一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機(jī)械化生產(chǎn)煤氣高爐的制作方法
【專利說明】一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機(jī)械化生產(chǎn)煤氣高爐
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機(jī)械化生產(chǎn)煤氣高爐。
【背景技術(shù)】
[0003]根據(jù)我國的環(huán)保要求以及國際上的減排任務(wù)，針對我國城市生活垃圾以及工業(yè)污泥偷排現(xiàn)象和簡單填埋處理的形勢仍然十分嚴(yán)峻。由于找不到可靠有效的處理技術(shù)，多少年來，造成土壤污染、水源污染，給當(dāng)?shù)厝嗣衽c政府造成極其嚴(yán)重的壓力與負(fù)擔(dān)，長此以往，我國將會由一個制造大國逐漸變成一個污染大國。
[0004]根據(jù)我國對外排廢棄物(城市垃圾與工業(yè)污泥)處理等一系列工作，并參考國內(nèi)外先進(jìn)的城市與工業(yè)污泥處理技術(shù)方案，特別是無害化與減量化等方法與國外先進(jìn)技術(shù)還存在很大的差距，如:S0X、NOxW及重金屬排放與毒氣(二惡英)H 2S、HC1、Cr、Cd、Hg等重金屬排放均嚴(yán)重超標(biāo)。拿我國的城市垃圾發(fā)電廠來說，絕大部分工廠仍采用爐排爐傳統(tǒng)方式的層燃燃燒方式。這種低溫層燃燃燒方式，燃燒溫度低，垃圾減量少，無害化處理不徹底，造成發(fā)電量不足和空氣污染十分嚴(yán)重，周邊居民意見很大，臭氣蔓延，這些均是低溫燃燒爐排爐造成的。
[0005]現(xiàn)有的城市垃圾或工業(yè)污泥直接焚燒干化供熱發(fā)電工廠，其核心設(shè)備是城市垃圾或工業(yè)污泥焚燒的工業(yè)爐。這種爐型是通過層燃燃燒的方式直接把城市垃圾引燃著火，燃燒產(chǎn)生熱量供應(yīng)鍋爐直接發(fā)電或供熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對上述技術(shù)問題主要是通過如下技術(shù)方案得以解決的:
一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機(jī)械化高爐，其特征在于，包括:
1、一密封上料與稱重鋼倉卸料機(jī)構(gòu):包括一個上料IC存計量鋼倉、以及進(jìn)料端與上料貯存計量鋼倉出料端連接的鐘形下料分配器；所述鐘形下料分配器內(nèi)設(shè)有一個推進(jìn)桿以及固定在推進(jìn)桿底端的倒漏斗形分配器；
2、一熱解及氣化立式高爐三級供風(fēng)系統(tǒng):包括一個熱解及氣化立式高爐；所述熱解及氣化立式高爐的進(jìn)口端與密封上料與稱重鋼倉卸料機(jī)構(gòu)出料口連接；所述熱解及氣化立式高爐內(nèi)設(shè)有三級供風(fēng)系統(tǒng)；所述三級供風(fēng)系統(tǒng)包括設(shè)置在熱解及氣化立式高爐上端的第一級供風(fēng)系統(tǒng)、設(shè)置在熱解及氣化立式高爐中部的第二級供風(fēng)系統(tǒng)、以及設(shè)置在熱解及氣化立式高爐底部的第三級供風(fēng)系統(tǒng)；三級供風(fēng)系統(tǒng)共用一臺鼓風(fēng)機(jī)；所述第一級供風(fēng)系統(tǒng)和第二級供風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，均包括周向均勻設(shè)置在熱解及氣化立式高爐壁的進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口通過管道與鼓風(fēng)機(jī)連接，管道上設(shè)有閥門；所述第三級供風(fēng)系統(tǒng)包括周向設(shè)置在熱解及氣化立式高爐底部外壁的進(jìn)風(fēng)管，所述進(jìn)風(fēng)管插入高爐外壁向高爐內(nèi)延伸，且進(jìn)風(fēng)管的插入方向偏離高爐中心，每個進(jìn)風(fēng)管內(nèi)設(shè)有能夠沿進(jìn)風(fēng)管伸入到高爐內(nèi)通渣防堵器；所述進(jìn)風(fēng)管通過進(jìn)氣管與鼓風(fēng)機(jī)管道連接；
3、一熱解及氣化高爐液態(tài)出渣系統(tǒng):包括一個設(shè)置在熱解及氣化立式高爐出料端的水淬池、連接在水淬池底端的渣水分離器、以及與渣水分離器出料端連接的磁選機(jī)。
[0007]本發(fā)明將城市垃圾或工業(yè)污泥熱解還原產(chǎn)生可燃?xì)怏w由煤氣引風(fēng)機(jī)引出！供應(yīng)工業(yè)鍋爐燃燒供熱或發(fā)電，通過焦炭輔助燃料和石灰石助溶劑使其高爐出渣為液態(tài)排渣，使之城市垃圾或工業(yè)污泥出渣體積最大的減量化和無害化。用這種先進(jìn)的產(chǎn)氣高爐代替現(xiàn)行的爐排爐落后的燃燒方式，以達(dá)到我國城市垃圾或工業(yè)污泥的全面技術(shù)升級，以真正達(dá)到資源化、無害化與減量化的目的。
[0008]在上述的一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機(jī)械化高爐，所述第三級供風(fēng)系統(tǒng)中，進(jìn)風(fēng)管的插入方向偏離高爐中心為45度，通渣防堵器包括一個電動推桿，該電動推桿一端設(shè)有活塞，另一端耐高溫頭插入進(jìn)風(fēng)管內(nèi)并能夠伸入到爐體內(nèi)部。
[0009]在上述的一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機(jī)械化高爐，所述第三級供風(fēng)系統(tǒng)中的進(jìn)氣管為一個環(huán)形，進(jìn)風(fēng)管的進(jìn)風(fēng)端與環(huán)形的進(jìn)氣管相通，所述第三級供風(fēng)系統(tǒng)還包括一個供富氧裝置，該供富氧裝置包括一個富氧進(jìn)氣端以及通過管道與富氧進(jìn)氣端連接的制氧裝置，所述管道上設(shè)有閥門。
[0010]在上述的一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機(jī)械化高爐，所述進(jìn)風(fēng)管為四個，其插入時相對與高爐的軸向為傾斜設(shè)置，相對與高爐的徑向偏離高爐的中心線為45度。
[0011]在上述的一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機(jī)械化高爐，所述環(huán)形進(jìn)氣管高于進(jìn)風(fēng)管的管口設(shè)置，所述進(jìn)風(fēng)管的管口分別通過垂直設(shè)置的過渡進(jìn)氣管與環(huán)形進(jìn)氣管連接。
[0012]因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):1、城市垃圾或工業(yè)污泥、輔助燃料焦炭(或無煙煤、半焦煤、產(chǎn)氣煤等)、助溶堿性原料石灰石等通過計量嚴(yán)格配比、均混，并通過斜橋提升機(jī)進(jìn)入爐頂過渡料倉(稱重倉)通過鐘形下料器均布于爐內(nèi)。2、立式垃圾焚燒爐將輔助燃料與城市垃圾或工業(yè)污泥所需燃燒風(fēng)量通過嚴(yán)格空氣系數(shù)，將所需燃燒風(fēng)量應(yīng)用多級配風(fēng)燃燒技術(shù)，富氧燃燒技術(shù)。按三級配風(fēng)從上到下，第一級在高溫還原區(qū)300°C -600°C左右，空氣過剩系數(shù)為0.95，形成較強(qiáng)的還原氣氛，主要目的是讓城市垃圾或工業(yè)污泥中的水蒸氣盡快蒸發(fā)掉，并同時形成高溫還原區(qū)。第二級配風(fēng)在立式爐中部，這時立式爐中的城市垃圾或工業(yè)污泥由于本身還具備1500-2000Kcal/kg熱值加之輔助燃料如焦炭發(fā)熱值一般在6000Kcal/kg，在此區(qū)間進(jìn)行強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)，由于此區(qū)間供風(fēng)量不足，空氣過剩系數(shù)一般控制在0.95-1.05之間，爐內(nèi)大量的可燃物如城市垃圾或工業(yè)污泥、輔助燃料在此間還原熱解產(chǎn)生大量的可燃?xì)怏w(CO、H2、CH4、HCl)并上升至預(yù)熱帶。
[0013]相比，高爐煉鐵產(chǎn)生的高爐煤氣發(fā)熱值要大些，與煤氣發(fā)生爐產(chǎn)氣品質(zhì)相當(dāng)，且沒有那么多的煤焦油產(chǎn)生，即便是有少量的煤焦油產(chǎn)生后進(jìn)入下一階段高溫區(qū)也被氣化掉。爐內(nèi)被溶融大量物質(zhì)、體積迅速縮小，比重增加，逐漸下沉進(jìn)入最后的焚燒溶融液化區(qū)。
[0014]此區(qū)也是本立式焚燒爐的可燃物與不可燃物的液態(tài)區(qū)，在此區(qū)要用多噴頭切向噴入富氧空氣，富氧比例甚至可達(dá)到30% (體積分?jǐn)?shù))在激烈的富氧空氣旋轉(zhuǎn)擾動下，形成1700 °C -1800 °C的高溫區(qū)，大量的爐內(nèi)物質(zhì)液化沉淀在溶池內(nèi)。3、高溫溶池的結(jié)構(gòu)與出渣形式:依據(jù)傳統(tǒng)工業(yè)中的煉鐵高爐鐵水(液態(tài))出爐，冶煉粗銅的鼓風(fēng)爐、粗銅反射爐、煉鋁爐、煉鉛爐及鉛反射爐等各類爐型的液態(tài)出渣結(jié)構(gòu)以及燃煤旋風(fēng)爐的液態(tài)出渣結(jié)構(gòu)。設(shè)計出完全不同形式高溫富氧旋轉(zhuǎn)氣渣流，并通過中心渣流管式液態(tài)出渣結(jié)構(gòu)，徹底避免了液態(tài)渣析鐵現(xiàn)象，以達(dá)到保護(hù)爐體，延長爐體壽命的目的。同時也可降低溶融區(qū)的出渣溫度。強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)渣流傳導(dǎo)作用也能達(dá)到減少輔助燃料用量的目的。
[0015]總結(jié)上述各類爐型的出渣方式并綜合上述各類爐型的各自優(yōu)點(diǎn)與不足的地方，結(jié)合我國國情設(shè)計出金屬與非金屬分類磁選裝置，并經(jīng)?；渌悖瑢⒊鞘欣蚬I(yè)污泥轉(zhuǎn)變?yōu)椴Ａ顖杂差w粒。這種無毒無味的顆粒狀物體可以有效的將重金屬固化在這種物體內(nèi)，為道路墊層或道路磚等建材行業(yè)提供非常有用的骨料。
[0016]同時，在高達(dá)1800°C高溫還原氣氛的環(huán)境下，所有有毒有害物質(zhì)，包括:二惡英(P⑶Ds)、H2S、Cr、Cd、Hg等重金屬全部在此分解、固化轉(zhuǎn)變?yōu)樾滦蜔o毒物質(zhì)。而爐頂產(chǎn)生的可燃?xì)怏w進(jìn)入工業(yè)鍋爐或工業(yè)窯爐進(jìn)行高溫燃燒而提供了新的供熱能源。為此，使城市垃圾與工業(yè)污泥等污染物真正實現(xiàn)了零排放。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明中城市垃圾或工業(yè)污泥密封上帶與密封稱重鋼倉以及卸料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明中熱解、氣化立式高爐微正壓或零壓三級供風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明中熱解、氣化立式高爐液態(tài)出渣爐體結(jié)構(gòu)與出渣形式結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為本發(fā)明中溶渣池富氧旋轉(zhuǎn)燃燒出渣立面示意圖示意圖。
[0021]圖5為圖4中A-A線剖視結(jié)