CN212273995U - 一种中吸式小型固废垃圾处理热解气化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于生活垃圾热解处理设备，提供了一种中吸式小型固废垃圾处理热解气化炉，包括炉体、炉膛、外环墙和除渣装置，所述外环墙位于所述炉体的上部，所述外环墙与所述炉体之间围成二燃室，所述二燃室被两块沿纵向设置的第一腔板分隔成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体的底部通过开设在所述炉体上的出气口与所述炉膛连通，所述第一腔体的顶部与所述第二腔体的顶部连通，所述第二腔体的底部设置有出烟口，所述外环墙上开有与所述第一腔体连通的气化剂进气口。本实用新型具有热解气化稳定、气化效率高、物料燃烧充分、烟气焦油含量和灰分含量低、炉子出渣可控以及投资成本较低等优点。

Description

一种中吸式小型固废垃圾处理热解气化炉

技术领域

本实用新型涉及生活垃圾热解处理设备技术领域，具体涉及一种中吸式小型固废垃圾处理热解气化炉。

背景技术

随着我国经济持续高速增长和村镇现代化建设的快速发展，加上之前对环境保护的重视程度不够，带来了村镇生活垃圾、固体废物产量的急剧增长及其一系列能源环境问题。生活垃圾的管理面临着及其严峻的挑战,特别是我国农村缺乏投资成本和运行成本都相对较低的、有效处理垃圾的技术和设备，垃圾处理困难，处理方式滞后。传统管理生活垃圾的模式已经不再适用现代发展的需求,而应转变为资源的循环利用、可持续发展的垃圾管理模式。

因此，我国处理固废垃圾的小型热解气化炉得到飞速的发展，但现有的热解气化炉普遍存在如下问题：

1、现有的热解气化炉按照烟气出口的位置主要分为上吸式和下吸式。上吸式的烟气出口处的烟气中焦油含量较高，且烟气在二燃室中燃烧的时间较短，不利于CO、二噁英的完全消除。下吸式的烟气出口处的烟气中虽然焦油含量较低，但是灰分比较高，增大了烟气处理的成本。

2、现有的热解气化炉都是单层炉排的设计，且都主要参照煤炭热解气化炉的炉排。煤炭成分单一，垃圾成分复杂，造成气化剂分配不均匀，燃烧段的燃烧效果不好。

3、现有的热解气化炉，出渣不可控，不利于提升热解气化炉的燃烧效果，不利于热解气化炉的稳定运行，不利于降低投资成本。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种中吸式小型固废垃圾处理热解气化炉，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种中吸式小型固废垃圾处理热解气化炉，包括炉体、炉膛、外环墙和除渣装置，所述外环墙位于所述炉体的上部，所述外环墙与所述炉体之间围成二燃室，所述除渣装置包括炉排系统，所述炉排系统包括下层炉排、第一气室和驱动装置，所述下层炉排包括炉排本体和与所述炉排本体固定连接的支撑部，所述支撑部被支撑在所述炉体的底部且可绕自身轴线转动，所述二燃室被两块沿纵向设置的第一腔板分隔成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体的底部通过开设在所述炉体上的出气口与所述炉膛连通，所述第一腔体的顶部与所述第二腔体的顶部连通，所述第二腔体的底部设置有出烟口，所述外环墙上开有与所述第一腔体连通的气化剂进气口。

进一步地，所述第一腔体被一个沿纵向设置的第二腔板分隔成两个互不相通的第三腔体，所述第三腔体的底部与所述炉膛连通、顶部与所述第二腔体连通，所述外环墙上开有两个所述气化剂进气口，两个所述气化剂进气口分别与两个所述第三腔体连通。

进一步地，所述出气口倾斜设置，所述出气口的内侧低于外侧，所述二燃室的底部设置成与所述出气口相适应的倾斜状态。

进一步地，所述气化剂进气口沿所述外环墙的切线方向延伸。

进一步地，所述炉排系统还包括：

上层炉排，其固定设置在所述下层炉排的顶部；以及

送风管，其从下往上依次穿过所述第一气室和所述下层炉排，其顶部与所述上层炉排固定连接，其与所述上层炉排的内部连通。

进一步地，所述除渣装置还包括：

下部炉体外圈，其固定设置在所述炉体的底部，其上开有第一出渣口；

下部炉体内圈，其固定设置在所述下部炉体外圈的内侧，其上开有与所述炉排本体的下部相适应的通孔，所述下部炉体内圈与所述炉排本体的下部之间围成出灰槽；

出渣器，其在所述炉排本体的下部设置有多个，所述出渣器的外侧靠近所述下部炉体内圈的内壁，所述出渣器为螺旋形，多个所述出渣器位于所述出灰槽中，且都绕所述炉排本体的周向分布；以及

刮灰板，其设置在所述下部炉体外圈内，且位于所述下部炉体内圈的下方，其随所述支撑部一起转动，从而将所述下部炉体外圈中的灰渣刮到所述第一出渣口中；

所述炉排本体的下部开有第二出渣口，所述第二出渣口与所述通孔连通，所述第二出渣口与所述出渣器一一对应设置。

进一步地，所述除渣装置还包括拨渣器，所述拨渣器在所述炉排本体的下部设置有多个，所述拨渣器与所述出渣器错开设置，多个所述拨渣器位于所述出灰槽中，且都绕所述炉排本体的周向分布。

进一步地，所述驱动装置包括：

套装在所述支撑部上的从动齿轮；

固定设置在所述下部炉体外圈外壁上的箱体；

转动设置在所述箱体内、且穿过所述下部炉体外圈、并与所述从动齿轮啮合的主动齿轮；以及

固定设置在所述箱体外的用于驱动所述主动齿轮转动的电机；

所述刮灰板固定设置在所述从动齿轮的底部。

进一步地，所述第二出渣口靠近所述出渣器的内侧。

本实用新型的有益效果：

1、烟气在二燃室内从底部到顶部，再从底部到底部，实现折流，能有效延长烟气在二燃室燃烧的停留时间，有利于CO、二噁英的完全消除，有利于将烟气中的焦油含量和灰分含量控制在较小的范围，从而降低烟气处理的成本。

2、气化剂进气口设置为切向供风，有利于气化剂与热解烟气的完全混合，提升燃烧效果，进而消除烟气中的CO、二噁英，降低NO_X的排放。

3、烟气从出气口流动至顶部的过程，能利用重力除尘，有利于飞灰的沉降，且出气口与二燃室底部均设置有一定倾角，避免了二燃室底部飞灰的冗积，能实现飞灰到热解气化炉的自然回流。

4、二燃室内的稳定燃烧能通过耐火材料为热解气化炉的热解气化提供热量，有利于提升热解气化炉内热解气化过程的稳定性，从而提升热解气化效率。

5、炉排设计为双层炉排，分为下层炉排和上层炉排，再对两层炉排分别独立设置气化及残炭燃烧的分级处理的供风系统，通过合理分配一次风水蒸气，通过第二气室、送风管和上层炉排，将水蒸气送至热解气化炉气化层，能有效提高燃气的H2/CO，提升炉子制气效率，水蒸气亦可起到阻止床层温度超限升高的作用，减少结渣和保护风嘴。

6、通过控制炉排正反转，实现了炉内垃圾热能转化过程的均匀搅动和出渣频率的独立控制，有利于提升热解气化炉的燃烧效果，有利于热解气化炉的稳定运行，有利于降低投资成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型一实施例提供的一种中吸式小型固废垃圾处理热解气化炉的立体图；

图2为图1的一个纵向半剖平面视图；

图3为图1的一个纵向半剖立体视图；

图4为图2的A-A面剖视图；

图5为图2的B-B面剖视图；

图6为一个视角下的除渣装置的部分立体结构示意图；

图7为另一个视角下的除渣装置的部分立体结构示意图。

附图标记：

10-炉体、11-炉膛、12-进料口、13-出气口、20-外环墙、21-第一腔体、211-第三腔体、212-第二腔板、22-第二腔体、23-第一腔板、24-出烟口、25-气化剂进气口、31-下层炉排、311-炉排本体、312-支撑部、313-出渣器、314-拨渣器、315-第二出渣口、32-第一气室、33-上层炉排、34-送风管、35-第二气室、36-下部炉体外圈、361-第一出渣口、362-出渣管、37-下部炉体内圈、371-出灰槽、372-通孔、38-刮灰板、39-驱动装置、391-从动齿轮、392-主动齿轮、393-箱体、394-电机、40-储灰箱。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-7所示，本实施例提供一种中吸式小型固废垃圾处理热解气化炉，包括炉体10、炉膛11、外环墙20和除渣装置，炉体10内部空间为炉膛11，炉体10的顶部具有进料口12。外环墙20位于炉体10的上部，其主要由耐火材料制成，外环墙20和炉体10外壁之间围成二燃室，二燃室被两块沿纵向设置的第一腔板23分隔成第一腔体21和第二腔体22，第一腔体21的底部通过开设在炉体10上的出气口13与炉膛11连通，第一腔体21的顶部与第二腔体22的顶部连通，第二腔体22的底部设置有出烟口24，外环墙20上开有与第一腔体21连通的气化剂进气口25。热解产生的烟气从出气口13出来后，在第一腔体21内向上流动，在第二腔体22内向下流动，并最终从出烟口24流出，优选第一腔体21的容积大于第二腔体22的容积。烟气在第一腔体21内与从气化剂进气口25通入的气化剂混合燃烧，二燃室内的稳定燃烧能通过耐火材料为热解气化炉的热解气化提供热量，有利于提升热解气化炉内热解气化过程的稳定性，从而提升热解气化效率。

除渣装置位于炉体10的下部，其包括炉排系统，其中炉排系统又包括下层炉排31、第一气室32和驱动装置39，下层炉排31包括炉排本体311和与炉排本体311固定连接的支撑部312，支撑部312被支撑在炉体10的底部且可绕自身轴线转动，下层炉排31为宝塔形炉排。第一气室32固定在下层炉排31的底部，并且与下层炉排31连通，用于向下层炉排31内提供气化剂。驱动装置39安装在炉体10的下部，用于驱动下层炉排31转动，具体地，用于驱动支撑部312转动。

在本实施例中，由于热解烟气从出气口13进入外环墙20围成的二燃室的第一腔体21内进行充分燃烧，而出气口13的位置基本上位于热解气化炉的中部，因此本申请的热解气化炉为中吸式的结构。又由于烟气在二燃室内从底部到顶部，再从顶部到底部，实现折流，能有效延长烟气在二燃室燃烧的停留时间，有利于CO、二噁英的完全消除，有利于将烟气中的焦油含量和灰分含量控制在较小的范围，从而降低烟气处理的成本。

在一个实施例中，第一腔体21被一个沿纵向设置的第二腔板212分隔成两个互不相通的第三腔体211，第三腔体211的底部与炉膛11连通、顶部与第二腔体22连通，外环墙20上开有两个气化剂进气口25，两个气化剂进气口25分别与两个第三腔体211连通。将第一腔体21一分为二，有利于向上流动的烟气向第二腔体22内流动。

在一个实施例中，出气口13倾斜设置，出气口13的内侧低于外侧，二燃室的底部设置成与出气口13相适应的倾斜状态，优选地，二燃室的底部的内侧的最低处与出气口13的高度较高的外侧处于同一高度的位置，这样在第一腔体21内因重力沉降的飞灰，能够经出气口13自然回流到炉膛11内，避免了二燃室底部飞灰的冗积。

在一个实施例中，气化剂进气口25沿外环墙20的切线方向延伸，即气化剂进气口25的轴线方向与外环墙20的一根切线方向平行，这样设计有利于气化剂与热解烟气的完全混合，提升燃烧效果，进而消除烟气中的CO、二噁英，降低NO_X的排放。

在一个实施例中，炉排系统还包括上层炉排33和送风管34。上层炉排33固定设置在下层炉排31的顶部，上层炉排33的顶部向上延伸，从而上层炉排33整体位于炉膛11的中部，送风管34从下往上依次穿过第一气室32和下层炉排31，其顶部与上层炉排33固定连接，送风管34与上层炉排33的内部连通，送风管34的底部固定设置有第二气室35，第二气室35与送风管34连通，用于经送风管34向上层炉排33内送入水蒸气。送风管34虽然穿过第一气室32，但是与第一气室32密封连接。通过上层炉排33向炉膛11中部添加水蒸气，可明显提高燃气的H2/CO，提升炉子制气效率，水蒸气亦可起到阻止床层温度超限升高的作用，减少结渣和保护风嘴。

在一个实施例中，除渣装置还包括下部炉体外圈36、下部炉体内圈37、出渣器313和刮灰板38。

下部炉体外圈36固定在炉体10的底部，其上至少开有一个第一出渣口361，第一出渣口361处连接有出渣管362，出渣管362的正下方则放置有储灰箱40。下部炉体内圈37固定设置在下部炉体外圈36的内侧，下部炉体内圈37外壁通过加强筋板与所述出渣装置的下部炉体外圈37的内壁固定连接，下部炉体内圈37上开有与上述炉排本体311的下部相适应的通孔372，下部炉体内圈37与炉排本体311的下部之间围成出灰槽371。下部炉体外圈36由支架固定，下部炉体内圈37固定在下部炉体外圈36的内部。下部炉体外圈36的中部设置有用于承受径向载荷的第一轴承和用于承受轴向载荷的第二轴承，以为上层炉排33和下层炉排31的转动减小损耗。

在炉排本体311的下部安装有多个出渣器313。出渣器313的内侧与炉排本体311的下部固定连接，外侧则向外延伸并靠近下部炉体内圈37的内壁，出渣器313呈螺旋形。出渣器313绕炉排本体311的周向分布，炉排本体311的下部开有第二出渣口315，第二出渣口315与出渣器313一一对应设置，第二出渣口315与上述通孔372连通。

刮灰板38设置在下部炉体外圈36内，且位于下部炉体内圈37的下方，其随支撑部312一起转动，比如刮灰板38与支撑部312固定连接。刮灰板38转动过程中将下部炉体外圈36中的灰渣刮到第一出渣口361中。

出渣器313随下层炉排31一起正向(即图4中的逆时针方向)转动时，发挥出渣的功能，具体地，出渣器313将灰渣挤向第二出渣口315，随后灰渣经上述通孔372落入到下部炉体外圈36内，并被刮灰板38刮到第一出渣口361中，最终落入储灰箱40内。出渣器313反向(即图4中的顺时针方向)转动时，由于出渣器313为螺旋形的结构，对物料的挤压力小，因此出渣器313、上层炉排33和下层炉排31一起搅动物料和灰渣，在这过程中，仅有少量灰渣从第二出渣口315处排走。而且当反转稳定运转时，下部炉体内圈37的灰渣的速度与下层炉排31的速度达到一致，灰渣基本不会从第二出渣口315排走。只是在反转起转阶段，由于灰渣与下层炉排31速度不一致，会少量出渣。

本实施例中的除渣装置，通过控制炉排正反转，实现了炉内垃圾热能转化过程的均匀搅动和出渣频率的独立控制，有利于提升热解气化炉的燃烧效果，有利于热解气化炉的稳定运行，有利于降低投资成本。

在一个实施例中，上述除渣装置还包括拨渣器314，拨渣器314在炉排本体311的下部设置有多个，拨渣器314与出渣器313错开设置，多个拨渣器314位于出灰槽371中，且都绕炉排本体311的周向分布。拨渣器314与出渣器313交错设置，优选拨渣器314与出渣器313一一对应设置，在两个相邻的出渣器313之间安装有一个拨渣器314。拨渣器314在反转阶段，能够增强对物料和灰渣的搅拌效果。

在一个实施例中，驱动装置39包括从动齿轮391、箱体393、主动齿轮392和电机394。从动齿轮391套装在支撑部312上，且位于下部炉体外圈36内和位于下部炉体内圈37的下方，从动齿轮391上开有可让灰渣通过的通道，从动齿轮391与穿过下部炉体外圈36的圈壁的主动齿轮392啮合。主动齿轮392可转动地安装在箱体393内，箱体393安装在下部炉体外圈36的外壁上，并且与下部炉体外圈36之间密封连接。电机394固定在箱体393外，用来驱动主动齿轮转动，从而使下层炉排31和上层炉排33转动。刮灰板38固定在从动齿轮391的底部，刮板板沿从动齿轮391的径向方向延伸。将刮灰板38安装在从动齿轮391上，与将刮灰板38安装在上述支撑部312上相比，拆装更方便，设计更合理。

在一个实施例中，第二出渣口315靠近出渣器313的内侧，这样出渣器313随下层炉排31一起正向转动时，灰渣更容易从第二出渣口315中排走。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种中吸式小型固废垃圾处理热解气化炉，包括炉体、炉膛、外环墙和除渣装置，所述外环墙位于所述炉体的上部，所述外环墙与所述炉体之间围成二燃室，所述除渣装置包括炉排系统，所述炉排系统包括下层炉排、第一气室和驱动装置，所述下层炉排包括炉排本体和与所述炉排本体固定连接的支撑部，所述支撑部被支撑在所述炉体的底部且可绕自身轴线转动，其特征在于：所述二燃室被两块沿纵向设置的第一腔板分隔成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体的底部通过开设在所述炉体上的出气口与所述炉膛连通，所述第一腔体的顶部与所述第二腔体的顶部连通，所述第二腔体的底部设置有出烟口，所述外环墙上开有与所述第一腔体连通的气化剂进气口。

2.根据权利要求1所述的中吸式小型固废垃圾处理热解气化炉，其特征在于：所述第一腔体被一个沿纵向设置的第二腔板分隔成两个互不相通的第三腔体，所述第三腔体的底部与所述炉膛连通、顶部与所述第二腔体连通，所述外环墙上开有两个所述气化剂进气口，两个所述气化剂进气口分别与两个所述第三腔体连通。

3.根据权利要求1所述的中吸式小型固废垃圾处理热解气化炉，其特征在于：所述出气口倾斜设置，所述出气口的内侧低于外侧，所述二燃室的底部设置成与所述出气口相适应的倾斜状态。

4.根据权利要求1所述的中吸式小型固废垃圾处理热解气化炉，其特征在于：所述气化剂进气口沿所述外环墙的切线方向延伸。

5.根据权利要求1所述的中吸式小型固废垃圾处理热解气化炉，其特征在于：所述炉排系统还包括：

上层炉排，其固定设置在所述下层炉排的顶部；以及

送风管，其从下往上依次穿过所述第一气室和所述下层炉排，其顶部与所述上层炉排固定连接，其与所述上层炉排的内部连通。

6.根据权利要求1所述的中吸式小型固废垃圾处理热解气化炉，其特征在于：所述除渣装置还包括：

下部炉体外圈，其固定设置在所述炉体的底部，其上开有第一出渣口；

下部炉体内圈，其固定设置在所述下部炉体外圈的内侧，其上开有与所述炉排本体的下部相适应的通孔，所述下部炉体内圈与所述炉排本体的下部之间围成出灰槽；

出渣器，其在所述炉排本体的下部设置有多个，所述出渣器的外侧靠近所述下部炉体内圈的内壁，所述出渣器为螺旋形，多个所述出渣器位于所述出灰槽中，且都绕所述炉排本体的周向分布；以及

刮灰板，其设置在所述下部炉体外圈内，且位于所述下部炉体内圈的下方，其随所述支撑部一起转动，从而将所述下部炉体外圈中的灰渣刮到所述第一出渣口中；

所述炉排本体的下部开有第二出渣口，所述第二出渣口与所述通孔连通，所述第二出渣口与所述出渣器一一对应设置。

7.根据权利要求6所述的中吸式小型固废垃圾处理热解气化炉，其特征在于：所述除渣装置还包括拨渣器，所述拨渣器在所述炉排本体的下部设置有多个，所述拨渣器与所述出渣器错开设置，多个所述拨渣器位于所述出灰槽中，且都绕所述炉排本体的周向分布。

8.根据权利要求6所述的中吸式小型固废垃圾处理热解气化炉，其特征在于：所述驱动装置包括：

套装在所述支撑部上的从动齿轮；

固定设置在所述下部炉体外圈外壁上的箱体；

转动设置在所述箱体内、且穿过所述下部炉体外圈、并与所述从动齿轮啮合的主动齿轮；以及

固定设置在所述箱体外的用于驱动所述主动齿轮转动的电机；

所述刮灰板固定设置在所述从动齿轮的底部。

9.根据权利要求6所述的中吸式小型固废垃圾处理热解气化炉，其特征在于：所述第二出渣口靠近所述出渣器的内侧。

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