一种有机固废热解气化炉及蒸汽发生系统技术方案

本发明专利技术属于有机固废再利用及热水蒸汽发生领域，具体涉及一种有机固废热解气化炉及蒸汽发生系统。该有机固废热解气化炉包括长筒状炉体，长筒状炉体内设置有换热器，长筒状炉体的侧壁与换热器的侧壁之间间隔开形成燃气层，长筒状炉体的顶壁开设有用于向换热器筒内加入有机固废物料的加料口，加料口处设置有可启闭的密封盖体，长筒状炉体上设置有连通燃气层的燃气管。该蒸汽发生系统包括上述的有机固废热解气化炉和燃气净化器、第一抽风机、蒸汽锅炉。该热解气化炉内置有换热器，既能保护热解气化炉的炉膛，又可减少热能损失，产生的热水注入蒸汽锅炉中，产生的燃气净化后可用于加热蒸汽锅炉中已预热的热水，设计合理，对有机固废的利用率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机固废再利用及热水蒸汽发生领域，具体涉及一种有机固废热解气化炉及蒸汽发生系统。
技术介绍
近年来，我国的城市化进程加快，城市数量和规模不断扩大，但由于环境保护基础建设严重滞后，使得城市垃圾对城市生态环境的污染日益严重。我国每年产生近1.5亿吨城市垃圾，而且仍以年均10％左右的速度增长。当前，我国城市垃圾处理仍以填埋和焚烧为主，存在大量占用土地，造成渗沥水及二噁英等二次污染；尤其是经济实力较弱的小型城市仍普遍采用市郊露天堆放垃圾的处理方法，对大气、土壤、水体环境已经造成严重污染。目前我国城市生活垃圾堆存量已超过80亿吨，垃圾处理问题迫在眉睫。同时，我国是一个农业大国，农林废弃物产生量较大，其中农作物秸秆年产量达5亿吨(干质量)，锯末、刨花等木材废弃物年产16000吨，这些废弃物大部分被直接焚烧或丢弃到环境中，造成环境污染和资源浪费。因此，如何合理利用城市有机垃圾及农林废弃物资源，真正实现有机固废变“废”为“宝”，对缓解我国能源压力，保护生态环境，促进工农业的可持续发展具有重大意义。有机固废主要由有机质和少量灰分等组成，将其热解气化使之生成CH4、CO、H2等可燃气体，燃气可进一步用于生活炊事、燃烧供暖、供热制冷及发电。该技术可以解决废弃物污染问题，提高废弃生物质的利用效率，并能提供高品位的燃气等能源，是一种应用前景广阔的有机固废无害化处理及资源化利用方式。有机固废处理的常用方法有：填埋、堆肥、焚烧、热解气化等技术。填埋技术作为固废的主要处理方法在我国应用较为广泛，但是填埋占用大量土地，且易造成渗沥液等二次污染，因此对填埋场地处理和防渗要求较高。堆肥技术处理量小，处理周期长；且存在致病菌及重金属污染等缺点。焚烧技术可以避免填埋和堆肥技术的不足，但是国内固废焚烧处理技术起步较晚，缺乏有效的烟气处理装置，存在二噁英和飞灰等二次污染问题，危害周边地区居民健康。热解气化技术在达到固废处理减排减容目的的同时，将废弃生物质的大部分能量转化到燃气中，实现了废弃物的资源化利用。但当前已有的固废热解气化炉多采用防火砖保护炉膛内壁不被高温损伤，然而有机固废热解气化产生的水蒸汽会对防火砖造成风化剥离影响，不得不频繁更换耐火砖，给设备维修和保养造成麻烦；同时，也造成了热能的浪费。因而传统热解气化炉的能源利用效率较低，热解过程中产生的热能大部分以辐射热的形式散失。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种有机固废热解气化炉及蒸汽发生系统，该有机固废热解气化炉可有效克服现有技术中气化炉使用防火砖保护炉膛时带来的诸多不足，该蒸汽发生系统以有机固废热解气化炉及蒸汽锅炉为热源设备，可同时提供热水和蒸汽，对有机固废的热能利用率高。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种有机固废热解气化炉，其包括竖直放置且上下两端封闭的长筒状炉体，所述长筒状炉体内设置有上下两端均开口的长筒状列管式换热器，所述长筒状炉体的侧壁与所述长筒状列管式换热器的侧壁之间间隔开形成燃气层，所述列管式换热器的侧壁由环形上水箱、环形下水箱和若干第一换热管组成，所述环形上水箱和环形下水箱均水平设置且通过固定杆件与长筒状炉体的侧壁固定连接或者通过吊杆、支杆分别与长筒状炉体的顶壁和底壁连接，所述第一换热管竖直设置且上下两端分别对应连通所述环形上水箱和环形下水箱，所述若干第一换热管均匀间隔设置在所述环形上水箱和环形下水箱之间，相邻所述第一换热管之间连接有衬板，所述衬板上开有若干气孔，所述长筒状列管式换热器筒内下部设置有上端开口下端封闭的筒状衬套，所述筒状衬套的侧壁与所述长筒状列管式换热器内侧的若干第一换热管贴紧，所述长筒状炉体的顶壁开设有用于向所述长筒状列管式换热器筒内加入有机固废物料的加料口，所述加料口处设置有可启闭的密封盖体，所述长筒状炉体上设置有连通所述燃气层的燃气管，所述长筒状炉体侧壁上设置有出灰管道，所述出灰管道贯穿所述长筒状炉体侧壁、长筒状列管式换热器侧壁(出灰管道贯穿的部位的第一换热管在出灰管道处具有一段弯曲管道以绕过所述出灰管道)及所述筒状衬套侧壁，所述长筒状炉体下部设置有进气管，所述进气管的一端与送风机连通，所述进气管的另一端贯穿所述长筒状炉体和所述筒状衬套的底壁并向所述筒状衬套内进气，所述环形下水箱与进水管连通，所述环形上水箱与出水管连通。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述环形上水箱与所述长筒状炉体的顶壁间隔开，所述环形下水箱与所述长筒状炉体的底壁间隔开，所述长筒状炉体的底壁上设置有将底壁上沉积的焦油排出的焦油管。进一步，所述加料口处设置有伸向所述长筒状列管式换热器上端开口的环形导料板和用于放置所述密封盖体以防止燃气泄露的水封槽。进一步，所述长筒状炉体的顶壁上设置有连通所述燃气层的泄压阀，所述长筒状炉体的底部设置有支脚。泄压阀安装在炉顶上，当气化炉内燃气超过临界压力时，泄压阀自动开启卸除多余压力。出灰管道的外端安装丝杆锁紧机构，气化炉运行时灰盖密闭自锁保证气化炉气密性。本专利技术还提供一种蒸汽发生系统，其包括上述的有机固废热解气化炉和燃气净化器、第一抽风机、蒸汽锅炉等，所述有机固废热解气化炉的燃气管与所述燃气净化器的粗燃气进管连通，所述燃气净化器的净化气出管与所述第一抽风机的进风口连通，所述第一抽风机的出风口通过管道与所述蒸汽锅炉的燃气灶连通，所述有机固废热解气化炉的出水管与所述蒸汽锅炉的进水口连通，所述蒸汽锅炉的上还设置有热水出口和蒸汽出口。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述燃气净化器包括竖直放置且上下两端均封闭长筒体，所述长筒体内装有碱性洗气液，所述长筒体顶部一侧设置有所述粗燃气进管，所述粗燃气进管包括一段竖直管，所述竖直管内水平设置有管板，所述管板上均匀间隔固定连接有若干燃气喷管，所述燃气喷管竖直设置且其下端伸入所述碱性洗气液内，所述长筒体顶部另一侧开设有净化气出口，所述净化气出口与净化气导出管路的一端连通，所述净化气导出管路的另一端与第二抽风机的进风口连通，所述第二抽风机的出风口连通有所述净化气出管，所述净化气导出管路上连通有用于导入空气以使空气与净化气混合的支管，所述支管上设置有可调节开度的阀门，所述长筒体上设置有用于向所述长筒体注入碱性洗气液的进液口，所述长筒体的底部设置有排污口。进一步，所述粗燃气进管为三通管，所述粗燃气进管由所述竖直管及与其中部连通的水平管组成，所述管板及燃气喷管位于所述竖直管与所述水平管的连接处以下，所述竖直管的顶端装配有法兰盖，所述水平管连通所述燃气管。粗燃气进管为三通管，其上端装配法兰盖，下端安装燃气喷管固定管板和燃气喷管。当粗燃气中的杂质沉积在管板及燃气喷管中时，可以拆卸法兰盖进行清理。燃气喷管沿管板圆周分布，燃气喷管下端面伸入到液面以下。粗燃气进管通过管路与热解气化炉相接，二者均保持微正压。燃气导出管路外接第二抽风机，将燃气净化器腔体中的净化燃气抽出，使得净化器腔体内保持负压。粗燃气进管与燃气导出管路的压差使粗燃气能够以较高的流速从燃气喷管中溢出，粗燃气中的灰尘、焦油、硫氧化合物经碱性洗气液洗涤脱除。净化后的燃气中可预混合空气，并通过可调节开度的阀门控制燃气中空气的含量，从而间接调节燃气中各组分的含量。进一步，所述蒸汽锅炉包括锅炉筒体和所述燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机固废热解气化炉，其特征在于，包括竖直放置且上下两端封闭的长筒状炉体(101)，所述长筒状炉体(101)内设置有上下两端均开口的长筒状列管式换热器，所述长筒状炉体(101)的侧壁与所述长筒状列管式换热器的侧壁之间间隔开形成燃气层，所述长筒状列管式换热器的侧壁由环形上水箱(102)、环形下水箱(103)和若干第一换热管(104)组成，所述环形上水箱(102)及环形下水箱(103)均水平设置，所述第一换热管(104)竖直设置且上下两端分别对应连通所述环形上水箱(102)和环形下水箱(103)，所述若干第一换热管(104)均匀间隔设置在所述环形上水箱(102)和环形下水箱(103)之间，相邻所述第一换热管(104)之间连接有衬板(105)，所述衬板(105)上开有若干气孔，所述长筒状列管式换热器筒内下部设置有上端开口下端封闭的筒状衬套(106)，所述筒状衬套(106)的侧壁与若干第一换热管(104)的内侧贴紧，所述长筒状炉体(101)的顶壁开设有用于向所述长筒状列管式换热器筒内加入有机固废物料的加料口，所述加料口处设置有可启闭的密封盖体(107)，所述长筒状炉体(101)上设置有连通所述燃气层的燃气管(108)，所述长筒状炉体(101)侧壁上设置有出灰管道(109)，所述出灰管道(109)贯穿所述长筒状炉体(101)侧壁、长筒状列管式换热器侧壁及所述筒状衬套(106)侧壁，所述长筒状炉体(101)下部设置有进气管(110)，所述进气管(110)的一端与送风机(111)连通，所述进气管(110)的另一端贯穿所述长筒状炉体(101)和所述筒状衬套(106)的底壁并向所述筒状衬套(106)内进气，所述环形下水箱(103)与进水管(112)连通，所述环形上水箱(102)与出水管(113)连通。...

【技术特征摘要】
1.一种有机固废热解气化炉，其特征在于，包括竖直放置且上下两端封闭的长筒状炉体(101)，所述长筒状炉体(101)内设置有上下两端均开口的长筒状列管式换热器，所述长筒状炉体(101)的侧壁与所述长筒状列管式换热器的侧壁之间间隔开形成燃气层，所述长筒状列管式换热器的侧壁由环形上水箱(102)、环形下水箱(103)和若干第一换热管(104)组成，所述环形上水箱(102)及环形下水箱(103)均水平设置，所述第一换热管(104)竖直设置且上下两端分别对应连通所述环形上水箱(102)和环形下水箱(103)，所述若干第一换热管(104)均匀间隔设置在所述环形上水箱(102)和环形下水箱(103)之间，相邻所述第一换热管(104)之间连接有衬板(105)，所述衬板(105)上开有若干气孔，所述长筒状列管式换热器筒内下部设置有上端开口下端封闭的筒状衬套(106)，所述筒状衬套(106)的侧壁与若干第一换热管(104)的内侧贴紧，所述长筒状炉体(101)的顶壁开设有用于向所述长筒状列管式换热器筒内加入有机固废物料的加料口，所述加料口处设置有可启闭的密封盖体(107)，所述长筒状炉体(101)上设置有连通所述燃气层的燃气管(108)，所述长筒状炉体(101)侧壁上设置有出灰管道(109)，所述出灰管道(109)贯穿所述长筒状炉体(101)侧壁、长筒状列管式换热器侧壁及所述筒状衬套(106)侧壁，所述长筒状炉体(101)下部设置有进气管(110)，所述进气管(110)的一端与送风机(111)连通，所述进气管(110)的另一端贯穿所述长筒状炉体(101)和所述筒状衬套(106)的底壁并向所述筒状衬套(106)内进气，所述环形下水箱(103)与进水管(112)连通，所述环形上水箱(102)与出水管(113)连通。2.根据权利要求1所述的一种有机固废热解气化炉，其特征在于，所述环形上水箱(102)与所述长筒状炉体(101)的顶壁间隔开，所述环形下水箱(103)与所述长筒状炉体(101)的底壁间隔开，所述长筒状炉体(101)的底壁上设置有将底壁上沉积的焦油排出的焦油管(114)。3.根据权利要求1所述的一种有机固废热解气化炉，其特征在于，所述加料口处设置有伸向所述长筒状列管式换热器上端开口的环形导料板(115)和用于放置所述密封盖体(107)以防止燃气泄露的水封槽(116)。4.根据权利要求1至3任一项所述的一种有机固废热解气化炉，其特征在于，所述长筒状炉体(101)的顶壁上设置有连通所述燃气层的泄压阀(117)，所述长筒状炉体(101)的底部设置有支脚(118)。5.一种蒸汽发生系统，其特征在于，包括权利要求1至4任一项所述的有机固废热解气化炉(1)、燃气净化器(2)、第一抽风机(3)及蒸汽锅炉(4)，所述有机固废热解气化炉(1)的燃气管(108)与所述燃气净化器(2)的粗燃气进管(202)连通，所述燃气净化器(2)的净化气出管(207)与所述第一抽风机(3)的进风口连通，所述第一抽风机(3)的出风口通过管道与所述蒸汽锅炉(4)的燃气灶(402)连通，所述有机固废热解气化炉(1)的出水管(113)与所述蒸汽锅炉(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建芬，刘祥云，周汉芬，秦振华，程群鹏，宋光森，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42