CN219449627U - 顶部喷枪孔整体保护室密封型熔铁浴气化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种顶部喷枪孔整体保护室密封型熔铁浴气化炉，包括炉体、复合顶吹喷枪，炉体上设有合成气通道，炉体中设有熔铁液池，炉体的上端设有喷枪孔，复合顶吹喷枪穿过喷枪孔；炉体的上端设有保护室，保护室罩设在复合顶吹喷枪外；保护室上端设有与复合顶吹喷枪相连的进料装置；还包括惰性载气储罐、氧气储罐，惰性载气储罐上设有惰性载气管，惰性载气管密封穿过保护室并与进料装置相连；氧气储罐上设有氧气管，氧气管密封穿过保护室并与复合顶吹喷枪相连。本实用新型中，在炉体的上端设有保护室，通过保护室形成一个与外界大气隔绝的隔绝空间，实现了喷枪孔与外界大气之间的绝对隔绝，保证了炉体内的气体不会向外界泄露。

Description

顶部喷枪孔整体保护室密封型熔铁浴气化炉

技术领域

本实用新型涉及能源技术领域,特别涉及一种顶部喷枪孔整体保护室密封型熔铁浴气化炉。

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。

在处理时，熔铁浴气化炉内预先盛放熔铁液，熔铁浴气化炉的顶端设有喷枪孔和顶吹物料喷枪，顶吹物料喷枪从熔铁浴气化炉顶端的喷枪孔穿过，顶吹物料喷枪的下端伸入熔铁浴气化炉内的熔铁液中；通过顶吹物料喷枪向熔铁液中喷吹有机固废原料以及氧气；有机固废裂解-气化过程始终在浸没在1500度左右的液态环境中完成且相当迅速，有机固废在高温下快速裂解-气化并产生合成气(一氧化碳和氢气)，同时不产生二噁英；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。

由于顶吹物料喷枪需要经常升降以调节其下端喷口的高度，因此顶吹物料喷枪并非直接固定在喷枪孔中，喷枪孔与喷枪之间留有一定间隙，以保证顶吹物料喷枪能够在喷枪孔中进行上下移动调节；为了避免熔铁浴气化炉中的合成气从喷枪孔与顶吹物料喷枪之间的间隙中泄露出去，在喷枪孔与顶吹物料喷枪之间通常采用气体密封方式进行密封，即在喷枪孔内侧高速喷吹氮气、水蒸汽等气体，以实现熔铁浴气化炉内部与外接大气之间的隔绝。

但是现有的气体密封方式存在以下不足之处：1、通过气体密封方式，会导致氮气、水蒸汽等大量用于密封的气体混入熔铁浴气化炉内反应产生的合成气中，对合成气进行了稀释，增加了后续对合成气进行提纯的负担；2、现有的气体密封技术不够稳定，一旦熔铁浴气化炉内部压力存在较大波动，很容易使气体密封效果大打折扣，从而导致熔铁浴气化炉内部气体的泄露。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有技术中的不足之处，提供一种顶部喷枪孔整体保护室密封型熔铁浴气化炉。

本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：一种顶部喷枪孔整体保护室密封型熔铁浴气化炉，包括炉体、复合顶吹喷枪，炉体上设有合成气通道，炉体中设有熔铁液池，炉体的上端设有喷枪孔，复合顶吹喷枪穿过喷枪孔，炉体的上端设有用于调节复合顶吹喷枪高度的高度调节机构；炉体的上端设有保护室，保护室罩设在复合顶吹喷枪外，保护室内形成一个与外界大气隔绝的隔绝空间；复合顶吹喷枪高于喷枪孔的部分位于所述隔绝空间内；保护室上端设有与复合顶吹喷枪相连的进料装置；还包括惰性载气储罐、氧气储罐，惰性载气储罐上设有惰性载气管，惰性载气管密封穿过保护室并与进料装置相连；氧气储罐上设有氧气管，氧气管密封穿过保护室并与复合顶吹喷枪相连。

作为优选，所述炉体包括上炉体和下炉体，所述合成气通道设置在上炉体上，上炉体的下端设有上炉体密封面，下炉体的上端设有下炉体密封面；上炉体安装在下炉体上时，上炉体上的上炉体密封面与下炉体上的下炉体密封面对接，上炉体密封面与下炉体密封面之间通过锁紧扣锁紧；下炉体密封面或者上炉体密封面上设有密封圈。

作为优选，所述密封圈由柔性石墨材料或硅酸铝耐火纤维制成。

作为优选，所述下炉体上设有出渣口和排铁口，出渣口上设有渣口堵头，排铁口上设有封堵头。

作为优选，所述高度调节机构包括设置在炉体上端的提升立柱，提升立柱上滑动连接有喷枪夹持器，喷枪夹持器能够沿着提升立柱上下移动；复合顶吹喷枪固定在喷枪夹持器上，喷枪夹持器与提升立柱的上端之间通过提升钢索相连。

作为优选，所述进料装置包括密封料罐，密封料罐的上端设有加料锁斗，加料锁斗固定于保护室的上端；密封料罐与复合顶吹喷枪之间通过进料软管相连。

作为优选，所述惰性载气管包括惰性载气外管、惰性载气内管和惰性载气穿壁管，惰性载气穿壁管连接在惰性载气外管、惰性载气内管之间，惰性载气穿壁管穿过保护室并固定于保护室上，惰性载气外管连接惰性载气储罐，惰性载气内管位于保护室内并连接密封料罐。

作为优选，所述氧气管包括氧气外管、氧气内管和氧气穿壁管，氧气穿壁管连接在氧气外管、氧气内管之间，氧气穿壁管穿过保护室并固定在保护室上，氧气外管连接氧气储罐，氧气内管位于保护室内并连接复合顶吹喷枪。

作为优选，所述保护室上设有若干个水冷模块。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中，在炉体的上端设有保护室，通过保护室形成一个与外界大气隔绝的隔绝空间，实现了喷枪孔与外界大气之间的绝对隔绝，保证了炉体内的气体不会向外界泄露。相比传统的气体密封方式，本实用新型在实现密封的同时，不会向炉体内引入新的气体，因而不会对炉体中的气体成分造成影响。本实用新型的密封方式，不消耗氮气、水蒸气等气体，使用成本低。

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下炉体时的示意图。

图中：101、下炉体，102、上炉体，103、保护室，104、复合顶吹喷枪，105、氧气暂存罐，106、合成气通道，107、排铁口，108、封堵头，110、上炉体密封面，111、下炉体密封面，112、锁紧扣，113、密封圈，130、惰性载气储罐，131、氧气外管，132、惰性载气外管，133、惰性载气穿壁管，134、惰性载气内管，135、氧气内管，136、喷枪夹持器，137、提升立柱，138、提升钢索，139、氧气穿壁管，140、加料锁斗，141、密封料罐，142、给料螺杆，143、进料软管，148、水冷模块，149、氮气喷孔，150、出渣口，151、渣口堵头，160、喷枪插孔，161、熔铁液池，170、炉座车，171、升降装置，172、炉座。

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1-2所示，一种顶部喷枪孔整体保护室密封型熔铁浴气化炉，包括炉体、复合顶吹喷枪104、惰性载气储罐130、氧气储罐105，炉体上设有合成气通道106，炉体中设有熔铁液池161，熔铁液池161为熔融状态下的熔铁液，其中含有一定的碳元素。炉体的上端设有喷枪孔，复合顶吹喷枪104穿过喷枪孔，复合顶吹喷枪104的下端伸入炉体中的熔铁液池161中。复合顶吹喷枪104上设有物料进口和氧气进口，用于向熔铁液池161中喷吹有机固废原料和氧气。炉体的上端设有用于调节复合顶吹喷枪104高度的高度调节机构。

其中，高度调节机构包括设置在炉体上端的提升立柱137，提升立柱137至少设置有两根，提升立柱137沿着竖直方向设置且位于喷枪孔附近。提升立柱137上滑动连接有喷枪夹持器136，喷枪夹持器136上设有与提升立柱137相对应的滑孔，提升立柱137穿过喷枪夹持器136上的滑孔，喷枪夹持器136能够沿着提升立柱137上下移动。复合顶吹喷枪104固定在喷枪夹持器136上，喷枪夹持器136与提升立柱137的上端之间通过提升钢索138相连；提升钢索138的一端与提升立柱的上端相连，提升钢索138的另一端与喷枪夹持器136相连；通过调节提升钢索138的长度，从而实现对复合顶吹喷枪104的高度调节。

炉体的上端设有保护室103，保护室103罩设在复合顶吹喷枪104外。保护室103内形成一个与外界大气隔绝的隔绝空间，复合顶吹喷枪高于喷枪孔的部分位于隔绝空间内。保护室103上端设有与复合顶吹喷枪104相连的进料装置。进料装置包括密封料罐141，密封料罐141的上端设有加料锁斗140，加料锁斗140固定于保护室103的上端。密封料罐141的下端与复合顶吹喷枪104上的物料进口之间通过进料软管143相连。密封料罐141中竖直设有给料螺杆142，给料螺杆142在电机的驱动下转动，给料螺杆142用于将密封料罐141中的有机固废原料往密封料罐141底部推进。在向密封料罐141中添加有机固废原料时，先打开加料锁斗140，将有机固废原料通过加料锁斗140放入密封料罐141中，然后关闭加料锁斗140。

惰性载气储罐130位于保护室103外，惰性载气储罐130上设有惰性载气管，惰性载气管密封穿过保护室103并与进料装置相连。惰性载气管包括惰性载气外管132、惰性载气内管134和惰性载气穿壁管133，惰性载气穿壁管133连接在惰性载气外管132、惰性载气内管134之间，惰性载气穿壁管133穿过保护室103并固定于保护室103上，惰性载气穿壁管133穿过保护室的位置处进行密封处理。惰性载气外管132连接惰性载气储罐130，惰性载气内管134位于保护室103内并连接密封料罐141。惰性载气储罐130内装有惰性气体，通过惰性载气储罐130向密封料罐141通入惰性气体，惰性气体与密封料罐141中的有机固废颗粒混合后，形成固废颗粒-惰气混合气流，固废颗粒-惰气混合气流通过进料软管143向复合顶吹喷枪104供料。本实用新型中，惰性气体为氮气或者二氧化碳。

氧气储罐105上设有氧气管，氧气管密封穿过保护室103并与复合顶吹喷枪104相连。其中，氧气管包括氧气外管131、氧气内管135和氧气穿壁管139，氧气穿壁管139连接在氧气外管131、氧气内管135之间，氧气穿壁管139穿过保护室103并固定在保护室103上，氧气穿壁管139穿过保护室103的位置处进行密封处理。氧气外管131连接氧气储罐105，氧气内管135位于保护室103内并与复合顶吹喷枪104上的氧气进口相连。氧气储罐105通过氧气管向复合顶吹喷枪104中提供氧气，氧气与固废颗粒-惰气混合气流在复合顶吹喷枪104中混合，形成氧气-固废颗粒-惰气混合气流，氧气-固废颗粒-惰气混合气流通入高温的熔铁液池161中后发生裂解反应，产生以氢气和一氧化碳为主要成分的合成气，合成气从炉体上的合成气通道106排出。

为了防止保护室103外壁温度过高，在保护室103上设有若干个水冷模块148，水冷模块148设置在保护室103的外壁上并用于对保护室103的外壁进行降温。水冷模块148为现有技术，是通过通入冷却水的方式实现降温。

炉体包括上炉体102和下炉体101，合成气通道106设置在上炉体102上，上炉体102的下端设有上炉体密封面110，下炉体101的上端设有下炉体密封面111。上炉体101安装在下炉体102上时，上炉体102上的上炉体密封面110与下炉体101上的下炉体密封面111对接，上炉体密封面110与下炉体密封面111之间通过锁紧扣112锁紧。下炉体密封面111或者上炉体密封面110上设有密封圈113，密封圈113由柔性石墨材料或硅酸铝耐火纤维制成。下炉体101上设有出渣口150和排铁口107，出渣口150上设有渣口堵头151，排铁口107上设有封堵头108。渣口堵头151和封堵头108均采用高温耐火材料制成。

炉体在正常作业状态下时，渣口堵头151和封堵头108分别将出渣口150和排铁口107堵住。在处理有机固废的过程中，有机固废中的无机物会漂浮于熔铁液池161上方并形成熔渣层，当熔渣层积累到一定的厚度后，需要进行排渣。出渣口150的高度与熔渣层的高度相对应，在排渣时，只需取下出渣口150上的渣口堵头151，这样熔渣层便会从出渣口150排出；当排渣完成后，将出渣口150重新堵上即可。通过打开排铁口107上的封堵头108，即可向外释放炉体中的熔铁液。

当作业达到一定的小时数后，由于下炉体101内侧接触高温熔铁液的的部位会发生侵蚀，固需要将下炉体进行更换和维护。在实际生产过程中，还包括与下炉体101相配套的炉座车170上，炉座车170上设有炉座172，炉座172与炉座车170之间设有升降装置171，下炉体101放置在炉座101上；升降装置171可采用液压缸，炉座172以及放置在炉座172上的下炉体101可在升降装置的驱动下上下移动。在更换下炉体时，先向炉体中通入氮气，驱赶炉体中残存的氢气和一氧化碳气体，然后将锁紧扣112松开，并通过升降装置使炉座和下炉体一同下降一定的距离，而上炉体固定在一基座上，故上炉体保持不动，从而使下炉体与上炉体分离；下炉体分离后，炉座车170移动至维修工位，通过起吊设备将更换下来的下炉体从炉座车170上吊下，对更换下来的下炉体进行维修；并将新的装有熔铁液的下炉体吊装至炉座车170的炉座上，炉座车将新的下炉体移动至上炉体的下方，使下炉体上的下炉体密封面对准上炉体上的上炉体密封面，然后通过升降装置驱动下炉体上升，使下炉体与上炉体对接，最后通过锁紧口将上炉体密封面和下炉体密封面锁紧，从而完成了下炉体的更换。

本实用新型中，在炉体的上端设有保护室，通过保护室形成一个与外界大气隔绝的隔绝空间，实现了喷枪孔与外界大气之间的绝对隔绝，保证了炉体内的气体不会向外界泄露。相比传统的气体密封方式，本实用新型在实现密封的同时，不会向炉体内引入新的气体，因而不会对炉体中的气体成分造成影响。

本实用新型的密封方式，不消耗氮气、水蒸气等气体，使用成本低。

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 (9)

1.一种顶部喷枪孔整体保护室密封型熔铁浴气化炉，包括炉体、复合顶吹喷枪，炉体上设有合成气通道，炉体中设有熔铁液池，炉体的上端设有喷枪孔，复合顶吹喷枪穿过喷枪孔，其特征在于，炉体的上端设有用于调节复合顶吹喷枪高度的高度调节机构；炉体的上端设有保护室，保护室罩设在复合顶吹喷枪外，保护室内形成一个与外界大气隔绝的隔绝空间，复合顶吹喷枪高于喷枪孔的部分位于所述隔绝空间内；保护室上端设有与复合顶吹喷枪相连的进料装置；还包括惰性载气储罐、氧气储罐，惰性载气储罐上设有惰性载气管，惰性载气管密封穿过保护室并与进料装置相连；氧气储罐上设有氧气管，氧气管密封穿过保护室并与复合顶吹喷枪相连。

2.根据权利要求1所述的顶部喷枪孔整体保护室密封型熔铁浴气化炉，其特征在于，所述炉体包括上炉体和下炉体，所述合成气通道设置在上炉体上，上炉体的下端设有上炉体密封面，下炉体的上端设有下炉体密封面；上炉体安装在下炉体上时，上炉体上的上炉体密封面与下炉体上的下炉体密封面对接，上炉体密封面与下炉体密封面之间通过锁紧扣锁紧；下炉体密封面或者上炉体密封面上设有密封圈。

3.根据权利要求2所述的顶部喷枪孔整体保护室密封型熔铁浴气化炉，其特征在于，所述密封圈由柔性石墨材料或硅酸铝耐火纤维制成。

4.根据权利要求2所述的顶部喷枪孔整体保护室密封型熔铁浴气化炉，其特征在于，所述下炉体上设有出渣口和排铁口，出渣口上设有渣口堵头，排铁口上设有封堵头。

5.根据权利要求1所述的顶部喷枪孔整体保护室密封型熔铁浴气化炉，其特征在于，所述高度调节机构包括设置在炉体上端的提升立柱，提升立柱上滑动连接有喷枪夹持器，喷枪夹持器能够沿着提升立柱上下移动；复合顶吹喷枪固定在喷枪夹持器上，喷枪夹持器与提升立柱的上端之间通过提升钢索相连。

6.根据权利要求1所述的顶部喷枪孔整体保护室密封型熔铁浴气化炉，其特征在于，所述进料装置包括密封料罐，密封料罐的上端设有加料锁斗，加料锁斗固定于保护室的上端；密封料罐与复合顶吹喷枪之间通过进料软管相连。

7.根据权利要求6所述的顶部喷枪孔整体保护室密封型熔铁浴气化炉，其特征在于，所述惰性载气管包括惰性载气外管、惰性载气内管和惰性载气穿壁管，惰性载气穿壁管连接在惰性载气外管、惰性载气内管之间，惰性载气穿壁管穿过保护室并固定于保护室上，惰性载气外管连接惰性载气储罐，惰性载气内管位于保护室内并连接密封料罐。

8.根据权利要求1所述的顶部喷枪孔整体保护室密封型熔铁浴气化炉，其特征在于，所述氧气管包括氧气外管、氧气内管和氧气穿壁管，氧气穿壁管连接在氧气外管、氧气内管之间，氧气穿壁管穿过保护室并固定在保护室上，氧气外管连接氧气储罐，氧气内管位于保护室内并连接复合顶吹喷枪。

9.根据权利要求1所述的顶部喷枪孔整体保护室密封型熔铁浴气化炉，其特征在于，所述保护室上设有若干个水冷模块。