本實用新型涉及一種垃圾生物質高溫低壓熱解氣化系統(tǒng)。

背景技術：

城市生活垃圾嚴重地污染著人們生存的環(huán)境,現有的垃圾焚燒發(fā)電技術,雖然解決了資源化,減量化問題,但難以解決二氧化碳及二惡英向大氣排放污染空氣環(huán)境無害化問題,垃圾生化沼氣發(fā)電技術解決了資源化,無害化問題,但上萬噸集中堆放的沼渣沼液也是一個難以解決的減量問題,同樣會對環(huán)境造成二次污染。

目前市場上運行的垃圾外置式無氧中溫650℃以下熱解氣化常壓處理系統(tǒng)，它即能產燃氣，同時也產出焦油及含有灰渣的碳粉，而焦油及含有灰渣的碳粉嚴重地污染環(huán)境，要消徐焦油及碳粉，只有用1200℃高溫低壓裂解還原技術使焦油發(fā)生裂解反應，及碳與水蒸氣發(fā)生還原反應，使焦油及碳粉全部轉化為清潔環(huán)保能源生物燃氣，要達到焦油發(fā)生裂解反應及碳與水蒸氣發(fā)生還原反應必須具備無氧1200℃高溫低壓反應環(huán)境空間。

目前國內外都在極積研究垃圾外置式無氧1200℃高溫低壓熱解氣化技術，而垃圾外置式無氧1200℃高溫低壓熱解氣化技術是解決城市生活垃圾資源化,減量化,無害化出路的根本性技術,因為采用生物質外置式無氧1200℃高溫低熱解氣化技術,城市生活垃圾在高溫無氧封閉環(huán)境中發(fā)生熱解還原裂解反應全部生成了生物可燃氣,灰燼經高溫處理無害無毒做成建材免燒磚,反應產生的固體物質及氣體物質全部資源化了,是解決中國城市生活垃圾圍城,推進中國城鎮(zhèn)和諧社會發(fā)展的根本性技術,對推動我國新型環(huán)保產業(yè)與生物再生能源產業(yè)有著極其重大的國家戰(zhàn)略意義。

技術實現要素：

本實用新型的目的是針對上述現狀，旨在提供一種垃圾能在無氧、高溫低壓下完成干燥、熱解、還原，裂解反應能產出高品質環(huán)保生物燃氣，付出能輸出做建材免燒磚，無廢氣排放，有利于環(huán)保；安全可靠的垃圾生物質高溫低壓熱解氣化系統(tǒng)。

本實用新型目的的實現方式為，垃圾生物質高溫低壓熱解氣化系統(tǒng)，由壓縮螺桿排氣送料機構、水密封攪拌螺旋干燥熱解機構和還原裂解冷凝脫酸機構組成；

所述排氣送料機構的壓縮送料動力電機Α帶動壓縮送料螺旋軸，壓縮送料螺旋軸依次接后推力軸承、前推力軸承，前推力軸承接壓縮螺旋套管；壓縮螺旋套管上有撕碎垃圾進料口，下有擠壓排氣排水口；壓縮螺旋套管通過收縮堵塞套管接熱解反應腔錐型螺旋體；

所述水密封攪拌螺旋干燥熱解機構的螺旋攪拌氣化動力電機Β帶動動力輸入軸，封氣罩聯(lián)接板與軸承壓板及聯(lián)軸板相連，封氣罩安裝在封氣罩聯(lián)接板上，動力輸入軸與封氣罩密封相聯(lián)；封氣罩插封于氣環(huán)型水槽的水中；

錐型攪拌螺旋體下段安在錐型攪拌螺旋體套管的內套層中，下平面推力軸承下部安裝在平面推力軸承座中，平面推力軸承座安裝在錐型攪拌螺旋體套管外套層中，下平面推力軸承座與錐型攪拌螺旋體套管外套層為一體；錐型攪拌螺旋體軸安裝在下平面推力軸承內孔中，同芯動力傳梯軸通過同芯動力傳梯軸聯(lián)接板與下平面推力軸承相連；

向芯軸承座裝在向芯軸承座固定套套孔中，上向芯軸承外表面裝在向芯軸承座中并保持與下平面推力軸承座同芯垂直，上向芯軸承內表面與同芯動力傳梯軸相聯(lián)，并由軸承壓及聯(lián)軸板固定；

所述錐型攪拌螺旋體下有垃圾還原裂解冷凝脫酸機構的熱解氣化腔、濾灰管、集灰層、螺旋輸出灰機、存灰管、封氣水池；熱解氣化腔有中溫熱解層、高溫還原裂解層；螺旋輸出灰機下端沉在封氣水池中；

集灰層依次熱交換管、燃氣傳輸管、燃氣中和調壓管，燃氣中和調壓管插進燃氣中和調壓塔中的中和鹼水中；燃氣中和調壓塔有燃氣輸出口、中和鹼水進口、爐內調壓出水管。

使用本實用新型時,通過壓縮螺桿排氣送料機構被擠壓后排氣排水并收縮后，送進干燥熱解錐型攪拌螺旋體的螺旋槽中的撕碎,進入熱解氣化腔，首先被均勻干燥,熱解成H₂、O、CO、CO₂、H₂O、烷烴、焦油、炭等棵粒細微物質。再下行到3Kg氣壓,1200℃高溫環(huán)境下,還原裂解反應成H₂、CO、甲烷等不可凝燃氣,經過濾掉粉塵、降溫、脫酸后輸出進入市場消售,交換出的熱水供公司使用及外供。熱解產生的碳與二氧化碳發(fā)生還原反應生成可燃氣一氧化碳。被處理、凈化后的粉塵落于集灰層及存灰管中,再通過螺旋輸出灰機輸出做建材免燒磚。

本實用新型能在無氧、高溫低壓下完成干燥、熱解、還原，裂解反應能產出高品質環(huán)保生物燃氣，付出能輸出做建材免燒磚，無廢氣排放，有利于環(huán)保；安全可靠。

附圖說明

圖1是本實用新型結構示意圖，

圖2是排氣送料機構結構示意圖，

圖3是水密封攪拌螺旋干燥熱解機構結構示意圖，

圖4是還原裂解冷凝脫酸機構結構示意圖。

具體實施方式

下面參照附圖詳述本實用新型。

參照圖1，本實用新型由排氣送料機構、水密封攪拌螺旋干燥熱解機構和還原裂解冷凝脫酸機構組成。

參照圖2，排氣送料機構的壓縮送料動力電機Α1帶動壓縮送料螺旋軸4，壓縮送料螺旋軸依次接后推力軸2、前推力軸承5，前推力軸承接壓縮螺旋套管10，壓縮螺旋套管上有撕碎垃圾進料口7，下有擠壓排氣排水口9，壓縮螺旋套管通過收縮堵塞套管11接熱解反應腔錐型螺旋體26。

前推力軸5安在前推力軸承座6上，后推力軸2安在后推力軸承座3上。收縮堵塞套管設有收縮堵塞套管觀察口12，以方便觀察撕碎垃圾在收縮堵塞套管內收縮情況。

前、后推力軸承的內表面安裝在推力壓縮螺旋送料軸4的非螺旋段的前、后。前推力軸承5外表面安裝在前推力軸承座6中,后推力軸承2外表面安裝在后推力軸承座3中.前、后推力軸承座與壓縮螺旋套管10相聯(lián)接。

收縮堵塞套管11既能使垃圾物料被送進錐型螺旋體26的螺旋槽中，又能堵塞熱解反應腔內的熱解低壓氣體不能排出，還能保證熱解反應腔內不失壓。

本實用新型的排氣送料機構既有排徐空氣與水的功能，又有送料及堵塞干燥熱解腔內的熱解氣體不被排出，氣壓不變。壓縮送料動力電機Α1采用變頻電機，可調整壓縮送料壓縮螺桿轉速的快慢，即能控制產量的大小及熱解反應生物燃氣質量的好壞。

參照圖2，水密封攪拌螺旋干燥熱解機構的螺旋攪拌氣化動力電機Β1-1帶動動力輸入軸13，封氣罩聯(lián)接板14與軸承壓及聯(lián)軸板15相連，封氣罩19安裝在封氣罩聯(lián)接板14上，動力輸入軸13與封氣罩19密封相聯(lián)，封氣罩19插封于氣環(huán)型水槽20的水中；

錐型攪拌螺旋體26下段安在錐型攪拌螺旋體套管的內套層27中，下平面推力軸承23下部安裝在平面推力軸承座24中，平面推力軸承座24中安裝在錐型攪拌螺旋體套管外套層25中，下平面推力軸承座24與錐型攪拌螺旋體套管外套層25為一體。錐型攪拌螺旋體26軸位安裝在下平面推力軸承23內孔中，同芯動力傳梯軸21通過同芯動力傳梯軸聯(lián)接板22與下平面推力軸承23相連。

向芯軸承座17裝在向芯軸承座固定套18套孔中，上向芯軸承16外表面裝在向芯軸承座17中并保持與下平面推力軸承座24同芯垂直，上向芯軸承16內表面與同芯動力傳梯軸21相聯(lián)，并由軸承壓及聯(lián)軸板15固定，保證動力輸入。

安裝完畢后的封氣罩19的外平面高度必須高于封氣環(huán)型水槽20進水口平面100mm，保證封氣罩19安裝的操作空間，同時封氣環(huán)型水槽20內表面與向芯軸承座固定套外表面的間距為22mm，以保證安裝的操作空間。

所述封氣環(huán)型水槽20的內徑824mm,外徑1436mm。封氣環(huán)型水槽內表面與封氣罩19外表面的間距不小于300mm，正好在封氣環(huán)型水槽20水槽中間旋轉運行。封氣環(huán)型水槽存水深度不小于1.2m，封氣罩19插入封氣環(huán)型水槽20水中深度不小于800mm，這樣外部的空氣通過水隔離無法進入熱解反應腔內，熱解反應腔內熱解反應氣體通過水隔離無法向外泄露。。

封氣罩19在水中旋轉，使外部空氣不能進入，熱解反應氣體不能排出，從而達到錐型攪拌螺旋體26密封效果。

螺旋攪拌氣化動力電機Β1-1采用變頻電機作動力,調整錐型攪拌螺旋體26轉速的快慢,就能控制熱解生物燃氣的熱值質量。

參照圖4，錐型攪拌螺旋體26下有垃圾還原裂解冷凝脫酸機構的熱解氣化腔、濾灰管30、集灰層31、螺旋輸出灰機33、存灰管34、封氣水池35。熱解氣化腔有中溫熱解層28、高溫還原裂解層29。螺旋輸出灰機33下端沉在封氣水池35中。

集灰層31依次熱交換管38、燃氣傳輸管39、燃氣中和調壓管40，燃氣中和調壓管插進燃氣中和調壓塔42中的中和鹼水中，燃氣中和調壓塔有燃氣輸出口41，中和鹼水進口43、爐內調壓出水管45。

螺旋輸出灰機33由螺旋輸出灰機支架36支撐，熱交換管38由支撐立柱32支撐，:燃氣傳輸管39上有安全防爆管37，爐內調壓出水管45上有水壓表46，并由爐內調壓出水管支架44支撐。

本實用新型工作時，生活垃圾通過撕碎垃圾進料口7進入壓縮螺旋套管10中，壓縮送料動力電機Α1帶動壓縮送料螺旋軸4作旋轉運動，從進料口進入的撕碎垃圾與壓縮螺旋套管10產生擠壓力，在壓縮螺桿螺旋槽中的生活垃圾在擠壓力下，將空氣與水擠出，擠出的空氣和水通過排氣排水口9被排出；而固體生活垃圾在壓縮螺桿螺旋的推動下被擠進收縮堵塞套管11，經收縮堵塞套管中間的收縮口收縮后被擠進熱解反應腔錐型螺旋體26的螺旋槽中。

錐型螺旋攪拌氣化動力電機Β1-1將動力傳到上動力輸入軸13，上動力輸入軸13將動力傳給封氣罩19，封氣罩19通過封氣罩聯(lián)接板14將動力傳給軸承壓及聯(lián)軸板15，軸承壓及聯(lián)軸板15通過同芯動力傳梯軸21將動力傳給同芯動力傳梯軸聯(lián)接板22，最終傳到錐型攪拌螺旋體26，使錐型攪拌螺旋體26旋轉工作，同時在封氣環(huán)型水槽20中的封氣罩19在水中旋轉，撕碎垃圾。

先通過電加熱將高溫還原裂解層29的溫度升至1200℃，1200℃的高溫向上下幅射依次衰減降低，向上幅射到中溫熱解層28時，溫度衰減到700℃。

經錐型攪拌螺旋體26撕碎的垃圾,進入中溫熱解層28，在無氧環(huán)境中,在700℃溫度下熱解成H₂、O、CO、CO₂、H₂O、烷烴、焦油、炭等棵粒細微物質。垃圾中的水被加熱蒸發(fā)彭脹使全部封閉的高溫還原裂解層內氣壓增高至3Kg水壓值。

在錐型攪拌螺旋體26向下旋轉螺旋力的推動下,棵粒細微物質下行到高溫還原裂解層29，在3Kg水壓值,1200℃高溫環(huán)境下,在0.8秒時間內完成焦油的裂解反應成H₂、CO、甲烷等不可凝燃氣,熱解產生的碳與二氧化碳發(fā)生還原反應生成可燃氣CO,故無二氧化碳排放的問題。

剩余的碳與封氣水池35中水蒸發(fā)的高溫蒸氣發(fā)生還原反應生成H₂、CO不可凝燃氣,徹底消除了碳。不可凝燃氣經濾灰管30過濾掉燃氣中的粉塵,進入熱交換管38降溫,交換出的熱水供公司使用及外供,降溫后的燃氣經燃氣中和調壓管40插入燃氣中和調壓塔42中和鹼水中脫去燃氣中的酸性物質,干凈清潔的生物燃氣經燃氣輸出口41輸出進入市場消售。

濾掉燃氣中的粉塵落于集灰層31及存灰管34中,落入螺旋輸出灰機33螺旋槽中,在水密封下被輸出做建材免燒磚。

如果高溫還原裂解層內的大氣壓不夠，調整調壓出水管45的高度，就能提高燃氣中和調壓管40吃水口的深度，以此加大熱解反應腔內蒸氣壓力，直到大于水壓表46顯示的3Kg低氣壓參數值。高溫還原裂解層處在1200℃高溫低氣壓工作狀態(tài)，因為收縮堵塞套管11，封氣水池35，封氣罩19的直徑都大于燃氣中和調壓管40直徑1倍，所以燃氣中和調壓管40就有大于收縮堵塞套管11，封氣水池35，封氣罩19封氣量1倍的調壓量，安全防爆管37的防壓力就在9Kg安全系數，系統(tǒng)總安裝密封系數就應大于安全系數1倍，定在20Kg壓力，當反應腔內壓力大于9Kg時，防爆管安全片爆破，排出反應腔內可燃氣體并燃燒掉，不會造成系統(tǒng)的破壞及泄露傷人，所以整個系統(tǒng)安全可靠。

本實用新型每秒可熱解處理1.5Kg城市生活垃圾。