反燃式雙介質(zhì)生活垃圾氣化爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型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?xì)獬隹?，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(shè)備，實(shí)現(xiàn)了無害化、減量化、資源化的要求。
【專利說明】反燃式雙介質(zhì)生活垃圾氣化爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種氣化爐，尤其涉及一種處理生活垃圾的同時(shí)減少焦油含量的反燃式雙介質(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(hù)的重要內(nèi)容，是社會(huì)文明程度的重要標(biāo)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(duì)不足，一些城市面臨“垃圾圍城”的困境。同時(shí)，部分處理設(shè)施建設(shè)水平和運(yùn)行質(zhì)量不高，配套設(shè)施不齊全，存在污染隱患，影響城鎮(zhèn)環(huán)境和社會(huì)穩(wěn)定。國(guó)家非常重視這一問題，加大了資金投入力度、激勵(lì)約束機(jī)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(yīng)運(yùn)而生。由于它是在缺氧的條件下進(jìn)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，本實(shí)用新型提出了一種MZ反燃式生活垃圾氣化爐，采用了反燃式、氣化氣反向流動(dòng)，使焦油(含有持久性有機(jī)污染物，有害人體健康)等高分子量的有機(jī)物，再一次進(jìn)行裂解，大大降低了焦油的產(chǎn)率。設(shè)置喉部區(qū)、使氣流速度加快，加快了反應(yīng)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(jì)算，適當(dāng)?shù)募尤胨羝?，產(chǎn)生水煤氣，提高了可燃?xì)獾漠a(chǎn)率，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型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?xì)獬隹?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，本實(shí)用新型的反燃式氣化爐內(nèi)把熱解反應(yīng)和氣化反應(yīng)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(duì)熱值和產(chǎn)氣速率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在物質(zhì)的量比為0.38時(shí)，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(dòng)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(yīng)和還原區(qū)還原反應(yīng)的進(jìn)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(yù)熱；氧化區(qū)的下部為還原區(qū)，氧化區(qū)產(chǎn)生的CO2、炭和噴入的水蒸氣在這一區(qū)域進(jìn)行還原反應(yīng)，同時(shí)殘余的焦油在此區(qū)域發(fā)生裂解反應(yīng)，產(chǎn)生以CO和H2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(gè)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(kuò)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(yīng)，即當(dāng)反應(yīng)溫度偏高時(shí)，作為吸熱的還原反應(yīng)相對(duì)加劇，從而降低了氣體溫度；當(dāng)反應(yīng)溫度偏低時(shí)，還原反應(yīng)相對(duì)減緩，放熱的氧化反應(yīng)占優(yōu)勢(shì)，又使氣體溫度升高?；鹧鏈囟确€(wěn)定在800?1200°C，這樣產(chǎn)出氣成分也相對(duì)穩(wěn)定。
[0008]優(yōu)選地，本實(shí)用新型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(jì)算，適當(dāng)?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(yīng)可以生成一氧化碳與氫氣，提高了可燃?xì)?br> 的產(chǎn)率。
[0009]優(yōu)選地，加入MC催化劑有效進(jìn)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(yīng)持續(xù)進(jìn)行。
[0011]優(yōu)選地，爐體與點(diǎn)火系統(tǒng)、布風(fēng)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(dòng)化生活垃圾處理系統(tǒng)。
[0012]實(shí)驗(yàn)表明，本實(shí)用新型耗能少、運(yùn)行成本低，每噸垃圾處理費(fèi)用小于60元。適應(yīng)性廣，設(shè)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(shè)幾條生產(chǎn)線。占地面積小，每T處理能力建設(shè)用地在40-50m2，正常運(yùn)行時(shí)為負(fù)壓，不排放污染物。適用性強(qiáng)，大中小城市均可以采用。
[0013]本實(shí)用新型同時(shí)還公開了一種垃圾處理方法，其特征在于該方法的過程是:垃圾分揀一垃圾粉碎一添加催化劑，制造碳球一螺旋推進(jìn)器一使用前文所述的MZ反燃式雙介質(zhì)生活垃圾氣化爐一可燃?xì)怏w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 / Nm3可燃?xì)狻；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(fù)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(shè)備利用率。
[0015]優(yōu)選地，本實(shí)用新型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(jìn)器，進(jìn)入爐體。
[0016]添加催化劑后，在熱解過程中重金屬N1、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N1、Cu和Pb結(jié)合形成硫酸鹽。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的MZ反燃式雙介質(zhì)生活垃圾氣化爐結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】:[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型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?xì)獬隹?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。
[0019]優(yōu)選地，本實(shí)用新型的反燃式氣化爐內(nèi)把熱解反應(yīng)和氣化反應(yīng)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(duì)熱值和產(chǎn)氣速率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在物質(zhì)的量比為0.38時(shí)，反燃式氣化爐為最佳狀態(tài)。
[0020]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(dòng)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(yīng)和還原區(qū)還原反應(yīng)的進(jìn)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(yù)熱；氧化區(qū)的下部為還原區(qū)，氧化區(qū)產(chǎn)生的CO2、炭和噴入的水蒸氣在這一區(qū)域進(jìn)行還原反應(yīng)，同時(shí)殘余的焦油在此區(qū)域發(fā)生裂解反應(yīng)，產(chǎn)生以CO和H2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。
[0021]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(gè)空氣噴嘴?？諝庥珊聿客獗谙蛑行膰娚?。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(kuò)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(yīng)，即當(dāng)反應(yīng)溫度偏高時(shí)，作為吸熱的還原反應(yīng)相對(duì)加劇，從而降低了氣體溫度；當(dāng)反應(yīng)溫度偏低時(shí)，還原反應(yīng)相對(duì)減緩，放熱的氧化反應(yīng)占優(yōu)勢(shì)，又使氣體溫度升高?；鹧鏈囟确€(wěn)定在800?1200°C，這樣產(chǎn)出氣成分也相對(duì)穩(wěn)定。
[0022]優(yōu)選地，本實(shí)用新型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(jì)算，適當(dāng)?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(yīng)可以生成一氧化碳與氫氣，提高了可燃?xì)?br> 的產(chǎn)率。
[0023]優(yōu)選地，加入MC催化劑有效進(jìn)一步減少二噁英等有毒物質(zhì)的產(chǎn)生。
[0024]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(yīng)持續(xù)進(jìn)行。
[0025]優(yōu)選地，爐體與點(diǎn)火系統(tǒng)、布風(fēng)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(dòng)化生活垃圾處理系統(tǒng)。
[0026]實(shí)驗(yàn)表明，本實(shí)用新型耗能少、運(yùn)行成本低，每噸垃圾處理費(fèi)用小于60元。適應(yīng)性廣，設(shè)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(shè)幾條生產(chǎn)線。占地面積小，每T處理能力建設(shè)用地在40— 50m2，正常運(yùn)行時(shí)為負(fù)壓，不排放污染物。適用性強(qiáng)，大中小城市均可以采用。
[0027]本實(shí)用新型同時(shí)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(jìn)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?xì)怏w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 / Nm3可燃?xì)??；以鼜呐呕铱谂懦觥?br> [0028]優(yōu)選地，由于垃圾是非均勻物質(zhì)，熱解氣化過程復(fù)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(shè)備利用率。
[0029]優(yōu)選地，本實(shí)用新型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(jìn)器，進(jìn)入爐體。
[0030]添加催化劑后，在熱解過程中重金屬N1、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N1、Cu和Pb結(jié)合形成硫酸鹽。
[0031]通過以上的實(shí)施方式的描述，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本實(shí)用新型可借助軟件加必需的通用硬件的方式來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更佳的實(shí)施方式?；谶@樣的理解，本實(shí)用新型的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)中，如計(jì)算機(jī)的軟盤，硬盤或光盤等，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例所述的方法。
[0032]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保 護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【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?xì)獬隹?，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，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(gè)空氣噴嘴。
【文檔編號(hào)】B09B3/00GK203411514SQ201320221299
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)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(qǐng)人:穆華