專利名稱：流化床等離子氣化垃圾裝備及其氣化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生活垃圾等離子氣化發(fā)電技術(shù)，尤其涉及一種等離子垃圾氣化裝備及其氣化工藝。
背景技術(shù)：
我國(guó)生活垃圾處理方式主要是填埋和焚燒。填埋不僅侵占大量土地，還污染地下水，是不得已而為之的選擇。盡管如此，對(duì)于土地資源緊張的地區(qū)已沒有多少場(chǎng)地可供填埋使用。焚燒法雖然減容比高，并能回收能量，但卻因二噁英等污染問題遭到公眾強(qiáng)烈反對(duì)生活垃圾等廢棄物在燃燒溫度低于300 550°C時(shí)易產(chǎn)生二噁英；對(duì)于含氯塑料的焚燒過程中，焚燒溫度低于800°C極易生成二噁英，二噁英毒性巨大，是氰化物的130倍，砒霜的900倍，有“世紀(jì)之毒”之稱，尤其其具有分子鏈穩(wěn)定的特點(diǎn)，在低于800°C時(shí)易重新聚合。鑒于此，現(xiàn)急需發(fā)展新一代的綠色環(huán)保、節(jié)能降耗的替代焚燒技術(shù)。等離子體是物質(zhì)第四態(tài)，具有許多異于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，如溫度和能量密度都很高、可導(dǎo)電和發(fā)光、化學(xué)性質(zhì)活潑并能加強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)等，環(huán)保性能優(yōu)良。等離子體廢物處理技術(shù)始于1970年代初期，最初主要用于低放射性廢物、化學(xué)武器和常規(guī)武器銷毀，于1990年代進(jìn)入民用。由于等離子體設(shè)備技術(shù)含量高，投資巨大，運(yùn)行成本高，多用于銷毀多氯聯(lián)苯(PCBs)、POPs、廢農(nóng)藥、焚燒飛灰和醫(yī)療廢物等危險(xiǎn)廢物。近十年來，隨著技術(shù)的發(fā)展，成本逐漸得到控制，且政府對(duì)垃圾處理問題的重視和公眾環(huán)保意識(shí)的提高，等離子體處理生活垃圾的技術(shù)也逐漸成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。目前全球從事等離子體廢物處理技術(shù)研究的單位有二十余家，技術(shù)還處于商業(yè)化的門檻階段，多數(shù)未達(dá)到實(shí)用化階段?，F(xiàn)階段所使用的技術(shù)都是采用等離子體炬對(duì)垃圾進(jìn)行直接的高溫氣化，通過電弧放電產(chǎn)生高達(dá)7000°C的等離子體，將垃圾加熱至很高的溫度，從而迅速有效地摧毀廢物?？扇嫉挠袡C(jī)成分充分裂解氣化，轉(zhuǎn)化成可燃性氣體，可以用于發(fā)電或作為可燃?xì)?，一般稱為“合成氣”(主要成分是C(HH2)。不可燃的無機(jī)成分經(jīng)等離子體高溫處理后成為無害的渣體。但現(xiàn)階段的等離子垃圾氣化技術(shù)尚有許多不足之處首先，用等離子體炬直接氣化垃圾需要極大地功率，其耗電率可達(dá)其產(chǎn)電能力的30% 45%，由于耗電過高導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)成本大大增加,從而使其不具備商業(yè)運(yùn)行的價(jià)值。其二，現(xiàn)有的等離子體炬氣化垃圾技術(shù)，并不能很好地解決二噁英的問題，如果僅僅使用等離子體炬配合后續(xù)的吸附塔以及布袋式除塵器，無法使二噁英含量真正低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。第三，使用等離子體炬直接氣化垃圾，由于其溫度場(chǎng)分布不均，使垃圾不能完全被高溫處理，排出的廢渣中會(huì)有大量的二噁英和其他有害物質(zhì)，致使其廢渣的處理又成為一道難題。另一方面，現(xiàn)有的氣化爐多采用固定床，其氣化效率低，通常只能達(dá)到50-60%，吞吐量小，通常只有O. 5T/h，最大不超過3. 6T/h。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問題，本發(fā)明旨在公開一種流化床等離子氣化垃圾裝備及其氣化工藝，具有綠色環(huán)保、節(jié)能降耗的特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種流化床氣化垃圾裝備，包括上料系統(tǒng)，氣化爐，回料系統(tǒng)，排渣系統(tǒng)，旋風(fēng)分離器，冷卻塔，吸附塔，布袋式除塵裝置，除硫裝置，水環(huán)壓縮機(jī)，汽水分離器，儲(chǔ)氣分氣缸，以 及裝備控制系統(tǒng)，其特征在于還包括急冷系統(tǒng)，其位于旋風(fēng)分離器和冷卻塔之間，包括急冷式余熱鍋爐和急冷塔；所述急冷式余熱鍋爐內(nèi)部設(shè)有列管式換熱器，頂部設(shè)有流態(tài)化石英砂噴射裝置；所述急冷塔內(nèi)部設(shè)有I個(gè)以上用于噴出石灰水水霧的噴頭；所述氣化爐為等離子氣化流化床，包括流化床氣化爐、流化床頂部的等離子體炬；所述流化床氣化爐包括爐墻和布風(fēng)板；所述爐墻由三層結(jié)構(gòu)組成，里層為剛玉澆注料層，中間層為輕質(zhì)保溫澆注料，外層為硅酸鋁纖維板保溫層；爐膛溫度為600-900°C，爐墻外表面溫度為40-60°C ；所述流化床頂部的等離子體炬安裝于流化床頂部排煙口處，所述等離子體矩焰心溫度達(dá)到3000°C以上；所述排渣系統(tǒng)尾部設(shè)有灰渣等離子處理倉(cāng)，所述灰渣等離子處理倉(cāng)安裝于振動(dòng)篩尾部，其等離子體矩焰心溫度達(dá)到300(TC以上；所述吸附塔為活性炭裝置，用以噴射出活性炭粉末。進(jìn)一步的，所述流化床氣化爐的爐墻里層為鉻剛玉澆注料層。本發(fā)明進(jìn)而公開了所述流化床氣化垃圾裝置的氣化工藝，包括如下步驟(a)混合氣體生成首先流化床爐內(nèi)床料進(jìn)行預(yù)熱，使用油槍直接加溫床料，當(dāng)床料加溫至600_900°C時(shí)，開始送風(fēng)，送風(fēng)溫度高于300°C，將床料吹起，布風(fēng)板外圍風(fēng)壓大，中心風(fēng)壓小，使床料在流化床內(nèi)部形成內(nèi)循環(huán)，之后開始送入原料進(jìn)行氣化；生活垃圾經(jīng)預(yù)處理作為原料由自動(dòng)上料系統(tǒng)送入爐內(nèi)氣化，進(jìn)入爐內(nèi)后與床料一起進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，并由床料加溫至600-800°C，氣化過程為缺氧燃燒，供氣量為完全燃燒的28-30%,反應(yīng)過程中釋放出大量的混合氣，包括CO、H2, CH4, C2H6, CnHm, N2, CO2,與此同時(shí)在爐內(nèi)形成的內(nèi)循環(huán)的頂部送入一定量的蒸汽，使煙氣中未反應(yīng)完全的C與蒸汽再次發(fā)生還原反應(yīng)，生成CO和氏；所產(chǎn)生的混合氣體由流化床頂部的排煙口流出，在此經(jīng)等離子體炬加溫至1000°C以上，在這個(gè)過程中煙氣中所含的焦油重組為CO和H2，并部分消滅隨煙氣飛出的灰渣表面的二噁英，之后混合氣體沿切向進(jìn)入旋風(fēng)分離器；在此過程中，所發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)如下C+02 — C02+393. 8MJ/kmol2C+02 — 2C0+231. 4MJ/kmolC+H20 — C0+H2-131. 5MJ/kmol
C+2H20 — C02+2H2-90. OMJ/kmolC+C02 — 2C0-162. 4MJ/kmolC+2H2 — CH4+ 74. 9MJ/kmolC0+H20 — C02+H2+41. OMJ/kmol焦油分解的化學(xué)式如下C10H8+1OH2O = 10C0+14H2C10H8+20H20 = 10C02+24H2C10H8+1OH2O = 2C0+4C02+6H2+4CH4(b)排渣與返料在混合氣體產(chǎn)生的過程中，在流化床氣化爐內(nèi)部循環(huán)反應(yīng)完全的灰渣會(huì)由四周的排渣口排出，進(jìn)入冷渣器，由冷渣器內(nèi)的絞龍將其送出并降溫至200°C以下，之后進(jìn)入振動(dòng)篩，灰渣直徑大于3mm的留在振動(dòng)篩頂部，由輸送機(jī)送至灰渣等離子處理倉(cāng)，經(jīng)等離子體炬的高溫處理，部分消滅表面吸附的二噁英之后，送至灰場(chǎng)；灰渣直徑小于3_的落至振動(dòng)篩底部由輸送機(jī)送至返料提升機(jī)，再由提升機(jī)送入返料器，當(dāng)返料器中的灰渣積累到一定數(shù)量時(shí)，閥門開啟，將灰渣重新送入爐內(nèi)，進(jìn)行進(jìn)一步的反應(yīng)；(C)燃?xì)獾膬艋c過濾所述自切向進(jìn)入旋風(fēng)分離器的混合氣體，其中的大顆粒粉塵被離心力分離出來在旋風(fēng)分離器底部積累，隨之混合氣體由旋風(fēng)分離器頂部排出進(jìn)入急冷式余熱鍋爐，進(jìn)行急冷和換熱，使混合氣體在O. 4s內(nèi)由800°C降至250°C，并置換出3T/h的蒸汽(溫度為190°C )，之后混合氣體進(jìn)入急冷塔，急冷塔中噴出石灰水水霧，使混合氣體在0.2s內(nèi)由250°C降至180°C ;在些過程中混合氣體在O. 6s內(nèi)自800°C降至180°C，完全避過二噁英的重新聚合區(qū)間(200-500°C )，同時(shí)用石灰水進(jìn)行除硫除氯；從急冷塔流出的混合氣體進(jìn)入冷卻塔，使溫度降至常溫，之后進(jìn)入吸附塔，由噴射出的活性炭粉末吸附混合氣體中的殘留二噁英及粉塵；進(jìn)而進(jìn)入布袋除塵器，對(duì)氣體中的二噁英及粉塵進(jìn)一步處理，氣體中二噁英含量低于O. lng/m3 ;繼而經(jīng)除硫裝置進(jìn)行除硫，最后經(jīng)氣水分離器進(jìn)行氣水分離，最后得到純凈的混合氣體由儲(chǔ)氣分氣缸儲(chǔ)存。急冷塔中除硫除氯的化學(xué)反應(yīng)如下Ca (OH) 2+2HCl = CaCl2+2H20Ca (OH) 2+H2S = CaS+2H20與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在首先，本案采用流化床氣化爐，與現(xiàn)有的固定床氣化爐相比，氣化效率和吞吐量顯著提高氣化效率達(dá)到85%以上，吞吐量達(dá)到12. 5T/h以上。其二，本發(fā)明的等離子體矩分別安裝于流化床頂部的排煙口處和振動(dòng)篩尾部，并直接分別對(duì)生成的混合氣體和直徑大于3_的灰渣進(jìn)行再加熱，混合氣體和灰渣的溫度可達(dá)到1000°C，甚至經(jīng)等離子體焰心的可達(dá)到焰心溫度即3000°C，由于二噁英在800°C以上分解后，200-500°C為其重新聚合區(qū)間，而在3000°C以上，二噁英的化學(xué)鍵斷裂，不能重新聚合；從而實(shí)現(xiàn)除去部分的二噁英的目的，同時(shí)，混合氣體中的焦油在1000°C以上重組為CO和H2，在實(shí)現(xiàn)去除焦油之目的同時(shí)，提高了氣化效率；繼而，混合氣體在經(jīng)過急冷系統(tǒng)瞬間降溫的過程中，實(shí)現(xiàn)了 0.6s內(nèi)由800°C急冷到180°C，完全避過了二噁英的重新聚合區(qū)間，從而消除了大部分的二噁英，并且由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)由多個(gè)噴霧噴頭組成，不會(huì)出現(xiàn)由于結(jié)焦和堵塞等問題產(chǎn)生的換熱效率下降的情況，所以急冷塔具有耗時(shí)短、運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)；而現(xiàn)有的冷卻技術(shù)，如板式換熱器，列管式換熱器，都不能實(shí)現(xiàn)瞬間換熱，整個(gè)換熱過程耗時(shí)長(zhǎng)，尤其對(duì)于含有顆粒物的可燃性氣體，容易發(fā)生堵塞、結(jié)焦、換熱效率下降等問題；與此同時(shí)，在急冷塔內(nèi)通過石灰水水霧的作用實(shí)現(xiàn)了除硫除氯的效果；最后通過吸附塔內(nèi)活性炭的吸附作用和布袋除塵器的除塵處理，混合氣體中二噁英含量低于O. lng/m3。其三，本發(fā)明采用剛玉作為流化床氣化爐爐墻的里層材料，與現(xiàn)有技術(shù)中常用的普通耐火水泥相比，其優(yōu)勢(shì)是極為突出的眾所周知，垃圾富含鉀鹽和鈉鹽，如果使用普通耐火水泥做為氣化爐爐墻，垃圾氣化后會(huì)有大量的鉀鹽和鈉鹽附著在爐墻上，會(huì)很快形成結(jié)焦；大量實(shí)驗(yàn)證明，使用剛玉作為氣化爐爐墻，會(huì)使鉀鹽和鈉鹽的附著性大大減小，特別是鉻剛玉，效果最好，幾乎不會(huì)在路墻上形成結(jié)焦。


圖I是本發(fā)明的氣化工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式一種流化床氣化垃圾裝備，包括上料系統(tǒng)1，等離子氣化流化床2，回料系統(tǒng)3，排渣系統(tǒng)4，旋風(fēng)分離器5，急冷式余熱鍋爐6，急冷塔7，冷卻塔8，吸附塔9，布袋式除塵裝置10，除硫裝置11，水環(huán)壓縮機(jī)12，汽水分離器13，儲(chǔ)氣分氣缸14，以及裝備控制系統(tǒng)，如圖I所示；所述上料系統(tǒng)1，由雙絞龍給料器組成，兩個(gè)絞龍并列放置，并可橫向移動(dòng)，在絞龍卡料時(shí)可自動(dòng)分開使被卡物料繼續(xù)向前移動(dòng)。所述等離子氣化流化床2，包括爐墻、布風(fēng)板、等離子體炬21 ；所述爐墻由三層結(jié)構(gòu)組成，最里層用剛玉澆注料，稀相區(qū)采用高鋁質(zhì)耐磨澆注料，中間層采用輕質(zhì)保溫澆注料，外層鋪設(shè)硅酸鋁纖維板；爐墻總厚度375mm，其中剛玉層150mm,保溫澆注層150mm硅酸鋁纖維板保溫層75mm，按氣化爐爐膛溫度為750°C計(jì)算，爐墻外表面溫度約49 °C。所述布風(fēng)板，面積約12m2，風(fēng)帽直徑Φ60左右，數(shù)量為1000個(gè)，節(jié)距100 125mm，每個(gè)風(fēng)帽設(shè)8個(gè)Φ6的小風(fēng)帽。所述等離子體炬21，安裝于流化床頂部排煙口處，用以將煙氣再升溫至1000°C以上，使煙氣中所含的焦油重組為水和一氧化碳，從而達(dá)到去除焦油的目的；并消滅煙氣中隨煙氣飛出的灰渣表面的二噁英。所述排渣系統(tǒng)4尾部設(shè)有灰渣等離子處理倉(cāng)41，對(duì)所有排出的灰渣進(jìn)行高溫(所述等離子體炬的焰心溫度可達(dá)3000°C )處理，去除灰渣表面二噁英，使排放無害化。所述急冷式余熱鍋爐6的內(nèi)部由列管式換熱器組成，可使混合氣體在O. 4秒內(nèi)由800°C降至250°C，同時(shí)可產(chǎn)生3噸/小時(shí)的蒸汽(溫度為190°C);其頂部設(shè)有流態(tài)化石英砂噴射裝置，在管壁上附著大量污垢時(shí)，可自動(dòng)開啟對(duì)管壁進(jìn)行清理，保持高效的換熱狀、態(tài)。所述急冷塔7內(nèi)部設(shè)有8個(gè)噴頭，噴出石灰水水霧，與混合氣體相遇時(shí)瞬間氣化，使混合氣體在O. 2秒內(nèi)從250°C急冷至180°C，完全避過二噁英的生成區(qū)間；同時(shí)用石灰水達(dá)到除硫的目的。上述垃圾氣化裝備的氣化工藝，包括如下步驟(a)燃?xì)馍墒紫葘?duì)爐內(nèi)床料進(jìn)行預(yù)熱，使用油槍直接加溫床料，當(dāng)床料加溫至750°C時(shí)，開始送風(fēng)(送風(fēng)溫度高于300°C )，將床料吹起，布風(fēng)板外圍風(fēng)壓大，中心風(fēng)壓小，使床料在流化 床內(nèi)部形成內(nèi)循環(huán)，之后開始送入原料進(jìn)行氣化。生活垃圾經(jīng)預(yù)處理作為原料由自動(dòng)上料系統(tǒng)送入爐內(nèi)氣化，進(jìn)入爐內(nèi)后與床料一起進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，并由床料加溫至750°C，氣化過程為缺氧燃燒，供氣量為完全燃燒的28-30%，反應(yīng)過程中釋放出大量的混合氣，包括CO、H2, CH4, C2H6, CnHm、N2、CO2,與此同時(shí)在爐內(nèi)形成的內(nèi)循環(huán)的頂部送入一定量的蒸汽，使煙氣中未反應(yīng)完全的C與蒸汽再次發(fā)生還原反應(yīng)，生成CO和H2，。所產(chǎn)生的混合氣體由流化床頂部的排煙口流出，經(jīng)等離子體炬加溫至1000°C以上，在這個(gè)過程中煙氣中所含的焦油重組為CO和H2 (達(dá)到去除焦油的目的)，并消滅煙氣中隨煙氣飛出的灰渣表面的二噁英，之后混合氣體進(jìn)入旋風(fēng)分離器。最終得到的混合氣體成分及熱值如下
成分生成量Nm3 /Kg 體積百分比％高位熱值KJ低位熱值KJ
Na__0.864__52. 75__O__O_
Ca__O. 164__10__O__O_
CO__O. 328__20__4132.8 4132.8_
CH4__O. 0328__2__1305. 4 1177. 5_
U,__O. 246__15__3124. 2 2656. 8_
SO20.000910.05OO
HCl0.00347O. 2OO
合計(jì)1.641008562.4 7967. I
燃?xì)猱a(chǎn)量:12500X1.64=20500 Nm3/h;
燃?xì)獾臀粺嶂涤?jì)算:Qdw = 7967. 1/1. 64=4858 KJ/Nm3 =1160. 26 kcal/Nm3(b)排渣與返料 在混合氣體產(chǎn)生的過程中，在流化床內(nèi)部循環(huán)反應(yīng)完全的灰渣會(huì)由四周的排渣口排出，進(jìn)入冷渣器，由冷渣器內(nèi)的絞龍將其送出并降溫至200°C以下，之后進(jìn)入振動(dòng)篩，灰渣直徑大于3mm的留在振動(dòng)篩頂部，由輸送機(jī)送至灰渣等離子處理倉(cāng)，經(jīng)等離子體炬的高溫處理，消滅表面吸附的二噁英之后，送至灰場(chǎng)?；以睆叫∮?mm的落至振動(dòng)篩底部由輸送機(jī)送至返料提升機(jī)，再由提升機(jī)送入返料器，當(dāng)返料器中的灰渣積累到一定數(shù)量是，閥門開啟，將灰渣重新送入爐內(nèi)，進(jìn)行進(jìn)一步的反應(yīng)。(C)燃?xì)獾膬艋c過濾在水環(huán)壓縮機(jī)的抽力作用下，混合氣體由切向進(jìn)入旋風(fēng)分離器，使其中的大顆粒粉塵被離心力分離出來在旋風(fēng)分離器底部積累，混合氣體由旋風(fēng)分離器頂部排出進(jìn)入急冷式余熱鍋爐，進(jìn)行急冷和換熱，使混合氣體在O. 4秒內(nèi)由800°C降至250°C，并置換出3噸/小時(shí)的蒸汽(溫度為190°C )，之后混合氣體進(jìn)入急冷塔，急冷塔中噴出石灰水水霧，使混合 氣體在O. 2秒內(nèi)由250°C降至180°C，從而使混合氣體完全避過二噁英的重新聚合區(qū)間，并用石灰水達(dá)到除硫除氯之目的。從急冷塔流出的混合氣體進(jìn)入冷卻塔，使溫度降至常溫，之后進(jìn)入吸附塔，由噴射出的活性炭粉末吸附混合氣體中的殘留二噁英及粉塵，之后進(jìn)入布袋除塵器，對(duì)氣體中的二噁英及粉塵進(jìn)一步處理，使氣體中二噁英含量低于O. lng/m3。最后進(jìn)入氣水分離器進(jìn)行氣水分離，最后可得到純凈的混合氣體。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種流化床氣化垃圾裝備，包括上料系統(tǒng)，氣化爐，回料系統(tǒng)，排渣系統(tǒng)，旋風(fēng)分離器，冷卻塔，吸附塔，布袋式除塵裝置，除硫裝置，水環(huán)壓縮機(jī)，汽水分離器，儲(chǔ)氣分氣缸，以及裝備控制系統(tǒng)，其特征在于 還包括急冷系統(tǒng)，其位于旋風(fēng)分離器和冷卻塔之間，包括急冷式余熱鍋爐和急冷塔；所述急冷式余熱鍋爐內(nèi)部設(shè)有列管式換熱器，頂部設(shè)有流態(tài)化石英砂噴射裝置；所述急冷塔內(nèi)部設(shè)有I個(gè)以上用于噴出石灰水水霧的噴頭； 所述氣化爐為等離子氣化流化床，包括流化床氣化爐，并在流化床頂部排煙口處設(shè)置等離子體炬，所述等離子體矩焰心溫度達(dá)到300(TC以上； 所述流化床氣化爐包括爐墻和布風(fēng)板；所述爐墻由三層結(jié)構(gòu)組成，里層為剛玉澆注料層，中間層為輕質(zhì)保溫澆注料，外層為硅酸鋁纖維板保溫層；爐膛溫度為600-900°C，爐墻外表面溫度為40-60°C ； 所述排渣系統(tǒng)尾部設(shè)有灰渣等離子處理倉(cāng)，所述灰渣等離子處理倉(cāng)安裝于振動(dòng)篩尾部，其等離子體矩焰心溫度達(dá)到3000°C以上； 所述吸附塔為活性炭裝置，用以噴射出活性炭粉末。
2.如權(quán)利要求I所述的流化床氣化垃圾裝備，其特征在于 所述流化床氣化爐的爐墻里層為鉻剛玉澆注料層。
3.—種如權(quán)利要求I所述的流化床氣化垃圾裝備的氣化工藝，包括如下步驟 (a)混合氣體生成 首先流化床爐內(nèi)床料進(jìn)行預(yù)熱，使用油槍直接加溫床料，當(dāng)床料加溫至600-900°C時(shí)，開始送風(fēng)，送風(fēng)溫度高于300°C，將床料吹起，布風(fēng)板外圍風(fēng)壓大，中心風(fēng)壓小，使床料在流化床內(nèi)部形成內(nèi)循環(huán)，之后開始送入原料進(jìn)行氣化； 生活垃圾經(jīng)預(yù)處理作為原料由自動(dòng)上料系統(tǒng)送入爐內(nèi)氣化，進(jìn)入爐內(nèi)后與床料一起進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，并由床料加溫至600-900°C，氣化過程為缺氧燃燒，供氣量為完全燃燒的28-30%,反應(yīng)過程中釋放出大量的混合氣，包括CO、H2, CH4, C2H6, CnHm, N2, CO2,與此同時(shí)在爐內(nèi)形成的內(nèi)循環(huán)的頂部送入一定量的蒸汽，使煙氣中未反應(yīng)完全的C與蒸汽再次發(fā)生還原反應(yīng)，生成CO和仏； 所產(chǎn)生的混合氣體由流化床頂部的排煙口流出，在此經(jīng)等離子體炬加溫至1000°C以上，在這個(gè)過程中煙氣中所含的焦油重組為CO和H2,并部分消滅隨煙氣飛出的灰渣表面的二噁英，之后混合氣體沿切向進(jìn)入旋風(fēng)分離器； 在此過程中，所發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)如下C+02 — C02+393. 8MJ/kmol2C+02 — 2C0+231. 4MJ/kmolC+H20 — C0+H2-131. 5MJ/kmolC+2H20 — C02+2H2-90. OMJ/kmolC+C02 — 2C0-162. 4MJ/kmolC+2H2 — CH4+74. 9MJ/kmolC0+H20 — C02+H2+41. OMJ/kmol焦油分解的化學(xué)式如下C10H8+1OH2O = 10C0+14H2C10H8+20H20 = 10C02+24H2C10H8+1OH2O = 2C0+4C02+6H2+4CH4(b)排洛與返料 在混合氣體產(chǎn)生的過程中，在流化床氣化爐內(nèi)部循環(huán)反應(yīng)完全的灰渣會(huì)由四周的排渣口排出，進(jìn)入冷渣器，由冷渣器內(nèi)的絞龍將其送出并降溫至200°C以下，之后進(jìn)入振動(dòng)篩，灰 渣直徑大于3mm的留在振動(dòng)篩頂部，由輸送機(jī)送至灰渣等離子處理倉(cāng)，經(jīng)等離子體炬的高溫處理，部分消滅表面吸附的二噁英之后，送至灰場(chǎng)；灰渣直徑小于3_的落至振動(dòng)篩底部由輸送機(jī)送至返料提升機(jī)，再由提升機(jī)送入返料器，當(dāng)返料器中的灰渣積累到一定數(shù)量時(shí)，閥門開啟，將灰渣重新送入爐內(nèi)，進(jìn)行進(jìn)一步的反應(yīng)； (C)燃?xì)獾膬艋c過濾 所述自切向進(jìn)入旋風(fēng)分離器的混合氣體，其中的大顆粒粉塵被離心力分離出來在旋風(fēng)分離器底部積累，隨之混合氣體由旋風(fēng)分離器頂部排出進(jìn)入急冷式余熱鍋爐，進(jìn)行急冷和換熱，使混合氣體在O. 4s內(nèi)由800°C降至250°C，并置換出3T/h的蒸汽，之后混合氣體進(jìn)入急冷塔，急冷塔中噴出石灰水水霧，使混合氣體在O. 2s內(nèi)由250°C降至180°C ;在些過程中混合氣體在O. 6s內(nèi)自800°C降至180°C,完全避過二B,惡英的重新聚合區(qū)間，同時(shí)用石灰水進(jìn)行除硫除氯；其化學(xué)反應(yīng)如下Ca (OH) 2+2HCl = CaCl2+2H20Ca (OH) 2+H2S = CaS+2H20 從急冷塔流出的混合氣體進(jìn)入冷卻塔，使溫度降至常溫，之后進(jìn)入吸附塔，由噴射出的活性炭粉末吸附混合氣體中的殘留二噁英及粉塵；進(jìn)而進(jìn)入布袋除塵器，對(duì)氣體中的二噁英及粉塵進(jìn)一步處理，繼而經(jīng)除硫裝置進(jìn)行除硫，最后經(jīng)氣水分離器進(jìn)行氣水分離，最后得到純凈的混合氣體由儲(chǔ)氣分氣缸儲(chǔ)存。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流化床等離子氣化垃圾裝備及其氣化工藝。所述氣化裝備的氣化爐為為等離子氣化流化床，包括流化床氣化爐，并在流化床頂部排煙口處設(shè)置等離子體炬；流化床氣化爐爐墻的里層為剛玉澆注料層；所述排渣系統(tǒng)尾部設(shè)有灰渣等離子處理倉(cāng)；流化床氣化爐里層為剛玉澆注料層。所述氣化工藝包括如下步驟(a)混合氣體生成，(b)排渣與返料，(c)燃?xì)獾膬艋c過濾；在此過程中，在流化床爐內(nèi)生成的混合氣體經(jīng)等離子體再加熱至1000℃以上發(fā)生焦油重組和消滅部分灰渣表面的二噁英；并經(jīng)急冷作用在0.6s內(nèi)自800℃降至180℃，完全避過二噁英的重新聚合區(qū)間；具有綠色環(huán)保、節(jié)能降耗的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C10J3/84GK102627983SQ20121009589
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者何成國(guó), 余傳林, 姜晨旭, 張建超, 張瑜, 楊開域 申請(qǐng)人:張建超, 張瑜