋不仅占用大量土地，而且并没有处理掉垃圾，只是暂时储存，并不是可持续发展的办法。

现在各大城市正在建大型的机械炉排炉用来焚烧垃圾，但机械炉排炉只适用于大产量（日处理量300吨以上）的生活垃圾焚烧处理，并且该焚烧炉造价非常高，一般小型城市不需要这么大产量的焚烧炉，同时也负担不起运营的成本。

因此，从日常运营成本的角度考虑，目前很多小城市只能采用已退出市场的烧水泥用的机立窑来焚烧生活垃圾，但机立窑焚烧生活垃圾会产生大量的有害气体，造成后期处理尾气难以达标，而且易产生二次污染，并且投资机立窑或对其进行改造仍需要大量的运行维护成本。

综上，针对中小城市的生活垃圾处理，较佳的方式是适用热解气化炉将生活垃圾热解成可燃气体，这样不但处理掉了生活垃圾，而且还可通过产生的可燃气体的回收和利用，达到变废为宝的效果，而且也能形成良性循环的运营和维护。因此，如何建立一种运行稳定、能耗低，焚烧效果好的热解气化炉是目前迫切的技术难题。

发明内容

本实用新型的目的是提供了一种生活垃圾热解气化装置，可将城市生活垃圾热解成可燃气体和炉渣，所生成的可燃气体可回收利用，所生成的炉渣可作为建筑骨料加以利用。

本实用新型的具体技术方案是：

一种生活垃圾热解气化炉，炉体由外向内包括焚烧炉外壳、耐火砖层、焚烧炉内胆；炉体底部设有排渣部件，水密封部件；炉体上部设有空气进气口、可燃气出口；炉体底部设有水蒸气进口；炉体顶部设有水蒸气出口；在耐火砖层和焚烧炉内胆之间设有一中空夹层；该夹层底部与炉体内底部连通，该夹层上部与可燃气出口连通；

该夹层中设有空气进气通道，该空气进气通道上部与炉体上部所设的空气进气口连通，空气进气通道的下部与炉体内底部连通。

通过空气进气通道，将空气从炉体外部引入炉体内部，并向炉体内底部的垃圾氧化区输送，炉体内由上至下依次为干燥层、干馏层、反应层、灰渣层。炉体内干馏层经热解生成的可燃混合气体通过该夹层由下向上输送至可燃气体出口排出，可燃气体在此夹层通过的同时可对空气进气通道进行加热，从而提高热解反应的效率，也可降低可燃气体的温度，有利于后续生产工艺的处理。

本实用新型的热解气化炉设有蒸汽循环管道，垃圾烘干的过程中会产生高温水蒸气，水蒸气由于密度轻，上升至炉顶，上升过程中同时在炉体内由下向上烘干垃圾，通过炉体顶部设置的水蒸气出口排出，然后通过引风机将排出的水蒸气通过炉体底部设置的水蒸气进口重新输送至炉内。从而通过化学反应使水蒸气与炉体内底部的垃圾更充分进行反应，不但可生成更多的可燃气体一氧化碳和氢气，同时可冷却炉膛和炉底之间承接及漏灰的炉篦子，可延长炉篦子的使用寿命。

进一步的，为利于炉内垃圾布料和热解反应，在炉体内设有搅拌部件。

所述搅拌部件由液压马达提供动力，通过在垂直轴上设置两排或三排叶片，每排对称两片叶片，驱动该搅拌部件运转可达到搅拌炉内生活垃圾的效果。

进一步的，上述排渣部件是将生活垃圾气化反应后生成的炉渣从炉体内排出，水密封部件起到密封作用，以防止炉体漏气和炉渣泄露形成污染。

所述排渣部件包括纵截面呈偏心锥形的炉篦子，该炉篦子是由铸钢块叠压垒成，各铸钢块之间有用于排除炉渣的间隙。该炉篦子通过液压马达驱动，绕中心轴旋转，因其呈偏心的结构形态，因此在其转动时，不仅可以起到排渣的效果，同时也可起到搅拌的作用。

 进一步的，通过传输通道将生活垃圾推进至炉体内。在传送生活垃圾的通道外部，设有由钢板焊接制成的中空夹层，该中空夹层的一端连接高温加热空气的进口，另一端连接高温加热空气的出口，通过热解后的高温加热空气在生活垃圾进料的过程中对垃圾进行烘干，为后续进入炉内燃烧进行预加热，以提高效率。

炉内主要反应式如下：

C + 1/2O₂ = CO + 123217 kJ/kmol

CO₂ + C = CO - 162405 kJ/kmol

C + H₂O = CO + H₂ - 118821 kJ/kmol

C + O₂ = CO₂ + 408840kJ/kmol 

C + 2H₂O = CO₂ + 2H₂ - 75237 kJ/kmol。

附图说明

图1为本实用新型一种生活垃圾热解气化炉的结构示意图。

图2为本实用新型生活垃圾热解气化炉的炉体结构放大示意图。

图中：1-焚烧炉外壳；2-耐火砖层；3-进空气通道；4-耐热钢内胆；5-搅拌部件；6-排渣部件；7-水密封部件。

图中各管道接口为：A-空气进气口；B-水蒸气出口；C-水蒸气进口；D-可燃气出口；E-高温加热空气进口；F-高温加热空气出口。

具体实施方式

工作时，先将生活垃圾热解气化炉进行预热。可以碎木材及柴油等易燃物质由垃圾进料部件进入焚烧炉，炉内点火引燃。

将城市生活垃圾通过垃圾抓斗抓取，通过进料斗，靠重力作用，落入液压推进缸的可推进区域，采用液压推进缸，通过传输通道将生活垃圾推进至炉体内。在传送生活垃圾的通道外部，设有由钢板焊接制成的中空夹层，该中空夹层的一端连接高温加热空气的进口E，另一端连接高温加热空气的出口F，通过在生活垃圾进料的过程中对垃圾进行烘干，为后续进入炉内燃烧进行预加热，以提高效率。

实施例1，如图1和图2所示，是本实用新型一种生活垃圾热解气化炉的结构示意图。

一种生活垃圾热解气化炉，炉体由外向内包括焚烧炉外壳1、耐火砖层2、焚烧炉内胆4；炉体底部设有排渣部件6，水密封部件7；炉体上部设有空气进气口、可燃气出口；炉体底部设有水蒸气进口；炉体顶部设有水蒸气出口；在耐火砖层和焚烧炉内胆之间设有一中空夹层；该夹层底部与炉体内底部连通，该夹层上部与可燃气出口连通；该夹层中设有空气进气通道3，该空气进气通道上部与炉体上部所设的空气进气口连通，空气进气通道的下部与炉体内底部连通。

当生活垃圾进入炉体后，由搅拌部件进行搅拌使垃圾分布均匀，所述搅拌部件由液压马达提供动力，通过在垂直轴上设置两排或三排叶片，每排对称两片叶片，驱动该搅拌部件运转可达到搅拌炉内生活垃圾的效果。垃圾在下沉的过程中依次经过干燥、干馏、反应、灰渣四个阶段，炉体内部的反应区产生热量供垃圾干馏和干燥。

在干燥过程中，垃圾中的水分会被加热成高温水蒸气，水蒸气密度小，上升至炉体顶水蒸气出口B，由引风机将该水蒸气引入炉底。由于本热解气化炉由蒸汽循环管道，垃圾烘干的过程中会产生高温水蒸气，水蒸气由于密度轻，上升至炉顶，上升过程中同时在炉体内由下向上烘干垃圾，通过炉体顶部设置的水蒸气出口排出，然后通过引风机将排出的水蒸气通过炉体底部设置的水蒸气进口重新输送至炉内。从而通过化学反应使水蒸气与炉体内底部的垃圾更充分进行反应，不但可生成更多的可燃气体一氧化碳和氢气，同时可冷却炉膛和炉底之间承接及漏灰的炉篦子，可延长炉篦子的使用寿命。

在干馏过程中，垃圾中的碳和反应区产生的二氧化碳或反应区未反应完的氧分子反应为可燃气体一氧化碳。

在反应区，给垃圾坑中的含氧空气由引风机将垃圾坑中的空气从空气进气口A通过进空气通道进入到炉体下部的反应区供氧，空气在管道中下行的过程中被耐热钢内胆和耐火砖层之间形成的夹层中的气体预热，该进风量由风机的变频电机调速来控制供氧量，使进氧量少至和反应区垃圾的碳产生发生氧化反应而产生大量一氧化碳，俗称缺氧燃烧。

在灰渣区，水蒸气从炉顶引入至炉底水蒸气进口C，由水蒸气和灰渣中的未反应碳分子继续反应，产生一氧化碳和氢气，未反应完的水蒸气和反应区的碳分子同样反应。

炉内主要反应式如下：

C + 1/2O₂ = CO + 123217 kJ/kmol

CO₂ + C = CO - 162405 kJ/kmol

C + H₂O = CO + H₂ - 118821 kJ/kmol

C + O₂ = CO₂ + 408840kJ/kmol 

C + 2H₂O = CO₂ + 2H₂ - 75237 kJ/kmol。

炉内反应所产生的可燃气混合气体通过可燃气体出口D由燃气管道输送别处净化后利用。

反应完全的炉渣，其热灼减率小于3%，由排渣部件排出，排渣部件是将生活垃圾气化反应后生成的炉渣从炉体内排出，所述排渣部件包括纵截面呈偏心锥形的炉篦子，该炉篦子是由铸钢块叠压垒成，各铸钢块之间有用于排除炉渣的间隙。该炉篦子通过液压马达驱动，绕中心轴旋转，因其呈偏心的结构形态，因此在其转动时，不仅可以起到排渣的效果，同时也可起到搅拌的作用。炉渣下落至水密封部件的水槽中。水密封部件起到密封作用，以防止炉体漏气和炉渣泄露形成污染。然后由链板输送机排出。

Claims (4)

1.一种生活垃圾热解气化炉，炉体由外向内包括焚烧炉外壳、耐火砖层、焚烧炉内胆；炉体底部设有排渣部件，水密封部件；其特征在于，

炉体上部设有空气进气口、可燃气出口；炉体底部设有水蒸气进口；炉体顶部设有水蒸气出口；在耐火砖层和焚烧炉内胆之间设有一中空夹层；该夹层底部与炉体内底部连通，该夹层上部与可燃气出口连通；

该夹层中设有空气进气通道，该空气进气通道上部与炉体上部所设的空气进气口连通，空气进气通道的下部与炉体内底部连通。

2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾热解气化炉，其特征在于，所述炉体底部设有水蒸气进口和炉体顶部设有水蒸气出口形成蒸汽循环管道。

3.根据权利要求1所述的一种生活垃圾热解气化炉，其特征在于，在炉体内设有搅拌部件。

4.根据权利要求1所述的一种生活垃圾热解气化炉，其特征在于，所述排渣部件是纵截面呈偏心锥形的炉篦子。