用于处置垃圾生物质的等离子体气化炉制造技术

技术编号:8903316 阅读:374 留言:0更新日期:2013-07-11 00:07
公开一种用于处置垃圾生物质的等离子体气化炉,涉及等离子体气化炉设备。气化炉由烘干仓、气化炉膛、二次气化室和等离子体喷枪安装口组成,其中:烘干仓为立式结构,烘干仓设置在气化炉膛前部的上方且与气化炉膛的进料口连通;气化炉膛为卧式结构,气化炉膛的炉墙包括耐火层a、水套a,在烘干仓的顶部设置进料器,进料器包括原料输送管和气罐,原料输送管斜向朝上设置,气罐设置在烘干仓的顶部,进料接口设置在气罐与烘干仓之间的一侧,原料输送管连接到进料接口;气罐的顶部有出气接口接出,在合成气出口连接有合成气输送管,气罐的出气接口从高位接入合成气输送管。本发明专利技术把生活垃圾或生物质转化为高品质的富氢合成气,并消除二噁英污染问题。成“气化-液化”生产线时,把生活垃圾转化为甲醇产品,并且可以实现零排放、无污染地处置生活垃圾。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生活垃圾、生物质气化设备,特别是涉及到一种等离子体气化炉设备。
技术介绍
生活垃圾的产生量随着人民生活水平提高和城市发展而快速增长,我国每年的生活垃圾清运量已达2亿多吨,许多城市出现垃圾围城情况,成为我国的城市化进程的一大障碍。随着科技进步和人们环保意识的增强,“焚烧法”和“填埋法”给环境带来的破坏作用及威胁人类的身体健康已越来越被人们所认识,人类迫切需要一种新技术来替代“焚烧法”和“填埋法”,以减排温室气体和消除二噁英污染问题。我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,不仅浪费能源,而且对环境造成破坏。把垃圾生物质通过气化或液化的方法转化为二次清洁能源,可以减少对石油煤炭资源的依赖和解决环境污染问题。但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生物质转化项目的商业化应用。常规的气化炉在工作时,把空气或氧气或水蒸汽+空气或水蒸汽+氧气送入气化炉,使水蒸汽与炭发生造气反应生成合成气,其反应为吸热反应,需要由空气或氧气与炭发生氧化反应为其提供热量,这种气化方式将消耗炉内的固定炭,由于生活垃圾、生物质化学成分中的固定炭极其 有限,在常规的气化炉中生活垃圾、生物质转化的合成气中有用成分比例相当低,同时,合成气中产生大量的二氧化碳废气,增加后级的处理难度。
技术实现思路
本专利技术的目的是把生活垃圾或生物质在气化炉内转化为高品质的富氢合成气,并消除二噁英污染问题,生产的富氢合成气作为后级生产甲醇或二甲醚的原料气应用,实现环境友好和资源节约地处置生活垃圾。本专利技术采取的措施是用等离子体喷枪协同垃圾生物质气化炉进行联产造气,使水或水蒸汽通过等离子体喷枪加热分解为氢和氧的活性化学物后喷入气化炉内,把气化炉内的垃圾炭或生物质炭作为吸氧和吸氢元件,及时吸收等离子体热解水产生的分解物,生成一氧化碳和氢气,避免水分解的氢、氧进行逆反应,同时,利用垃圾炭或生物质炭气化过程中的吸热来回收等离子体喷枪的余热,水分子的分解物与炭的放热反应为垃圾或生物质原料烘干和热解提供所需的热量,因而不需向气化炉内输入氧气,减少氧化反应的炭损耗和减少废气。本专利技术把生活垃圾或生物质转化为以氢气和一氧化碳为主要成分的富氢合成气,然后通过后级设备生产甲醇或二甲醚产品。本专利技术的一种用于处置垃圾生物质的等离子体气化炉,其特征是气化炉由烘干仓(31)、气化炉膛(18)、二次气化室(20)和等离子体喷枪安装口组成,其中:烘干仓(31)为立式结构,烘干仓(31)的炉墙由耐火层b (36)、保温层b (35)和外壳b (34)构成,在耐火层b (36)中有环形分气室(32)、管腔(33)和环形集气室(38),环形分气室(32)在下部,环形集气室(38)在上部,管腔(33)把环形分气室(32)和环形集气室(38)进行连通,烘干仓(31)设置在气化炉膛(18)前部的上方且与气化炉膛(18)的进料口连通;气化炉膛(18)为卧式结构,气化炉膛(18)的炉墙包括耐火层a (7)、水套a (9)、保温层a (6)和外壳a (5),耐火层a (7)为气化炉膛(18)前部和中部的炉墙内衬,水套a (9)为气化炉膛(18)的后部分炉墙内衬,耐火层a (7)和水套a (9)的外层是保温层a (6),保温层a (6)的外层是外壳a(5),在气化炉膛(18)的前部有进料口,在气化炉膛(18)的后端有等离子体喷枪a (11)的安装口,在气化炉膛(18)的后部有朝下开出的排渣口( 15),在气化炉膛(18)的中部有朝上开出的出气口,气化炉膛(18 )的出气口通过混合气通道(21)连通到二次气化室(20 );二次气化室(20)为三通结构,其直通的前端连通到环形分气室(32),其直通的后端有等离子体喷枪b (3)的安装口,其傍通为混合气输入口 ;环形集气室(38)有合成气出口(42)接出;在烘干仓(31)的顶部设置进料器,进料器包括原料输送管(44)和气罐(51),原料输送管(44)斜向朝上设置,气罐(51)设置在烘干仓(31)的顶部,进料接口(46)设置在气罐(51)与烘干仓(31)之间的一侧,原料输送管(44)连接到进料接口( 46 ),原料输送管(44)的内腔构成气封区(45);气罐(51)的顶部有出气接口(51-1)接出,在合成气出口(42)连接有合成气输送管(53),气罐(51)的出气接口(51-1)从高位接入合成气输送管(53);排渣口(15)通过水封(16)连接到渣池;在气化炉膛(18)的前方设置螺旋推料器,螺旋推料器的螺旋推料头伸进气化炉膛(18)的前部。上述气化炉中的二次气化室(20 )的炉墙由耐火内衬(55 )、冷却层(54)、保温层和外壳构成,耐火内衬(55)在内层,耐火内衬(55)之外是冷却层(54),冷却层(54)之外是保温层,保温层之外是外壳。为了使螺旋推料作用区的炉墙不易损坏,在气化炉膛(18)前部的耐火层内壁上有钢护套(24);在气化炉 运行时,将有部分炭灰随气流进入环形分气室(32)和管腔(33)之中,为了使炭灰能返回气化炉膛继续完成气化,在环形分气室(32)的下部有回灰通道(23)连通到气化炉膛(18);为了更好地利用合成气余热来加热烘干入炉的原料,耐火层b (36)中的管腔(33)为多管腔方式,2路以上的管腔均匀分布在耐火层b (36)中。气化炉运行时,气化炉膛(18)的后端为等离子体喷枪a (11)的作用区域,温度最高,通过气体流动,使温度由后端向前端分布,气化炉膛(18)前部和中部的耐火层a (7)炉墙具有蓄热作用,可以使垃圾或生物质获得气化所需的热量,气化炉膛(18)后部分的水套a (9)具有降低炉墙表面温度的作用,防止结焦。本专利技术的螺旋推料器由螺旋轴(25)、轴封(26)、轴箱(27)和减速箱(30)组成,其中:螺旋轴(25)的前部为螺旋推料头,后部为轴杆;螺旋轴(25)后部的轴杆穿过轴封(26)和轴箱(27 ),然后通过联轴器(28 )连接到减速箱(30 )的从动轴,减速箱(30 )的主动轴由电机驱动;螺旋推料器的轴封(26)安装在气化炉膛(18)的前端,具体实施时,在轴封(26)的填料盒内加入石棉密封材料,防止炉内的合成气泄漏。上述的气化炉在运行时,垃圾或生物质原料由螺旋进料器通过原料输送管(44)送入气化炉的烘干仓(31),控制烘干仓(31)内的操作温度为150 200°C、操作压力为常压或微正压,垃圾生物质原料在烘干仓(31)内受热逸出水蒸汽,同时有少量的氢气和甲烷产生,由于氢气和甲烷的比重小水蒸汽,将会上升进入气罐(51 ),然后通过连接管道进入合成气输送管(53);水蒸汽充满烘干仓(31)顶部和原料输送管(44)内的空间,成为气化炉内与外界的隔离气体,富余的水蒸汽会从螺旋进料器上的料斗排出,然后在螺旋进料器料斗的上方收集水蒸汽和垃圾臭气进行处理后排放。上述的气化炉在运行时,垃圾或生物质原料从烘干仓(31)的顶部进入到气化炉内本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于处置垃圾生物质的等离子体气化炉,其特征是气化炉由烘干仓(31)、气化炉膛(18)、二次气化室(20)和等离子体喷枪安装口组成,其中:烘干仓(31)为立式结构,烘干仓(31)的炉墙由耐火层b(36)、保温层b(35)和外壳b(34)构成,在耐火层b(36)中有环形分气室(32)、管腔(33)和环形集气室(38),环形分气室(32)在下部,环形集气室(38)在上部,管腔(33)把环形分气室(32)和环形集气室(38)进行连通,烘干仓(31)设置在气化炉膛(18)前部的上方且与气化炉膛(18)的进料口连通;气化炉膛(18)为卧式结构,气化炉膛(18)的炉墙包括耐火层a(7)、水套a(9)、保温层a(6)和外壳a(5),耐火层a(7)为气化炉膛(18)前部和中部的炉墙内衬,水套a(9)为气化炉膛(18)的后部分炉墙内衬,耐火层a(7)和水套a(9)的外层是保温层a(6),保温层a(6)的外层是外壳a(5),在气化炉膛(18)的前部有进料口,在气化炉膛(18)的后端有等离子体喷枪a(11)的安装口,在气化炉膛(18)的后部有朝下开出的排渣口(15),在气化炉膛(18)的中部有朝上开出的出气口,气化炉膛(18)的出气口通过混合气通道(21)连通到二次气化室(20);二次气化室(20)为三通结构,其直通的前端连通到环形分气室(32),其直通的后端有等离子体喷枪b(3)的安装口,其傍通为混合气输入口;环形集气室(38)有合成气出口(42)接出;在烘干仓(31)的顶部设置进料器,进料器包括原料输送管(44)和气罐(51),原料输送管(44)斜向朝上设置,气罐(51)设置在烘干仓(31)的顶部,进料接口(46)设置在气罐(51)与烘干仓(31)之间的一侧,原料输送管(44)连接到进料接口(46),原料输送管(44)的内腔构成气封区(45);气罐(51)的顶部有出气接口(51?1)接出,在合成气出口(42)连接有合成气输送管(53),气罐(51)的出气接口(51?1)从高位接入合成气输送管(53);排渣口(15)通过水封(16)连接到渣池;在气化炉膛(18)的前方设置螺旋推料器,螺旋推料器的螺旋推料头伸进气化炉膛(18)的前部。...

【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:衢州昀睿工业设计有限公司
类型:发明
国别省市:

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