一種采用過熱蒸汽、純氧、高溫再熱熱解垃圾及生物質(zhì)制合成氣的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制氣裝置，具體涉及一種采用過熱蒸汽、純氧、高溫再熱熱解垃圾及生物質(zhì)制合成氣的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]垃圾及生物質(zhì)中的碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)40%，其次為氫、氧、氮、氯、鎂、硅、磷、鉀、鈣等元素。這些物料，在高溫還原性條件下，發(fā)生復(fù)雜的熱化學(xué)反應(yīng)，此過程實(shí)質(zhì)是大分子團(tuán)中的碳、氫、氧等元素的原子，在相應(yīng)反應(yīng)條件下按照化學(xué)鍵的成鍵原理，變成一氧化碳、甲烷、氫氣等可燃性氣體的分子，這樣便完成了化學(xué)鍵的能量轉(zhuǎn)換。
[0003]現(xiàn)有的技術(shù)一般采用爐內(nèi)空氣流化、助燃及外加熱的方式制取燃?xì)猓潦购铣蓺馊紵档?；同時(shí)沒有合理利用過熱蒸汽流化床料及水煤氣反應(yīng)，也沒有采用合成氣高溫再熱工藝，方法過于簡單，不可避免的產(chǎn)生二噁英及大量焦油，造成環(huán)境二次污染。本發(fā)明使垃圾焚燒爐、垃圾電廠鍋爐徹底革新，為垃圾無害化處理提供了方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明在于提供一種采用過熱蒸汽、純氧、高溫再熱熱解垃圾及生物質(zhì)制合成氣的裝置及方法，提供一種轉(zhuǎn)化率高，余熱充分利用，不產(chǎn)生焦油、二噁英等有害物質(zhì)的裝置和方法。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種采用過熱蒸汽、純氧、高溫再熱熱解垃圾及生物質(zhì)制合成氣的裝置，包括流化床熱解爐、旋風(fēng)除塵器，所述流化床熱解爐出風(fēng)口與旋風(fēng)除塵器的進(jìn)風(fēng)口連接，所述旋風(fēng)除塵器的排灰管通過管道與流化床熱解爐的返料口連接，通入爐內(nèi)，所述旋風(fēng)除塵器的出風(fēng)口通過管道與高溫再熱器連接，所述高溫再熱器通過管道與余熱鍋爐連接，所述余熱鍋爐通過管道與急冷器連接，所述急冷器通過管道與除塵器連接，
所述急冷器通過管道與洗滌器連接，所述洗滌器與引風(fēng)機(jī)連接，所述引風(fēng)機(jī)通過管道與氣柜連接；
所述流化床熱解爐還設(shè)有調(diào)節(jié)風(fēng)進(jìn)氣管、入料口、流化風(fēng)進(jìn)氣管、點(diǎn)火及助燃燃?xì)膺M(jìn)氣管；
所述流化床熱解爐出風(fēng)口處設(shè)有蒸汽過熱器；
所述余熱鍋爐設(shè)有進(jìn)水管和蒸汽排出管，所述余熱鍋爐的蒸汽導(dǎo)管與爐蒸汽過熱器連接，所述蒸汽過熱器通過管道與流化風(fēng)室連接。
[0006]所述高溫再熱器為電加熱裝置，所述急冷器為快速冷卻裝置。
[0007]所述流化風(fēng)進(jìn)氣管設(shè)于流化床熱解爐的床層下方；所述點(diǎn)火及助燃燃?xì)膺M(jìn)氣管設(shè)于流化床熱解爐的床層上方，入料口下方。
[0008]所述返料口設(shè)有灰封裝置。
[0009]所述點(diǎn)火及助燃燃?xì)膺M(jìn)氣管通過管道與氣柜連接，所述點(diǎn)火及助燃燃?xì)膺M(jìn)氣管還與外供管道連接。
[0010]所述流化床熱解爐的床層底部設(shè)有排渣口。
[0011 ] 所述洗滌器、引風(fēng)機(jī)和氣柜之間設(shè)有閥門。
[0012]利用所述的裝置進(jìn)行過熱蒸汽、純氧、高溫再熱熱解垃圾及生物質(zhì)制合成氣的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:
1)通過入料口向流化床熱解爐內(nèi)添加垃圾及生物質(zhì)原料；
2)啟動初期使用純氧作為流化風(fēng)，使床上物料處于流化狀態(tài)；
3)點(diǎn)火及助燃?xì)夤芟蛄骰矡峤鉅t內(nèi)注入燃?xì)獠Ⅻc(diǎn)燃床料，燃燒正常后關(guān)閉燃?xì)?，正常運(yùn)行后流化床熱解爐床層上高溫區(qū)域溫度為800-850°C ；
4)通過缺氧燃燒調(diào)節(jié)，在高溫、還原性條件下，物料發(fā)生熱解，產(chǎn)生大量一氧化碳、甲燒、氫氣的合成氣；
5)余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)蒸汽過熱器加熱得到過熱蒸汽，引入流化風(fēng)室，過熱蒸汽、純氧在流化風(fēng)室混合作為流化風(fēng)，使床上物料處于流化狀態(tài)，純氧在爐內(nèi)與原料發(fā)生氧化反應(yīng)，為燃燒用氧，過熱蒸汽在爐內(nèi)與碳發(fā)生水煤氣反應(yīng)，產(chǎn)生一氧化碳和氫氣；
6)將爐內(nèi)合成氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器除塵，除去的塵灰通過旋風(fēng)除塵器排灰管、流化床熱解爐的返料口回到流化床熱解爐內(nèi)，進(jìn)行繼續(xù)循環(huán)；
除塵后的混合氣送入高溫再熱器再熱消除焦油及二噁英；
7)合成氣在引風(fēng)機(jī)的抽吸下，經(jīng)旋風(fēng)除塵器、高溫再熱器、余熱鍋爐，急冷器，高溫合成氣在急冷器內(nèi)急速冷卻，不再產(chǎn)生焦油及二噁英，冷卻后的合成氣經(jīng)過除塵器、洗滌器、弓丨風(fēng)機(jī)至氣柜；
完成過熱蒸汽、純氧、高溫再熱熱解垃圾及生物質(zhì)制合成氣。
[0013]所述合成氣部分用作助燃使用。
[0014]本發(fā)明提供一種采用過熱蒸汽、純氧、高溫再熱熱解垃圾及生物質(zhì)制合成氣的裝置及方法，有益效果如下:
1、本發(fā)明采用純氧作為流化床熱解爐的流化風(fēng)和調(diào)節(jié)風(fēng)，有效地控制了合成氣中的氮含量，保證了合成氣的高品質(zhì)；
2、本發(fā)明利用純氧助燃，提高了燃燒反應(yīng)速度，便于燃燒調(diào)節(jié)，增加生產(chǎn)效率；
3、本發(fā)明采用高溫再熱器再熱，使合成氣長時(shí)間處于900°C以上，徹底杜絕了焦油及二噁英的產(chǎn)生，使垃圾無害化處理的難題得以解決；
4、本發(fā)明將余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)蒸汽過熱器得到過熱蒸汽，過熱蒸汽通過導(dǎo)管與純氧在流化風(fēng)室混合作為流化風(fēng)，進(jìn)入爐內(nèi)后與碳發(fā)生水煤氣反應(yīng)，產(chǎn)生一氧化碳和氫氣，不僅有效利用了鍋爐余熱、減少了燃燒用氧，同時(shí)還用作流化風(fēng)、一物多用，有效地實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。
[0015]5.使垃圾焚燒爐、垃圾電廠鍋爐徹底革新。
【附圖說明】
[0016]圖1:本發(fā)明裝置示意圖；
其中:旋風(fēng)除塵器1，高溫再熱器2，蒸汽過熱器3，流化床熱解爐4，余熱鍋爐5，急冷器6，除塵器7、洗滌器8，引風(fēng)機(jī)9，氣柜10，調(diào)節(jié)風(fēng)進(jìn)氣管11，入料口 12，流化風(fēng)進(jìn)氣管13，點(diǎn)火及助燃燃?xì)膺M(jìn)氣管14，排渣口 15，點(diǎn)火燃?xì)馔夤?dǎo)管16，返料口 17。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表述的范圍。
[0018]實(shí)施例1
一種采用過熱蒸汽、純氧、高溫再熱熱解垃圾及生物質(zhì)制合成氣的裝置，包括流化床熱解爐4、旋風(fēng)除塵器1，所述流化床熱解爐4出風(fēng)口與旋風(fēng)除塵器1的進(jìn)風(fēng)口連接，所述旋風(fēng)除塵器1的排灰管通過管道與流化床熱解爐4的返料口 17連接，通入爐內(nèi)，所述旋風(fēng)除塵器1的出風(fēng)口通過管道與高溫再熱器2連接，所述高溫再熱器2通過管道與余熱鍋爐5連接，所述余熱鍋爐5通過管道與急冷器6連接，所述急冷器6通過管道與除塵器7連接，所述急冷器7通過管道與洗滌器8連接，所述洗滌器8與引風(fēng)機(jī)9連接，所述引風(fēng)機(jī)9通過管道與氣柜10連接；
所述流化床熱解爐4還設(shè)有調(diào)節(jié)風(fēng)進(jìn)氣管11、入料口 12、流化風(fēng)進(jìn)氣管13、點(diǎn)火及助燃燃?xì)膺M(jìn)氣管14 ;
所述流化床熱解爐4出風(fēng)口處設(shè)有蒸汽過熱器3 ;
所述余熱鍋爐5設(shè)有進(jìn)水管和蒸汽排出管，所述余熱鍋爐5的蒸汽導(dǎo)管與爐蒸汽過熱器3連接，所述蒸汽過熱器3通過管道與流化風(fēng)室連接。
[0019]所述高溫再熱器2為電加熱裝置，所述急冷器6為快速冷卻裝置。
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