带等离子炬加热系统的污泥气化炉技术方案

本实用新型专利技术涉及一种带等离子炬加热系统的污泥气化炉，包括气化炉体，内衬为耐火材料层，炉体顶部设置有进料口，炉体上部侧面设置有炉气出口，炉体下部侧面设置有氧化剂气体进口和等离子炬，炉体底部侧面设置有炉渣出口。本实用新型专利技术提供了能解决污泥处理这一环保难题的新型工业炉设备，技术可靠，工艺先进、环保；充分利用污泥自身的热值并节省外加热源；安全环保；可使污泥中的有机物质以炉气方式排出；而污泥中的无机物质成为以熔融态排出的炉渣，经激冷后形成无害的玻璃体材料；使污泥处理实现无害化、减量化和资源化的综合目标。炉气为低热值燃气可收集利用，炉渣为无害的玻璃体材料可用作建筑材料。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种工业炉，更具体说是一种具有节能环保安全创新意义能可靠处理各类污泥的带等离子炬加热系统的污泥气化炉。
技术介绍
随着国家对环保的日益重视和加大投入，环保工作中最重要的内容之一，即对污水的治理也取得了长足的进步。我国已建有各类污水处理厂超过2000座，年处理量超过300亿立方米。与此同时，也产生了超过3000万吨的含水量80%左右的污泥(包括市政污泥、管网污泥和河湖污泥，以及工业污泥等)，形成了新的环保难题。目前，大部分的污泥是采用填埋处理，但填埋方式也暴露出一些不符合卫生要求和污泥含有毒有害物质较多的问题，且填埋占用土地太多。生物堆肥和厌氧产甲烷工艺也是处理污泥和资源化利用的重要方式，目前有关技术正在不断发展完善中。同时，为实现对污泥的处理要达到无害化、减量化和资源化的综合目标，也在加强推广对污泥的干燥焚烧方式，以进一步节省宝贵的土地资源。对污泥的干燥焚烧主要有两种技术路径。一种是首先采用辅助能源，如煤、油和天然气产生热源(高温烟道气或热空气)对污泥进行预干燥(干化)处理，然后将预干燥(干化)处理后得到的半干污泥作为锅炉燃烧的掺加燃料。这种路径没有利用污泥自身的热值，而是消耗较多的辅助能源资源且运行成本较高。同时还需要配套的锅炉来接受半干污泥作为掺烧燃料，这些都使推广增加了难度。另一种路径是采用循环流化床锅炉所产的蒸汽去加热干空气，然后干空气再作为污泥预干燥(干化)热源。经预干燥(干化)处理过的半干污泥反过来又作为锅炉燃烧的掺烧燃料。这种路径虽然利用了污泥自身的热值，但是循环流化床锅炉除半干污泥外，还要消耗煤资源。而且由于锅炉所产蒸汽不能直接去干燥污泥，需要干燥介质的转换，因而会影响干燥效率；而且锅炉需要专门的给水系统和辅助设备等，也会增加投资和影响推广。 因此，开发节能环保安全地处理各类污泥的新型工业炉设备已成为解决污泥处理这一环保难题的重要课题。带等离子炬加热系统的污泥气化炉就是解决这一重要课题的技术成果。这种新型工业炉设备能有效促进污泥处理流程的改进和创新，推进环保技术的持续进步。等离子炬(也称等离子发生器或电弧气体加热器)是让大量工作气体通过电弧区，利用电弧的能量加热气体，形成高温和高热密度等离子射流(火炬气体温度可高达5500度以上)，因此，等离子炬具有可作为工业炉高强度热源的优势，且操作简便。国内外都曾将等离子炬用于航天飞行器外壳材料测试，以及用于金属切割和锅炉点火。国外还在一些金属冶炼及固体废弃物(城市生活垃圾、工业垃圾和医疗、电子等有害废弃物、污水污泥等)处理中使用了等离子技术，并取得了较好效果。该技术在工业领域的应用还在拓展。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述现有技术而提供一种带等离子炬加热系统的新型污泥气化炉。这种新型污泥气化炉可做到节能环保安全地处理各类污泥，为污泥处理和水环境治理领域的首创。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案是提出一种带等离子炬加热系统的污泥气化炉，包括污泥气化炉体1，污泥气化炉体内衬为耐火材料层2，污泥气化炉体顶部设置有污泥料进料口 3，污泥气化炉体上部侧面设置有炉气出口 4，污泥气化炉体下部侧面设置有氧化剂气体进口 5，污泥气化炉体下部侧面设置有等离子炬6，污泥气化炉体底部侧面设置有炉渣出口 7。所述的污泥气化炉体I的外形为圆柱形，炉体内腔基于耐火材料的结构，上部和下部均为圆柱且上部直径大于下部直径，中间部分为一倒圆台。所述的耐火材料层2至少包括有4种不同规格和性能的耐火砖层、耐火板层和耐火浇铸料层。所述的顶部污泥进料口 3包括有I根轴向进料管。所述的炉气出口 4包括有2根径向出气管。所述的下部氧化剂气体进口 5包括有2根向下倾斜的径向进气管。所述的底部炉渣出口 7包括有2根径向出料管。所述的污泥气化炉体I的底部还设置有多根条形型钢作为条形支承8。所述的等离子炬6为一排或多排径向及向下倾斜并沿圆周等距分布在污泥气化炉体下部侧面。本技术的优点在于I)本技术提供的污泥气化炉构思新颖独特，结构科学合理，能实现污泥处理流程的创新。污泥气化炉排出的炉气为低热值燃气，可用来制取高温烟道气并作为污泥预干燥(干化)处理的热源。而污泥经预干燥处理后成为半干污泥，又反过来作为污泥气化炉的原料。这样就实现了一个热量自平衡，无需外加辅助能源的循环流程和新的污泥处理技术路径。带等离子炬加热系统的污泥气化炉温度高，效率高，更加环保。又由于在这个创新流程中的污泥气化炉不是锅炉，不产蒸汽，因此也省去了复杂的锅炉给水和汽水分离等辅助系统，节省了投资和运行成本。2)本技术提供的污泥气化炉以等离子炬加热系统为热源，技术可靠且热效率闻。3)本技术提供的污泥气化炉为密闭炉且在微负压条件下操作，既保护了环境又保证了生产安全。4)本技术提供的耐火材料能适应炉内的部分氧化性气氛，从而保证生产操作的顺利进行。附图说明图1为本技术带等离子炬加热系统的污泥气化炉的整体结构示意图；图中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带等离子炬加热系统的污泥气化炉，其特征在于：包括污泥气化炉体（1），污泥气化炉体内衬为耐火材料层（2），污泥气化炉体顶部设置有污泥料进料口（3），污泥气化炉体上部侧面设置有炉气出口（4），污泥气化炉体下部侧面设置有氧化剂气体进口（5），污泥气化炉体下部侧面设置有等离子炬（6），污泥气化炉体底部侧面设置有炉渣出口（7）。

【技术特征摘要】
1.一种带等离子炬加热系统的污泥气化炉，其特征在于包括污泥气化炉体(1)，污泥气化炉体内衬为耐火材料层(2)，污泥气化炉体顶部设置有污泥料进料口(3)，污泥气化炉体上部侧面设置有炉气出口(4)，污泥气化炉体下部侧面设置有氧化剂气体进口(5)，污泥气化炉体下部侧面设置有等离子炬(6)，污泥气化炉体底部侧面设置有炉渣出口(7)。2.按权利要求1所述的带等离子炬加热系统的污泥气化炉，其特征在于所述的污泥气化炉体(I)的外形为圆柱形，炉体内腔基于耐火材料的结构，上部和下部均为圆柱且上部直径大于下部直径，中间部分为一倒圆台。3.按权利要求1或2所述的带等离子炬加热系统的污泥气化炉，其特征在于所述的耐火材料层(2)至少包括有4种不同规格和性能的耐火砖层、耐火板层和耐火浇铸料层。4.按权利要求1或2所述的带等离子炬加热系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄耕，马志，
申请(专利权)人：北京环宇冠川等离子技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：