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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:11972356閱讀:424來源:國知局
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入空氣之前將會被清潔掉。垃圾焚燒技術(shù)市場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。回轉(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行較大量的處理垃圾,而且其焚燒效果好,對環(huán)境污染少,特地對爐排型焚燒爐進行改進。但是爐排型焚燒爐的爐排形式為鋼筋條爐排、鏈條爐排、風帽式爐排、機械往復(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缺點,既不能完全焚燒城市生活垃圾,例如有機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。一種改進的燃燒方法,是由2段回轉(zhuǎn)爐進行燃燒,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,進行明火焚燒,溫度可達1350℃。這種燃燒方法稱為氣化-焚燒合成氣方法,較為先進,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,運行費用巨大。參考文件1:授權(quán)公告號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方式,通過進氣孔、通孔溝槽向爐膛內(nèi)不同位置的燃燒室送風,可調(diào)節(jié)風量,代替原來的兩臺(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個顯著缺點: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,垃圾就會全部揚落下來,爐子的上半部的大半圈由于物料不能到達所以沒有物料揚落,導(dǎo)致爐子內(nèi)部產(chǎn)生一個很大的無工作面,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等燃氣,燃氣熱值低。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。梗的長度與回轉(zhuǎn)窯等長,滿爐膛送風,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,而滿爐膛送風是氧化氣氛),其結(jié)果是氣化劑與燃料直接混合。而燃燒時燃料水分由表及里蒸發(fā),溫升速率慢,在400-650℃時生成大量焦油,生物質(zhì)氣化的有效成分是C和H,以生成CO、H2、CH4、C2-C4烷烴等組分的燃氣。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)品是燃氣,焦油作為液體帶走了生物質(zhì)的C和H,產(chǎn)出的燃氣減少,最終導(dǎo)致生物質(zhì)氣化效率始終<50%,很難提升。

技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對現(xiàn)有的蜂窩爐排焚化爐進行改進,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。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,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,故揚料從右上方45°開始,到左上方45°都在揚,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等組分的燃氣,進而大力提高了氣化爐的燃氣熱值。進一步地,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密封空腔;所述爐殼的側(cè)壁上設(shè)有多個均勻排布的氧氣通孔,多個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。其中為了進一步提高氣化爐的燃氣熱值,將氣化爐內(nèi)部分為三個區(qū)域:干餾區(qū)、氧化區(qū)和還原區(qū),而這三個區(qū)域為概念上的劃分,并沒有實際的阻隔開,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),因為爐殼上設(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)進入氣化爐中的氧化區(qū)。三個區(qū)域反應(yīng)時,兜輪爐排能夠?qū)⒏鱾€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氣體,流至氧化區(qū),遇到高純度O2著火,溫度瞬間升至1050℃。理論上,可燃氣體著火溫度≥1200℃,這是指在熱不擴散的封閉容器內(nèi),氣化爐窯散熱,所以維持1050℃。可燃氣著火不僅溫度高,而且溫升速率極快,燃氣泄漏遇到明火爆炸,就是溫升速率快,熱量來不及擴散的表現(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)燃氣的焦油含量,經(jīng)權(quán)威機構(gòu)檢測為40mg/m3,比國內(nèi)外先進氣化技術(shù)約低2500倍。從而,使生物質(zhì)氣化效率由國內(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在窯尾引風機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等組分的燃氣。該燃氣熱值由蜂窩爐排的3000kcal/m3提高到目前的5500Kcal/m3。而在三個區(qū)域的整個反應(yīng)過程中,因為向氧化區(qū)送入的氣化劑僅僅相當于理論空氣量的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與進入還原區(qū)的半焦反應(yīng)最終生成有用的燃氣CO,以及CH4等。通常,實際應(yīng)用中,可以設(shè)置回轉(zhuǎn)窯的長度為10-50m,直徑為1-6m。回轉(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?因為半焦中的C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,燃氣如果在窯內(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)的長度,延長CO2氣體在還原區(qū)的滯留時間,才可能讓CO2氣體與C充分接觸,才能生成CO等組分的燃氣。進一步地,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,同時也能提高爐殼的密封性,最終提高氣化爐效率。進一步地,還包括前、后托輪裝置;所述爐殼的兩端分別活動套接有輪帶,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)置的擋板滾動接觸。進一步地,還包括傳動裝置;所述爐殼的外壁上套設(shè)有齒圈,所述傳動裝置設(shè)在所述爐殼的底部,所述齒圈和所述傳動裝置嚙合,驅(qū)動所述爐殼繞軸向轉(zhuǎn)動。進一步地,還包括出料罩和進料罩;所述出料罩和進料罩分別設(shè)于所述爐殼的進料端和出料端。進一步地,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)在所述出料罩和進料罩與所述爐殼連接的連接處的外壁上。進一步地,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,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,故揚料從右上方45°開始,到左上方45°都在揚,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等組分的燃氣,進而大力提高了氣化爐的燃氣熱值。(2)爐排梗中間不是空的,沒有“中空通道”不能走風,不是通過中空通道無數(shù)蜂窩式小孔向滿爐膛送風,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)燃氣的焦油含量極低,比國內(nèi)外先進氣化技術(shù)約低2500倍。從而,使生物質(zhì)氣化效率由國內(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)燃氣,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)燃氣的熱值,之所以能從國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)3000kcal/m3提高到權(quán)威機構(gòu)《檢測報告》載明的5534kcal/m3,正是因為燃氣含有7.38-14.0%的C2-C4烷烴的緣故。(4)兜輪爐排氣化爐所產(chǎn)生物質(zhì)燃氣的焦油含量比國內(nèi)外先進氣化技術(shù)約低2500倍。(5)該氣化爐在處理垃圾時無煙囪不會向外界排放污染氣體,達到二噁英零排放,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。具體實施方式下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的實施方案進行詳細描述,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解,下列實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,氣化劑通過爐排中空通道的無數(shù)蜂窩式小孔送入爐膛。梗的長度與回轉(zhuǎn)窯等長,滿爐膛送風,只有一個反應(yīng)區(qū)即氧化區(qū),其結(jié)果是氣化劑與燃料直接混合。而燃燒時燃料水分由表及里蒸發(fā),溫升速率慢,在400-650℃時生成大量焦油,生物質(zhì)氣化的有效成分是C和H,以生成CO、H2、CH4、C2-C4烷烴等組分的燃氣。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)品是燃氣,焦油作為液體帶走了生物質(zhì)的C和H,產(chǎn)出的燃氣減少,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。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,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,故揚料從右上方45°開始,到左上方45°都在揚,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等組分的燃氣,進而大力提高了氣化爐的燃氣熱值。優(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外壁之間形成一個密封空腔11;所述爐殼12的側(cè)壁上設(shè)有多個均勻排布的氧氣通孔15,多個所述氧氣通孔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,同時與所述密封空腔11連通;氧氣通孔15可以根據(jù)實際需要增加或者減少孔的個數(shù)。所述氣化爐從窯頭至窯尾依次分為三個區(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。為了進一步提高氣化爐的燃氣熱值,將氣化爐分為三個區(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),因為爐殼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氣體,流至氧化區(qū),遇到高純度O2著火,溫度瞬間升至1050℃,理論上,可燃氣體著火溫度≥1200℃,這是指在熱不擴散的封閉容器內(nèi),氣化爐窯散熱,所以維持1050℃??扇細庵鸩粌H溫度高,而且溫升速率極快,燃氣泄漏遇到明火爆炸,就是溫升速率快,熱量來不及擴散的表現(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)燃氣的焦油含量,經(jīng)權(quán)威機構(gòu)檢測為40mg/m3,比國內(nèi)外先進氣化技術(shù)約低2500倍。從而,使生物質(zhì)氣化效率由國內(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在窯尾引風機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等組分的燃氣。該燃氣熱值由蜂窩爐排2的3000kcal/m3提高到目前的5534Kcal/m3。中國科學(xué)院文獻情報中心《科技查新報告》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氣熱值為5534kcal/Nm3,在國內(nèi)外公開文獻中未見有達到或超過該指標的報道。優(yōu)選地,為了使送入的氧氣在氧化區(qū)內(nèi)分布均勻,又因為燃料含水率有波動,而含水率波動會導(dǎo)致干餾出的可燃性氣體的多與少,通過延長或縮短干餾區(qū)的長度來抵消燃料含水率的影響,就有必要設(shè)置2個耐高溫軟密封結(jié)構(gòu),通過對這2個耐高溫軟密封結(jié)構(gòu)送風量的控制調(diào)整,使氧化區(qū)位置相對前移或者后移,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)置的擋板滾動接觸。每個托輪均設(shè)測溫裝置,測溫訊號送達中央控制室并在窯墩上設(shè)置指示表,當軸承溫度超過55℃時,應(yīng)發(fā)出報警訊號,以便及時檢查處理。設(shè)備安裝前,在每個窯墩基礎(chǔ)的四角均應(yīng)埋設(shè)用作沉降標志的的標高板,四個標志點應(yīng)調(diào)整在同一水平標高上,誤差不得大于0.5mm,在窯頭平臺窯尾廠房的適當位置也設(shè)有相應(yīng)的標高,用于檢測基礎(chǔ)的沉降,安裝時,以兩擋輪帶下的爐殼12橫截面中心為連線,相對應(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,還包括傳動裝置7;所述爐殼12的外壁上套設(shè)有齒圈,所述傳動裝置7設(shè)在所述爐殼12的底部,所述齒圈和所述傳動裝置7嚙合,驅(qū)動所述爐殼12繞軸向轉(zhuǎn)動。主傳動電動機與輔助傳動電動機電源設(shè)有連鎖裝置,當輔助傳動電動機電源接通時,主傳動電動機電源必須自動切斷,當主傳動電動機接通時,連接主輔傳動的斜齒離合器必須先次脫開。并同時撥動其旁的限位開關(guān),以切斷輔助傳動裝置7。窯的操作應(yīng)保證爐殼12表面溫度控制在340℃以下,只在短時間內(nèi)允許最高達到380℃,建議對爐殼12表面實行強制風冷,以確保達到上述要求。每擋支承裝置5的用水量3立方米/小時,減速機冷卻油的用水量2.5立方米/小時。此臺設(shè)備制作按中華人民共和國建材標準JC333-91執(zhí)行。主電動機采用管道通風冷卻,風冷管道及風機由工藝配置,要求風量2880m3/h,靜壓1400Pa。啟動轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的2.5倍,外殼防護等級為IP44,絕緣等級為F級,如使用地點濕度較高應(yīng)定濕熱帶型電動機,如使用地點海拔高度大于1000mm,訂購時應(yīng)向制造廠說明,有電機制造廠對電機有關(guān)參數(shù)進行修正。優(yōu)選地,還包括出料罩4和進料罩3;所述出料罩4和進料罩3分別設(shè)于所述爐殼12的進料端和出料端。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,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,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,故揚料從右上方45°開始,到左上方45°都在揚,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等組分的燃氣,進而大力提高了氣化爐的燃氣熱值。(2)將氣化爐從窯頭至窯尾依次分為三個區(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)燃氣的焦油含量極低,比國內(nèi)外先進氣化技術(shù)約低2500倍。從而,使生物質(zhì)氣化效率由國內(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)燃氣,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)燃氣的熱值,之所以能從國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)3000kcal/m3提高到權(quán)威機構(gòu)《檢測報告》載明的5534kcal/m3,正是因為燃氣含有7.38-14.0%的C2-C4烷烴的緣故。(4)兜輪爐排氣化爐所產(chǎn)生物質(zhì)燃氣的焦油含量比國內(nèi)外先進氣化技術(shù)約低2500倍。(5)該氣化爐在處理垃圾時無煙囪不會向外界排放污染氣體,達到二噁英零排放,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。盡管已用具體實施例來說明和描述了本發(fā)明,然而應(yīng)意識到,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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