CN217265572U - 可快速更换熔池式气化炉的有机固废气化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可快速更换熔池式气化炉的有机固废气化装置，包括密封室、进料管、设置在密封室内的熔池式气化炉，熔池式气化炉中装有熔融铁液，密封室上设有合成气出口，密封室的侧面设有与熔池式气化炉相对应的更换口，更换口的外侧设有第一密封门；密封室内的底部设有移动接驳装置，熔池式气化炉放置在移动接驳装置上；进料管从密封室上端穿过且可上下移动。本实用新型中，熔池式气化炉更换过程简单，更换周期短，且在更换时，原先的熔池式气化炉中的熔融铁液直接倒入新的熔池式气化炉中，无需再次重熔，节省了能源消耗。

Description

可快速更换熔池式气化炉的有机固废气化装置

技术领域

本实用新型涉及能源领域，特别涉及一种可快速更换熔池式气化炉的有机固废气化装置。

背景技术

在有机垃圾固废、生物质废弃物能源化利用方面，与传统工艺相比，熔铁浴气化是一种更为先进的将有害废弃物转变为低碳能源的工艺。熔铁浴气化是将有机固废颗粒高速喷吹进入熔融铁液中，并鼓入气化剂如纯氧气，进行彻底的处理和转化，将碳氢元素转化成洁净合成气(一氧化碳和氢气)，既可作为燃气，也可用于化工合成，如甲烷化制取天然气、费托合成制取汽油柴油等，而无机物则大部分留在浮于表面的熔渣中，实现减量化、无害化和资源化处理。

利用熔池型气化炉处理有机固废，生成合成气或者进一步制氢是目前新兴的能源技术。其通过在气化炉内预先盛放铁液，再把有机固废通过各种方式送到铁液内部，同时通入氧气，有机固废裂解-气化过程始终在浸没在1500度以上的液态环境中完成且相当迅速，高温快速裂解-气化，不产生二噁英，重金属及其氧化物(被还原)进入铁液或者沉到铁液下层而回收，整个有机固废处置过程只需要通入氧气(碳氧不完全燃烧为放热反应)，无需额外再加热，低成本、低碳排制取富氢能源。

现有的熔池式有机固废气化装置包括密封室和熔池式气化炉，熔池式气化炉设置在密封室中，熔池式气化炉炉衬是由耐高温材料(如炉砖)砌成，在实际使用过程中，由于熔池式气化炉炉衬承受了熔融铁液的高温，其使用寿命是有限的，需要定期进行更换。

然而目前在生产过程中，熔池式气化炉接触液态熔铁、熔渣的部分是耐火隔热材料做的炉衬，耐火材料会有损耗。为了保障生产安全，熔池式气化炉炉衬需要定期更换。过程如下：熔池式气化炉炉衬需要更换时，停产并清空炉内铁液和渣液，冷却3天以上至炉内温度到室温，拆除旧炉衬，更换新的炉衬，砌好炉衬再按照升温曲线缓慢烘炉至炉衬完全固化，最后还要继续烘炉至炉衬温度达到1100℃以上，才可以加入重新熔融的铁液，开始生产，该过程耗时15-30天。导致停产时间过长，重新熔融铁液浪费能源。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有技术中存在的不足之处，提供一种可快速更换熔池式气化炉的有机固废气化装置。

本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：一种可快速更换熔池式气化炉的有机固废气化装置，包括密封室、进料管、设置在密封室内的熔池式气化炉，熔池式气化炉中装有熔融铁液，密封室上设有合成气出口，密封室的侧面设有与熔池式气化炉相对应的更换口，更换口的外侧设有第一密封门；密封室内的底部设有移动接驳装置，熔池式气化炉放置在移动接驳装置上；进料管从密封室上端穿过且可上下移动。

本实用新型在使用时，进料管的下端伸入熔融铁液中，有机固废通过进料管进入熔融铁液中，同时通过进料管向熔融铁液中通入氧气，维持反应的进行，有机固废在高温熔融铁液内裂解-气化后形成一氧化碳、氢气等气体，上述气体通过合成气出口排出，对上述气体进行收集和分离提纯，可以作为能源气体加以利用。在更换熔池式气化炉时，将进料管向上移动一定的距离，使得进料管的下端高于熔池式气化炉的上端；打开第一密封门，通过移动接驳装置将熔池式气化炉从更换口移出密封室，然后用行车将原先的熔池式气化炉中的熔融铁液倒入提前准备好的新的熔池式气化炉中，同时将新的装有熔融铁液的熔池式气化炉放置到移动接驳装置上，通过移动接驳装置将新的熔池式气化炉装入密封室中，最后将进料管的下端插入熔融铁液中。本实用新型中，熔池式气化炉更换过程简单，更换周期短，且在更换时，原先的熔池式气化炉中的熔融铁液直接倒入新的熔池式气化炉中，熔融铁液无需再次加热，节省了能源消耗。

作为优选，所述移动接驳装置为承重式轨道车，所述承重式轨道车包括承载板，承载板的底部设有轮子，熔池式气化炉放置在承载板上，承载板的上表面设有隔热板。

作为优选，所述密封室内的底部设有用于对移动接驳装置进行限位的固定挡板和制动块。其中，固定挡板和制动块分别位于移动接驳装置轮子的两侧，固定挡板是固定在密封室内的底部上的，制动块是放置在密封室内的底部上的；当移动接驳装置进入密封室中时，移动接驳装置一端的轮子抵靠在固定挡板上，然后将制动块放置在移动接驳装置另一端的轮子处，这样便将对移动接驳装置的位置进行了限制，避免移动接驳装置随意移动。

作为优选，所述密封室的上端设有通孔，进料管从通孔中穿过。为了提高通孔位置处的密封性，防止密封室内的气体从通孔处外泄，在通孔的上端设有干式密封装置，干式密封装置通过氮气或蒸汽与进料管之间实现密封，从而避免气体的外泄。

作为优选，所述密封室内设有隔热罩，隔热罩位于熔池式气化炉的上方，进料管从隔热罩穿过。隔热罩由耐高温保温材料制成，能够对密封室的顶部起到一定的防热辐射作用。隔热罩高于熔池式气化炉一定距离，熔池式气化炉中产生的气体从隔热罩和熔池式气化炉之间的间隙中通过，最终从密封室上的合成气出口排出。

作为优选，所述隔热罩与密封室的上端之间通过吊索相连。

作为优选，所述密封室上连接有第一抽气管和进气管，第一抽气管的一端与密封室内部连通，另一端连接抽气装置；第一抽气管和进气管上分别连接有第一开关阀和第三开关阀。在更换熔池式气化炉前，由于密封室中存在大量的一氧化碳、氢气等气体，若直接打开第一密封门，会使密封室中的一氧化碳等气体直接释放到周围空气中，会对周围的空气造成污染，同时会对作业人员造成一定的毒害作用，而且一氧化碳、氢气等可燃气体易与空气作用，容易起火燃烧爆炸。本实用新型中，在密封室上连接有第一抽气管和进气管，在打开第一密封门前，先打开第三开关阀，通过进气管向密封室内通入氮气，驱赶密封室内合成气，合成气从合成气出口排出，直至密封室内氮气作为主要成分，然后关闭合成气出口，打开第一开关阀，通过第一抽气管对密封室中的气体进行抽除，在这过程中，由于密封室中会产生负压，因此进气管向密封室中补充气体，可以平衡密封室的内外气压，补充空气即可。当密封室内外气压平衡后，便可以打开第一密封门。

作为优选，所述密封室上设有排渣机构。

作为优选，所述排渣机构包括设置在密封室侧面的排渣通道，排渣通道的外侧设置有第二密封门，排渣通道的内侧设有伸缩对接管，伸缩对接管的一端固定在密封室上，另一端与熔池式气化炉的外侧对接；密封室与伸缩对接管之间设有螺杆伸缩驱动机构。其中，螺杆伸缩驱动机构的具体结构包括螺杆、设置在密封室上的螺纹套筒，螺纹套筒设置在排渣通道附近，螺杆螺纹连接在螺纹套筒中，螺杆的设置方向与伸缩对接管的伸缩方向一致，伸缩对接管上靠近熔池式气化炉的一端设有连接件，螺杆的一端与连接件之间转动连接，螺杆的另一端伸出于密封室外。螺杆伸缩驱动机构在使用时，通过转动螺杆即可实现伸缩对接管的伸缩移动。由于在使用过程中，熔融铁液的液面以上会形成一定厚度的熔融渣液，当熔融渣液积累到一定的厚度后，需要定期将熔融渣液排出。本实用新型上设有排渣机构，排渣机构的使用方法如下：通过转动螺杆将伸缩对接管伸长，使得伸缩对接管的一端与熔池式气化炉外侧的排渣口接触对接，伸缩对接管与熔池式气化炉对接后形成一个通道，抽除该通道内合成气，补充氮气，再打开第二密封门，然后捅开熔池式气化炉上的排渣口，同时在排渣口的下方放置一个排渣导流槽，当孔被打穿后形成一个排渣孔，熔融渣液便从排渣孔中流出并流到排渣导流槽上，借助排渣导流槽将熔融渣液向外排出。

作为优选，排渣通道附近设有第二抽气管，第二抽气管的一端与排渣通道内部连通，第二抽气管上设有第二开关阀，第二开关阀是双通道程序控制气动阀，分别连通真空泵和氮气，通过第二开关阀切换第二抽气管与真空泵或氮气的连接。在排渣时，为了避免第二密封门打开后，密封室内的一氧化碳等气体从排渣口处向外流出，本实用新型中，排渣通道内设有第二抽气管，在打开第二密封门前，先将伸缩对接管伸长，使得伸缩对接管的一端与熔池式气化炉外侧的排渣口接触对接，伸缩对接管与熔池式气化炉对接后形成一个通道，用真空泵第抽除通道内的气体后，通过第二开关阀切换使得第二抽气管连接氮气，再向内补充氮气，然后打开第二密封门，这样能够有效避免密封室内部的气体外泄。排渣完成后，通过封堵材料将排渣孔堵住，然后将排渣导流槽移走，第二密封门关上，抽排渣通道真空，在排渣通道通入氮气至排渣通道与密封室内气压平衡，最后缩回伸缩对接管即可。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中，熔池式气化炉更换过程简单，更换周期短，且在更换时，原先的熔池式气化炉中的熔融铁液直接倒入新的熔池式气化炉中，熔融铁液无需再次加热，节省了能源消耗。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型在更换熔池式气化炉时的示意图。

图3为排渣结构的示意图。

图4为本实用新型在排渣时的示意图。

图5为图3中A部放大图。

图中：1、密封室，2、合成气出口，3、熔池式气化炉，4、熔融铁液，5、熔融渣液，6、进料管，7、隔热罩，8、吊索，9、移动接驳装置，10、更换口，11、第一密封门，12、固定挡板，13、制动块，14、第一抽气管、15、第一开关阀，16、进气管，17、第三开关阀，19、第二密封门，20、伸缩对接管，21、第二抽气管，22、第二开关阀，23、排渣导流槽，24、干式密封装置，25、螺杆，26、螺纹套筒，27、连接件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图1-5所示，一种可快速更换熔池式气化炉的有机固废气化装置，包括密封室1、进料管6、设置在密封室1内的熔池式气化炉3，熔池式气化炉3中装有熔融铁液4，密封室1上设有合成气出口2，合成气出口2设置在密封室1上端的位置。密封室1的侧面设有与熔池式气化炉3相对应的更换口10，更换口10的外侧设有第一密封门11，第一密封门11可打开或者关闭。

进料管6从密封室1上端穿过且可上下移动。具体的，密封室1的上端设有通孔，进料管6从通孔中穿过，且进料管6呈竖直设置。为了提高通孔位置处的密封性，防止密封室1内的气体从通孔处向外流出，在通孔的上端设有干式密封装置24，干式密封装置24通过氮气或蒸汽在密封室1通孔与进料管4之间实现密封，从而避免气体的外泄。其中，本方案中的干式密封装置24采用现有技术，通过气体实现密封也是本领域技术人员的常用技术技术手段。

密封室1内的底部设有移动接驳装置9，熔池式气化炉3放置在移动接驳装置9上。具体的，移动接驳装置9为承重式轨道车，所述承重式轨道车包括承载板，承载板的底部设有轮子，熔池式气化炉3放置在承载板上，承载板的上表面设有隔热板。承重式轨道车可以带动熔池式气化炉3从更换口10进出。

进一步的，密封室1内的底部设有用于对移动接驳装置进行限位的固定挡板12和制动块13。其中，固定挡板12和制动块13分别位于移动接驳装置9上的轮子的两侧，固定挡板12是固定在密封室1内的底部上的，制动块13是放置在密封室1内的底部上的；当移动接驳装9置进入密封室1中时，移动接驳装置9一端的轮子抵靠在固定挡板12上，然后将制动块13放置在移动接驳装置另一端的轮子处，这样便将对移动接驳装置9的位置进行了限制，避免移动接驳装置随意移动。本申请中，制动块13的横截面呈三角形。

本实用新型在使用时，进料管6的下端伸入熔融铁液中，有机固废通过进料管6进入熔融铁液中，同时通过进料管6向熔融铁液中通入氧气，维持反应的进行，有机固废在高温的熔融铁液内部裂解-气化生成一氧化碳、氢气等气体，上述气体通过合成气出口2排出，对上述气体进行收集和分离提纯，可以作为能源气体加以利用。在更换熔池式气化炉3时，将进料管6向上移动一定的距离，使得进料管6的下端高于熔池式气化炉3的上端；打开第一密封门11，通过移动接驳装置9将熔池式气化炉3从更换口10移出密封室1，然后原先的熔池式气化炉3中的熔融铁液倒入新的提前准备好的熔池式气化炉中，同时行车将新的装有熔融铁液的熔池式气化炉放置到移动接驳装置9上，通过移动接驳装置9将新的熔池式气化炉装入密封室中，最后将进料管6的下端插入熔融铁液中。本实用新型中，熔池式气化炉更换过程简单，更换周期短，且在更换时，原先的熔池式气化炉中的熔融铁液直接倒入新的熔池式气化炉中，熔融铁液无需再次加热，节省了能源消耗。

进一步的，密封室1内设有隔热罩7，隔热罩7位于熔池式气化炉3的上方，隔热罩7与密封室1的上端之间通过吊索8相连。进料管6从隔热罩7穿过，进料管6可以相对隔热罩7上下移动。其中，隔热罩7由耐高温保温材料制成，能够对密封室1的顶部起到一定的防热辐射作用。隔热罩7高于熔池式气化炉3一定距离，熔池式气化炉3中反应产生的气体从隔热罩和熔池式气化炉3之间的间隙中通过，最终从密封室1上的合成气出口2排出。

进一步的，密封室1上连接有第一抽气管14和进气管16，第一抽气管14的一端与密封室1内部连通，另一端连接抽气装置。第一抽气管14和进气管16上分别连接有第一开关阀15和第三开关阀17。本申请中，抽气装置为抽气泵，第一开关阀15和第三开关阀17均为电磁阀，可以实现远程控制第一抽气管14和进气管16的打开和关闭。在更换熔池式气化炉3前，由于密封室1中存在大量的一氧化碳、氢气等气体，若直接打开第一密封门11，会使密封室1中的一氧化碳等气体直接释放到周围空气中，会对周围的空气造成污染，同时会对作业人员造成一定的毒害作用，而且一氧化碳、氢气等可燃气体易与空气作用，容易起火燃烧爆炸。本实用新型中，在密封室1上连接有第一抽气管14和进气管16，在打开第一密封门11前，打开第三开关阀17向密封室内通入氮气，赶走密封室1中的合成气，然后关闭合成气出口2，打开第一开关阀15，通过第一抽气管14对密封室1中的气体进行抽除，在这过程中，由于密封室1中会产生负压，因此进气管15向密封室1中补充氮气，平衡密封室1的内外气压，然后便可以打开第一密封门11。本实用新型在使用过程中，熔融铁液4的液面以上会形成一定厚度的熔融渣液5，当熔融渣液5积累到一定的厚度后，需要定期将熔融渣液5排出。本实用新型中，在密封室1上设有排渣机构，便于将熔融渣液5排出。排渣机构的具体结构包括设置在密封室1侧面的排渣通道，排渣通道的外侧设置有第二密封门19，排渣通道的内侧设有伸缩对接管20，伸缩对接管20的一端固定在密封室1上，另一端与熔池式气化炉3的外侧对接。密封室与伸缩对接管之间设有螺杆伸缩驱动机构。其中，螺杆伸缩驱动机构的具体结构包括螺杆25、设置在密封室1上的螺纹套筒26，螺纹套26设置在排渣通道附近，螺杆25螺纹连接在螺纹套筒26中，螺杆26的设置方向与伸缩对接管20的伸缩方向一致，伸缩对接管20上靠近熔池式气化炉3的一端设有连接件27，螺杆25的一端与连接件27之间转动连接，螺杆25的另一端伸出于密封室1外。其中，伸缩对接管20由两节或者两节以上的金属管相互嵌套而成，相邻两节金属管之间可以相互滑动伸缩。螺杆伸缩驱动机构在使用时，通过转动螺杆即可实现伸缩对接管的伸缩移动。在进行对接时，往一个方向旋转螺杆，使得螺杆向密封室1内部方向移动，从而带动伸缩对接管20伸长，伸长后的伸缩对接管20的一端与熔池式气化炉3外侧的排渣口实现对接，对接后形成一个密闭的通道；排渣完成后，反向转动螺杆25，即可将伸缩对接管20缩回。排渣机构的使用方法如下：先通过旋转螺杆25将伸缩对接管伸长，使得伸缩对接管20的一端与熔池式气化炉3外侧的排渣口紧密对接，伸缩对接管20与熔池式气化炉3对接后形成一个密闭通道，然后抽空该密闭通道内合成气，再将氮气通入该密闭通道以平衡密闭通道内外气压，打开第二密封门19，在熔池式气化炉3排渣口下方放置一个排渣导流槽23，然后捅开排渣孔，熔融渣液5便从排渣孔中流出并流到排渣导流槽23上，借助排渣导流槽23将熔融渣液5向外排出；排渣完成后，用封堵材料将排渣孔堵住，移走排渣导流槽23，然后关闭第二密封门19，抽空密闭排渣通道内空气后，在密闭排渣通道内通入氮气平衡密闭排渣通道与密封室1内的气压，再反向转动螺杆25缩回伸缩对接管20。

进一步的，排渣通道附近设有第二抽气管21，第二抽气管21的一端与排渣通道内部连通，第二抽气管21上设有第二开关阀22。第二开关阀22选用双通道程序控制气动阀，分别连通真空泵和氮气，通过第二开关阀22切换第二抽气管与真空泵或氮气的连接，可以通过第二开关阀22远程控制第二抽气管21的打开或/关闭或者通入氮气。在排渣时，为了避免第二密封门19打开后，密封室内的一氧化碳、氢气等气体从排渣通道外泄，在打开第二密封门19前，先转动螺杆25让伸缩对接管20与熔池式气化炉3紧密对接后形成一个密闭的通道，打开第二开关阀22，借助真空泵抽除该密闭的通道内的气体，然后切换第二开关阀22，使得第二抽气管21连接氮气并向该密闭通道中通入氮气，平衡该通道与外部气压，再打开第二密封门19，这样能够有效避免密封室1内部的气体外泄。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可快速更换熔池式气化炉的有机固废气化装置，包括密封室、进料管、设置在密封室内的熔池式气化炉，熔池式气化炉中装有熔融铁液，密封室上设有合成气出口，其特征在于：密封室的侧面设有与熔池式气化炉相对应的更换口，更换口的外侧设有第一密封门；密封室内的底部设有移动接驳装置，熔池式气化炉放置在移动接驳装置上；进料管从密封室上端穿过且可上下移动。

2.根据权利要求1所述的可快速更换熔池式气化炉的有机固废气化装置，其特征在于，所述移动接驳装置为承重式轨道车，所述承重式轨道车包括承载板，承载板的底部设有轮子，熔池式气化炉放置在承载板上，承载板的上表面设有隔热板。

3.根据权利要求2所述的可快速更换熔池式气化炉的有机固废气化装置，其特征在于，所述密封室内的底部设有用于对移动接驳装置进行限位的固定挡板和制动块。

4.根据权利要求1所述的可快速更换熔池式气化炉的有机固废气化装置，其特征在于，所述密封室的上端设有通孔，进料管从通孔中穿过。

5.根据权利要求1所述的可快速更换熔池式气化炉的有机固废气化装置，其特征在于，所述密封室内设有隔热罩，隔热罩位于熔池式气化炉的上方，进料管从隔热罩穿过。

6.根据权利要求5所述的可快速更换熔池式气化炉的有机固废气化装置，其特征在于，所述隔热罩与密封室的顶端之间通过吊索相连。

7.根据权利要求1所述的可快速更换熔池式气化炉的有机固废气化装置，其特征在于，所述密封室上连接有第一抽气管和进气管，第一抽气管的一端与密封室内部连通，另一端连接抽气装置；第一抽气管和进气管上分别连接有第一开关阀和第三开关阀。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的可快速更换熔池式气化炉的有机固废气化装置，其特征在于，所述密封室上设有排渣机构。

9.根据权利要求8所述的可快速更换熔池式气化炉的有机固废气化装置，其特征在于，所述排渣机构包括设置在密封室侧面的排渣通道，排渣通道的外侧设置有第二密封门，排渣通道的内侧设有伸缩对接管，伸缩对接管的一端固定在密封室上，另一端与熔池式气化炉的外侧对接；密封室与伸缩对接管之间设有螺杆伸缩驱动机构。

10.根据权利要求9所述的可快速更换熔池式气化炉的有机固废气化装置，其特征在于，排渣通道附近设有第二抽气管，第二抽气管的一端与排渣通道连通，第二抽气管上设有第二开关阀。

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