等離子垃圾氣化熱解設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種等離子垃圾氣化熱解設備。
【背景技術】
[0002] 隨著我國城市化規(guī)模的擴大，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。所以垃圾的熱化學處理轉化技術的研發(fā)勢在必行。目前國際上 主要的垃圾熱化學轉化技術有垃圾焚燒、垃圾熱解、垃圾氣化。
[0003] 焚燒技術在實現(xiàn)垃圾減量化的同時，獲得熱能，但最容易生成二噁英，灰渣需特殊 處理；熱解技術對抑制二噁英最有利，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)利用工藝復雜；氣化技術可將垃圾徹底轉化為用途廣泛的燃氣，但常規(guī)的氣化 工藝仍有二噁英產(chǎn)生，且灰渣也需特殊處理?？傊?，上述垃圾轉化處理技術還不能實現(xiàn)徹底 的無害化和資源化。
[0004] 等離子氣化技術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，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，轉化為H2、C0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物的形 式從爐膛底部排出，不具有反應性和污染性，最大程度上實現(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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于現(xiàn)有技術所存在的上述問題，本發(fā)明旨在提供一種等離子垃圾氣化-熱解集 成設備，具有綠色環(huán)保，節(jié)能降耗的特點。
[0006] 本發(fā)明的技術解決方案是這樣實現(xiàn)的： 一種等離子垃圾氣化熱解設備，包括等離子垃圾氣化爐和垃圾熱解爐和垃圾自動進料 裝置， 在氣化爐的頂部設有合成氣的出口，在氣化爐頂部設置有氣化爐頂部等離子體炬，在 氣化爐中下部設有若干個氣化爐料倉的進料口，在該進料口的下方設有氣化爐布風板，在 氣化爐的底部設有氣化爐底部等離子炬； 在熱解爐的頂部設有熱解氣合成氣的出口，在熱解爐的中下部設有熱解爐料倉的進料 口，在該進料口的下方設有熱解爐布風板； 生活垃圾由氣化爐料倉經(jīng)進料口進入氣化爐，氣化介質(zhì)經(jīng)氣化爐布風板進入氣化爐和 垃圾物料發(fā)生氣化反應生成合成氣，合成氣向上運行，經(jīng)過超高溫等離子體炬時，煙氣中所 含的焦油重組為C0和H2,二噁英等有害物質(zhì)也裂解成小分子無害物質(zhì)，氣化后的灰渣進入 灰斗，在等離子體炬的作用下超高溫熔融，以玻璃渣無機物的形式從爐膛底部排出； 從氣化爐頂部出來的合成氣經(jīng)熱解爐布風板進入熱解爐與由熱解爐料倉進入的垃圾 進行熱解反應；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，反應產(chǎn)物熱解 氣合成氣由熱解爐頂部出口排出。
[0007] 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 設置等離子體炬，所述等離子體炬中心溫度達到5000°C。
[0008] 所述氣化爐上部或底部布置等離子體炬數(shù)量為2-6個。
[0009] 所述氣化爐上部或底部布置等離子體炬數(shù)量為4個。
[0010] 所述等離子體炬與氣化爐徑向為30-60°，沿同一水平面均勻布置。
[0011] 所述等離子體炬與氣化爐徑向為45°。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所述等離子垃圾氣化-熱解設備取得了下述有益效果： 1、本發(fā)明通過設置在等離子氣化爐后面的流化床熱解爐，無需再設置合成氣激冷流 程，能量利用率更高。
[0017] 2、本發(fā)明的流化床熱解爐反應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。
[0018] 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】
[0019] 圖1本發(fā)明離子垃圾氣化熱解設備簡圖。
[0020] 附圖標記說明：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、熱解爐布風板10、熱解 焦炭或灰渣11、熱解氣或合成氣12。
【具體實施方式】
[0021] 為了對本發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】本發(fā) 明的【具體實施方式】。
[0022] 生活垃圾經(jīng)過初步篩分、干燥和粉碎后由料倉（3)經(jīng)進料口進入氣化爐（1)，氣化 介質(zhì)（5 )經(jīng)氣化爐布風板（4)進入氣化爐（1)和垃圾物料發(fā)生氣化反應生成合成氣，合成氣 向上運行，經(jīng)過超高溫等離子體炬時（2)，煙氣中所含的焦油重組為C0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，以玻璃渣無機物的形式從爐膛底部排出。
[0023] 從氣化爐頂部出來的合成氣（7)經(jīng)熱解爐布風板（10)進入熱解爐（8)與由料倉 (9)進入的垃圾進行熱解反應。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，反應產(chǎn)物（12)由熱解爐（8)頂部排出。 實施例
[0024] 我國城市垃圾含水量普遍較高，熱值偏低，為了使本實施例研宄更具有普適性，選 取熱值為1250kcal/kg的垃圾進行設計，日處理量為100t/d。本發(fā)明提供一種等離子垃圾 氣化-熱解設備，包括兩個子系統(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。
[0025] -種等離子垃圾氣化-熱解設備，其包括以下步驟： 步驟1):生活垃圾（80t/d)經(jīng)自動進料裝置進入氣化爐本體1后，與氣化劑（空氣）進 行劇烈的氣化反應，反應溫度900-1200°C; 步驟2):氣化爐1頂部布置的4個高溫等離子體炬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，轉化為H2、C0等小分子氣體； 步驟3):氣化爐2底部布置的6個高溫等離子體炬6 (100KW)，通過超高溫熔融，使灰 渣以玻璃渣無機物的形式從爐膛底部排出，不具有反應性和污染性，最大程度上實現(xiàn)無害 化； 步驟4):合成氣（900-1200°C)從氣化爐頂部排除后由熱解爐8的布風板10進入熱解 爐8與生活垃圾（20t/d)進行熱解反應，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; 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物的形式從爐膛底部排 出，不具有反應性和污染性，最大程度上實現(xiàn)無害化。
[0026] 最終得到混合氣體成分如下：
【主權項】
1. 等離子垃圾氣化熱解設備，包括等離子垃圾氣化爐（I)和垃圾熱解爐（8)和垃圾自 動進料裝置，其特征在于： 在氣化爐的頂部設有合成氣（7)的出口，在氣化爐頂部設置有氣化爐頂部等離子體炬 (2)，在氣化爐中下部設有若干個氣化爐料倉（3)的進料口，在該進料口的下方設有氣化爐 布風板（4 )，在氣化爐的底部設有氣化爐底部等離子炬（6 ); 在熱解爐的頂部設有熱解氣合成氣（12)的出口，在熱解爐的中下部設有熱解爐料倉 (9)的進料口，在該進料口的下方設有熱解爐布風板（10); 生活垃圾由氣化爐料倉（3)經(jīng)進料口進入氣化爐（1)，氣化介質(zhì)（5)經(jīng)氣化爐布風板 (4 )進入氣化爐（1)和垃圾物料發(fā)生氣化反應生成合成氣，合成氣向上運行，經(jīng)過超高溫等 離子體炬（2)時，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)熱解爐布風板（10 )進入熱解爐（8 )與由熱解爐料倉 (9)進入的垃圾進行熱解反應；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，反應產(chǎn)物熱解氣合成氣（12)由熱解爐（8)頂部出口排出。
2. 如權利要求1所述的等離子垃圾氣化熱解設備，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置等離子體炬，所述等離子 體炬中心溫度達到5000 °C。
3. 如權利要求2所述等離子垃圾氣化熱解設備，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。
4. 如權利要求3所述等離子垃圾氣化熱解設備，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。
5. 如權利要求3所述等離子垃圾氣化熱解設備，其特征在于：所述等離子體炬與氣化 爐徑向為30-60°，沿同一水平面均勻布置。
6. 如權利要求5所述等離子垃圾氣化熱解設備，其特征在于：所述等離子體炬與氣化 爐徑向為45°。
7. 如權利要求2所述等離子垃圾氣化熱解設備，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. 如權利要求2所述等離子垃圾氣化熱解設備，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. 如權利要求1所述等離子垃圾氣化熱解設備，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. 如權利要求8所述等離子垃圾氣化熱解設備，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】本發(fā)明公開了等離子垃圾氣化熱解設備，包括等離子垃圾氣化爐和垃圾熱解爐和垃圾自動進料裝置，在氣化爐的頂部設有合成氣的出口，在氣化爐頂部設置有氣化爐頂部等離子體炬，在氣化爐中下部設有若干個氣化爐料倉的進料口，在該進料口的下方設有氣化爐布風板，在氣化爐的底部設有氣化爐底部等離子炬；在熱解爐的頂部設有熱解氣合成氣的出口，在熱解爐的中下部設有熱解爐料倉的進料口，在該進料口的下方設有熱解爐布風板。生活垃圾由氣化爐料倉經(jīng)進料口進入氣化爐，氣化介質(zhì)經(jīng)氣化爐布風板進入氣化爐和垃圾物料發(fā)生氣化反應生成合成氣；從氣化爐頂部出來的合成氣經(jīng)熱解爐布風板進入熱解爐與由熱解爐料倉進入的垃圾進行熱解反應。
【IPC分類】B09B3-00, C10J3-66, C10B53-00
【公開號】CN104745235
【申請?zhí)枴緾N201510112557
【發(fā)明人】程相宣, 倪建軍, 李平, 池國鎮(zhèn)
【申請人】上海鍋爐廠有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月16日