專(zhuān)利名稱(chēng)：一種把垃圾、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高熱值合成氣的氣化設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及垃圾焚燒處理的設(shè)備，特別涉及到一種垃圾、生物質(zhì)的氣化設(shè)備。
技術(shù)背景當(dāng)前，能源緊張，環(huán)保形勢(shì)嚴(yán)峻，垃圾泛濫成災(zāi)。垃圾隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及城市規(guī)模的不斷擴(kuò) 大正以10%的速度迅速增加，并且其有害成分的含量也越來(lái)越高，如處理不好，將會(huì)污染環(huán)境，威脅人民 的身體健康，這不僅會(huì)制約社會(huì)的進(jìn)步，也會(huì)影響到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前，我國(guó)大部分地區(qū)采用 填埋法處理城市生活垃圾，這不但需占用大量的土地、浪費(fèi)資源，而且有害物容易泄漏造成二次污染；焚 燒法可以做到減量化、無(wú)害化、資源化處理生活垃圾，但焚燒法處理生活垃圾所追求的主要目標(biāo)是能把垃 圾在焚燒爐內(nèi)充分燃燒，其次才是能量的回收，由于生活垃圾焚燒煙氣具有含水量大、氯化氫濃度高，對(duì) 材料有較大的腐蝕性，不能把熱能回收裝置設(shè)置在強(qiáng)輻射區(qū)而使熱能回收率受到影響，所以焚燒法處理生 活垃圾的資源化應(yīng)用程度有限；有些地區(qū)用垃圾焚燒發(fā)電來(lái)處理城市生活垃圾，但垃圾焚燒發(fā)電的能量利 用率僅為20%左右，有近80%的能量被浪費(fèi)掉了，并且因產(chǎn)生的煙氣和污水量大而需龐大的處理設(shè)備、昂 貴的運(yùn)行費(fèi)用來(lái)處理焚燒后的三廢，還容易發(fā)生二次污染。生物質(zhì)能在使用過(guò)程中幾乎不產(chǎn)生污染，沒(méi)有S02排放，產(chǎn)生的C02氣體與植物生長(zhǎng)過(guò)程中需要吸收 的大量C02在數(shù)量上保持平衡，被稱(chēng)之為C02中性的燃料。用生物質(zhì)能代替化石燃料，不僅可永續(xù)利用， 而且環(huán)保和生態(tài)效果突出，對(duì)改善大氣酸雨環(huán)境，減少大氣中二氧化碳含量，從而減輕溫室效應(yīng)都有極大 的好處。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，生物質(zhì)資源非常豐富，僅稻草、麥草、蘆葦、竹子等非木材纖維就年產(chǎn)超 過(guò)10億噸，加上大量木材加工剩余物，都是巨大的能源"倉(cāng)庫(kù)"。然而，我國(guó)目前的農(nóng)林剩余物質(zhì)資源浪 費(fèi)驚人，除小部分農(nóng)村用來(lái)發(fā)酵生產(chǎn)沼氣外，大部分都被直接燃燒、填埋、腐爛掉了。把垃圾、生物質(zhì)通 過(guò)氣化或液化的方法轉(zhuǎn)化為清潔的二次能源，可以取得雙重的有益效果， 一是可以解決環(huán)境污染問(wèn)題，二 是可以擺脫對(duì)石油煤炭資源的依賴(lài)。由于生活垃圾的特點(diǎn)是含水含氧高、熱值低、含氯物多易生成劇毒物 二惡英，因此，對(duì)生活垃圾的焚燒處理技術(shù)要求高，工藝及設(shè)備復(fù)雜，而生物質(zhì)同樣存在含水含氧高、熱 值低的特點(diǎn)，用一般的工藝設(shè)備只能生產(chǎn)熱值不高的合成氣或生物油，再把這種低熱值的合成氣或生物油 進(jìn)行提煉成滿(mǎn)足使用要求的產(chǎn)品，將會(huì)使生產(chǎn)成本大幅提高，過(guò)高的生產(chǎn)成本限制了垃圾生物質(zhì)轉(zhuǎn)化項(xiàng)目 的商業(yè)化應(yīng)用。經(jīng)檢索專(zhuān)利文獻(xiàn)，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2006年12月6日公開(kāi)了申請(qǐng)?zhí)枮?00610054403.X的《城市生活 垃圾氣化熔融焚燒處理方法及其系統(tǒng)》發(fā)明專(zhuān)利，其特征在于回收垃圾氣化熔融焚燒的煙氣余熱獲取的高 溫空氣，再引入氣化爐、熔融焚燒爐，作為垃圾氣化所需的空氣和熔融焚燒垃圾所需的助燃空氣。該發(fā)明 是以焚燒處理垃圾為主要目的，對(duì)城市生活垃圾能處理得徹底，可以達(dá)到無(wú)害化和減量化的處理目標(biāo)，但 資源化利用程度不高。檢索的另一例是，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局2007年1月3日公開(kāi)的申請(qǐng)?zhí)枮?00610019351. 2的《一種裂解氣 化重整爐》發(fā)明專(zhuān)利，這種裂解氣化重整爐主要包括粉塵云燃燒室、裂解氣化室和催化重整室。微米燃料 進(jìn)入粉塵云燃燒室高效燃燒，裂解氣化和催化重整所需的熱源由^^塵云燃燒室提供，裂解氣化的原料在裂 解氣化室自上而下的過(guò)程中吸收熱量而裂解氣化，裂解氣化產(chǎn)物在氣化壓力下，進(jìn)入催化重整室得到重整， 從而得到CO和H2含量占80%左右的中熱值燃?xì)?。該裂解氣化重整爐利用由農(nóng)業(yè)秸稈和林業(yè)固廢加工破碎 的微米燃料作為裂解氣化的外加熱源，用于城市垃圾、農(nóng)林廢棄物等裂解氣化制取燃?xì)?。該發(fā)明對(duì)城市垃 圾、農(nóng)林廢棄物的資源化利用程度較高，但存在下列缺點(diǎn)原料處理得不徹底，用城市垃圾為原料時(shí)，缺 少抑制劇毒物二惡英生成的措施；制得的中熱值燃?xì)獠荒芷占皯?yīng)用；裂解氣化和催化重整所需的熱源需由 粉塵云燃燒室提供，而粉塵云燃燒室的燃料要求為微米級(jí)的粉料，需增加設(shè)備投資及提高運(yùn)行成本。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要克服現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)備的缺點(diǎn)，在徹底處理生活垃圾的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)低成本的把垃圾、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高熱值的合成氣產(chǎn)品，從而使垃圾、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化項(xiàng)目能得到商業(yè)化的應(yīng)用。為了達(dá)到上述的實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采取的措施是設(shè)計(jì)一逆流式的集烘干、熱解、氣化、燃 燒為一體的轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐，應(yīng)用等離子體燃燒技術(shù)，在無(wú)氧供給的情況下實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)的燃燒反應(yīng)；用爐內(nèi)燃燒 產(chǎn)生的熱能把進(jìn)入到爐內(nèi)的原料進(jìn)行烘干和熱解；把爐內(nèi)產(chǎn)生的水蒸汽、煙氣、分解物從爐的上部抽出， 然后送回爐底部的燃燒區(qū)進(jìn)行循環(huán)氣化，以提高合成氣的品質(zhì)，同時(shí)把燃燒區(qū)的運(yùn)行溫度控制在10(XTC以 上，徹底瓦解劇毒物二惡英；不使用空氣、氧氣做氧化劑，以降低合成產(chǎn)物的含氧量，用氫氣做氣化劑， 使合成產(chǎn)物達(dá)到高熱值的水平。通過(guò)以上措施，實(shí)現(xiàn)把垃圾、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高熱值的合成燃?xì)?。本?shí)用新型的一種把垃圾、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高熱值合成氣的氣化設(shè)備主要由轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐(25)、循環(huán)風(fēng) 管(3)、循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)、等離子體燃燒器(19)、螺旋進(jìn)料器(22)組成，其中轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐(25)內(nèi)有 布風(fēng)板(14)，布風(fēng)板(14)在爐內(nèi)的下部，布風(fēng)板(14)把轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐(25)內(nèi)分隔為二個(gè)空間，布風(fēng) 板(14)的上面為反應(yīng)室(21)，布風(fēng)板(14)的底下為風(fēng)室(13);反應(yīng)室(21)的最上部有水蒸汽混合 物出口 (2)接出，水蒸汽混合物出口 (2)通過(guò)循環(huán)風(fēng)管(3)及循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)連接到反應(yīng)爐(25)下 部的風(fēng)室(13);等離子體燃燒器(19)安裝在反應(yīng)室(21)底部的側(cè)墻上，還可安裝在布風(fēng)板(14)上； 螺旋進(jìn)料器(22)的出料口從轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐(25)的2/3以上部位伸進(jìn)反應(yīng)室(21)內(nèi)。所述的轉(zhuǎn)化反應(yīng) 爐(25)圍護(hù)體由外殼(1)、保溫層(4)、隔熱層(5)、耐火層(6)構(gòu)成，其中耐火層(6)在最里層， 耐火層(6)的外層為隔熱層(5)，隔熱層(5)的外層為保溫層(4)，保溫層(4)的外層為外殼(1)。上述的設(shè)備中，所述的等離子體燃燒器(19)為一只以上，至少一只；在反應(yīng)室(21)內(nèi)還有攪拌器 (10)，攪拌器(10)由攪拌器變速箱(26)驅(qū)動(dòng)，攪拌器起拌勻垃圾生物質(zhì)及防止?fàn)t內(nèi)原料搭橋的作用； 在反應(yīng)室(21)中部的側(cè)面爐墻上還有溫度傳感器(7),在反應(yīng)室(21)的下部的側(cè)面爐墻上還有溫度傳 感器(7b)，通過(guò)檢測(cè)爐內(nèi)的溫度來(lái)調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)；產(chǎn)物出口 (9)從反應(yīng)室(21)的中下部位接出，在產(chǎn) 物出口 (9)上還有擋灰器(8)，把固體顆粒物擋回爐內(nèi)；在反應(yīng)室(21)的中部還有石英電熱管(27)， 石英電熱管(27)與等離子體燃燒器(19)進(jìn)行電氣連接，連接形式為串聯(lián)接法；所述的螺旋進(jìn)料器(22) 還可以用其它形式的進(jìn)料裝置代替。本實(shí)用新型設(shè)備的工作流程是把有機(jī)質(zhì)垃圾、生物質(zhì)送入反應(yīng)室(21)內(nèi)，在反應(yīng)室(21)內(nèi)進(jìn)行 烘干、揮發(fā)物逸出、熱解氣化、反應(yīng)氣化、燃燼，從而完成垃圾生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化；在反應(yīng)室(21)內(nèi)，由運(yùn) 行工況自然形成水蒸汽混合物區(qū)(I )、烘干區(qū)(n)、熱解區(qū)(IID、燃燒區(qū)(IV);原料由螺旋進(jìn)料器(22) 推送進(jìn)入反應(yīng)室(21),然后依自身的重力由上往下運(yùn)行，在烘干區(qū)(II)進(jìn)行烘干和揮發(fā)物逸出，在 熱解區(qū)(III)繼續(xù)進(jìn)行揮發(fā)物逸出及分解氣化，在燃燒區(qū)(IV)進(jìn)行反應(yīng)氣化和燃燼，燃燼的灰渣排入渣 倉(cāng)；把氫氣作為工作氣體送入等離子體燃燒器(19)，產(chǎn)生1200。C以上的高溫弧焰噴入燃燒區(qū)(IV)，與垃 圾生物質(zhì)分解后的殘?zhí)窟M(jìn)行氣化反應(yīng)，把殘?zhí)咳紶a并生成甲垸；在反應(yīng)室(21)產(chǎn)生的水蒸汽、煙氣、揮 發(fā)物、熱解反應(yīng)和氣化反應(yīng)產(chǎn)生的氣態(tài)物及燃燒區(qū)(IV)產(chǎn)生的熱量由下往上運(yùn)行，原料烘干及熱解所需的熱能由燃燒區(qū)(iv)產(chǎn)生的熱量提供，把燃燒區(qū)(iv)的溫度控制在ioocrc以上，把熱解區(qū)(m)的溫度控制在800'C以上；反應(yīng)室(21)內(nèi)產(chǎn)生的水蒸汽及由揮發(fā)物、熱解氣化物和反應(yīng)氣化物組成的混合 物集聚在水蒸汽混合物區(qū)(I ),通過(guò)循環(huán)風(fēng)管(3)及循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)把水蒸汽混合物從反應(yīng)室(21)的 上部抽出送回轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐內(nèi)的風(fēng)室(13)，再通過(guò)布風(fēng)板(14)進(jìn)入到燃燒區(qū)(IV)，作為氣化劑與燃燒區(qū) (IV)的垃圾生物質(zhì)炭進(jìn)行氣化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成高熱值的合成燃?xì)?，同時(shí)在100(TC以上的環(huán)境中徹底瓦解劇 毒物二惡英；反應(yīng)室(21)內(nèi)生成的合成燃?xì)庾鳛榇种飘a(chǎn)物由產(chǎn)物出口 (9)抽出，送入后續(xù)工序處理； 后續(xù)工序?qū)⑼ㄟ^(guò)余熱鍋爐回收熱能，把粗制產(chǎn)物進(jìn)行迅速降溫至20CTC以下，防止二惡英重新生成，再進(jìn) 行除塵、脫氯/脫硫、分離凈化工序，制成高熱值的合成氣產(chǎn)品。上述的工作流程中，不使用空氣或氧氣來(lái)焚燒垃圾生物質(zhì)熱解過(guò)后的殘?zhí)?，而是使?200'C以上的氫 氣等離子體弧焰來(lái)與垃圾生物質(zhì)殘?zhí)窟M(jìn)行氣化反應(yīng)，把垃圾生物質(zhì)殘?zhí)咳紶a，同時(shí)生成甲烷，從而使轉(zhuǎn)化 反應(yīng)爐能夠生產(chǎn)出含氧量很低的高熱值的氣化產(chǎn)物。不用空氣或氧氣來(lái)把垃圾生物質(zhì)炭燃燼，用一般的燃 燒方式難以達(dá)到，而應(yīng)用等離子體燃燒器就很容易達(dá)到。等離子體加熱的方法有歐姆加熱，它是利用等 離子體的阻抗來(lái)加熱的，這種加熱方式一般能達(dá)到幾百萬(wàn)度；磁壓縮加熱，外磁場(chǎng)加到等離子體上會(huì)對(duì)它 產(chǎn)生壓縮作用，因而引起升溫，這種方法加在已加熱的等離子體上可使它繼續(xù)升溫；中性原子注入法加熱，將高能中性原子注入磁場(chǎng)中，用這種方法加熱使磁鏡系統(tǒng)中獲得2億度高溫；利用等離子體的某些性質(zhì)來(lái) 加熱，比如，等離于體中存在靜波、等離子體波、磁聲波、磁流體力學(xué)波、電磁波，這些性質(zhì)造成等離子 體不穩(wěn)定，則可利用來(lái)加溫。另外，還有磁泵加熱、離子回旋共振波加熱、電子回旋共振波加熱等，禾擁 激光束、強(qiáng)的高能粒子束、微波輻射，利用激震波產(chǎn)生等離子體，同時(shí)加熱。本實(shí)用新型應(yīng)用的120(TC以 上的氫氣等離子體弧只要利用等離子體的某些性質(zhì)就可以很容易獲得。把氫氣作為等離子體發(fā)生器的工作氣體，同時(shí)又是轉(zhuǎn)化反應(yīng)的氣化劑。用制氫裝置就地制取氫氣，可 以降低生產(chǎn)成本，用電解水的方法制氫，不消耗有限的化石能源，本人的200720151121. 1《水分子活化、 分解裝置》實(shí)用新型專(zhuān)利，提出了用水為原料實(shí)現(xiàn)廉價(jià)制氫的方案。本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐內(nèi)運(yùn)行壓力為接近常壓的微負(fù)壓或微正壓，也可以是常壓。用垃圾或垃圾與 生物質(zhì)混合的原料時(shí)，熱解區(qū)(III)的運(yùn)行溫度控制在80CTC以上、燃燒區(qū)(IV)的運(yùn)行溫度控制在IOO(TC 以上，就可以徹底瓦解劇毒物二惡英。由于二惡英再合成的溫度為250 500'C，后續(xù)工序中把從反應(yīng)爐內(nèi) 抽出的粗制產(chǎn)物進(jìn)行迅速降溫至200'C以下，以避免二惡英的重新生成。ffl不含氯、硫的農(nóng)林廢棄物之類(lèi)的生物質(zhì)原料生產(chǎn)生物油時(shí)，把熱解區(qū)(in)的運(yùn)行溫度控制在50o 8ocrc之間，從反應(yīng)爐內(nèi)抽出的粗制 產(chǎn)物可不必進(jìn)行迅速降溫處理。本實(shí)用新型的有益效果是把垃圾、農(nóng)林廢棄物轉(zhuǎn)化為高熱值的二次清潔能源，變廢為寶，不但消除 了垃圾的污染，而且可以緩解能源緊張的局面。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)對(duì)城市生活垃圾能達(dá)到徹底的處理，對(duì)爐內(nèi)產(chǎn)生的水蒸汽、煙氣進(jìn)行循環(huán)氣化，全部轉(zhuǎn)化為合成燃?xì)?，能量轉(zhuǎn)化率高，而且沒(méi)有煙氣排放；由于不用空氣和氧氣助燃，轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品熱值高，應(yīng)用范圍廣；設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資費(fèi) 用低，易于普及。


本實(shí)用新型提供下列附圖作進(jìn)一步的說(shuō)明，但各附圖及以下的具體實(shí)施方式
均不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的 限制圖1是以本實(shí)用新型設(shè)備為基礎(chǔ)組成的系統(tǒng)工藝流程方框圖。圖2是本實(shí)用新型的其中一種氣化設(shè)備的實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。 圖3是本實(shí)用新型的另一種氣化設(shè)備的實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。 圖4是本實(shí)用新型的又另一種氣化設(shè)備的實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。圖中l(wèi).外殼，2.水蒸汽混合物出口， 3.循環(huán)風(fēng)管，4.保溫層，5.隔熱層，6.耐火層，7.溫度傳感器， 7b.溫度傳感器，8.擋灰器，9.產(chǎn)物出口， IO.攪拌器，ll.循環(huán)風(fēng)機(jī)，12.出渣口， 13.風(fēng)室，14.布風(fēng)板， 15.冷卻劑回流接口， 16.工作氣體接口， 17.冷卻劑輸入接口， 18.電源線(xiàn)插口， 19.等離子體燃燒器， 20.檢修門(mén)，20b.視鏡，21.反應(yīng)室，22.螺旋進(jìn)料器，23.料斗，24.防爆閥，25.轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐，26.攪拌器 變速箱，27.石英電熱管，I.水蒸汽混合物區(qū)，II.烘干區(qū)，III.熱解區(qū)，IV.燃燒區(qū)。
具體實(shí)施方式
圖l所示的以本實(shí)用新型的設(shè)備為基礎(chǔ)組成的系統(tǒng)工作流程中，轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐內(nèi)有水蒸汽混合物區(qū)、烘 干區(qū)、熱解區(qū)、燃燒區(qū)、風(fēng)室，有機(jī)質(zhì)垃圾、生物質(zhì)作為轉(zhuǎn)化原料進(jìn)入到轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐內(nèi)，用等離子體燃燒 器對(duì)原料進(jìn)行處理，垃圾生物質(zhì)完成轉(zhuǎn)化后，固體灰渣從爐底排入水封式渣池；水蒸汽混合物由爐的上部 被風(fēng)機(jī)抽出送回爐下部的風(fēng)室，然后進(jìn)入燃燒區(qū)與垃圾生物質(zhì)分解過(guò)后的殘?zhí)窟M(jìn)行氣化反應(yīng)，在1000'C以 上高溫環(huán)境中徹底瓦解劇毒物二惡英；爐內(nèi)反應(yīng)生成的高熱值合成氣粗制產(chǎn)物從燃燒區(qū)與熱解區(qū)的結(jié)合區(qū) 域被抽出，通過(guò)余熱鍋爐迅速降溫至20(TC以下，以消除二惡英重新生成的條件，然后進(jìn)入后級(jí)的處理工 序。后級(jí)的處理工序可應(yīng)用成熟的技術(shù)工藝來(lái)完成，后級(jí)的處理工序主要是除塵、脫氯/脫硫、分離凈化， 經(jīng)后級(jí)處理工序完成后得到的產(chǎn)品是以甲烷為主的含有CO和H2的高熱值合成氣，另外還分離有生物油產(chǎn) 品。高熱值合成氣可直接通過(guò)管道供應(yīng)給用戶(hù)使用，還可通過(guò)合成反應(yīng)生產(chǎn)甲醇、二甲醚液化產(chǎn)品。后級(jí) 處理工序還有對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的少量廢氣、廢水、廢渣進(jìn)行無(wú)害化處理，同時(shí)獲得副產(chǎn)品建材和肥 料，對(duì)有害物進(jìn)行固化、填埋，排放的廢氣、廢水應(yīng)達(dá)到環(huán)保要求。本實(shí)施例中，等離子體燃燒器的工作 氣體為氫氣，所需氫氣就地制取，制氫原料可用水，也可用煤、燃料油、生物質(zhì)制取氫氣，按不同的制氫 原料投入相應(yīng)的制氫設(shè)備，如用本人的200720151121.1《水分子活化、分解裝置》的技術(shù)設(shè)備來(lái)制氫，可以獲得廉價(jià)的氫能。圖2所示的實(shí)施例中，氣化設(shè)備主要由轉(zhuǎn).化反應(yīng)爐(25)、循環(huán)風(fēng)管(3)、循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)、等離子體 燃燒器(19)、螺旋進(jìn)料器(22)、料斗(23):攪拌器(10)、攪拌器變速箱(26)、溫度傳感器(7)、溫 度傳感器(7b)、擋灰器(8)、防爆閥(24)組成，其中轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐(25)的圍護(hù)體由外殼(1)、保溫 層(4)、隔熱層(5)、耐火層(6)構(gòu)成，轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐(25)的圍護(hù)體橫截面為圓環(huán)形，耐火層(6)在最 里層，耐火層(6)的外層為隔熱層(5)，隔熱層(5)的外層為保溫層(4)，保溫層(4)的外層為外 殼(1);轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐(25)內(nèi)的下部有布風(fēng)板(14)，布風(fēng)板(14)把爐內(nèi)分隔為反應(yīng)室(21)和風(fēng)室(13)， 風(fēng)室(13)在布風(fēng)板(14)的底下，反應(yīng)室(21)在布風(fēng)板(14)的上面；反應(yīng)室(21)的功能區(qū)域有水蒸汽混合物區(qū)(i )、烘干區(qū)(n)、熱解區(qū)(ni)、燃燒區(qū)(IV),水蒸汽混合物區(qū)(I )在爐內(nèi)的最上部，水蒸汽混合物區(qū)(I )的下面是烘干區(qū)(11)，烘干區(qū)(II)的下面是熱解區(qū)(III),熱解區(qū)(III)的下面 是燃燒區(qū)(IV);反應(yīng)室(21)內(nèi)有攪拌器(10)，攪拌器(10)由攪拌器變速箱(26)驅(qū)動(dòng)，設(shè)備運(yùn)行時(shí)， 攪拌器(10)把爐內(nèi)的垃圾生物質(zhì)拌勻、消除垃圾生物質(zhì)搭橋；在反應(yīng)室(21)最上部的水蒸汽混合物 區(qū)(I )有水蒸汽混合物出口 (2)，水蒸汽混合物出口 (2)通過(guò)循環(huán)風(fēng)管(3)及循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)連接到 風(fēng)室(13)，設(shè)備運(yùn)行時(shí)，聚集在水蒸汽混合物區(qū)(I )的水蒸汽混合物被循環(huán)風(fēng)機(jī)(U)抽出送入風(fēng) 室(13)，再通過(guò)布風(fēng)板(14)進(jìn)入到燃燒區(qū)(IV),與從熱解區(qū)(III)下來(lái)的殘?zhí)窟M(jìn)行循環(huán)氣化反應(yīng)，生 成高熱值的合成燃?xì)?；在熱解區(qū)(III)的側(cè)面爐墻上有溫度傳感器(7)，通過(guò)檢測(cè)的溫度來(lái)調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)； 在熱解區(qū)(III)與燃燒區(qū)(IV)交接區(qū)域的側(cè)墻上有產(chǎn)物出口 (9)，產(chǎn)物出口 (9)上有擋灰器(8)，擋 灰器(8)可以把固體顆粒物擋回爐內(nèi)，在產(chǎn)物出口 (9)還有取樣口 (圖中未示出)，產(chǎn)物樣品由取樣口 抽取進(jìn)行化驗(yàn)檢測(cè)；在反應(yīng)室(21)底部的燃燒區(qū)(IV)爐墻上安裝有等離子體燃燒器(19)、溫度傳感 器(7b)及視鏡(20b)，等離子體燃燒器(19)上有冷卻劑回流接口 (15)、工作氣體接口 (16)、冷卻劑 輸入接口 (17)和電源線(xiàn)插口 (18),工作氣體接口 (16)連接到氫氣柜，冷卻劑回流接口 (15)及冷卻 劑輸入接口 (17)連接到冷卻系統(tǒng)，電源線(xiàn)插口 (18)連接到電源控制柜；在水蒸汽混合物區(qū)(I )的側(cè) 墻上有防爆閥(24);螺旋進(jìn)料器(22)的出料口從水蒸汽混合物區(qū)(I )與烘干區(qū)(II)的結(jié)合區(qū)域伸 入反應(yīng)室(21)內(nèi)，料斗(23)在螺旋進(jìn)料器(22)的進(jìn)料口之上，螺旋進(jìn)料器(22)有破袋和破碎垃圾 生物質(zhì)的功能，利用螺旋進(jìn)料器(22)和料斗(23)內(nèi)的原料，可以阻擋外界空氣進(jìn)入爐內(nèi)，也可防止?fàn)t 內(nèi)的氣態(tài)物外泄；在烘千區(qū)(II)側(cè)面的爐墻上還有料位傳感器(圖中未示出)，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)料的自動(dòng)控制； 在燃燒區(qū)(IV)的側(cè)面還有檢修門(mén)(20)，便于設(shè)備停爐維護(hù)時(shí)出料及維修使用。在設(shè)備開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，先 通過(guò)螺旋進(jìn)料器(22)把干燥的有機(jī)質(zhì)垃圾、生物質(zhì)送進(jìn)反應(yīng)爐，把原料裝填至烘干區(qū)的高度后，再把氫 氣輸入等離子體燃燒器，然后啟動(dòng)等離子體燃燒器(19)、啟動(dòng)循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)、啟動(dòng)攪拌器變速箱(26) 驅(qū)動(dòng)攪拌器(10)工作；當(dāng)爐內(nèi)溫度升高達(dá)到工藝要求時(shí)，從產(chǎn)物出口 (9)的取樣口抽樣檢驗(yàn)，當(dāng)合成 氣產(chǎn)物達(dá)到質(zhì)量要求時(shí)，開(kāi)始抽取爐內(nèi)的產(chǎn)物送入后續(xù)設(shè)備進(jìn)行處理。當(dāng)爐內(nèi)的燃燒及爐溫趨于穩(wěn)定時(shí)， 就可向爐內(nèi)輸入原生垃圾、生物質(zhì)，正常運(yùn)行時(shí)，通過(guò)溫度傳感器(7)和溫度傳感器(7b)檢測(cè)的溫度 數(shù)據(jù)，把燃燒區(qū)(IV)的溫度控制在100(TC以上，熱解區(qū)(III)的溫度控制在80(TC以上，這些運(yùn)行參數(shù) 通過(guò)調(diào)整等離子體燃燒器(19)的工作電流、水蒸汽混合物的循環(huán)量及產(chǎn)物的流量來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)把燃燒 區(qū)的溫度調(diào)節(jié)在130(TC以上時(shí)，就可熔融灰渣，灰渣經(jīng)水冷后成為玻璃體顆粒，可直接作為建材使用。本 實(shí)施例在燃燒區(qū)(IV)的側(cè)面爐墻上布置4只等離子體燃燒器。圖3所示的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐的各功能區(qū)結(jié)構(gòu)及布局與圖3所示的實(shí)施例相同，不同之處為等離 子體燃燒器的安裝部位，本實(shí)施例中，采用多只等離子體燃燒器(19)安裝在燃燒區(qū)(IV)下面的布風(fēng) 板(14)上。圖4所示的實(shí)施例是在圖3實(shí)施例的結(jié)構(gòu)上增加了石英電熱管(27)，石英電熱管(27)安裝在熱解 區(qū)(III)，石英電熱管(27)的電氣連接與等離子體燃燒器(19)進(jìn)行串聯(lián)連接，每根石英電熱管與一只 等離子體燃燒器連接(圖中未示出)。石英電熱管(27)在電路中起勻流及限流作用，使等離子體燃燒 器(19)的工作穩(wěn)定，在石英電熱管(27)中消耗的電能轉(zhuǎn)為熱能用來(lái)提高熱解區(qū)(III)的溫度。
權(quán)利要求1.一種把垃圾、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高熱值合成氣的氣化設(shè)備，其特征是氣化設(shè)備主要由轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐(25)、循環(huán)風(fēng)管(3)、循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)、等離子體燃燒器(19)和螺旋進(jìn)料器(22)組成，其中轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐(25)內(nèi)有布風(fēng)板(14)，布風(fēng)板(14)在爐內(nèi)的下部，布風(fēng)板(14)把轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐(25)內(nèi)分隔為反應(yīng)室(21)和風(fēng)室(13)，反應(yīng)室(21)在布風(fēng)板(14)的上面，風(fēng)室(13)在布風(fēng)板(14)的底下；反應(yīng)室(21)的最上部有水蒸汽混合物出口(2)接出，水蒸汽混合物出口(2)通過(guò)循環(huán)風(fēng)管(3)及循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)連接到反應(yīng)爐(25)下部的風(fēng)室(13)；等離子體燃燒器(19)安裝在反應(yīng)室(21)底部的側(cè)墻上；螺旋進(jìn)料器(22)的出料口從轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐(25)的2/3以上部位伸進(jìn)反應(yīng)室(21)內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種把垃圾、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高熱值合成氣的氣化設(shè)備，其特征是等離子體 燃燒器(19)還可安裝在布風(fēng)板(14)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的一種把垃圾、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高熱值合成氣的氣化設(shè)備，其特征是等離 子體燃燒器(19)為一只以上，至少一只。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種把垃圾、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高熱值合成氣的氣化設(shè)備，其特征是反應(yīng)室(21) 內(nèi)還有攪拌器(10)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種把垃圾、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高熱值合成氣的氣化設(shè)備，其特征是在反應(yīng) 室(21)中部的側(cè)面爐墻上還有溫度傳感器(7)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種把垃圾、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高熱值合成氣的氣化設(shè)備，其特征是在反應(yīng) 室(21)下部的側(cè)面爐墻上還有溫度傳感器(7b)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種把垃圾、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高熱值合成氣的氣化設(shè)備，其特征是在反應(yīng) 室(21)的中下部位有產(chǎn)物出口 (9)接出。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種把垃圾、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高熱值合成氣的氣化設(shè)備，其特征是反應(yīng)室(21) 的中部區(qū)域還有石英電熱管(27)，石英電熱管(27)與等離子體燃燒器(19)進(jìn)行電氣連接，連接形式 為串聯(lián)接法。
專(zhuān)利摘要一種把垃圾、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高熱值合成氣的氣化設(shè)備，涉及一種垃圾、生物質(zhì)的氣化設(shè)備。主要由轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐、循環(huán)風(fēng)管、循環(huán)風(fēng)機(jī)、等離子體燃燒器和螺旋進(jìn)料器組成，轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐內(nèi)有布風(fēng)板，布風(fēng)板把轉(zhuǎn)化反應(yīng)爐內(nèi)分隔為反應(yīng)室和風(fēng)室；反應(yīng)室的最上部有水蒸汽混合物出口接出，水蒸汽混合物出口通過(guò)循環(huán)風(fēng)管和循環(huán)風(fēng)機(jī)連接到反應(yīng)爐下部的風(fēng)室；等離子體燃燒器安裝在反應(yīng)室底部的側(cè)墻上。本設(shè)備應(yīng)用等離子體技術(shù)，在無(wú)氧供給的情況下實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)的燃燒反應(yīng)，通過(guò)循環(huán)風(fēng)管和循環(huán)風(fēng)機(jī)把爐內(nèi)產(chǎn)生的水蒸汽、煙氣和分解物從反應(yīng)爐的上部抽出送回反應(yīng)爐下部的燃燒區(qū)，進(jìn)行循環(huán)氣化，徹底瓦解二惡英。應(yīng)用本設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)把垃圾生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高熱值的合成氣產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C10B53/00GK201144219SQ20072017450
公開(kāi)日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2007年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月24日
發(fā)明者周開(kāi)根 申請(qǐng)人:周開(kāi)根