一种小型生活垃圾热解气化焚烧炉及热解气化方法技术

本发明专利技术提供一种小型生活垃圾热解气化焚烧炉，包括：炉体、炉排、集烟管、热解气输出管、二次燃烧室、集渣斗。本发明专利技术还提供一种小型生活垃圾热解气化焚烧炉的热解气化方法。本发明专利技术的小型生活垃圾热解气化焚烧炉及其热解气化方法，可使得生活垃圾在炉内能够更好地发生连续的热解反应，并在热解反应过程中所需的外部输入能量少、炉膛反应状态的波动性更小、热解气成分及温度更稳定、灰渣热灼减率更低，从而有利于提高焚烧炉的运行效率、更有利于二次燃烧室的平稳运行、降低下游烟气处理系统负荷冲击，降低综合运行成本。降低综合运行成本。降低综合运行成本。

【技术实现步骤摘要】
一种小型生活垃圾热解气化焚烧炉及热解气化方法


[0001]本专利技术涉及生活垃圾处理
，特别是指一种小型生活垃圾热解气化焚烧炉及热解气化方法。

技术介绍

[0002]相对于其它的生活垃圾处理方式来说，焚烧处理具有减量化快速、无害化彻底、污染总排放量少、资源化程度高、环境风险小等明显优势，是国内外生活垃圾处理的主流发展方向。生活垃圾焚烧处理主要有两种模式：一种是大规模集中后，采用大型焚烧系统进行焚烧发电的处理模式，另一种是根据生活垃圾的分布特征，因地制宜地采取分散式焚烧的处理模式，两种方式各有优势。
[0003]相对于大型焚烧系统来说，小型焚烧系统具有炉膛热熔小、每天只运行1 个或者2个班次而不连续运行、待处理垃圾未经堆酵、因破碎匀质及磁选等预处理工艺含水率更高、热值更低、进入炉膛后的垃圾层更加不均匀等明显特征，导致垃圾焚烧烟气温度偏低、有害污染物大量生成之外，炉膛内的温度、出炉烟气的成分及温度波动极大，不仅给下游的烟气处理系统造成巨大的负荷冲击，还会导致烟气排放时一些污染因子，尤其是一氧化碳及二噁英类物质超标。
[0004]为了解决小型生活垃圾焚烧系统的排放问题，热解气化焚烧炉受到关注和重视，其基本思路是：先将生活垃圾在炉膛内进行加热，促进垃圾发生热解反应，生成含有可燃组分，也即环保意义上的有害污染物的热解气，然后将热解气送入补充新鲜空气的二次燃烧室，热解气中的可燃组分在二次燃烧室内发生氧化反应并放出热量，一方面有害污染物被氧化分解而使得从二次燃烧室出来的烟气具有较低的有害污染物浓度，另一方面使得从二次燃烧室排出的烟气达到较高的温度而反过来促进有害污染物分解。所以这种热解气化焚烧炉的最大优点在于外排烟气中的一氧化碳及二噁英类物质浓度较低，具有较好的环保性。
[0005]但是这种热解气化焚烧炉能够稳定运行必须满足以下三个条件：
[0006]条件一，垃圾的温度必须处于能够发生热解反应的温度区间；
[0007]条件二，由于热解反应是吸热反应，所以垃圾发生热解反应时，必须持续地提供足够能量以维持热解反应的进行；
[0008]条件三，热解反应必须在密封性良好，也即无氧的环境下进行。否则垃圾受热并接触氧气之后会发生氧化反应而不是热解反应。氧化反应的产物是二氧化碳、水等不具备可燃性的物质。
[0009]为了满足上述条件一及条件二，必须向炉膛输入辅助能量以维持垃圾热解反应过程的能量平衡；为了满足上述条件三，要么将垃圾放于密封性良好的特别反应釜中，要么大幅加强炉膛的密封性设计防止外部空气进入干扰热解反应进行。即使满足上述三个必要条件仍会存在下列实际工程问题：
[0010]1)外部向炉膛输入的辅助能量要么将电能转化为热能，要么通过燃烧机燃用石化
燃料产生的热能，这两种能量输入方式会造成运行成本很高而难以承受，尤其是垃圾含水率很高的情况下，需要外部输入的能量更多，运行成本更高；
[0011]2)设备的制造成本有所增加，系统运行的可靠性及稳定性不足；
[0012]3)垃圾的热解反应只能序批式地进行，也即上一批垃圾热解反应完成之后才能投入下一批垃圾，所以垃圾的综合处理速度很慢，单炉的处理能力一般难以超过2吨/天；
[0013]4)由于热解炉的运行是序批式的，热解气的成分及温度始终在波动，并时有时无，造成二次燃烧室运行不稳定并需要反复点火，不仅增加了运行成本，还会给下游的烟气处理系统造成巨大的负荷冲击；
[0014]5)操作人员的工作强度及难度大幅增加，难以实现“按键”式运行或自动化运行；
[0015]6)垃圾热解反应之后的残渣没有足够的氧化反应环节，导致灰渣中含炭含量有较高，且水果等高含水率部位形成反应不彻底的有机物核，从而灰渣的热灼减率难以达标。
[0016]基于上述问题，研究一种既能让垃圾在炉膛稳定连续地发生热解反应、热解气物的物性稳定、辅助能量小、灰渣热灼减率达标，还能降低操作人员工作强度和操作难度的小型生活垃圾热解气化焚烧炉，对分散式生活垃圾焚烧处理模式发展具有重要意义。

技术实现思路

[0017]本专利技术要解决的技术问题是提供一种小型生活垃圾热解气化焚烧炉及热解气化方法，解决现有技术中的垃圾热解气化焚烧炉无法实现垃圾在炉膛稳定连续地发生热解反应、热解气物的物性稳定差、辅助能量大、灰渣热灼减率不达标、操作人员工作强度和操作难度较高的问题。
[0018]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0019]一种小型生活垃圾热解气化焚烧炉，包括：
[0020]炉体，所述炉体内部为空腔，顶部设有进料口以及与进料口能够密封配合的进料门；
[0021]炉排，所述炉排位于所述炉体内，并将所述炉体的空腔分隔为上方的炉膛与下方的灰渣腔；所述炉排处设有布风系统；
[0022]集烟管，所述集烟管设于所述炉体的侧内壁上，通过聚气通道与所述炉膛相通；
[0023]热解气输出管，所述热解气输出管设于所述炉体的侧外壁上，且与所述集烟管相通；
[0024]二次燃烧室，所述二次燃烧室的入口与所述热解气输出管相通，出口设有烟气管；
[0025]集渣斗，所述集渣斗设于所述炉体的底部，且设有排渣口及与所述排渣口能够密封配合的排渣门。
[0026]优选地，所述进料门与所述炉体的顶部之间设有进料门驱动机构；和/或，所述排渣门与所述集渣斗之间设有排渣门驱动机构。
[0027]优选地，所述热解气输出管上设有热解温度传感器；和/或，所述烟气管上设有二燃温度传感器。根据所述热解温度传感器的数据，可以判断垃圾在炉膛发生化学反应的速度，从而为改善炉膛能量平衡关系提供决策依据。根据所述二燃温度传感器，并结合热解温度传感器的数据，可以判断热解气中可燃气体组分的热值，进而判断垃圾在所述炉膛内的化学反应状态，从而为优化炉内反应过程提供决策依据。
[0028]优选地，所述进料口的几何中心与所述炉体顶部的几何中心重合。这样设置，可使垃圾进入所述炉膛后的垃圾层在炉膛中心线上的对称性更好，以防止垃圾层向所述炉体的某一侧汇聚而造成炉膛流场，进而不利于各类反应的进行。
[0029]优选地，所述炉体的侧壁从外至内，依次设有外壳、绝热层及耐火层。这样的三层结构设置，不仅增加了所述炉体的耐久性，还减少了所述炉体散热量、增加了所述炉体的强度，炉体的外壁温度更低，发生操作人员烫伤的可能性也会降低，从而安全性更好。
[0030]优选地，所述耐火层与所述外壳之间设有拉锚，所述拉锚的一端固定在所述外壳上，另一端嵌入所述耐火层内。所述拉锚的设置，可有效防止所述耐火层的脱落，使得炉体耐火层更加坚固。
[0031]优选地，所述拉锚嵌入所述耐火层的一端为“L”形或者“T”形。
[0032]优选地，所述集渣斗内部设有拦渣条。每次外排灰渣时，由于所述拦渣条的阻拦作用，所述灰渣腔中还有一些剩余的灰渣，保留的冷态灰渣可将后续落下的炽热灰渣与集渣斗的内壁隔开，或者可减少炽热灰渣与所述集渣斗内壁接触的可能性，由于灰渣属于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型生活垃圾热解气化焚烧炉，其特征在于，包括：炉体(1)，所述炉体(1)内部为空腔，顶部设有进料口(9)以及与进料口(9)能够密封配合的进料门(10)；炉排(5)，所述炉排(5)位于所述炉体(1)内，并将所述炉体(1)的空腔分隔为上方的炉膛(2)与下方的灰渣腔(6)；所述炉排(5)处设有布风系统(4)；集烟管(3)，所述集烟管(3)设于所述炉体(1)的侧内壁上，通过聚气通道(27)与所述炉膛(2)相通；热解气输出管(13)，所述热解气输出管(13)设于所述炉体(1)的侧外壁上，且与所述集烟管(3)相通；二次燃烧室(17)，所述二次燃烧室(17)的入口与所述热解气输出管(13)相通，出口设有烟气管(15)；集渣斗(7)，所述集渣斗(7)设于所述炉体(1)的底部，且设有排渣口(20)及与所述排渣口(20)能够密封配合的排渣门(8)。2.根据权利要求1所述的小型生活垃圾热解气化焚烧炉，其特征在于，所述进料门(10)与所述炉体(1)的顶部之间设有进料门驱动机构(11)；和/或，所述排渣门(8)与所述集渣斗(7)之间设有排渣门驱动机构(21)。3.根据权利要求1所述的小型生活垃圾热解气化焚烧炉，其特征在于，所述热解气输出管(13)上设有热解温度传感器(12)；和/或，所述烟气管(15)上设有二燃温度传感器(14)。4.根据权利要求1所述的小型生活垃圾热解气化焚烧炉，其特征在于，所述炉体(1)的侧壁从外至内，依次设有外壳(22)、绝热层(23)及耐火层(26)。5.根据权利要求4所述的小型生活垃圾热解气化焚烧炉，其特征在于，所述耐火层(26)与所述外壳(22)之间设有拉锚(25)，所述拉锚(25)的一端固定在所述外壳(22)上，另一端嵌入所述耐火层(26)内。6.根据权利要求5所述的小型生活垃圾热解气化焚烧炉，其特征在于，所述拉锚(25)嵌入所述耐火层(26)的一端为“L”形或者“T”形。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王曙辉，顾新佩，龙超，张建超，陈忠骏，冯艳，贺志峰，廖雨佳，言政，
申请(专利权)人：尊峰环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：