一種等離子垃圾氣化熱解設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種等離子垃圾氣化熱解設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國城市化規(guī)模的擴(kuò)大，城市垃圾逐年增加，許多地方已出現(xiàn)了垃圾無地可 埋、無處可堆的尷尬局面。所以垃圾的熱化學(xué)處理轉(zhuǎn)化技術(shù)的研發(fā)勢(shì)在必行。目前國際上 主要的垃圾熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)有垃圾焚燒、垃圾熱解、垃圾氣化。
[0003] 焚燒技術(shù)在實(shí)現(xiàn)垃圾減量化的同時(shí)，獲得熱能，但最容易生成二噁英，灰渣需特殊 處理；熱解技術(shù)對(duì)抑制二噁英最有利，但需要外加熱源，熱解產(chǎn)物產(chǎn)生的焦炭和灰渣需要特 殊處理，后續(xù)利用工藝復(fù)雜；氣化技術(shù)可將垃圾徹底轉(zhuǎn)化為用途廣泛的燃?xì)?，但常?guī)的氣化 工藝仍有二噁英產(chǎn)生，且灰渣也需特殊處理?？傊鲜隼D(zhuǎn)化處理技術(shù)還不能實(shí)現(xiàn)徹底 的無害化和資源化。
[0004] 等離子氣化技術(shù)是等離子炬將氣化介質(zhì)等離子體化，等離子態(tài)的氣化介質(zhì)接觸物 料后發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)，形成局部超高溫，迅速將垃圾氣化過程中生成的二噁英完全裂 解，轉(zhuǎn)化為H2、CO等小分子氣體；另一方面，通過超高溫熔融，使灰渣以玻璃渣無機(jī)物的形 式從爐膛底部排出，不具有反應(yīng)性和污染性，最大程度上實(shí)現(xiàn)無害化。但是等離子氣化產(chǎn)生 的合成氣需要急速冷卻到200°C以下才能避免二噁英的再次生成，能量利用率不高。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問題，本實(shí)用新型旨在提供一種等離子垃圾氣化-熱 解集成設(shè)備，具有綠色環(huán)保，節(jié)能降耗的特點(diǎn)。
[0006] 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種等離子垃圾氣化熱解設(shè)備，包括等離子垃圾氣化爐和垃圾熱解爐和垃圾自動(dòng) 進(jìn)料裝置，
[0008] 在氣化爐的頂部設(shè)有合成氣的出口，在氣化爐頂部設(shè)置有氣化爐頂部等離子體 炬，在氣化爐中下部設(shè)有若干個(gè)氣化爐料倉的進(jìn)料口，在該進(jìn)料口的下方設(shè)有氣化爐布風(fēng) 板，在氣化爐的底部設(shè)有氣化爐底部等離子炬；
[0009] 在熱解爐的頂部設(shè)有熱解氣合成氣的出口，在熱解爐的中下部設(shè)有熱解爐料倉的 進(jìn)料口，在該進(jìn)料口的下方設(shè)有熱解爐布風(fēng)板；
[0010] 生活垃圾由氣化爐料倉經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入氣化爐，氣化介質(zhì)經(jīng)氣化爐布風(fēng)板進(jìn)入氣化 爐和垃圾物料發(fā)生氣化反應(yīng)生成合成氣，合成氣向上運(yùn)行，經(jīng)過超高溫等離子體炬時(shí)，煙氣 中所含的焦油重組為CO和H2,二噁英等有害物質(zhì)也裂解成小分子無害物質(zhì)，氣化后的灰渣 進(jìn)入灰斗，在等離子體炬的作用下超高溫熔融，以玻璃渣無機(jī)物的形式從爐膛底部排出；
[0011] 從氣化爐頂部出來的合成氣經(jīng)熱解爐布風(fēng)板進(jìn)入熱解爐與由熱解爐料倉進(jìn)入的 垃圾進(jìn)行熱解反應(yīng)；熱解產(chǎn)生的焦炭和灰渣經(jīng)料倉返回等流化床離子體氣化爐，反應(yīng)產(chǎn)物 熱解氣合成氣由熱解爐頂部出口排出。
[0012] 所述氣化爐為流化床等離子垃圾氣化爐，流化床氣化爐頂部排煙處及底部排灰處 設(shè)置等離子體炬，所述等離子體炬中心溫度達(dá)到5000°c。
[0013] 所述氣化爐上部或底部布置等離子體炬數(shù)量為2-6個(gè)。
[0014] 所述氣化爐上部或底部布置等離子體炬數(shù)量為4個(gè)。
[0015] 所述等離子體炬與氣化爐徑向?yàn)?0-60°，沿同一水平面均勻布置。
[0016] 所述等離子體炬與氣化爐徑向?yàn)?5°。
[0017] 所述氣化爐內(nèi)部襯里為熱壁式襯里，優(yōu)選剛玉澆筑材料。
[0018] 所述氣化爐氣化介質(zhì)為水蒸氣和含氧氣體，氣化溫度為900-1300°C。
[0019] 所述熱解爐為流化床熱解爐，熱解氣從爐膛頂部排出，焦炭和灰渣經(jīng)爐膛底部返 回等離子氣化爐。
[0020] 所述熱解爐熱解所需熱量來自等離子垃圾氣化爐所產(chǎn)合成氣。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述等離子垃圾氣化-熱解設(shè)備取得了下述有益效 果：
[0022] 1、本實(shí)用新型通過設(shè)置在等離子氣化爐后面的流化床熱解爐，無需再設(shè)置合成氣 激冷流程，能量利用率更高。
[0023] 2、本實(shí)用新型的流化床熱解爐反應(yīng)所需熱量由等離子氣化爐產(chǎn)生的合成氣提供， 無需再外加熱源，能量利用率更高。
[0024] 3、本發(fā)流化床熱解爐產(chǎn)生的焦炭和灰渣循環(huán)返回等離子流化床氣化爐，更加環(huán)保 節(jié)能。
【附圖說明】
[0025] 圖1本實(shí)用新型離子垃圾氣化熱解設(shè)備簡(jiǎn)圖。
[0026] 附圖標(biāo)記說明：氣化爐1、氣化爐頂部等離子體炬2、氣化爐料倉3、布風(fēng)板4、氣化 介質(zhì)5、氣化爐底部等離子體炬6、合成氣7、熱解爐8、熱解爐料倉9、熱解爐布風(fēng)板10、熱解 焦炭或灰渣11、熱解氣或合成氣12。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【附圖說明】 本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0028] 生活垃圾經(jīng)過初步篩分、干燥和粉碎后由料倉（3)經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入氣化爐（1)，氣化 介質(zhì)（5 )經(jīng)氣化爐布風(fēng)板（4)進(jìn)入氣化爐（1)和垃圾物料發(fā)生氣化反應(yīng)生成合成氣，合成氣 向上運(yùn)行，經(jīng)過超高溫等離子體炬時(shí)（2)，煙氣中所含的焦油重組為CO和H2,二噁英等有害 物質(zhì)也裂解成小分子無害物質(zhì)，氣化后的灰渣進(jìn)入灰斗，在等離子體炬（6 )的作用下超高溫 熔融，以玻璃渣無機(jī)物的形式從爐膛底部排出。
[0029] 從氣化爐頂部出來的合成氣（7)經(jīng)熱解爐布風(fēng)板（10)進(jìn)入熱解爐（8)與由料倉 (9)進(jìn)入的垃圾進(jìn)行熱解反應(yīng)。熱解產(chǎn)生的焦炭和灰渣經(jīng)料倉（11)返回等流化床離子體氣 化爐，反應(yīng)產(chǎn)物（12)由熱解爐（8)頂部排出。 實(shí)施例
[0030] 我國城市垃圾含水量普遍較高，熱值偏低，為了使本實(shí)施例研宄更具有普適性，選 取熱值為1250kcal/kg的垃圾進(jìn)行設(shè)計(jì)，日處理量為lOOt/d。本實(shí)用新型提供一種等離子 垃圾氣化-熱解設(shè)備，包括兩個(gè)子系統(tǒng)垃，氣化系統(tǒng)和熱解系統(tǒng)，熱解系統(tǒng)通過循環(huán)回料與 氣化系統(tǒng)相連氣化系統(tǒng)包括爐本體（1)和等離子體炬（2)、（6);通過調(diào)整等離子體炬（2)、 (6)的功率與數(shù)量保證氣化爐（1)溫度900-1300°C，熱解爐溫度700-900°C。
[0031] 一種等離子垃圾氣化-熱解設(shè)備，其包括以下步驟：
[0032] 步驟1):生活垃圾（80t/d)經(jīng)自動(dòng)進(jìn)料裝置進(jìn)入氣化爐本體1后，與氣化劑(空氣） 進(jìn)行劇烈的氣化反應(yīng)，反應(yīng)溫度900-1200°C ;
[0033] 步驟2):氣化爐1頂部布置的4個(gè)高溫等離子體炬2 (100KW)形成局部超高溫， 迅速將垃圾氣化過程中生成的二噁英完全裂解，轉(zhuǎn)化為H2、CO等小分子氣體；
[0034] 步驟3):氣化爐2底部布置的6個(gè)高溫等離子體炬6 (100KW)，通過超高溫熔融， 使灰渣以玻璃渣無機(jī)物的形式從爐膛底部排出，不具有反應(yīng)性和污染性，最大程度上實(shí)現(xiàn) 無害化；
[0035] 步驟4):合成氣（900-1200°C )從氣化爐頂部排除后由熱解爐8的布風(fēng)板10進(jìn)入 熱解爐8與生活垃圾（20t/d)進(jìn)行熱解反應(yīng)，由于熱解和脫揮發(fā)分過程為吸熱過程，混合氣 溫度降為400-550 °C ;
[0036] 步驟5):熱解爐內(nèi)的灰渣顆粒（400_550°C )由熱解爐底部排出，經(jīng)返料腿進(jìn)入氣化 爐底部，在高溫等離子體作用下，通過超高溫熔融，使灰渣以玻璃渣無機(jī)物的形式從爐膛底 部排出，不具有反應(yīng)性和污染性，最大程度上實(shí)現(xiàn)無害化。
[0037] 最終得到混合氣體成分如下：
[0038]
[0039] 總混合氣產(chǎn)量：100000 X L 82=182000 Nm3/d。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種等離子垃圾氣化熱解設(shè)備，包括等離子垃圾氣化爐（I)和垃圾熱解爐（8)和垃 圾自動(dòng)進(jìn)料裝置，其特征在于： 在氣化爐的頂部設(shè)有合成氣（7)的出口，在氣化爐頂部設(shè)置有氣化爐頂部等離子體炬 (2)，在氣化爐中下部設(shè)有若干個(gè)氣化爐料倉（3)的進(jìn)料口，在該進(jìn)料口的下方設(shè)有氣化爐 布風(fēng)板（4 )，在氣化爐的底部設(shè)有氣化爐底部等離子炬（6 ); 在熱解爐的頂部設(shè)有熱解氣合成氣（12)的出口，在熱解爐的中下部設(shè)有熱解爐料倉 (9)的進(jìn)料口，在該進(jìn)料口的下方設(shè)有熱解爐布風(fēng)板（10); 生活垃圾由氣化爐料倉（3)經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入氣化爐（1)，氣化介質(zhì)（5)經(jīng)氣化爐布風(fēng)板 (4 )進(jìn)入氣化爐（1)和垃圾物料發(fā)生氣化反應(yīng)生成合成氣，合成氣向上運(yùn)行，經(jīng)過超高溫等 離子體炬（2)時(shí)，煙氣中所含的焦油重組為CO和H2,二噁英等有害物質(zhì)也裂解成小分子無 害物質(zhì)，氣化后的灰渣進(jìn)入灰斗，在等離子體炬（6)的作用下超高溫熔融，以玻璃渣無機(jī)物 的形式從爐膛底部排出； 從氣化爐頂部出來的合成氣（7 )經(jīng)熱解爐布風(fēng)板（10 )進(jìn)入熱解爐（8 )與由熱解爐料倉 (9)進(jìn)入的垃圾進(jìn)行熱解反應(yīng)；熱解產(chǎn)生的焦炭和灰渣經(jīng)料倉（11)返回等流化床離子體氣 化爐，反應(yīng)產(chǎn)物熱解氣合成氣（12)由熱解爐（8)頂部出口排出。2. 如權(quán)利要求1所述的一種等離子垃圾氣化熱解設(shè)備，其特征在于：所述氣化爐為流 化床等離子垃圾氣化爐，流化床氣化爐頂部排煙處及底部排灰處設(shè)置等離子體炬，所述等 離子體炬中心溫度達(dá)到5000 °C。3. 如權(quán)利要求2所述一種等離子垃圾氣化熱解設(shè)備，其特征在于：所述氣化爐上部或 底部布置等離子體炬數(shù)量為2-6個(gè)。4. 如權(quán)利要求3所述一種等離子垃圾氣化熱解設(shè)備，其特征在于：所述氣化爐上部或 底部布置等離子體炬數(shù)量為4個(gè)。5. 如權(quán)利要求3所述一種等離子垃圾氣化熱解設(shè)備，其特征在于：所述等離子體炬與 氣化爐徑向?yàn)?0-60°，沿同一水平面均勻布置。6. 如權(quán)利要求5所述一種等離子垃圾氣化熱解設(shè)備，其特征在于：所述等離子體炬與 氣化爐徑向?yàn)?5°。7. 如權(quán)利要求2所述一種等離子垃圾氣化熱解設(shè)備，其特征在于：所述氣化爐內(nèi)部襯 里為熱壁式襯里，優(yōu)選剛玉澆筑材料。8. 如權(quán)利要求2所述一種等離子垃圾氣化熱解設(shè)備，其特征在于：所述氣化爐氣化介 質(zhì)為水蒸氣和含氧氣體，氣化溫度為900-1300°C。9. 如權(quán)利要求1所述一種等離子垃圾氣化熱解設(shè)備，其特征在于：所述熱解爐為流化 床熱解爐，熱解氣從爐膛頂部排出，焦炭和灰渣經(jīng)爐膛底部返回等離子氣化爐。10. 如權(quán)利要求8所述一種等離子垃圾氣化熱解設(shè)備，其特征在于：所述熱解爐熱解所 需熱量來自等離子垃圾氣化爐所產(chǎn)高溫合成氣攜帶的熱量。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種等離子垃圾氣化熱解設(shè)備，包括等離子垃圾氣化爐和垃圾熱解爐和垃圾自動(dòng)進(jìn)料裝置，在氣化爐的頂部設(shè)有合成氣的出口，在氣化爐頂部設(shè)置有氣化爐頂部等離子體炬，在氣化爐中下部設(shè)有若干個(gè)氣化爐料倉的進(jìn)料口，在該進(jìn)料口的下方設(shè)有氣化爐布風(fēng)板，在氣化爐的底部設(shè)有氣化爐底部等離子炬；在熱解爐的頂部設(shè)有熱解氣合成氣的出口，在熱解爐的中下部設(shè)有熱解爐料倉的進(jìn)料口，在該進(jìn)料口的下方設(shè)有熱解爐布風(fēng)板。生活垃圾由氣化爐料倉經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入氣化爐，氣化介質(zhì)經(jīng)氣化爐布風(fēng)板進(jìn)入氣化爐和垃圾物料發(fā)生氣化反應(yīng)生成合成氣；從氣化爐頂部出來的合成氣經(jīng)熱解爐布風(fēng)板進(jìn)入熱解爐與由熱解爐料倉進(jìn)入的垃圾進(jìn)行熱解反應(yīng)。
【IPC分類】B09B3/00, C10B53/00, C10J3/66
【公開號(hào)】CN204661624
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520145995
【發(fā)明人】程相宣, 倪建軍, 李平, 池國鎮(zhèn)
【申請(qǐng)人】上海鍋爐廠有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年3月16日