專利名稱：煙氣循環(huán)固定床氣化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及垃圾焚燒處理及生物質(zhì)、煤氣化設(shè)備，特別涉及到一種固定床氣化爐。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，能源緊張，環(huán)保形勢嚴(yán)峻，垃圾泛濫成災(zāi)。垃圾隨著我國國民經(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)影響到國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前，我國大部分地區(qū)釆用
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)能在使用過程中幾乎不產(chǎn)生污染，沒有S02排放，產(chǎn)生的C02氣體與植物生長過程中需要吸收 的大量C02在數(shù)量上保持平衡，被稱之為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。我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，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10億噸，加上大量木材加工剩余物，都是巨大的能源"倉庫"。然而，我國目前的農(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)境污染問題，二 是可以減少對(duì)石油煤炭資源的依賴。由于生活垃圾的特點(diǎn)是含水率高、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)同樣存在含水率高、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 提煉成滿足使用要求的產(chǎn)品，將會(huì)使生產(chǎn)成本大幅提高，過高的生產(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。
我國是一個(gè)煤炭資源豐富、油氣資源有限的國家，在我國的能源結(jié)構(gòu)中，煤炭是第一能源，長期以來， 其燃燒工藝以直接燃燒為主，普遍存在燃燒不充分、熱效率低、煤炭資源浪費(fèi)嚴(yán)重、嚴(yán)重污染大氣環(huán)境的 現(xiàn)象。把煤炭進(jìn)行氣化后再燃燒可以提高煤炭資源的利用率及減少對(duì)環(huán)境的污染，當(dāng)前，已有成熟的煤氣 化技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用，但存在系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備龐大不易普及、能量轉(zhuǎn)換率不高的缺點(diǎn)。
針對(duì)當(dāng)前能源緊張、環(huán)保形勢嚴(yán)峻的局面，我國政府的相關(guān)部門及科技工作者都致力于可再生新能源 的研發(fā)，生物質(zhì)能的開發(fā)應(yīng)用及城市垃圾的資源化應(yīng)用成為研發(fā)的熱點(diǎn)，并有許多成果問世，但普遍存在 煙氣直接出爐，造成排煙熱損失及氣體不完全燃燒熱損失、氣化不完全的現(xiàn)象，而且合成氣品位不高。據(jù) 檢索，目前在垃圾焚燒處理領(lǐng)域還沒有把氣化爐產(chǎn)生的煙氣、熱解氣進(jìn)行循環(huán)氣化技術(shù)及設(shè)備的公開報(bào)道。

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、還原反應(yīng)、
燃燒為一體的煙氣循環(huán)式的氣化反應(yīng)爐，以垃圾、生物質(zhì)或煤為原料投入爐內(nèi)進(jìn)行氣化，把爐內(nèi)產(chǎn)生的含
有水蒸汽、煤煙、焦油、 一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲烷和CnHm混合的煙氣從爐上部抽出，然后送回 爐底部的燃燒區(qū)進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)，在燃燒區(qū)100(TC以上的環(huán)境中通過循環(huán)反應(yīng)過程水蒸汽與煤煙作用生成
一氧化碳和氫氣；二氧化碳與炭作用還原為一氧化碳；把煙氣中的焦油、甲烷、CnHm進(jìn)行重整，轉(zhuǎn)化為
一氧化碳和氫氣；用過量的水蒸汽與一氧化碳進(jìn)行變換反應(yīng)，生成二氧化碳和氫氣；徹底瓦解劇毒物二惡 英。二氧化碳可通過后級(jí)裝置進(jìn)行分離，獲得以一氧化碳和氫氣為主要成分的富氫合成氣。獲得的富氫合 成氣直接作燃料使用或作為化工原料生產(chǎn)甲醇、二甲醚液化氣。本實(shí)用新型不排放煙氣，采用煙氣循環(huán)氣 化，不僅減少對(duì)大氣的污染，而且避免排煙熱損失及氣體不完全燃燒熱損失，提高原料的轉(zhuǎn)化率。
本實(shí)用新型的一種煙氣循環(huán)式固定床氣化爐的技術(shù)特征是氣化反應(yīng)爐(23)的煙氣循環(huán)出口 (2)通 過煙氣循環(huán)回路連接到燃燒區(qū)(VI)或風(fēng)室(V)，其中氣化反應(yīng)爐(23)為固定床氣化爐，氣化反應(yīng)
爐(23)內(nèi)有水蒸汽混合物區(qū)(i )、烘干區(qū)(n)、熱解區(qū)(in)、還原區(qū)(vn)和燃燒區(qū)(vi)，水蒸汽 混合物區(qū)(i )、烘干區(qū)(n)、熱解區(qū)(in)、還原區(qū)(vn)和燃燒區(qū)(vi)之間相通，水蒸汽混合物 區(qū)(i)在氣化反應(yīng)爐(23)內(nèi)的最上部位，水蒸汽混合物區(qū)(i)的下面是烘干區(qū)(n)，烘干區(qū)(n) 的下面是熱解區(qū)(ni)，熱解區(qū)(in)的下面是還原區(qū)(vn),還原區(qū)(vn)的下面是燃燒區(qū)(vi)。所述 的煙氣循環(huán)回路由循環(huán)風(fēng)管(3)構(gòu)成，或由循環(huán)風(fēng)管(3)與循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)串接構(gòu)成；燃燒區(qū)(vi)的
下面是風(fēng)室(V)，燃燒區(qū)(VI)與風(fēng)室(V)之間有搖動(dòng)爐排(15)或往復(fù)爐排(15b)。
本實(shí)用新型的另一種煙氣循環(huán)式固定床氣化爐中，燃燒區(qū)(VI)的下面是冷渣區(qū)(IV),冷渣區(qū)(IV) 的下面是風(fēng)室(V);冷渣區(qū)(IV)與風(fēng)室(V)之間有搖動(dòng)爐排(15)或往復(fù)爐排(15b)。
上述的煙氣循環(huán)固定床氣化爐，原料由螺旋進(jìn)料器(20)送進(jìn)氣化反應(yīng)爐，螺旋進(jìn)料器(20)的出料 口從氣化反應(yīng)爐(23)的烘干區(qū)(II)以上部位伸進(jìn)爐內(nèi)；在氣化反應(yīng)爐(23)的熱解區(qū)(III)與還原 區(qū)(VD)的接合部位有產(chǎn)物出口 (10)接出，在產(chǎn)物出口 (10)上還有擋灰器(9)，設(shè)備運(yùn)行時(shí)，擋灰器 (9)把固體顆粒物擋回爐內(nèi)；在氣化反應(yīng)爐(23)內(nèi)的熱解區(qū)(HI)側(cè)面爐墻上有溫度傳感器(8)，在 燃燒區(qū)(VI)側(cè)面爐墻上還有溫度傳感器(8b)，通過檢測到的溫度數(shù)據(jù)來控制熱解區(qū)(III)和燃燒區(qū)(VI) 的溫度；在烘干區(qū)(II)的爐墻上有低料位傳感器或視鏡(18)和高料位傳感器或視鏡(19),用來監(jiān)控 爐內(nèi)原料的高度。
本實(shí)用新型的煙氣循環(huán)式固定床氣化爐的工作流程是把有機(jī)質(zhì)垃圾、生物質(zhì)或煤送入氣化反應(yīng) 爐(23)內(nèi)，在氣化反應(yīng)爐(23)內(nèi)進(jìn)行烘干、揮發(fā)物逸出、熱解、還原反應(yīng)和燃燼，從而完成垃圾生物 質(zhì)的氣化；在氣化反應(yīng)爐(23)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)(II )、熱解區(qū)(III)、 還原區(qū)(Vn)和燃燒區(qū)(VI);原料由螺旋進(jìn)料器(20)推送進(jìn)入氣化反應(yīng)爐(23),然后依自身的重力
由上往下運(yùn)行，在烘干區(qū)(n)進(jìn)行烘干和揮發(fā)物逸出，在熱解區(qū)(m)繼續(xù)進(jìn)行揮發(fā)物逸出，在還原 區(qū)(vn)進(jìn)行還原反應(yīng)，殘?zhí)吭谌紵齾^(qū)(vi)進(jìn)行燃燒直至燃輝，燃燼的灰渣排入水封式渣倉；燃燒產(chǎn)生
的熱氣流往上運(yùn)行，把熱能提供給原料烘干、熱解和還原反應(yīng)，在氣化反應(yīng)爐(23)產(chǎn)生的水蒸汽、煤煙、
焦油、 一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲垸、CnHm的混合煙氣由下往上運(yùn)行，集聚在水蒸汽混合物區(qū)(I )，
通過循環(huán)風(fēng)管(3)及循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)把混合煙氣從氣化反應(yīng)爐(23)的上部抽出送回氣化反應(yīng)爐(23)
的燃燒區(qū)(vi)或風(fēng)室(v),與燃燒區(qū)(vi)的殘?zhí)亢瓦€原區(qū)(vn)的灼熱炭進(jìn)行反應(yīng)，生成以一氧化
碳、氫氣和二氧化碳為主要成分的富氫合成氣，同時(shí)在1000'C以上的環(huán)境中徹底瓦解劇毒物二惡英；氣化
反應(yīng)爐(23)內(nèi)生成的合成燃?xì)庾鳛榇种飘a(chǎn)物由產(chǎn)物出口 (10)抽出，送入后續(xù)工序處理；后續(xù)工序?qū)⑼?過余熱鍋爐回收熱能，把粗制產(chǎn)物進(jìn)行迅速降溫至20(TC以下，防止二惡英重新生成，再進(jìn)行除塵、脫氯/ 脫硫、凈化工序，制成以一氧化碳和氫氣為主的富氫合成氣。制取的富氫合成氣作為燃料直接使用，或通 過合成裝置生產(chǎn)甲醇、二甲醚液化氣。
上述的工作流程中，在燃燒區(qū)(VI)進(jìn)行反應(yīng)的化學(xué)式有-
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在還原區(qū)(Vll)進(jìn)行反應(yīng)的化學(xué)式有
C+C02 —2CO個(gè)
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在熱解區(qū)(in)進(jìn)行熱解的化學(xué)式有
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本實(shí)用新型的氣化反應(yīng)爐爐內(nèi)的運(yùn)行壓力為微負(fù)壓。當(dāng)處理城市生活垃圾、醫(yī)療垃圾、工業(yè)高分子廢 棄物時(shí)，燃燒區(qū)(VI)的運(yùn)行溫度控制在1000'C以上，就可以徹底瓦解劇毒物二惡英。由于二惡英再生成 的溫度為250 50(TC，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。用有機(jī)質(zhì)垃圾、煤、垃圾與生物質(zhì)混合、垃圾與煤混合的其中之一為原料時(shí)，合成氣產(chǎn)物 還需通過脫氯/脫硫、凈化后使用；當(dāng)用不含氯、硫的農(nóng)林廢棄物之類的生物質(zhì)原料時(shí)，把熱解區(qū)(III) 的運(yùn)行溫度控制在600 800'C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，后續(xù)處理工序 中不進(jìn)行脫氯/脫硫。
本實(shí)用新型的有益效果是設(shè)備用于處理城市生活垃圾、農(nóng)林廢棄物以及煤氣化設(shè)備，把垃圾、 農(nóng)林廢棄物轉(zhuǎn)化為二次清潔能源，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，沒有煙氣排放，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；轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品熱值高，應(yīng)用范圍 廣；設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，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2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3是圖2的A-A剖視圖。
圖4、圖5是以本實(shí)用新型設(shè)備為基礎(chǔ)組成的系統(tǒng)方框圖。
圖中l(wèi).外殼，2.煙氣循環(huán)出口， 3.循環(huán)風(fēng)管，4.保溫層，5.隔熱層，6.耐火層，7.攪拌器，8.溫度 傳感器，8b.溫度傳感器，9.擋灰器，IO.產(chǎn)物出口， ll.循環(huán)風(fēng)機(jī)，12.煙氣循環(huán)入口， 13.鼓風(fēng)接口， 14.水 封式出渣口， 15.搖動(dòng)爐排，15b.往復(fù)爐排，16.檢修門，17.視鏡，18.低料位傳感器或視鏡，19.高料位 傳感器或視鏡，20.螺旋進(jìn)料器，21.料斗，22.防爆閥，23.氣化反應(yīng)爐，24.攪拌器變速箱，25.防焦箱， 26.水封，27.清灰門，28.爐排變速箱，29.連接管，30.防焦箱水管接頭，I.水蒸汽混合物區(qū)，II.烘干
區(qū)，m.熱解區(qū)，iv.冷渣區(qū)，v.風(fēng)室，vi.燃燒區(qū)，vn.還原區(qū)。
具體實(shí)施方式
圖l所示的實(shí)施例中，氣化設(shè)備主要由氣化反應(yīng)爐(23)、循環(huán)風(fēng)管(3)、循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)、搖動(dòng)爐 排(15)、螺旋進(jìn)料器(20)和料斗(21)組成，其中氣化反應(yīng)爐(23)為高爐式的爐體，爐體由外殼 (1)、保溫層(4)、隔熱層(5)、耐火層(6)構(gòu)成，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);氣化反應(yīng)爐(23)內(nèi)的功能 區(qū)域有水蒸汽混合物區(qū)(I )、烘于區(qū)(11)、熱解區(qū)(III)、還原區(qū)(VI)、燃燒區(qū)(VI)、冷渣區(qū)(IV)、 風(fēng)室(V)，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)(II),烘干
區(qū)(ii)的下面是熱解區(qū)(ni)，熱解區(qū)an)的下面是還原區(qū)(vn)，還原區(qū)(vn)的下面是燃燒區(qū)(vi)，
燃燒區(qū)(VI)的下面是冷渣區(qū)(IV)，冷渣區(qū)(IV)的下面是風(fēng)室(V);搖動(dòng)爐排(15)在冷渣區(qū)(IV) 與風(fēng)室(V)之間；氣化反應(yīng)爐(23)內(nèi)有攪拌器(7)，攪拌器(7)由攪拌器變速箱(24)驅(qū)動(dòng)，設(shè)備 運(yùn)行時(shí)，攪拌器(7)把爐內(nèi)的垃圾生物質(zhì)拌勻、消除垃圾生物質(zhì)搭橋；在氣化反應(yīng)爐(23)最上部的水 蒸汽混合物區(qū)(I )有煙氣循環(huán)出口 (2)，煙氣循環(huán)出口 (2)通過循環(huán)風(fēng)管(3)及循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)連接 到燃燒區(qū)(VI)，設(shè)備運(yùn)行時(shí)，聚集在水蒸汽混合物區(qū)(I )的水蒸汽、煙氣混合物被循環(huán)風(fēng)機(jī)(11) 抽出送入燃燒區(qū)(VI)，與從熱解區(qū)(III)下來的殘?zhí)窟M(jìn)行循環(huán)氣化反應(yīng)，生成以一氧化碳、氫氣、甲垸 為主要成分的合成燃?xì)?；在熱解區(qū)(III)的側(cè)面爐墻上有溫度傳感器(8)，通過檢測的溫度來調(diào)節(jié)運(yùn)行參 數(shù)；產(chǎn)物出口 (10)在熱解區(qū)(III)與還原區(qū)(W)交接區(qū)域接出，產(chǎn)物出口 (10)上有擋灰器(9)，擋 灰器(9)把固體顆粒物擋回爐內(nèi)，在產(chǎn)物出口 (10)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；在氣化反應(yīng)爐(23)底部的燃燒區(qū)(IV)爐墻上安裝有溫度傳感器(8b)及視鏡(17); 在水蒸汽混合物區(qū)(I )的側(cè)墻上有防爆閥(22);螺旋進(jìn)料器(20)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)域伸入氣化反應(yīng)爐(23)內(nèi)，料斗(21)在螺旋進(jìn)料器(20)的進(jìn)料口之上，螺 旋進(jìn)料器(20)有破袋和破碎垃圾生物質(zhì)的功能，利用螺旋進(jìn)料器(20)和料斗(21)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；在烘干區(qū)(II)側(cè)面的爐墻上還有低料位傳感器或視 鏡(18)和高料位傳感器或視鏡(19)，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)料的監(jiān)控；在燃燒區(qū)(VI)的側(cè)面還有檢修門(17)，便 于設(shè)備停爐維護(hù)時(shí)出料及維修使用。在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，通過溫度傳感器(8)和溫度傳感器(8b)檢測的溫 度數(shù)據(jù)，把燃燒區(qū)(VI)的溫度控制在1000'C以上，熱解區(qū)(III)的溫度控制在600'C以上，這些運(yùn)行參 數(shù)通過控制鼓風(fēng)量、煙氣水蒸汽混合物的循環(huán)量及產(chǎn)物的流量來進(jìn)行調(diào)節(jié)。
圖2所示的實(shí)施例中，氣化設(shè)備主耍由氣化反應(yīng)爐(23)、循環(huán)風(fēng)管(3)、循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)、往復(fù)爐 排(15b)、爐排變速箱(28)、螺旋進(jìn)料器(20)、料斗(21)組成，其中氣化反應(yīng)爐的氣化部分為高爐 式爐體，排渣部分為柜式爐體；氣化反應(yīng)爐(23)由外殼(1)、保溫層(4)、隔熱層(5)、耐火層(6) 構(gòu)成，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);氣化反應(yīng)爐(23)內(nèi)的功能區(qū)域有水蒸汽混合物區(qū)(I )、烘干區(qū)(11)、
熱解區(qū)(m)、還原區(qū)(vn)、燃燒區(qū)(VD、冷渣區(qū)(iv)、風(fēng)室(v)，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)
的下面是還原區(qū)(vn)，還原區(qū)(vn)的下面是燃燒區(qū)(vi)，燃燒區(qū)(vi)的下面是風(fēng)室(v);往復(fù)爐
排(15b)在燃燒區(qū)(VI)下面的柜式爐體之中，燃燒區(qū)(VI)與風(fēng)室(V)之間用爐排(15b)，往復(fù)爐 排(15b)的后部區(qū)域是冷渣區(qū)(IV);在氣化反應(yīng)爐(23)最上部的水蒸汽混合物區(qū)(I )有煙氣循環(huán)出 口 (2)，煙氣循環(huán)出口 (2)通過循環(huán)風(fēng)管(3)及循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)連接到燃燒區(qū)(VI),設(shè)備運(yùn)行時(shí)，聚 集在水蒸汽混合物區(qū)(I )的水蒸汽、煙氣混合物被循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)抽出送入燃燒區(qū)(VI)，與從熱解 區(qū)(III)下來的殘?zhí)窟M(jìn)行循環(huán)氣化反應(yīng)，生成以一氧化碳、氫氣、甲烷為主要成分的合成燃?xì)?；在熱?區(qū)(III)的側(cè)面爐墻上有溫度傳感器(8)，通過檢測的溫度來調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)；產(chǎn)物出口 (10)在熱解區(qū)(III) 與還原區(qū)(vn)交接區(qū)域接出，產(chǎn)物出口 (10)上有擋灰器(9)，擋灰器(9)把固體顆粒物擋回爐內(nèi)， 在產(chǎn)物出口 (10)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；在氣化反應(yīng)爐(23) 底部的燃燒區(qū)(IV)爐墻上安裝有溫度傳感器(8b)及視鏡(17);在水蒸汽混合物區(qū)(I )的側(cè)墻上有 防爆閥(22):螺旋進(jìn)料器(20)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)域伸入氣化 反應(yīng)爐(23)內(nèi)，料斗(21)在螺旋進(jìn)料器(20)的進(jìn)料口之上，螺旋進(jìn)料器(20)有破袋和破碎垃圾生 物質(zhì)的功能，利用螺旋進(jìn)料器(20)和料斗(21)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；在烘干區(qū)(II)側(cè)面的爐墻上還有低料位傳感器或視鏡(18)和高料位傳感器或視鏡(19)， 以實(shí)現(xiàn)進(jìn)料的監(jiān)控；在燃燒區(qū)(VI)還有防焦箱(25)，以防止?fàn)t渣結(jié)焦。在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，通過溫度傳感 器(8)和溫度傳感器(8b)檢測的溫度數(shù)據(jù)，把燃燒區(qū)(VI)的溫度控制在IOOO'C以上，熱解區(qū)(III) 的溫度控制在60(TC以上，這些運(yùn)行參數(shù)通過控制鼓風(fēng)量、煙氣水蒸汽混合物的循環(huán)量及產(chǎn)物的流量來進(jìn) 行調(diào)節(jié)。
圖4所示的以本實(shí)用新型的設(shè)備為基礎(chǔ)組成的系統(tǒng)圖中，以農(nóng)業(yè)廢棄物或林業(yè)廢棄物為原料送入氣化 反應(yīng)爐中，同時(shí)把氧氣作為氣化劑送入爐內(nèi)，爐內(nèi)產(chǎn)生的煤煙、水蒸汽、熱解氣通過煙氣循環(huán)回路返回進(jìn) 入氣化反應(yīng)爐的底部進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)，當(dāng)爐內(nèi)水蒸汽含量過低不利于氣化時(shí)，向爐內(nèi)補(bǔ)充水蒸汽，原料完成
轉(zhuǎn)化后，固體灰渣從爐底排入水封式渣池，灰渣回收作肥料；合成氣產(chǎn)物從反應(yīng)爐的中部抽出，抽出的合 成氣產(chǎn)物通過余熱鍋爐回收熱能降溫后，進(jìn)入后級(jí)的處理工序。后級(jí)處理工序主要有除塵、凈化、壓縮、 冷卻，經(jīng)后級(jí)處理工序完成后得到的產(chǎn)品是含有CO、 H2、 CH4的合成氣產(chǎn)品，合成氣產(chǎn)品可直接通過管 道供應(yīng)給用戶使用。
圖5所示的以本實(shí)用新型的設(shè)備為基礎(chǔ)組成的系統(tǒng)圖中，以垃圾、生物質(zhì)、煤其中的一種或幾種為原 料送入氣化反應(yīng)爐中，同時(shí)把氧氣作為氣化劑送入爐內(nèi)，爐內(nèi)產(chǎn)生的煤煙、水蒸汽、熱解氣通過煙氣循環(huán) 回路返回進(jìn)入氣化反應(yīng)爐的底部進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)，當(dāng)爐內(nèi)水蒸汽含量過低不利于氣化時(shí)，向爐內(nèi)補(bǔ)充水蒸汽； 為了提高合成氣的品質(zhì)，還采用等離子體燃燒器作為輔助燃燒器，以減少氧氣的輸入量或不用氧氣，等離 子體燃燒器的工作氣來自經(jīng)過后級(jí)處理的合成氣或水蒸汽；原料完成轉(zhuǎn)化后，固體灰渣從爐底排入水封式 渣池，灰渣回收作建材；合成氣產(chǎn)物從反應(yīng)爐的中部抽出，抽出的合成氣產(chǎn)物通過余熱鍋爐回收熱能，迅 速降溫至20(TC以下，以防止二惡英重新生成；降溫后的合成氣通過脫氯/脫硫、除塵、凈化工序后，進(jìn)入 甲醇合成反應(yīng)器生產(chǎn)甲醇產(chǎn)品，或進(jìn)入二甲醚合成反應(yīng)器生產(chǎn)二甲醚液化氣產(chǎn)品。
權(quán)利要求1. 一種煙氣循環(huán)固定床氣化爐，包括垃圾、生物質(zhì)、煤的氣化技術(shù)，其特征是氣化反應(yīng)爐(23)的煙氣循環(huán)出口(2)通過煙氣循環(huán)回路連接到燃燒區(qū)(VI)，其中氣化反應(yīng)爐(23)為固定床氣化爐，氣化反應(yīng)爐(23)內(nèi)有水蒸汽混合物區(qū)(I)、烘干區(qū)(II)、熱解區(qū)(III)、還原區(qū)(VII)和燃燒區(qū)(VI)，水蒸汽混合物區(qū)(I)、烘干區(qū)(II)、熱解區(qū)(III)、還原區(qū)(VII)和燃燒區(qū)(VI)之間相通，水蒸汽混合物區(qū)(I)在氣化反應(yīng)爐(23)內(nèi)的最上部位，水蒸汽混合物區(qū)(I)的下面是烘干區(qū)(II)，烘干區(qū)(II)的下面是熱解區(qū)(III)，熱解區(qū)(III)的下面是還原區(qū)(VII)，還原區(qū)(VII)的下面是燃燒區(qū)(VI)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣循環(huán)固定床氣化爐，其特征是煙氣循環(huán)回路由循環(huán)風(fēng)管(3)構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣循環(huán)固定床氣化爐，其特征是煙氣循環(huán)回路由循環(huán)風(fēng)管(3)與循環(huán)風(fēng)機(jī)(11)串接構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種煙氣循環(huán)固定床氣化爐，其特征是燃燒區(qū)(VI)的下面是風(fēng)室(V); 燃燒區(qū)(VI)與風(fēng)室(V)之間有搖動(dòng)爐排(15)或往復(fù)爐排(15b)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣循環(huán)固定床氣化爐，其特征是燃燒區(qū)(VI)的下面是冷渣區(qū)(IV), 冷渣區(qū)(IV)的下面是風(fēng)室(V);冷渣區(qū)(IV)與風(fēng)室(V)之間有搖動(dòng)爐排(15)或往復(fù)爐排(15b)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種煙氣循環(huán)固定床氣化爐，其特征是原料由螺旋進(jìn)料器(20)送進(jìn)氣化 反應(yīng)爐，螺旋進(jìn)料器(20)的出料口從氣化反應(yīng)爐(23)的烘干區(qū)(II)以上部位伸進(jìn)爐內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種煙氣循環(huán)固定床氣化爐，其特征是在氣化反應(yīng)爐(23)的熱解區(qū)(III) 與還原區(qū)(vn)的接合部位有產(chǎn)物出口 (10)接出，在產(chǎn)物出口 (10)上還有擋灰器(9)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣循環(huán)固定床氣化爐，其特征是氣化反應(yīng)爐(23)內(nèi)的熱解區(qū)(III) 側(cè)面爐墻上有溫度傳感器(8);在燃燒區(qū)(VI)側(cè)面爐墻上有溫度傳感器(8b)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙氣循環(huán)固定床氣化爐，其特征是氣化反應(yīng)爐(23)內(nèi)的烘干區(qū)(II) 爐墻上有低料位傳感器或視鏡(18)和高料位傳感器或視鏡(19)。
專利摘要一種煙氣循環(huán)固定床氣化爐，涉及垃圾焚燒處理及生物質(zhì)、煤氣化設(shè)備。其特征是設(shè)備主要由氣化反應(yīng)爐、煙氣循環(huán)回路和螺旋進(jìn)料器組成，通過煙氣循環(huán)回路把爐內(nèi)產(chǎn)生的水蒸汽、煙氣、熱解氣從反應(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，提高合成氣的品質(zhì)，同時(shí)利用燃燒區(qū)1000℃以上的高溫，徹底瓦解劇毒物二英。本設(shè)備用于處理城市生活垃圾、農(nóng)林廢棄物以及煤氣化設(shè)備，把垃圾、農(nóng)林廢棄物轉(zhuǎn)化為二次清潔能源，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。本設(shè)備不排放煙氣，采用煙氣循環(huán)氣化，不僅減少對(duì)大氣的污染，而且避免排煙熱損失及氣體不完全燃燒熱損失，提高原料的轉(zhuǎn)化率。
文檔編號(hào)F23G5/44GK201203127SQ20072019992
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2007年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月4日
發(fā)明者周開根 申請(qǐng)人:周開根