两级串联仿地幔熔铁浴有机固废气化炉制造技术

本发明专利技术公开了一种两级串联仿地幔熔铁浴有机固废气化炉，包括一级气化炉、二级气化炉，一级气化炉中装有第一熔铁液，二级气化炉中装有第二熔铁液；一级气化炉上设有进料装置、一级顶氧枪；二级气化炉上设有二级顶氧枪和合成气排出管；通过铁质包裹层对有机固废进行包裹，并将有机固废通过进料装置投入一级气化炉中；一级气化炉的上端与二级气化炉的底部之间设有第二浸没喷管；一级气化炉中反应产生的粗合成气通过第二浸没喷管从二级气化炉中第二熔铁液的底部通入。本发明专利技术通过铁质包裹层对有机固废进行包裹并形成包裹体，有机固废以包裹体的方式进料，从而解决了传统轻薄且具有韧性的膜状有机固废破碎难度大、处理成本高的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
两级串联仿地幔熔铁浴有机固废气化炉


[0001]本专利技术涉及能源
，特别涉及一种两级串联仿地幔熔铁浴有机固废气化炉。

技术介绍

[0002]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液中，实现减量化、无害化和资源化处理。其实现方式如下：通过在气化炉内预先盛放熔铁液，再把有机固废通过各种方式送到熔铁液内部，同时通入氧气，有机固废裂解
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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，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。
[0003]传统的熔铁浴气化炉在进行有机固废处理时，先需要将有机固废进行机械破碎，将有机固废破碎成3mm大小甚至更小的颗粒物，然后通过气化炉顶部的物料喷枪将破碎后的有机固废颗粒以较高的速度喷吹至气化炉中的熔融铁液中，使有机固废在在熔融铁液的催化下与氧气发生反应并生成合成气(一氧化碳和氢气)。
[0004]传统的熔铁浴气化炉在进行有机固废处理时，有机固废需要事先进行破碎处理，然后才能通过物料喷枪进行喷吹进料，但是在处理一些轻薄且具有韧性的膜状有机固废(如塑料袋、农用薄膜等)时，这些类型的有机固废难以通过传统的机械破碎方式进行破碎，往往需要通过液氮低温破碎等方式对其进行破碎，破碎处理较为麻烦，且进行低温破碎时，需要用到专门的低温破碎设备，耗能高，导致处理成本较大；
[0005]其次，有机固废在与熔铁液反应过程中，由于经过一次气化反应无法达到彻底的热裂解和气化效果，产生的合成气中含有多种复杂有机分子气体和一些有机固体微粒，杂质含量较高，增加了气体纯化的难度和复杂性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是解决现有技术中的不足之处，提供一种两级串联仿地幔熔铁浴有机固废气化炉。
[0007]本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的：一种两级串联仿地幔熔铁浴有机固废气化炉，包括一级气化炉、二级气化炉，一级气化炉中装有第一熔铁液，二级气化炉中装有第二熔铁液；一级气化炉上设有进料装置、一级顶氧枪；二级气化炉上设有二级顶氧枪和合成气排出管；通过铁质包裹层对有机固废进行包裹，并将有机固废通过进料装置投入一级气化炉中；
[0008]一级气化炉的上端与二级气化炉的底部之间设有第二浸没喷管；第二浸没喷管中依次设有水平入口段、渐缩段、喉口段、渐扩段、平行前段、平行后段；一级气化炉中反应产生的粗合成气通过第二浸没喷管从二级气化炉中第二熔铁液的底部通入；
[0009]一级气化炉上设有第一超压排气管，二级气化炉上设有与第一超压排气管相连的高位进气管，第一超压排气管和高位进气管之间设有第一泄爆阀。
[0010]作为优选，还包括冷却室、第一浸没进气管、铅铋浴重整炉、第二浸没进气管、碱浴吸收器、第二超压排气管、第一降温除尘单元、第二降温除尘单元，冷却室上设有进气口、第一出气口和第二出气口，铅铋浴重整炉中装有熔融铅铋液，碱浴吸收器中装有碱液；熔融铅铋液的温度为800
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1200摄氏度；
[0011]第二超压排气管的一端与一级气化炉相连，另一端与冷却室上的进气口相连；第一浸没进气管的一端与冷却室上的第一出气口相连，另一端伸入铅铋浴重整炉中的熔融铅铋液中，第一浸没进气管上设有第二泄爆阀；第二浸没进气管的一端与冷却室上的第二出气口相连，另一端伸入碱浴吸收器中的碱液中；第二浸没进气管上设有第三泄爆阀；
[0012]铅铋浴重整炉通过重整气排出管与第一降温除尘单元相连，碱浴吸收器通过排气管与第二降温除尘单元相连。
[0013]作为优选，当第一气化炉内的气压达到第一设定气压值时，第一泄爆阀开启，第一气化炉中的粗合成气通过第一超压排气管和高位进气管进入二级气化炉中；
[0014]当第一气化炉内的气压达到第二设定气压值时，第二泄爆阀开启，第一气化炉中的粗合成气依次通过第二超压排气管、冷却室、第一浸没进气管、铅铋浴重整炉和第一降温除尘单元后排出；
[0015]当第一气化炉内的气压达到第三设定气压值时，第三泄爆阀开启，第一气化炉中的粗合成气依次通过第二超压排气管、冷却室、第二浸没进气管、碱浴吸收器和第二降温除尘单元后排出；
[0016]其中，第三设定气压值大于第二设定气压值，第二设定气压值大于第一设定气压值。
[0017]作为优选，所述第二浸没喷管的平行后段中设有流速计和备用喷气管。
[0018]作为优选，所述第二浸没喷管的渐缩段和平行前段中分别设有环状石墨负极和环状石墨正极；当第二浸没喷管的喉口段发生堵塞时，环状石墨负极和环状石墨正极分别与直流电源的负极和正极相连，并在环状石墨负极和环状石墨正极之间产生电弧，通过电弧熔化堵塞在喉口段中的喉口堵塞物，从而对喉口段进行疏通。
[0019]作为优选，所述第二浸没喷管上设有感应加热线圈，感应加热线圈与交流电源相连；当金属固体颗粒堵塞喉口段时，通过感应加热线圈对金属固体颗粒进行感应加热并使其熔化，从而对喉口段进行疏通。
[0020]作为优选，第二浸没喷管的水平入口段上设有天然气喷管、氧气喷管，天然气喷管通过天然气连接管与天然气储罐相连，氧气喷管通过氧气连接管与氧气储罐相连；天然气连接管上设有天然气阀，氧气连接管上设有氧气阀；天然气喷管和氧气喷管的喷口均对准喉口段。
[0021]作为优选，第二浸没喷管的水平入口段上设有粉末喷管、氧气喷管，粉末喷管的一端同时与高热金属粉末喷罐和熔剂粉末喷罐相连；氧气喷管通过氧气连接管与氧气储罐相
连；高热金属粉末喷罐中装有高热金属粉末，熔剂粉末喷罐中装有熔剂粉末；
[0022]当第二浸没喷管的喉口段发生堵塞时，通过氧气喷管向水平入口段中喷吹氧气，通过粉末喷管向水平入口段中喷吹高热金属粉末和熔剂粉末；高热金属粉末与氧气反应产生金属氧化物并产生热量，熔剂粉末与金属氧化物接触产生温度高于2000摄氏度的熔融渣液，通过熔融渣液熔化堵塞在喉口段中的喉口堵塞物，并通过熔融渣液前进时的动能冲开喉口堵塞物，从而对喉口段进行疏通。
[0023]作为优选，所述高热金属粉末包含废铝粉末、金属镁粉末、硅铝铁合金粉末、硅钙合金粉末，熔剂粉末包含氟化钙、碳酸钠、硅酸钠、硼砂和石灰粉末。
[0024]作为优选，第二浸没喷管包括入口固定管体、出口固定管体、喷管单元转盘，水平入口段设置在入口固定管体中，平行前段和平行后段设置在出口固定管体中；
[0025]喷管单元转盘包括转盘轴、若干个可替换喷管单元，可替换喷管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.两级串联仿地幔熔铁浴有机固废气化炉，其特征在于，包括一级气化炉、二级气化炉，一级气化炉中装有第一熔铁液，二级气化炉中装有第二熔铁液；一级气化炉上设有进料装置、一级顶氧枪；二级气化炉上设有二级顶氧枪和合成气排出管；通过铁质包裹层对有机固废进行包裹，并将有机固废通过进料装置投入一级气化炉中；一级气化炉的上端与二级气化炉的底部之间设有第二浸没喷管；第二浸没喷管中依次设有水平入口段、渐缩段、喉口段、渐扩段、平行前段、平行后段；一级气化炉中反应产生的粗合成气通过第二浸没喷管从二级气化炉中第二熔铁液的底部通入；一级气化炉上设有第一超压排气管，二级气化炉上设有与第一超压排气管相连的高位进气管，第一超压排气管和高位进气管之间设有第一泄爆阀。2.根据权利要求1所述的两级串联仿地幔熔铁浴有机固废气化炉，其特征在于，还包括冷却室、第一浸没进气管、铅铋浴重整炉、第二浸没进气管、碱浴吸收器、第二超压排气管、第一降温除尘单元、第二降温除尘单元，冷却室上设有进气口、第一出气口和第二出气口，铅铋浴重整炉中装有熔融铅铋液，碱浴吸收器中装有碱液；熔融铅铋液的温度为800
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1200摄氏度；第二超压排气管的一端与一级气化炉相连，另一端与冷却室上的进气口相连；第一浸没进气管的一端与冷却室上的第一出气口相连，另一端伸入铅铋浴重整炉中的熔融铅铋液中，第一浸没进气管上设有第二泄爆阀；第二浸没进气管的一端与冷却室上的第二出气口相连，另一端伸入碱浴吸收器中的碱液中；第二浸没进气管上设有第三泄爆阀；铅铋浴重整炉通过重整气排出管与第一降温除尘单元相连，碱浴吸收器通过排气管与第二降温除尘单元相连。3.根据权利要求1所述的两级串联仿地幔熔铁浴有机固废气化炉，其特征在于，当第一气化炉内的气压达到第一设定气压值时，第一泄爆阀开启，第一气化炉中的粗合成气通过第一超压排气管和高位进气管进入二级气化炉中；当第一气化炉内的气压达到第二设定气压值时，第二泄爆阀开启，第一气化炉中的粗合成气依次通过第二超压排气管、冷却室、第一浸没进气管、铅铋浴重整炉和第一降温除尘单元后排出；当第一气化炉内的气压达到第三设定气压值时，第三泄爆阀开启，第一气化炉中的粗合成气依次通过第二超压排气管、冷却室、第二浸没进气管、碱浴吸收器和第二降温除尘单元后排出；其中，第三设定气压值大于第二设定气压值，第二设定气压值大于第一设定气压值。4.根据权利要求1所述的两级串联仿地幔熔铁浴有机固废气化炉，其特征在于，所述第二浸没喷管的平行后段中设有流速计和备用喷气管。5.根据权利要求4所述的两级串联仿地幔熔铁浴有机固废气化炉，其特征在于，所述第二浸没喷管的渐...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛强，
申请(专利权)人：嘉兴中科海石合金技术有限公司，
类型：发明
国别省市：