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CN105018148A - 一种套筒式等离子气化反应炉及其工艺 - Google Patents

一种套筒式等离子气化反应炉及其工艺 Download PDF

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CN105018148A
CN105018148A CN201510471020.1A CN201510471020A CN105018148A CN 105018148 A CN105018148 A CN 105018148A CN 201510471020 A CN201510471020 A CN 201510471020A CN 105018148 A CN105018148 A CN 105018148A
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drying garbage
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李宏
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Abstract

本发明公开了一种套筒式等离子气化反应炉及其工艺,是通过垃圾上料装置进料,垃圾干燥筒干燥垃圾,热解气化反应室热解干燥后的垃圾,灰渣熔融室通过空气入口通入的空气配合等离子体炬加热对热解气化后的垃圾进行二次气化;套筒式等离子气化反应炉的气化工艺主要是利用等离子体炬作为外热源将生活垃圾热解气化后产生的灰渣熔融,并利用气化后产生的高温合成气的显热去干燥生活垃圾;干燥产生的水蒸汽可作为垃圾热解气化或灰渣熔融气化的高温气化剂,有效实现垃圾热能的综合利用,去除生活垃圾在热解气化过程中产生的有害物质。

Description

一种套筒式等离子气化反应炉及其工艺
技术领域
本发明涉及以城市生活垃圾为主的固态废弃物的气化制气技术,具体地说是一种可以防止二噁英产生和重金属二次污染的套筒式等离子气化反应炉及其工艺。
背景技术
伴随着全球经济的持续增长和城市化进程的加速,生活垃圾的产生已成为一个日益严重的环境问题。城市垃圾产量的不断增加及其造成的环境污染已成为各国所共同面临的问题,城市生活垃圾的无害化处理是促进经济和生态环境达到可持续发展的重要措施之一。
目前,城市生活垃圾无害化处理技术有堆肥技术、填埋技术、焚烧技术和气化技术等。填埋或堆肥都不能完全实现垃圾处理的无害化和减量化,且填埋仍需占用大量土地。由于焚烧处理可以实现城市垃圾热能回收、减容、减重、高温灭菌等目的,在环境保护和资源利用方面具有明显的优势,因而近几年在我国得到较快的发展。然而垃圾焚烧导致的二噁英及重金属等二次污染问题不容忽视,制约了垃圾焚烧技术的大规模应用。
气化技术是一种新型的垃圾处理技术,与常规的垃圾处理方法相比,气化处理技术具有能源回收利用率高、二次污染小、烟气量小、后处理设备简单。例如:公开号为CN104449854A,公开日为2015年3月25日的中国专利文献,公开了一种带水冷壁的一体式垃圾等离子体气化炉,气化炉炉膛分为上部的合成气重整区、中部的气化区和下部的废渣熔融区;合成气重整区内在同一水平面上均匀设有三支等离子体炬一;气化区的侧面与进料系统相连,侧面还设有进气口,底面设有用于承载垃圾的炉排;废渣熔融区的侧面中间设置有三个环绕的等离子体炬二。再例如:公开号为CN103254939A,公开日为2013年8月21日的中国专利文献,公开了一种等离子体垃圾生物质气化装置,涉及等离子体气化炉设备,包括等离子体气化炉和螺旋进料器,主要由下炉体、阴极、阳极、上炉体和顶盖构成,其中,下炉体的下部有料腔,阴极设置在下炉体内的上部,阴极的内腔与下炉体中的料腔相通,阴极的圆筒体上端呈喇叭口状,喇叭口的外沿有旋流槽,上炉体连接在下炉体的上端,阳极设置在上炉体内,阳极的轴向中心有通孔,阳极轴向中心的通孔构成压缩孔道,阳极的回转体结构壁体内有冷却水套,阳极下部的端头呈V形环面,阳极下部的V形环面伸入到阴极上端的喇叭口内并有间隙,顶盖设置在阳极和上炉体的上端面,在顶盖上有合成气输出接口。该种方案的气化炉都可使常规气化、合成气重整与废渣熔融在一个气化炉内完成,利用垃圾自身热值先进行常规气化。气化与等离子熔融处理技术的结合使得在对垃圾的有机成分加以利用的同时,可以对无机成分进行稳定化无害化处理和资源化利用,从而根本上解决了二噁英和重金属等二次污染问题,有着广阔的发展前景。
然而现阶段的等离子垃圾气化技术尚有许多不足之处。首先,用等离子体炬直接气化垃圾需要极大地功率,其耗电率可到其产电力的30%~40%,由于耗电过高导致运营成本大大增加,使其不具备商业运行的价值。其二,该方法气化垃圾,后续气体净化过程还需加二噁英处理装置,增加了先期的一次性投入,使其设备成本大幅提高。第三,使用等离子体炬直接气化垃圾,由于其温度场分布不均,使垃圾不能完全被高温处理,排出的废渣中会有大量的二噁英和其他有害物质,致使其废渣的处理又成为一道难题。
发明内容
本发明针对现有等离子气化技术存在的缺陷和不足,提供了一种套筒式等离子气化反应炉及其工艺,利用等离子体炬作为高品质外热源将生活垃圾热解气化后产生的灰渣熔融,并利用气化后产生的高温合成气的显热去干燥生活垃圾;干燥产生的水蒸汽可作为垃圾热解气化或灰渣熔融气化的高温气化剂,有效的实现了垃圾热能的综合利用,去除了生活垃圾在热解气化过程中可能产生的所有有害物质,降低了垃圾等离子气化的一次性投入成本及运营成本,并使合成气更加纯净。
本发明的技术方案如下:
一种套筒式等离子气化反应炉,其特征在于:包括垃圾上料装置、垃圾干燥筒、热解气化反应室、灰渣熔融室,垃圾干燥筒是横置于热解气化反应室内部上方的圆柱形状耐高温的不锈钢圆筒,垃圾干燥筒的左侧端部位于热解气化反应室炉体的外部,垃圾干燥筒的左边端部与垃圾上料装置的底部连接,垃圾干燥筒底部右侧开设有垃圾排出口;所述热解气化反应室在纵向上分为上部的半圆拱形结构、中部的安装垃圾干燥筒的结构和下部的热解燃烧室,热解燃烧室的底部设置有炉排,炉排采用带式链条炉排供给干燥后的垃圾,热解气化反应室的左侧底部与灰渣熔融室连通;灰渣熔融室为圆筒状,在灰渣熔融室上均匀布置有处于同一水平面的多个等离子体炬安装口,等离子体炬安装口均安装有等离子体炬,等离子体炬安装口的中心线与灰渣熔融室的垂直中心线之间的夹角为γ角,γ角为50-70°,等离子体炬安装口的中心线与灰渣熔融室的水平中心线的夹角为δ角,δ角为30-50°;灰渣熔融室上均匀布置有处于另同一水平面的多个空气入口,空气入口的中心线与灰渣熔融室的垂直中心线之间的夹角为ε角,ε角为50-70°,空气入口的中心线与灰渣熔融室的水平中心线平行;所述空气入口高于等离子体炬安装口。
所述垃圾干燥筒的右侧端部的上端安装有水蒸汽排出管,在垃圾干燥筒轴线下方处开设螺旋给料器轴孔。
所述垃圾干燥筒内采用螺旋给料器输送垃圾,螺旋给料器整体偏心布置于垃圾干燥筒内,螺旋给料器的中心轴的两端采用轴封和滑动轴承固定于垃圾干燥筒的两个端面上,右端的轴头加密封盖密封,左端位于垃圾干燥筒外部的轴头与电机连接,由变频器根据需要控制螺旋给料器的转速。螺旋给料器采用耐高温的不锈钢制成。
所述垃圾上料装置包括垃圾料仓、料斗和防火门,料斗设在垃圾干燥筒外壁的上端,料斗的进料口为矩形,防火门设置于垃圾料仓和料斗的连接处。所述料斗的两侧垂直于垃圾干燥筒的轴线,另两侧向内收缩一定的角度,可以使垃圾靠自身重力滑向螺旋给料器。所述垃圾料仓置于料斗的上部,为圆筒形。给料时,垃圾通过给料器落入到垃圾料斗内的垃圾推入到垃圾干燥筒内,并通过防火门与垃圾料仓隔离。防火门在给料器收回时保持关闭状态,关闭防火门可使垃圾干燥筒与外界隔开。
所述热解气化反应室包括外壳、保温层和内壁,外壳为碳钢钢板制成,保温层位于外壳和内壁之间,内壁为耐火砖。
所述半圆拱形结构顶部的一侧设有垂直的热烟气排出口,内壁耐火砖和保温层可以以减少热量的损失。顶部设计成拱形可保证热烟气汇集到顶部并顺利从烟气排出管排出。
所述灰渣熔融室从内至外依次包括整体浇注的耐高温刚玉衬里、整体浇筑的耐火砖、保温层、壳体,所述壳体可采用钢材质。灰渣熔融室的壳体上部与热解气化反应室的底部壳体焊接连接。
所述灰渣熔融室的底部为锥状结构,以方便收集垃圾熔渣,锥状结构的锥角为ε,ε为130-150°。
所述灰渣熔融室的锥状结构的底部开有一排渣口,排渣口为一窄长的喉部通道,喉部通道为一锥形管,锥形管的锥角α为6-10°。所述排渣口包括内壁和外壁,内壁为耐火刚玉衬里,外壁为耐火衬里和钢板。
所述排渣口的锥形管上端管口处安装有排液盖,排液盖用耐高温的高玉整体制作;所述排液盖上对称设置有若干个孔径为10-20mm的排液孔。
本发明的气化工艺过程为:
1、未经分拣的垃圾装入到垃圾上料装置的料仓中,经料仓下落至螺旋给料器,通过螺旋给料器将落入到料斗的垃圾缓慢推入到垃圾干燥筒内,并通过防火门与垃圾干燥筒隔离;
2、在垃圾干燥筒内干燥后的垃圾被螺旋给料器推送到垃圾排出口,下落到热解气化反应室的炉排上,参与热解、气化、燃烧,并产生水蒸汽、富含H2和CO的热解烟气、热解气化后产生的固体残渣和未完全反应的生活垃圾,水蒸汽通过垃圾干燥筒右端的水蒸汽排出管排出炉外;
3、固体残渣和未完全反应的生活垃圾经链条式炉排输送到灰渣熔融室;在灰渣熔融室内,固体残渣和未完全反应的生活垃圾在等离子体炬提供的高温热源下进一步发生热解气化反应;热解气化反应后,燃尽剩余的残渣经等离子体炬提供的高温进行熔融,并利用高温将灰渣熔融室内的炉渣中未反应的有机物及有害物质再次气化,并除掉炉渣中的二噁英和呋喃,最后成为熔融状态的无机物和金属通过排渣口排出等离子气化反应炉。
上述过程中,在垃圾干燥筒内,干燥垃圾的热量来自于热解气化反应室和灰渣熔融室内垃圾热解、气化、燃烧产生的高温烟气的热量。
上述过程中,垃圾干燥筒的底部外侧接受热解气化反应室的高温烟气的热量,高温烟气的热量经垃圾干燥筒的筒壁传入垃圾干燥筒内供干燥垃圾使用;垃圾干燥产生的水蒸汽通过垃圾干燥筒右端的水蒸汽排出管排出炉外;排出的水蒸汽可通入到热解气化反应室或灰渣熔融室作为高温蒸汽供垃圾热解气化用。
上述过程中,在灰渣熔融室内,热解气化未反应的固体残渣的燃尽所需要的空气通过空气入口补充。
上述过程中,在灰渣熔融室内的二次气化及燃尽产生的合成气与热解气化反应室产生的合成气向上经垃圾干燥筒换热降温后由顶部拱形炉膛汇集,通过烟气排出管排出进入到后续的合成气利用系统。
本发明的有益效果是:
(1)本发明采用侧部进料、上部排气、底部排渣结构使垃圾气化过程中的有毒有害气体在去除掉、热解气化后产生的灰渣经气化熔融室被等离子炬产生的高温熔融变成无害的玻璃态熔渣,彻底的解决了垃圾焚烧处理过程中有害气体排放与灰渣需再处理的问题。
(2)本发明利用经等离子炬气化反应后的高温合成气的显热在干燥套筒内对垃圾进行干燥、预热;同时加热干燥产生的水蒸汽可以到进入热解气化室或灰渣熔融室参与垃圾的热解气化,实现高温水蒸汽气化,提高了等离子反应炉的热效率。
(3)本发明利用垃圾自身的热值进行缺氧燃烧热解气化,之后对其产生的炉渣进行等离子高温处理,这样避免了等离子高温直接对垃圾进行热解气化,大大降低了耗电功率。
附图说明
图1为本发明的纵向剖面结构示意图;
图2为图1中的A-A截面剖视示意图;
图3为图1中的B-B截面剖视示意图;
图4为图1中的I局部放大意图;
图5为图1中的C-C截面剖视示意图。
其中,附图标记为:1垃圾上料装置,1-1料斗,1-2垃圾料仓,1-3防火门,2垃圾干燥筒,2-1螺旋给料器,2-2垃圾排出口,2-3滑动轴承,2-4螺旋给料器的中心轴,2-5电机,2-6水蒸汽排出管,3热解气化反应室,3-1内壁,3-2保温层,3-3外壳,3-4烟气排出管,3-5炉排,4灰渣熔融室,4-1耐高温刚玉衬里,4-2耐火砖,4-3保温层,4-4钢壳体,4-5等离子体炬安装口,4-6空气入口,5排渣口,5-1耐火刚玉衬里,5-2耐火衬里,5-3钢板,5-4排液盖,5-5排液孔。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述:
如图1-4所示,一种套筒式等离子气化反应炉,包括垃圾上料装置1、垃圾干燥筒2、垃圾热解气化反应室3、灰渣熔融室4。
垃圾干燥筒2是横置于热解气化反应室3内部上方的圆柱形状耐高温的不锈钢圆筒,垃圾干燥筒2的左侧端部位于热解气化反应室3炉体的外部,垃圾干燥筒2的左边端部与垃圾上料装置1的料斗1-1底部连接,垃圾干燥筒2底部右侧开设有垃圾排出口2-2;所述热解气化反应室3在纵向上分为上部的半圆拱形结构、中部的安装垃圾干燥筒2的结构和下部的热解燃烧室,热解燃烧室的底部设置有炉排3-5,炉排3-5采用带式链条炉排供给干燥后的垃圾,热解气化反应室3的左侧底部与灰渣熔融室4连通;灰渣熔融室4为圆筒状,在灰渣熔融室4上均匀布置有处于同一水平面的多个等离子体炬安装口4-5,等离子体炬安装口4-5均安装有等离子体炬,等离子体炬安装口4-5的中心线与灰渣熔融室4的垂直中心线之间的夹角为γ角,γ角为50-70°,等离子体炬安装口4-5的中心线与灰渣熔融室4的水平中心线的夹角为δ角,δ角为30-50°;灰渣熔融室4上均匀布置有处于另同一水平面的多个空气入口4-6,空气入口4-6的中心线与灰渣熔融室4的垂直中心线之间的夹角为ε角,ε角为50-70°,空气入口4-6的中心线与灰渣熔融室4的水平中心线平行;所述空气入口4-6高于等离子体炬安装口4-5。
所述等离子体炬安装口4-5的个数可以是两个,也可以是三个,也可以是四个,或者更多个,根据具体情况设置。
所述空气入口4-6的个数可以是四个,或者六个,或者八个,或者十个,或者更多个,根据具体情况设置。
所述垃圾干燥筒2的右侧端部的上端安装有水蒸汽排出管2-6,在垃圾干燥筒2轴线下方处开设螺旋给料器2-1轴孔。
所述垃圾干燥筒2内采用螺旋给料器2-1输送垃圾,螺旋给料器2-1整体偏心布置于垃圾干燥筒2内,螺旋给料器2-1的中心轴2-4的两端采用轴封和滑动轴承2-3固定于垃圾干燥筒2的两个端面上,右端的轴头加密封盖密封,左端位于垃圾干燥筒2外部的轴头与电机2-5连接,由变频器根据需要控制螺旋给料器2-1的转速。螺旋给料器2-1采用耐高温的不锈钢制成。
所述垃圾上料装置1包括垃圾料仓1-2、料斗1-1和防火门1-3,料斗1-1设在垃圾干燥筒2外壁的上端,料斗1-1的进料口为矩形,防火门1-3设置于垃圾料仓1-2和料斗1-1的连接处。所述料斗1-1的两侧垂直于垃圾干燥筒2的轴线,另两侧向内收缩一定的角度,可以使垃圾靠自身重力滑向螺旋给料器2-1。所述垃圾料仓1-2置于料斗1-1的上部,为圆筒形。给料时,垃圾通过给料器落入到垃圾料斗1-1内的垃圾推入到垃圾干燥筒2内,并通过防火门1-3与垃圾料仓1-2隔离。防火门1-3在给料器收回时保持关闭状态,关闭防火门1-3可使垃圾干燥筒2与外界隔开。
所述热解气化反应室3包括外壳3-3、保温层3-2和内壁3-1,外壳3-3为碳钢钢板制成,保温层3-2位于外壳3-3和内壁3-1之间,内壁3-1为耐火砖。
所述半圆拱形结构的一侧垂直于顶面开设有热烟气排出口,内壁耐火砖和保温层可以以减少热量的损失。顶部设计成拱形可保证热烟气汇集到顶部并顺利从烟气排出管3-4排出。
所述灰渣熔融室4从内至外依次包括整体浇注的耐高温刚玉衬里4-1、整体浇筑的耐火砖4-2、保温层4-3、壳体4-4,所述壳体可采用钢材质。灰渣熔融室4的壳体4-4上部与热解气化反应室3的底部外壳3-3焊接连接。
所述灰渣熔融室4的底部为锥状结构,以方便收集垃圾熔渣,锥状结构的锥角为ε,ε为130-150°。
所述灰渣熔融室4的锥状结构的底部开有一排渣口5,排渣口5为一窄长的喉部通道,喉部通道为一锥形管,锥形管的锥角α为6-10°。所述排渣口5包括内壁和外壁,内壁为耐火刚玉衬里5-1,外壁为耐火衬里5-2和钢板5-3。
如图5所示,所述排渣口5的锥形管上端管口处安装有排液盖5-4,排液盖5-4用耐高温的高玉整体制作;所述排液盖5-4上对称设置有若干个孔径为10-20mm的排液孔5-5。
本发明的气化工艺过程为:
1、未经分拣的垃圾装入到垃圾上料装置1的料仓中,经料仓下落至螺旋给料器2-1,通过螺旋给料器2-1将落入到料斗1-1的垃圾缓慢推入到垃圾干燥筒2内,并通过防火门1-3与垃圾干燥筒2隔离;
2、在垃圾干燥筒2内干燥后的垃圾被螺旋给料器2-1推送到垃圾排出口2-2,下落到热解气化反应室3的炉排3-5上,参与热解、气化、燃烧,并产生水蒸汽、富含H2和CO的热解烟气、热解气化后产生的固体残渣和未完全反应的生活垃圾,水蒸汽通过垃圾干燥筒2右端的水蒸汽排出管2-6排出炉外;
3、固体残渣和未完全反应的生活垃圾经链条式炉排3-5输送到灰渣熔融室4;在灰渣熔融室4内,固体残渣和未完全反应的生活垃圾在等离子体炬提供的高温热源下进一步发生热解气化反应;热解气化反应后,燃尽剩余的残渣经等离子体炬提供的高温进行熔融,并利用高温将灰渣熔融室4内的炉渣中未反应的有机物及有害物质再次气化,并除掉炉渣中的二噁英和呋喃,最后成为熔融状态的无机物和金属通过排渣口5排出等离子气化反应炉。
上述过程中,在垃圾干燥筒2内,干燥垃圾的热量来自于热解气化反应室3和灰渣熔融室4内垃圾热解、气化、燃烧产生的高温烟气的热量。
上述过程中,垃圾干燥筒2的底部外侧接受热解气化反应室3的高温烟气的热量,高温烟气的热量经垃圾干燥筒2的筒壁传入垃圾干燥筒2内供干燥垃圾使用;垃圾干燥产生的水蒸汽通过垃圾干燥筒2右端的水蒸汽排出管2-6排出炉外;排出的水蒸汽可通入到热解气化反应室3或灰渣熔融室4作为高温蒸汽供垃圾热解气化用。
上述过程中,在灰渣熔融室4内,热解气化未反应的固体残渣的燃尽所需要的空气通过空气入口4-6补充。
上述过程中,在灰渣熔融室4内的二次气化及燃尽产生的合成气与热解气化反应室3产生的合成气向上经垃圾干燥筒2换热降温后由顶部拱形炉膛汇集,通过烟气排出管3-4排出进入到后续的合成气利用系统。

Claims (13)

1.一种套筒式等离子气化反应炉,其特征在于:包括垃圾上料装置(1)、垃圾干燥筒(2)、热解气化反应室(3)、灰渣熔融室(4),垃圾干燥筒(2)是横置于热解气化反应室(3)内部上方的圆柱形状耐高温的圆筒,垃圾干燥筒(2)的左侧端部位于热解气化反应室(3)炉体的外部,垃圾干燥筒(2)的左边端部与垃圾上料装置(1)的底部连接,垃圾干燥筒(2)底部右侧开设有垃圾排出口(2-2);所述热解气化反应室(3)在纵向上分为上部的半圆拱形结构、中部的安装垃圾干燥筒(2)的结构和下部的热解燃烧室,热解燃烧室的底部设置有带式链条炉排(3-5),热解气化反应室(3)的左侧底部与灰渣熔融室(4)连通;灰渣熔融室(4)为圆筒状,在灰渣熔融室(4)上均匀布置有处于同一水平面的多个等离子体炬安装口(4-5),等离子体炬安装口(4-5)均安装有等离子体炬,等离子体炬安装口(4-5)的中心线与灰渣熔融室(4)的垂直中心线之间的夹角为γ角,γ角为50-70°,等离子体炬安装口(4-5)的中心线与灰渣熔融室(4)的水平中心线的夹角为δ角,δ角为30-50°;灰渣熔融室(4)上均匀布置有处于另同一水平面的多个空气入口(4-6),空气入口(4-6)的中心线与灰渣熔融室(4)的垂直中心线之间的夹角为ε角,ε角为50-70°,空气入口(4-6)的中心线与灰渣熔融室(4)的水平中心线平行;所述空气入口(4-6)高于等离子体炬安装口(4-5)。
2.根据权利要求1所述的一种套筒式等离子气化反应炉,其特征在于:所述垃圾干燥筒(2)的右侧端部的上端安装有水蒸汽排出管(2-6),在垃圾干燥筒(2)轴线下方处开设螺旋给料器(2-1)轴孔。
3.根据权利要求1所述的一种套筒式等离子气化反应炉,其特征在于:所述垃圾干燥筒(2)内采用螺旋给料器(2-1)输送垃圾,螺旋给料器(2-1)整体偏心布置于垃圾干燥筒(2)内,螺旋给料器(2-1)的中心轴(2-4)的两端采用轴封和滑动轴承(2-3)固定于垃圾干燥筒(2)的两个端面上,右端的轴头加密封盖密封,左端位于垃圾干燥筒(2)外部的轴头与电机(2-5)连接,由变频器根据需要控制螺旋给料器(2-1)的转速。
4.根据权利要求1所述的一种套筒式等离子气化反应炉,其特征在于:所述垃圾上料装置(1)包括垃圾料仓(1-2)、料斗(1-1)和防火门(1-3),料斗(1-1)设在垃圾干燥筒(2)外壁的上端,料斗(1-1)的进料口为矩形,防火门(1-3)设置于垃圾料仓(1-2)和料斗(1-1)的连接处;所述料斗(1-1)的两侧垂直于垃圾干燥筒(2)的轴线,另两侧向内收缩一定角度;所述垃圾料仓(1-2)置于料斗(1-1)的上部,为圆筒形。
5.根据权利要求1所述的一种套筒式等离子气化反应炉,其特征在于:所述热解气化反应室(3)包括外壳(3-3)、保温层和内壁,外壳(3-3)为碳钢钢板制成,保温层位于外壳(3-3)和内壁之间,内壁为耐火砖;所述半圆拱形结构顶部的一侧设有垂直的热烟气排出口。
6.根据权利要求1所述的一种套筒式等离子气化反应炉,其特征在于:所述灰渣熔融室(4)从内至外依次包括整体浇注的耐高温刚玉衬里(4-1)、整体浇筑的耐火砖(4-2)、保温层(4-3)、壳体(4-4);灰渣熔融室(4)的壳体(4-4)上部与热解气化反应室(3)的底部外壳(3-3)壳体焊接连接。
7.根据权利要求1所述的一种套筒式等离子气化反应炉,其特征在于:所述灰渣熔融室(4)的底部为锥状结构,锥状结构的锥角为ε,ε为130-150°;锥状结构的底部设有排渣口(5),排渣口(5)为一锥形管,锥形管的锥角α为6-10°;所述排渣口(5)包括内壁和外壁,内壁为耐火刚玉衬里(5-1),外壁为耐火衬里(5-2)和钢板(5-3)。
8.根据权利要求7所述的一种套筒式等离子气化反应炉,其特征在于:所述锥形管上端管口处安装有排液盖(5-4),排液盖(5-4)用耐高温的高玉整体制作;所述排液盖(5-4)上对称设置有若干个孔径为10-20mm的排液孔(5-5)。
9.根据权利要求1所述的一种套筒式等离子气化反应炉的工艺,其特征在于具体过程为:
首先,未经分拣的垃圾装入到垃圾上料装置(1)的料仓中,经料仓下落至螺旋给料器(2-1),通过螺旋给料器(2-1)将落入到料斗(1-1)的垃圾缓慢推入到垃圾干燥筒(2)内,并通过防火门(1-3)与垃圾干燥筒(2)隔离;
然后,在垃圾干燥筒(2)内干燥后的垃圾被螺旋给料器(2-1)推送到垃圾排出口(2-2),下落到热解气化反应室(3)的炉排(3-5)上,参与热解、气化、燃烧,并产生水蒸汽、富含H2和CO的热解烟气、热解气化后产生的固体残渣和未完全反应的生活垃圾,水蒸汽通过垃圾干燥筒(2)右端的水蒸汽排出管(2-6)排出炉外;
最后,固体残渣和未完全反应的生活垃圾经链条式炉排(3-5)输送到灰渣熔融室(4);在灰渣熔融室(4)内,固体残渣和未完全反应的生活垃圾在等离子体炬提供的高温热源下进一步发生热解气化反应;热解气化反应后,燃尽剩余的残渣经等离子体炬提供的高温进行熔融,并利用高温将灰渣熔融室(4)内的炉渣中未反应的有机物及有害物质再次气化,并除掉炉渣中的二噁英和呋喃,最后成为熔融状态的无机物和金属通过排渣口(5)排出等离子气化反应炉。
10.根据权利要求9所述的一种套筒式等离子气化反应炉的工艺,其特征在于:上述过程中,在垃圾干燥筒(2)内,干燥垃圾的热量来自于热解气化反应室(3)和灰渣熔融室(4)内垃圾热解、气化、燃烧产生的高温烟气的热量。
11.根据权利要求9所述的一种套筒式等离子气化反应炉的工艺,其特征在于:上述过程中,垃圾干燥筒(2)的底部外侧接受热解气化反应室(3)的高温烟气的热量,高温烟气的热量经垃圾干燥筒(2)的筒壁传入垃圾干燥筒(2)内供干燥垃圾使用;垃圾干燥产生的水蒸汽通过垃圾干燥筒(2)右端的水蒸汽排出管(2-6)排出炉外;排出的水蒸汽可通入到热解气化反应室(3)或灰渣熔融室(4)作为高温蒸汽供垃圾热解气化用。
12.根据权利要求9所述的一种套筒式等离子气化反应炉的工艺,其特征在于:上述过程中,在灰渣熔融室(4)内,热解气化未反应的固体残渣的燃尽所需要的空气通过空气入口(4-6)补充。
13.根据权利要求9所述的一种套筒式等离子气化反应炉的工艺,其特征在于:上述过程中,在灰渣熔融室(4)内的二次气化及燃尽产生的合成气与热解气化反应室(3)产生的合成气向上经垃圾干燥筒(2)换热降温后由顶部拱形炉膛汇集,通过烟气排出管(3-4)排出进入到后续的合成气利用系统。
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