烟气循环固定床气化炉制造技术

一种烟气循环固定床气化炉，涉及垃圾焚烧处理及生物质、煤气化设备。其特征是设备主要由气化反应炉、烟气循环回路和螺旋进料器组成，通过烟气循环回路把炉内产生的水蒸汽、烟气、热解气从反应炉的上部抽出送回反应炉下部的燃烧区，进行循环气化，提高合成气的品质，同时利用燃烧区１０００℃以上的高温，彻底瓦解剧毒物二英。本设备用于处理城市生活垃圾、农林废弃物以及煤气化设备，把垃圾、农林废弃物转化为二次清洁能源，变废为宝，不但消除了垃圾的污染，而且可以缓解能源紧张的局面。本设备不排放烟气，采用烟气循环气化，不仅减少对大气的污染，而且避免排烟热损失及气体不完全燃烧热损失，提高原料的转化率。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及垃圾焚烧处理及生物质、煤气化设备，特别涉及到一种固定床气化炉。
技术介绍
当前，能源紧张，环保形势严峻，垃圾泛滥成灾。垃圾随着我国国民经济的发展及城市规模的不断扩 大正以10%的速度迅速增加，并且其有害成分的含量也越来越高，如处理不好，将会污染环境，威胁人民 的身体健康，这不仅会制约社会的进步，也会影响到国民经济的可持续发展。当前，我国大部分地区釆用填埋法处理城市生活垃圾，这不但需占用大量的土地、浪费资源，而且有害物容易泄漏造成二次污染；焚 烧法可以做到减量化、无害化、资源化处理生活垃圾，但焚烧法处理生活垃圾所追求的主要目标是能把垃 圾在焚烧炉内充分燃烧，其次才是能量的回收，由于生活垃圾焚烧烟气具有含水量大、氯化氢浓度高，对 材料有较大的腐蚀性，不能把热能回收装置设置在强辐射区而使热能回收率受到影响，所以焚烧法处理生 活垃圾的资源化应用程度有限；有些地区用垃圾焚烧发电来处理城市生活垃圾，但垃圾焚烧发电的能量利 用率仅为20%左右，有近80%的能量被浪费掉了，并且因产生的烟气和污水量大而需庞大的处理设备、昂 贵的运行费用来处理焚烧后的三废，还容易发生二次污染。生物质能在使用过程中几乎不产生污染，没有S02排放，产生的C02气体与植物生长过程中需要吸收 的大量C02在数量上保持平衡，被称之为C02中性的燃料。用生物质能代替化石燃料，不仅可永续利用，而且环保和生态效果突出，对改善大气酸雨环境，减少大气中二氧化碳含量，从而减轻温室效应都有极大 的好处。我国是一个农业大国，生物质资源非常丰富，仅稻草、麦草、芦苇、竹子等非木材纤维就年产超过10亿吨，加上大量木材加工剩余物，都是巨大的能源"仓库"。然而，我国目前的农林剩余物质资源浪 费惊人，除小部分农村用来发酵生产沼气外，大部分都被直接燃烧、填埋、腐烂掉了。把垃圾、生物质通 过气化或液化的方法转化为清洁的二次能源，可以取得双重的有益效果， 一是可以解决环境污染问题，二 是可以减少对石油煤炭资源的依赖。由于生活垃圾的特点是含水率高、热值低、含氯物多易生成剧毒物二 恶英，因此，对生活垃圾的焚烧处理技术要求高，工艺及设备复杂，而生物质同样存在含水率高、热值低 的特点，用一般的工艺设备只能生产热值不高的合成气或生物油，再把这种低热值的合成气或生物油进行 提炼成满足使用要求的产品，将会使生产成本大幅提高，过高的生产成本限制了垃圾生物质转化项目的商 业化应用。我国是一个煤炭资源丰富、油气资源有限的国家，在我国的能源结构中，煤炭是第一能源，长期以来， 其燃烧工艺以直接燃烧为主，普遍存在燃烧不充分、热效率低、煤炭资源浪费严重、严重污染大气环境的 现象。把煤炭进行气化后再燃烧可以提高煤炭资源的利用率及减少对环境的污染，当前，已有成熟的煤气 化技术和设备应用，但存在系统复杂、设备庞大不易普及、能量转换率不高的缺点。针对当前能源紧张、环保形势严峻的局面，我国政府的相关部门及科技工作者都致力于可再生新能源 的研发，生物质能的开发应用及城市垃圾的资源化应用成为研发的热点，并有许多成果问世，但普遍存在 烟气直接出炉，造成排烟热损失及气体不完全燃烧热损失、气化不完全的现象，而且合成气品位不高。据 检索，目前在垃圾焚烧处理领域还没有把气化炉产生的烟气、热解气进行循环气化技术及设备的公开报道。
技术实现思路
本技术的目的是要克服现有技术和设备的缺点，在彻底处理生活垃圾的同时，实现低成本的把垃 圾、生物质转化为高热值的合成气产品，从而使垃圾、生物质转化项目能得到商业化的应用。为了达到上述的技术目的，本技术采取的措施是设计一逆流式的集烘干、热解、还原反应、燃烧为一体的烟气循环式的气化反应炉，以垃圾、生物质或煤为原料投入炉内进行气化，把炉内产生的含有水蒸汽、煤烟、焦油、 一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷和CnHm混合的烟气从炉上部抽出，然后送回 炉底部的燃烧区进行循环反应，在燃烧区100(TC以上的环境中通过循环反应过程水蒸汽与煤烟作用生成一氧化碳和氢气；二氧化碳与炭作用还原为一氧化碳；把烟气中的焦油、甲烷、CnHm进行重整，转化为一氧化碳和氢气；用过量的水蒸汽与一氧化碳进行变换反应，生成二氧化碳和氢气；彻底瓦解剧毒物二恶 英。二氧化碳可通过后级装置进行分离，获得以一氧化碳和氢气为主要成分的富氢合成气。获得的富氢合 成气直接作燃料使用或作为化工原料生产甲醇、二甲醚液化气。本技术不排放烟气，采用烟气循环气 化，不仅减少对大气的污染，而且避免排烟热损失及气体不完全燃烧热损失，提高原料的转化率。本技术的一种烟气循环式固定床气化炉的技术特征是气化反应炉(23)的烟气循环出口 (2)通 过烟气循环回路连接到燃烧区(VI)或风室(V)，其中气化反应炉(23)为固定床气化炉，气化反应炉(23)内有水蒸汽混合物区(i )、烘干区(n)、热解区(in)、还原区(vn)和燃烧区(vi)，水蒸汽 混合物区(i )、烘干区(n)、热解区(in)、还原区(vn)和燃烧区(vi)之间相通，水蒸汽混合物 区(i)在气化反应炉(23)内的最上部位，水蒸汽混合物区(i)的下面是烘干区(n)，烘干区(n) 的下面是热解区(ni)，热解区(in)的下面是还原区(vn),还原区(vn)的下面是燃烧区(vi)。所述 的烟气循环回路由循环风管(3)构成，或由循环风管(3)与循环风机(11)串接构成；燃烧区(vi)的下面是风室(V)，燃烧区(VI)与风室(V)之间有摇动炉排(15)或往复炉排(15b)。本技术的另一种烟气循环式固定床气化炉中，燃烧区(VI)的下面是冷渣区(IV),冷渣区(IV) 的下面是风室(V);冷渣区(IV)与风室(V)之间有摇动炉排(15)或往复炉排(15b)。上述的烟气循环固定床气化炉，原料由螺旋进料器(20)送进气化反应炉，螺旋进料器(20)的出料 口从气化反应炉(23)的烘干区(II)以上部位伸进炉内；在气化反应炉(23)的热解区(III)与还原 区(VD)的接合部位有产物出口 (10)接出，在产物出口 (10)上还有挡灰器(9)，设备运行时，挡灰器 (9)把固体颗粒物挡回炉内；在气化反应炉(23)内的热解区(HI)侧面炉墙上有温度传感器(8)，在 燃烧区(VI)侧面炉墙上还有温度传感器(8b)，通过检测到的温度数据来控制热解区(III)和燃烧区(VI) 的温度；在烘干区(II)的炉墙上有低料位传感器或视镜(18)和高料位传感器或视镜(19),用来监控 炉内原料的高度。本技术的烟气循环式固定床气化炉的工作流程是把有机质垃圾、生物质或煤送入气化反应 炉(23)内，在气化反应炉(23)内进行烘干、挥发物逸出、热解、还原反应和燃烬，从而完成垃圾生物 质的气化；在气化反应炉(23)内，由运行工况自然形成水蒸汽混合物区(I )、烘干区(II )、热解区(III)、 还原区(Vn)和燃烧区(VI);原料由螺旋进料器(20)推送进入气化反应炉(23),然后依自身的重力由上往下运行，在烘干区(n)进行烘干和挥发物逸出，在热解区(m)继续进行挥发物逸出，在还原 区(vn)进行还原反应，残炭在燃烧区(vi)进行燃烧直至燃辉，燃烬的灰渣排入水封式渣仓；燃烧产生的热气流往上运行，把热能提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气循环固定床气化炉，包括垃圾、生物质、煤的气化技术，其特征是气化反应炉（２３）的烟气循环出口（２）通过烟气循环回路连接到燃烧区（Ⅵ），其中：气化反应炉（２３）为固定床气化炉，气化反应炉（２３）内有水蒸汽混合物区（Ⅰ）、烘干区（Ⅱ）、热解区（Ⅲ）、还原区（Ⅶ）和燃烧区（Ⅵ），水蒸汽混合物区（Ⅰ）、烘干区（Ⅱ）、热解区（Ⅲ）、还原区（Ⅶ）和燃烧区（Ⅵ）之间相通，水蒸汽混合物区（Ⅰ）在气化反应炉（２３）内的最上部位，水蒸汽混合物区（Ⅰ）的下面是烘干区（Ⅱ），烘干区（Ⅱ）的下面是热解区（Ⅲ），热解区（Ⅲ）的下面是还原区（Ⅶ），还原区（Ⅶ）的下面是燃烧区（Ⅵ）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周开根，
申请(专利权)人：周开根，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]