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兜輪爐排臥式回轉(zhuǎn)氣化爐的制作方法與工藝

文檔序號(hào):11972356閱讀:413來源:國(guó)知局
兜輪爐排臥式回轉(zhuǎn)氣化爐的制作方法與工藝
本發(fā)明屬于生活垃圾處理設(shè)備領(lǐng)域,具體而言,涉及兜輪爐排臥式回轉(zhuǎn)氣化爐。

背景技術(shù):
焚化爐也叫垃圾焚燒爐,應(yīng)用于廢物回收領(lǐng)域。焚化爐和其他高溫廢品回收系統(tǒng)均被稱為“熱回收”系統(tǒng)。其中焚化爐能夠?qū)⒗鴱U物轉(zhuǎn)化成灰燼、廢氣、微粒和熱量,并且產(chǎn)生的熱量能夠被用來發(fā)電,而廢氣等污染物在進(jìn)入空氣之前將會(huì)被清潔掉。垃圾焚燒技術(shù)市場(chǎng)上可見的主要裝備有爐排型焚燒爐、流化床焚燒爐也叫鼓泡型及循環(huán)流化床型焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐和熱解氣化爐等多種?;剞D(zhuǎn)窯和熱解氣化爐單爐處理量較小,難以滿足大中城市現(xiàn)代化大型垃圾焚燒廠的建設(shè)需要;早期開發(fā)的固定爐排焚燒爐不適于產(chǎn)業(yè)化連續(xù)處理,焚燒效果和環(huán)境性能都很差,已很少使用。為了滿足能夠每次進(jìn)行較大量的處理垃圾,而且其焚燒效果好,對(duì)環(huán)境污染少,特地對(duì)爐排型焚燒爐進(jìn)行改進(jìn)。但是爐排型焚燒爐的爐排形式為鋼筋條爐排、鏈條爐排、風(fēng)帽式爐排、機(jī)械往復(fù)排和滾筒爐排集中形式,帶有這些爐排的焚燒爐都有一個(gè)缺點(diǎn),既不能完全焚燒城市生活垃圾,例如有機(jī)廢水壓濾而成的渣或其它生活垃圾的渣,該渣經(jīng)烘干焚燒后,其顆粒很細(xì)小,未燃燒的廢水渣將漏落到爐渣中造成污染。另外,燃燒氣體中的二惡英等有害物不易去除。一種改進(jìn)的燃燒方法,是由2段回轉(zhuǎn)爐進(jìn)行燃燒,設(shè)備由臥式回轉(zhuǎn)爐和立式回轉(zhuǎn)爐組成,第一段采用臥式回轉(zhuǎn)爐為缺氧焚燒,加熱時(shí)沒有明火,爐膛溫度≤600℃,使其生產(chǎn)可燃性氣體;第二段采用立式回轉(zhuǎn)爐,接受來自臥式回轉(zhuǎn)爐的≤600℃的可燃性氣體和碳化的垃圾,進(jìn)行明火焚燒,溫度可達(dá)1350℃。這種燃燒方法稱為氣化-焚燒合成氣方法,較為先進(jìn),能將城市生活垃圾完全燃燒,顯著減少污染。上述燃燒方法雖然能解決燃燒污染問題,但采用兩臺(tái)設(shè)備,還需要輸送≤600℃的可燃性氣體和碳化的垃圾的設(shè)備,投資,運(yùn)行費(fèi)用巨大。參考文件1:授權(quán)公告號(hào)CN201032153Y,蜂窩爐排焚化爐。如圖1和圖2所示,該專利中具體介紹了一種蜂窩爐排焚化爐,通過改變焚化爐的送風(fēng)方式,通過進(jìn)氣孔、通孔溝槽向爐膛內(nèi)不同位置的燃燒室送風(fēng),可調(diào)節(jié)風(fēng)量,代替原來的兩臺(tái)(臥式+立式)回轉(zhuǎn)爐的燃燒過程,還省去了輸送可燃性氣體和碳化垃圾用的昂貴的輸送裝置,制造成本大幅下降。由圖1可看出,蜂窩爐排焚化爐有2個(gè)顯著缺點(diǎn):一、它凸起的8條爐排是直的,垃圾被爐排帶起,還不到爐排旋轉(zhuǎn)到垂直向下的位置,垃圾就會(huì)全部揚(yáng)落下來,爐子的上半部的大半圈由于物料不能到達(dá)所以沒有物料揚(yáng)落,導(dǎo)致爐子內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)很大的無工作面,CO2氣體從該無工作面流向窯尾,無法與沉在爐膛下部的半焦充分接觸反應(yīng)轉(zhuǎn)化生成CO、CH4等燃?xì)?,燃?xì)鉄嶂档?。二、每條所述爐排中設(shè)有中空通道,氣化劑通過爐排中空通道的無數(shù)蜂窩式小孔送入爐膛。梗的長(zhǎng)度與回轉(zhuǎn)窯等長(zhǎng),滿爐膛送風(fēng),不分段,全部爐膛都是氧化區(qū),沒有干餾區(qū)和還原區(qū)(干餾區(qū)和還原區(qū)是缺氧氣氛,而滿爐膛送風(fēng)是氧化氣氛),其結(jié)果是氣化劑與燃料直接混合。而燃燒時(shí)燃料水分由表及里蒸發(fā),溫升速率慢,在400-650℃時(shí)生成大量焦油,生物質(zhì)氣化的有效成分是C和H,以生成CO、H2、CH4、C2-C4烷烴等組分的燃?xì)?。焦油是由C5-C17與若干H組成,例如戊烷C5H12、己烷C6H14、庚烷C7H16、辛烷C8H18等,高溫下它們是氣體,常溫下它們是液體即焦油。而氣化所要得到的產(chǎn)品是燃?xì)?,焦油作為液體帶走了生物質(zhì)的C和H,產(chǎn)出的燃?xì)鉁p少,最終導(dǎo)致生物質(zhì)氣化效率始終<50%,很難提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的蜂窩爐排焚化爐進(jìn)行改進(jìn),提供一種能夠使得焚燒效果更好,生物質(zhì)氣化率更高的兜輪爐排臥式回轉(zhuǎn)氣化爐。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的,特采用以下技術(shù)方案:兜輪爐排臥式回轉(zhuǎn)氣化爐,包括爐殼,所述爐殼的內(nèi)表面砌筑有爐襯,所述爐襯上固定有兜輪爐排,所述兜輪爐排由多條呈“L型”的爐排梗繞所述爐襯均勻分布構(gòu)成,每條所述爐排梗的一端固定在所述爐襯上,帶90°彎折的另一端延伸向所述氣化爐的軸心位置;每條所述爐排梗的寬度與氣化爐的內(nèi)壁長(zhǎng)度相等。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明提供的兜輪爐排有多條與氣化爐的主體-回轉(zhuǎn)窯等長(zhǎng)度的隆起的爐排梗,但中間不是空的,沒有“中空通道”不能走風(fēng)。而且兜輪爐排凸起的梗呈90°折彎,它與回轉(zhuǎn)窯筒體的圓弧組成“兜”,與回轉(zhuǎn)窯筒體等長(zhǎng),固定在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)壁上,將爐膛內(nèi)的物料兜住,隨回轉(zhuǎn)窯的回轉(zhuǎn)將物料提起,再隨著回轉(zhuǎn)窯的回轉(zhuǎn)不斷將物料揚(yáng)落。由于呈90°折彎的爐排梗與窯壁的圓弧組成了喇叭口,故揚(yáng)料從右上方45°開始,到左上方45°都在揚(yáng),使?jié)M爐膛的物料形成了硫化態(tài),改變了蜂窩爐排氣化爐爐膛的無工作面現(xiàn)象。此時(shí)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)生成的CO2與生成的半焦中的碳充分接觸反應(yīng),生成CO、CH4及C2-C4等組分的燃?xì)?,進(jìn)而大力提高了氣化爐的燃?xì)鉄嶂怠_M(jìn)一步地,所述爐殼的外部設(shè)有密封罩,所述密封罩的內(nèi)壁與所述爐殼外壁之間形成一個(gè)密封空腔;所述爐殼的側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)均勻排布的氧氣通孔,多個(gè)所述氧氣通孔均穿過所述爐殼的側(cè)壁與所述爐殼的內(nèi)部連通,同時(shí)與所述密封空腔連通;所述氣化爐從窯頭至窯尾依次分為三個(gè)區(qū)域:干餾區(qū)、氧化區(qū)和還原區(qū);所述密封罩上設(shè)有氧氣輸入口,所述氧氣輸入口位于所述氣化爐的氧化區(qū)所在的爐殼側(cè)壁上,與外界的氧氣輸入裝置連通。其中為了進(jìn)一步提高氣化爐的燃?xì)鉄嶂?,將氣化爐內(nèi)部分為三個(gè)區(qū)域:干餾區(qū)、氧化區(qū)和還原區(qū),而這三個(gè)區(qū)域?yàn)楦拍钌系膭澐?,并沒有實(shí)際的阻隔開,僅僅是給中間部分的氧化區(qū)內(nèi)通入氧氣,而干餾區(qū)和還原區(qū)不會(huì)通入氧氣。具體在中間部分的氧化區(qū)外部的密封罩上設(shè)了氧氣輸入口,與外界的氧氣輸入裝置連通將氧氣輸入密封罩與爐殼之間的密封空腔內(nèi),因?yàn)闋t殼上設(shè)了氧氣通孔,所以,輸入的氧氣源源不斷地從密封空腔內(nèi)進(jìn)入氣化爐中的氧化區(qū)。三個(gè)區(qū)域反應(yīng)時(shí),兜輪爐排能夠?qū)⒏鱾€(gè)區(qū)域中的物料不斷地兜起拋落,干餾區(qū)不給氣化劑O2,物料從窯頭送入后,受氧化區(qū)輻射熱干餾析出部分可燃?xì)怏w,流至氧化區(qū),遇到高純度O2著火,溫度瞬間升至1050℃。理論上,可燃?xì)怏w著火溫度≥1200℃,這是指在熱不擴(kuò)散的封閉容器內(nèi),氣化爐窯散熱,所以維持1050℃??扇?xì)庵鸩粌H溫度高,而且溫升速率極快,燃?xì)庑孤┯龅矫骰鸨ǎ褪菧厣俾士?,熱量來不及擴(kuò)散的表現(xiàn)。溫升速率極快的結(jié)果是:瞬間劃過了400-650℃生成焦油的溫度區(qū)間,焦油還沒生成,就進(jìn)入到1000℃以上的焦油裂解的溫度。兜輪爐排氣化爐所產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)獾慕褂秃浚?jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)為40mg/m3,比國(guó)內(nèi)外先進(jìn)氣化技術(shù)約低2500倍。從而,使生物質(zhì)氣化效率由國(guó)內(nèi)外<50%提高到86.2%。這與蜂窩爐排氣化爐鮮明不同。蜂窩爐排氣化爐的氣化劑送入8條爐排梗,通過爐排梗中空通道的無數(shù)蜂窩式小孔送入爐膛。爐膛不分段,所有的反應(yīng)區(qū)集中在同一空間。氣化劑直接與燃料混合,溫升速率慢,導(dǎo)致生成大量焦油,氣化效率<50%。氧化區(qū)生成的CO2在窯尾引風(fēng)機(jī)的作用下流向窯尾方向,穿過還原區(qū)硫化態(tài)的半焦,與半焦中的碳充分接觸反應(yīng),生成CO、CH4及C2-C4等組分的燃?xì)?。該燃?xì)鉄嶂涤煞涓C爐排的3000kcal/m3提高到目前的5500Kcal/m3。而在三個(gè)區(qū)域的整個(gè)反應(yīng)過程中,因?yàn)橄蜓趸瘏^(qū)送入的氣化劑僅僅相當(dāng)于理論空氣量的15%,所以,固體生物質(zhì)經(jīng)氧化區(qū)燃燒后,只燒掉生物質(zhì)燃料中含碳總量的15%,另85%的碳在半焦中,如何使半焦中的C變成CO、CH4和C2-C4烷烴呢?需要在還原性氣氛下C與CO2反應(yīng)。在氧化區(qū),C+O2=CO2,這是氧化放熱反應(yīng),形成明火燃燒。但如果C+CO2=2CO,這是個(gè)還原吸熱的過程,只有在還原性氣氛下,即在缺氧的工況下才能做到。所以在氧化區(qū)之后緊接著是不給其通入氧氣的還原區(qū),將氧化區(qū)生成的CO2與進(jìn)入還原區(qū)的半焦反應(yīng)最終生成有用的燃?xì)釩O,以及CH4等。通常,實(shí)際應(yīng)用中,可以設(shè)置回轉(zhuǎn)窯的長(zhǎng)度為10-50m,直徑為1-6m?;剞D(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)可以設(shè)置為等徑的直筒結(jié)構(gòu),或者錐形結(jié)構(gòu),或者也可以是兩端筒徑小中間筒徑大的結(jié)構(gòu),窯頭1-3m、或1-4m、或1-5m、或1-6m即1-6m為干餾區(qū),第3-5m、或4-6m、或5-7m、或6-8m、或7-9、10m即3-10m為氧化區(qū),剩下的為還原區(qū)。為何還原區(qū)要這么長(zhǎng)?因?yàn)榘虢怪械腃要與CO2反應(yīng),它們首先要相遇。而回轉(zhuǎn)窯通常設(shè)置其一分鐘轉(zhuǎn)1-2圈,燃?xì)馊绻诟G內(nèi)停留10秒的話,回轉(zhuǎn)窯才轉(zhuǎn)了1/3圈,半焦中2/3的C還沒有被帶提起再落下,無法與CO2氣體相遇,所以只有增加還原區(qū)的長(zhǎng)度,延長(zhǎng)CO2氣體在還原區(qū)的滯留時(shí)間,才可能讓CO2氣體與C充分接觸,才能生成CO等組分的燃?xì)?。進(jìn)一步地,所述氧化區(qū)內(nèi)輸入的氧氣為氧含量70-99.6%的高純度純氧,或者來源于干凈空氣和水蒸氣均可。進(jìn)一步地,還包括耐高溫軟密封結(jié)構(gòu),所述耐高溫軟密封結(jié)構(gòu)包裹在所述爐殼外壁的連接縫隙上,包括四層結(jié)構(gòu),從內(nèi)層向外層依次由耐熱鋼層,耐磨網(wǎng)層,碳硅鋁纖維復(fù)合材料層,不銹鋼層構(gòu)成。優(yōu)選,第一層0Cr25Ni20耐熱鋼,第二層耐高溫耐磨網(wǎng),第三層碳硅鋁纖維復(fù)合材料,第四層1Cr18Ni9Ti不銹鋼。耐高溫軟密封結(jié)構(gòu)全部安裝完成后,優(yōu)先選用φ6cm的軟鋼絲繩,一端固定在密封圈水平方向直徑一端的支架上,另一端沿魚鱗片繞筒體一周半(3/2圈)后系一重物,例如襯板,鐵塊,自由垂下即可。該密封結(jié)構(gòu)不僅能夠長(zhǎng)期附著在爐殼上使用,而且其密封性能極其優(yōu)異,能夠防止氣化爐中的H2、CO等易燃易爆有毒氣體溢出,同時(shí)也能提高爐殼的密封性,最終提高氣化爐效率。進(jìn)一步地,還包括前、后托輪裝置;所述爐殼的兩端分別活動(dòng)套接有輪帶,所述爐殼的兩端通過所述輪帶支承在所述前、后托輪裝置上,所述后托輪裝置上設(shè)有擋板,所述爐殼的尾部的輪帶與所述后托輪裝置上設(shè)置的擋板滾動(dòng)接觸。進(jìn)一步地,還包括傳動(dòng)裝置;所述爐殼的外壁上套設(shè)有齒圈,所述傳動(dòng)裝置設(shè)在所述爐殼的底部,所述齒圈和所述傳動(dòng)裝置嚙合,驅(qū)動(dòng)所述爐殼繞軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)一步地,還包括出料罩和進(jìn)料罩;所述出料罩和進(jìn)料罩分別設(shè)于所述爐殼的進(jìn)料端和出料端。進(jìn)一步地,還包括前、后密封裝置,所述前、后密封裝置均為所述耐高溫軟密封結(jié)構(gòu);所述前、后密封裝置分別設(shè)在所述出料罩和進(jìn)料罩與所述爐殼連接的連接處的外壁上。進(jìn)一步地,所述氣化爐的軸線與水平面的傾角的正弦值為3%-4%。進(jìn)一步地,所述爐排包括6-16條,每條所述爐排梗均采用耐高溫耐磨損耐酸抗沖擊好的澆注料制成,優(yōu)選地,每條所述爐排梗均采用鎢鉬合金材料制成。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果為:(1)爐排梗不是直的,兜輪爐排凸起的梗呈90°折彎,它與回轉(zhuǎn)窯筒體的圓弧組成“兜”,與回轉(zhuǎn)窯筒體等長(zhǎng),固定在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)壁上,將爐膛內(nèi)的物料兜住,隨回轉(zhuǎn)窯的回轉(zhuǎn)將物料提起,再隨著回轉(zhuǎn)窯的回轉(zhuǎn)不斷將物料揚(yáng)落。由于呈90°折彎的爐排梗與窯壁的圓弧組成了喇叭口,故揚(yáng)料從右上方45°開始,到左上方45°都在揚(yáng),使?jié)M爐膛的物料形成了硫化態(tài),改變了蜂窩爐排氣化爐爐膛的無工作面現(xiàn)象。此時(shí)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)生成的CO2與生成的半焦中的碳充分接觸反應(yīng),生成CO、CH4及C2-C4等組分的燃?xì)猓M(jìn)而大力提高了氣化爐的燃?xì)鉄嶂怠?2)爐排梗中間不是空的,沒有“中空通道”不能走風(fēng),不是通過中空通道無數(shù)蜂窩式小孔向滿爐膛送風(fēng),全部爐膛是氧化區(qū)而沒有干餾區(qū)和還原區(qū),而是將氣化爐從窯頭至窯尾依次分為三個(gè)區(qū)域:干餾區(qū)、氧化區(qū)和還原區(qū);干餾區(qū)不給氣化劑,受氧化區(qū)明火焚燒的熱輻射燃料干餾,析出部分可燃性氣體,該可燃性氣體流至氧化區(qū),給氧化區(qū)通入氧氣,可燃性氣體遇到氧氣著火,這樣可極大地提高升溫速率,瞬間劃過容易產(chǎn)生焦油的400-650℃溫度區(qū)間,焦油不容易生成,所產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)獾慕褂秃繕O低,比國(guó)內(nèi)外先進(jìn)氣化技術(shù)約低2500倍。從而,使生物質(zhì)氣化效率由國(guó)內(nèi)外<50%提高到86.2%。(3)耐高溫軟密封結(jié)構(gòu),提高了氣化爐的密封性,使氣化爐內(nèi)能夠保持正壓而氣體不外泄。而只有在正壓下,才能生成熱值高的生物質(zhì)燃?xì)猓绕銫2-C4烷烴只有在正壓工況下才能產(chǎn)生,而C2-C4烷烴的熱值,是CO和H2的7-10倍。兜輪爐排氣化爐所產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)獾臒嶂?,之所以能從?guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)3000kcal/m3提高到權(quán)威機(jī)構(gòu)《檢測(cè)報(bào)告》載明的5534kcal/m3,正是因?yàn)槿細(xì)夂?.38-14.0%的C2-C4烷烴的緣故。(4)兜輪爐排氣化爐所產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)獾慕褂秃勘葒?guó)內(nèi)外先進(jìn)氣化技術(shù)約低2500倍。(5)該氣化爐在處理垃圾時(shí)無煙囪不會(huì)向外界排放污染氣體,達(dá)到二噁英零排放,可避免垃圾焚燒污染環(huán)境,為城鄉(xiāng)垃圾處理提供了無二次污染的新出路。附圖說明圖1為現(xiàn)有技術(shù)蜂窩爐排焚化爐的外部結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為現(xiàn)有技術(shù)蜂窩爐排焚化爐中蜂窩爐排結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為本發(fā)明提供的兜輪爐排臥式回轉(zhuǎn)氣化爐結(jié)構(gòu)示意圖;圖4為本發(fā)明提供的兜輪爐排臥式回轉(zhuǎn)氣化爐的兜輪爐排結(jié)構(gòu)示意圖;圖5為本發(fā)明提供的兜輪爐排臥式回轉(zhuǎn)氣化爐的A-A剖面圖;圖6為本發(fā)明提供的兜輪爐排臥式回轉(zhuǎn)氣化爐的B-B剖面圖。1.筒體,2.蜂窩爐排,3.進(jìn)料罩,4.出料罩,5.支承裝置,6.耐高溫軟密封結(jié)構(gòu),7.傳動(dòng)裝置,8.后托輪裝置,9.前、后密封裝置,10.密封罩,11.密封空腔,12.爐殼,13.兜輪爐排梗,14.氧氣輸入口,15.氧氣通孔。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解,下列實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明,而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中未注明具體條件者,按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者,均為可以通過市售購(gòu)買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。兜輪爐排臥式回轉(zhuǎn)氣化爐,包括爐殼12,所述爐殼12的內(nèi)表面砌筑有爐襯,所述爐襯上固定有兜輪爐排,所述兜輪爐排由多條呈“L型”的兜輪爐排梗13繞所述爐襯均勻分布構(gòu)成,每條所述兜輪爐排梗13的一端固定在所述爐襯上,帶90°彎折的另一端延伸向所述氣化爐的軸心位置;每條所述兜輪爐排梗13的寬度與氣化爐的內(nèi)壁長(zhǎng)度相等。與現(xiàn)有技術(shù)相比,以往的蜂窩爐排2隆起的兜輪爐排梗13有“中空通道”,可以走風(fēng),氣化劑通過爐排中空通道的無數(shù)蜂窩式小孔送入爐膛。梗的長(zhǎng)度與回轉(zhuǎn)窯等長(zhǎng),滿爐膛送風(fēng),只有一個(gè)反應(yīng)區(qū)即氧化區(qū),其結(jié)果是氣化劑與燃料直接混合。而燃燒時(shí)燃料水分由表及里蒸發(fā),溫升速率慢,在400-650℃時(shí)生成大量焦油,生物質(zhì)氣化的有效成分是C和H,以生成CO、H2、CH4、C2-C4烷烴等組分的燃?xì)?。焦油是由C5-C17與若干H組成,高溫下它們是氣體,常溫下它們是液體即焦油。而氣化所要得到的產(chǎn)品是燃?xì)?,焦油作為液體帶走了生物質(zhì)的C和H,產(chǎn)出的燃?xì)鉁p少,最終導(dǎo)致生物質(zhì)氣化效率始終<50%,很難提升。本發(fā)明提供的兜輪爐排有多條與氣化爐的主體-回轉(zhuǎn)窯等長(zhǎng)度的隆起的兜輪爐排梗13,但中間不是空的,沒有“中空通道”不能走風(fēng)。而且兜輪爐排凸起的梗呈90°折彎,它與回轉(zhuǎn)窯筒體1的圓弧組成“兜”,與回轉(zhuǎn)窯筒體1等長(zhǎng),固定在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)壁上,將爐膛內(nèi)的物料兜住,隨回轉(zhuǎn)窯的回轉(zhuǎn)將物料提起,再隨著回轉(zhuǎn)窯的回轉(zhuǎn)不斷將物料揚(yáng)落。由于呈90°折彎的兜輪爐排梗13與窯壁的圓弧組成了喇叭口,故揚(yáng)料從右上方45°開始,到左上方45°都在揚(yáng),使?jié)M爐膛的物料形成了硫化態(tài),改變了蜂窩爐排2氣化爐爐膛的無工作面現(xiàn)象。此時(shí)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)生成的CO2與生成的半焦中的碳充分接觸反應(yīng),生成CO、CH4及C2-C4等組分的燃?xì)?,進(jìn)而大力提高了氣化爐的燃?xì)鉄嶂怠?yōu)選地,所述爐殼12的外部設(shè)有密封罩10,所述密封罩10的內(nèi)壁與所述爐殼12外壁之間形成一個(gè)密封空腔11;所述爐殼12的側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)均勻排布的氧氣通孔15,多個(gè)所述氧氣通孔15均穿過所述爐殼12的側(cè)壁與所述爐殼12的內(nèi)部連通,同時(shí)與所述密封空腔11連通;氧氣通孔15可以根據(jù)實(shí)際需要增加或者減少孔的個(gè)數(shù)。所述氣化爐從窯頭至窯尾依次分為三個(gè)區(qū)域:干餾區(qū)、氧化區(qū)和還原區(qū);所述密封罩10上設(shè)有氧氣輸入口14,所述氧氣輸入口14位于所述氣化爐的氧化區(qū)所在的爐殼12側(cè)壁上,與外界的氧氣輸入裝置連通。為了進(jìn)一步提高氣化爐的燃?xì)鉄嶂担瑢饣癄t分為三個(gè)區(qū)域:干餾區(qū)、氧化區(qū)和還原區(qū);在氧化區(qū)外部的密封罩10上設(shè)了氧氣輸入口14,與外界的氧氣輸入裝置連通將氧氣輸入密封罩10與爐殼12之間的密封空腔11內(nèi),因?yàn)闋t殼12上設(shè)了氧氣通孔15,所以,輸入的氧氣源源不斷地從密封空腔11內(nèi)進(jìn)入氣化爐中的氧化區(qū)。干餾區(qū)不給氣化劑O2,物料從窯頭送入后,受氧化區(qū)輻射熱干餾析出部分可燃?xì)怏w,流至氧化區(qū),遇到高純度O2著火,溫度瞬間升至1050℃,理論上,可燃?xì)怏w著火溫度≥1200℃,這是指在熱不擴(kuò)散的封閉容器內(nèi),氣化爐窯散熱,所以維持1050℃。可燃?xì)庵鸩粌H溫度高,而且溫升速率極快,燃?xì)庑孤┯龅矫骰鸨?,就是溫升速率快,熱量來不及擴(kuò)散的表現(xiàn)。溫升速率極快的結(jié)果是:瞬間劃過了400-650℃生成焦油的溫度區(qū)間,焦油還沒生成,就進(jìn)入到1000℃以上的焦油裂解的溫度。兜輪爐排氣化爐所產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)獾慕褂秃?,?jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)為40mg/m3,比國(guó)內(nèi)外先進(jìn)氣化技術(shù)約低2500倍。從而,使生物質(zhì)氣化效率由國(guó)內(nèi)外<50%提高到86.2%。這與蜂窩爐排2氣化爐鮮明不同。蜂窩爐排2氣化爐的氣化劑送入8條兜輪爐排梗13,通過兜輪爐排梗13中空通道的無數(shù)蜂窩式小孔送入爐膛。爐膛不分段,所有的反應(yīng)區(qū)集中在同一空間。氣化劑直接與燃料混合,溫升速率慢,導(dǎo)致生成大量焦油,氣化效率<50%。兜輪爐排臥式回轉(zhuǎn)氣化爐的氧化區(qū)生成的CO2在窯尾引風(fēng)機(jī)的作用下流向窯尾方向,穿過還原區(qū)硫化態(tài)的半焦,與半焦中的碳(C)充分接觸反應(yīng),生成CO、CH4及C2-C4等組分的燃?xì)?。該燃?xì)鉄嶂涤煞涓C爐排2的3000kcal/m3提高到目前的5534Kcal/m3。中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心《科技查新報(bào)告》查新結(jié)論稱本氣化爐:以垃圾生物質(zhì)氣化得到出氣化爐燃?xì)鉄嶂禐?534kcal/Nm3,在國(guó)內(nèi)外公開文獻(xiàn)中未見有達(dá)到或超過該指標(biāo)的報(bào)道。優(yōu)選地,為了使送入的氧氣在氧化區(qū)內(nèi)分布均勻,又因?yàn)槿剂虾视胁▌?dòng),而含水率波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致干餾出的可燃性氣體的多與少,通過延長(zhǎng)或縮短干餾區(qū)的長(zhǎng)度來抵消燃料含水率的影響,就有必要設(shè)置2個(gè)耐高溫軟密封結(jié)構(gòu),通過對(duì)這2個(gè)耐高溫軟密封結(jié)構(gòu)送風(fēng)量的控制調(diào)整,使氧化區(qū)位置相對(duì)前移或者后移,以提高氣化效率,也就是在氣化爐中依次設(shè)置了兩個(gè)耐高溫軟密封結(jié)構(gòu)。輸入氧化區(qū)的氧氣為氧含量70-99.6%的高純度氧氣,或者來源于干凈空氣和水蒸氣均可。優(yōu)選地,還包括耐高溫軟密封結(jié)構(gòu)6,所述耐高溫軟密封結(jié)構(gòu)6包裹在所述爐殼12外壁的連接縫隙上,包括四層結(jié)構(gòu),從內(nèi)層向外層依次由耐熱鋼層,耐磨網(wǎng)層,碳硅鋁纖維復(fù)合材料層,不銹鋼層構(gòu)成。該密封結(jié)構(gòu)不僅能夠長(zhǎng)期附著在爐殼12上使用,而且其密封性能極其優(yōu)異,能夠防止氣化爐中的H2、CO等易燃易爆有毒氣體溢出,同時(shí)也能提高爐殼12的密封性,使氣化爐內(nèi)為正壓。優(yōu)選地,還包括前、后托輪裝置8;所述爐殼12的兩端分別活動(dòng)套接有輪帶,所述爐殼12的兩端通過所述輪帶支承在所述前、后托輪裝置8上,所述后托輪裝置8上設(shè)有擋板,所述爐殼12的尾部的輪帶與所述后托輪裝置8上設(shè)置的擋板滾動(dòng)接觸。每個(gè)托輪均設(shè)測(cè)溫裝置,測(cè)溫訊號(hào)送達(dá)中央控制室并在窯墩上設(shè)置指示表,當(dāng)軸承溫度超過55℃時(shí),應(yīng)發(fā)出報(bào)警訊號(hào),以便及時(shí)檢查處理。設(shè)備安裝前,在每個(gè)窯墩基礎(chǔ)的四角均應(yīng)埋設(shè)用作沉降標(biāo)志的的標(biāo)高板,四個(gè)標(biāo)志點(diǎn)應(yīng)調(diào)整在同一水平標(biāo)高上,誤差不得大于0.5mm,在窯頭平臺(tái)窯尾廠房的適當(dāng)位置也設(shè)有相應(yīng)的標(biāo)高,用于檢測(cè)基礎(chǔ)的沉降,安裝時(shí),以兩擋輪帶下的爐殼12橫截面中心為連線,相對(duì)應(yīng)該連線帶擋輪輪帶下的爐殼12橫截面中心允許稍微降低,公差為1.5±0.5mm。優(yōu)選地,還包括傳動(dòng)裝置7;所述爐殼12的外壁上套設(shè)有齒圈,所述傳動(dòng)裝置7設(shè)在所述爐殼12的底部,所述齒圈和所述傳動(dòng)裝置7嚙合,驅(qū)動(dòng)所述爐殼12繞軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)與輔助傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)電源設(shè)有連鎖裝置,當(dāng)輔助傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)電源接通時(shí),主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)電源必須自動(dòng)切斷,當(dāng)主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)接通時(shí),連接主輔傳動(dòng)的斜齒離合器必須先次脫開。并同時(shí)撥動(dòng)其旁的限位開關(guān),以切斷輔助傳動(dòng)裝置7。窯的操作應(yīng)保證爐殼12表面溫度控制在340℃以下,只在短時(shí)間內(nèi)允許最高達(dá)到380℃,建議對(duì)爐殼12表面實(shí)行強(qiáng)制風(fēng)冷,以確保達(dá)到上述要求。每擋支承裝置5的用水量3立方米/小時(shí),減速機(jī)冷卻油的用水量2.5立方米/小時(shí)。此臺(tái)設(shè)備制作按中華人民共和國(guó)建材標(biāo)準(zhǔn)JC333-91執(zhí)行。主電動(dòng)機(jī)采用管道通風(fēng)冷卻,風(fēng)冷管道及風(fēng)機(jī)由工藝配置,要求風(fēng)量2880m3/h,靜壓1400Pa。啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的2.5倍,外殼防護(hù)等級(jí)為IP44,絕緣等級(jí)為F級(jí),如使用地點(diǎn)濕度較高應(yīng)定濕熱帶型電動(dòng)機(jī),如使用地點(diǎn)海拔高度大于1000mm,訂購(gòu)時(shí)應(yīng)向制造廠說明,有電機(jī)制造廠對(duì)電機(jī)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行修正。優(yōu)選地,還包括出料罩4和進(jìn)料罩3;所述出料罩4和進(jìn)料罩3分別設(shè)于所述爐殼12的進(jìn)料端和出料端。優(yōu)選地,還包括前、后密封裝置9,所述前、后密封裝置9均為所述耐高溫軟密封結(jié)構(gòu)6;所述前、后密封裝置9分別設(shè)在所述出料罩4和進(jìn)料罩3與所述爐殼12連接的連接處的外壁上。優(yōu)選地,為了促使物料以及生成的氣體能夠更順利地流向出料端,設(shè)置所述氣化爐的軸線與水平面的傾角的正弦值為3%-4%。優(yōu)選地,根據(jù)實(shí)際需要,所述爐排可以設(shè)置6-16條,每條所述兜輪爐排梗13均采用耐高溫耐磨損耐酸抗沖擊好的澆注料制成,優(yōu)選采用鎢鉬合金材料制成。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果為:(1)兜輪爐排梗13中間不是空的,沒有“中空通道”不能走風(fēng),而且兜輪爐排凸起的梗呈90°折彎,它與回轉(zhuǎn)窯筒體1的圓弧組成“兜”,與回轉(zhuǎn)窯筒體1等長(zhǎng),固定在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)壁上,將爐膛內(nèi)的物料兜住,隨回轉(zhuǎn)窯的回轉(zhuǎn)將物料提起,再隨著回轉(zhuǎn)窯的回轉(zhuǎn)不斷將物料揚(yáng)落。由于呈90°折彎的兜輪爐排梗13與窯壁的圓弧組成了喇叭口,故揚(yáng)料從右上方45°開始,到左上方45°都在揚(yáng),使?jié)M爐膛的物料形成了硫化態(tài),改變了蜂窩爐排2氣化爐爐膛的無工作面現(xiàn)象。此時(shí)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)生成的CO2與生成的半焦中的碳充分接觸反應(yīng),生成CO、CH4及C2-C4等組分的燃?xì)?,進(jìn)而大力提高了氣化爐的燃?xì)鉄嶂怠?2)將氣化爐從窯頭至窯尾依次分為三個(gè)區(qū)域:干餾區(qū)、氧化區(qū)和還原區(qū);干餾區(qū)不給氣化劑,受氧化區(qū)明火焚燒的熱輻射燃料干餾,析出部分可燃性氣體,該可燃性氣體流至氧化區(qū);給氧化區(qū)通入氧氣,可燃性氣體遇到氧氣著火,這樣可極大地提高升溫速率,瞬間劃過容易產(chǎn)生焦油的400-650℃溫度區(qū)間,焦油不容易生成;所產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)獾慕褂秃繕O低,比國(guó)內(nèi)外先進(jìn)氣化技術(shù)約低2500倍。從而,使生物質(zhì)氣化效率由國(guó)內(nèi)外<50%提高到86.2%。(3)耐高溫軟密封結(jié)構(gòu)6,提供了氣化爐的密封性,使氣化爐內(nèi)能夠保持正壓而氣體不外泄。而只有在正壓下,才能生成熱值高的生物質(zhì)燃?xì)?,尤其C2-C4烷烴只有在正壓工況下才能產(chǎn)生,而C2-C4烷烴的熱值,是CO和H2的7-10倍。兜輪爐排氣化爐所產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)獾臒嶂?,之所以能從?guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)3000kcal/m3提高到權(quán)威機(jī)構(gòu)《檢測(cè)報(bào)告》載明的5534kcal/m3,正是因?yàn)槿細(xì)夂?.38-14.0%的C2-C4烷烴的緣故。(4)兜輪爐排氣化爐所產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)獾慕褂秃勘葒?guó)內(nèi)外先進(jìn)氣化技術(shù)約低2500倍。(5)該氣化爐在處理垃圾時(shí)無煙囪不會(huì)向外界排放污染氣體,達(dá)到二噁英零排放,可避免垃圾焚燒污染環(huán)境,為城鄉(xiāng)垃圾處理提供了無二次污染的新出路。盡管已用具體實(shí)施例來說明和描述了本發(fā)明,然而應(yīng)意識(shí)到,在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以作出許多其它的更改和修改。因此,這意味著在所附權(quán)利要求中包括屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。
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