反燃式雙介質(zhì)生活垃圾氣化爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種反燃式雙介質(zhì)生活垃圾氣化爐，包括爐體，爐體上具有爐蓋，空氣入口，蒸汽入口，電打火裝置，夾套水入口，出灰口，可燃氣出口，夾套水出口，保溫層，爐體內(nèi)部由上至下依次分別為干燥層，熱解層，氧化層，還原層，灰室，是一種新型生活垃圾處理設備，實現(xiàn)了無害化、減量化、資源化的要求。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種氣化爐，尤其涉及一種處理生活垃圾的同時減少焦油含量的反燃 式雙介質(zhì)生活垃圾氣化爐。 反燃式雙介質(zhì)生活垃圾氣化爐

【背景技術(shù)】
[0002] 城鎮(zhèn)生活垃圾處理是城鎮(zhèn)管理和環(huán)境保護的重要內(nèi)容，是社會文明程度的重要標 志，關(guān)系人民群眾的切身利益。由于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，生活垃圾激增，垃圾處理能力相對不 足，一些城市面臨"垃圾圍城"的困境。同時，部分處理設施建設水平和運行質(zhì)量不高，配套 設施不齊全，存在污染隱患，影響城鎮(zhèn)環(huán)境和社會穩(wěn)定。國家非常重視這一問題，加大了資 金投入力度、激勵約束機制日益完善?，F(xiàn)在由于垃圾焚燒處理技術(shù)產(chǎn)生二噁英，填埋技術(shù)占 地太大都不適合繼續(xù)采用，急待發(fā)展生活垃圾資源化處理技術(shù)。因此，熱解氣化技術(shù)等應運 而生。由于它是在缺氧的條件下進行處理，所以不產(chǎn)生二噁英。能夠?qū)崿F(xiàn)無害化、減量化、 資源化的要求。
[0003] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種MZ反燃式生活垃圾氣化爐，采用了反燃 式、氣化氣反向流動，使焦油（含有持久性有機污染物，有害人體健康）等高分子量的有機 物，再一次進行裂解，大大降低了焦油的產(chǎn)率。設置喉部區(qū)、使氣流速度加快，加快了反應速 度，提高了產(chǎn)率。采用雙介質(zhì)，一般情況下的氣化爐，大多數(shù)只是采用空氣，我們根據(jù)生活垃 圾的具體成分，通過計算，適當?shù)募尤胨羝?，產(chǎn)生水煤氣，提高了可燃氣的產(chǎn)率，提高了經(jīng) 濟效益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種反燃式雙介質(zhì)生活垃圾氣化爐，包括爐體，爐體上具有爐蓋1，空 氣入口 2,蒸汽入口 3,電打火裝置4,夾套水入口 5,出灰口 6,可燃氣出口 7,夾套水出口 8， 保溫層9,爐體內(nèi)部由上至下依次分別為干燥層10,熱解層11，氧化層12,還原層13,灰室 14。
[0005] 優(yōu)選地，本發(fā)明的反燃式氣化爐內(nèi)把熱解反應和氣化反應分開，與上吸式生活垃 圾熱解氣化爐相比，提高了氣化溫度、氫氣含量、碳轉(zhuǎn)化率和氣化效率，降低焦油含量。物質(zhì) 的量比對熱值和產(chǎn)氣速率的影響，實驗結(jié)果表明：在物質(zhì)的量比為〇. 38時，反燃式氣化爐 為最佳狀態(tài)。
[0006] 優(yōu)選地，作為氣化劑的空氣從氣化爐側(cè)壁空氣噴嘴吹入，產(chǎn)出氣的流動方向與物 料下落的方向一致，好像是反向燃燒故稱反燃式氣化爐。吹入的空氣與物料混合燃燒，這一 區(qū)域稱為氧化區(qū)，溫度約為900?1200°C，產(chǎn)生的熱量用于支持熱解區(qū)裂解反應和還原區(qū) 還原反應的進行；氧化區(qū)的上部為熱解區(qū)，溫度約為300?700°C，在這一區(qū)域，生物質(zhì)中的 揮發(fā)分（裂解氣、焦油以及水分）被分離出來；熱解區(qū)的上部為干燥區(qū)，物料在此區(qū)域被預 熱；氧化區(qū)的下部為還原區(qū)，氧化區(qū)產(chǎn)生的C0 2、炭和噴入的水蒸氣在這一區(qū)域進行還原反 應，同時殘余的焦油在此區(qū)域發(fā)生裂解反應，產(chǎn)生以〇)和4為主的產(chǎn)出氣，這一區(qū)域的溫 度約為700?900°C。來自熱解區(qū)富含焦油的氣體須經(jīng)過高溫氧化區(qū)和以熾熱焦炭為主的 還原區(qū)，其中的焦油在高溫下被裂解，從而使產(chǎn)出氣中的焦油大為減少。
[0007] 優(yōu)選地，所述爐體采用雙錐形，破解了架橋現(xiàn)象。雙錐形結(jié)構(gòu)的爐體尺寸較小的 部位稱為喉部，喉部尺寸的大小決定了氣化爐的產(chǎn)氣能力和產(chǎn)氣品質(zhì)。為保證物料與空氣 的充分混合，在喉部，布置多個空氣噴嘴。空氣由喉部外壁向中心噴射。氣化爐本體內(nèi)爐 膽采用雙錐形結(jié)構(gòu)上錐段收縮符合爐內(nèi)原料氣化后體積縮小的特征，下錐段漸擴便于物料 的下降，雙錐形結(jié)構(gòu)有利用氣化原料在爐內(nèi)形成"整體流"。氣化爐內(nèi)具有火焰溫度穩(wěn)定效 應，即當反應溫度偏高時，作為吸熱的還原反應相對加劇，從而降低了氣體溫度；當反應溫 度偏低時，還原反應相對減緩，放熱的氧化反應占優(yōu)勢，又使氣體溫度升高。火焰溫度穩(wěn)定 在800?1200°C，這樣產(chǎn)出氣成分也相對穩(wěn)定。
[0008] 優(yōu)選地，本發(fā)明的氣化爐采用蒸汽與空氣雙介質(zhì)，一般情況下，采用空氣，我們根 據(jù)生活垃圾的具體成分，通過計算，適當?shù)募尤胝羝?，提高了產(chǎn)氣率。根據(jù)生活垃圾的具體 成分，采用雙介質(zhì)從喉部噴人，炭與蒸汽反應可以生成一氧化碳與氫氣，提高了可燃氣的產(chǎn) 率。
[0009] 優(yōu)選地，加入MC催化劑有效進一步減少二噁英等有毒物質(zhì)的產(chǎn)生。
[0010] 優(yōu)選地，生活垃圾制成碳球，可以避免熱解過程中的架橋結(jié)現(xiàn)象，使熱解反應持續(xù) 進行。
[0011] 優(yōu)選地，爐體與點火系統(tǒng)、布風系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)和溫度監(jiān)控系統(tǒng)等結(jié)合在一起形成 自動化生活垃圾處理系統(tǒng)。
[0012] 實驗表明，本發(fā)明耗能少、運行成本低，每噸垃圾處理費用小于60元。適應性廣， 設備的日處理能力可在50-300噸/日范圍內(nèi)選擇，如果大城市可以建設幾條生產(chǎn)線。占地 面積小，每T處理能力建設用地在40-50m 2_，正常運行時為負壓，不排放污染物。適用性強， 大中小城市均可以采用。
[0013] 本發(fā)明同時還公開了一種垃圾處理方法，其特征在于該方法的過程是：垃圾分 揀---垃圾粉碎---添加催化劑，制造碳球---螺旋推進器---使用前文所述的MZ反燃式 雙介質(zhì)生活垃圾氣化爐一可燃氣體再經(jīng)過除塵、電捕焦油、冷卻降溫、凈化、脫氯、脫硫、 加壓、干燥工藝，可得到熱值：為5500-6500kj/Nm 3可燃氣?；以鼜呐呕铱谂懦觥?br> [0014] 優(yōu)選地，由于垃圾是非均勻物質(zhì)，熱解氣化過程復雜，工藝條件不好控制，產(chǎn)氣率 低。農(nóng)村廢棄物如秸桿，熱值高，因此使用垃圾和秸桿兩種物質(zhì)混合熱解氣化，能夠提高產(chǎn) 氣率，與設備利用率。
[0015] 優(yōu)選地，本發(fā)明的垃圾處理方法中在氣化爐中添加 MC型催化劑，制成碳球，可以 有效的解決熱解過程中產(chǎn)生的架橋現(xiàn)象，通過螺旋推進器，進入爐體。
[0016] 添加催化劑后，在熱解過程中重金屬Ni、Mn、Cr和Zn等在低溫條件下受催化劑的 影響，易形成穩(wěn)定的固體而存在于爐渣中。S能與Ni、Cu和Pb結(jié)合形成硫酸鹽。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明的MZ反燃式雙介質(zhì)生活垃圾氣化爐結(jié)構(gòu)圖。
[0018] 以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵 蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。
【權(quán)利要求】
1. 一種反燃式雙介質(zhì)生活垃圾氣化爐，包括爐體，爐體上具有爐蓋，空氣入口，蒸汽入 口，電打火裝置，夾套水入口，出灰口，可燃氣出口，夾套水出口，保溫層，爐體內(nèi)部由上至下 依次分別為干燥層，熱解層，氧化層，還原層，灰室。
2. 如權(quán)利要求1所述的反燃式雙介質(zhì)生活垃圾氣化爐，其特征在于熱解反應和氣化反 應分開。
3. 如權(quán)利要求1所述的反燃式雙介質(zhì)生活垃圾氣化爐，其特征在于，作為氣化劑的空 氣從氣化爐側(cè)壁空氣噴嘴吹入，產(chǎn)出氣的流動方向與物料下落的方向一致，吹入的空氣與 物料在氧化區(qū)混合燃燒，溫度約為900?1200°C，產(chǎn)生的熱量用于支持熱解區(qū)裂解反應和 還原區(qū)還原反應的進行；氧化區(qū)的上部為熱解區(qū)，溫度約為300?700°C，在這一區(qū)域，生物 質(zhì)中的揮發(fā)分被分離出來；熱解區(qū)的上部為干燥區(qū)，物料在此區(qū)域被預熱；氧化區(qū)的下部 為還原區(qū)，氧化區(qū)產(chǎn)生的二氧化碳、炭和噴入的水蒸氣在這一區(qū)域進行還原反應，同時殘余 的焦油在此區(qū)域發(fā)生裂解反應，產(chǎn)生以⑶和H 2為主的產(chǎn)出氣，這一區(qū)域的溫度約為700? 900°C，來自熱解區(qū)富含焦油的氣體須經(jīng)過高溫氧化區(qū)和以熾熱焦炭為主的還原區(qū)，其中的 焦油在高溫下被裂解。
4. 如權(quán)利要求1所述的反燃式雙介質(zhì)生活垃圾氣化爐，其特征在于，所述爐體采用雙 錐形，雙錐形結(jié)構(gòu)的爐體尺寸較小的部位稱為喉部，在喉部，布置多個空氣噴嘴，空氣由喉 部外壁向中心噴射。
5. 如權(quán)利要求1所述的反燃式雙介質(zhì)生活垃圾氣化爐，其特征在于，所述氣化爐采用 蒸汽與空氣雙介質(zhì)。
6. 如權(quán)利要求1所述的反燃式雙介質(zhì)生活垃圾氣化爐，其特征在于，反應過程中加入 MC催化劑。
7. 如權(quán)利要求1所述的反燃式雙介質(zhì)生活垃圾氣化爐，其特征在于，所述生活垃圾制 成碳球。
8. -種自動化生活垃圾處理系統(tǒng)，其特征在于使用如權(quán)利要求1所述的反燃式雙介質(zhì) 生活垃圾氣化爐與點火系統(tǒng)、布風系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)和溫度監(jiān)控系統(tǒng)等結(jié)合在一起形成自動 化生活垃圾處理系統(tǒng)。
【文檔編號】B09B3/00GK104119959SQ201310151170
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月27日
【發(fā)明者】穆華, 曹葵, 曹鳳中 申請人:穆華