等離子氣化技術(shù)處理和利用農(nóng)村固廢及生物質(zhì)的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用等離子氣化技術(shù)處理農(nóng)村固廢及生物質(zhì)的方法及建設(shè)分布式清潔能源的裝置，用等離子技術(shù)氣化爐綜合處理和利用農(nóng)村固廢（生活垃圾和其他固廢）及生物質(zhì)（秸桿，林木棄物，畜牧養(yǎng)殖棄物等）以制取合成氣（低熱值燃氣）；該方法將所制取的合成氣（低熱值燃氣）經(jīng)凈化處理后，可直接作為清潔燃氣或用于發(fā)電（熱電聯(lián)產(chǎn)）并建設(shè)適應(yīng)農(nóng)村需要的分布式清潔能源裝置。本發(fā)明根據(jù)目前農(nóng)村固廢處理條件較差和生物質(zhì)利用潛力較大，以及在綜合處理和利用固廢及生物質(zhì)并使之資源化方面尚無較好方式的實際，用等離子技術(shù)氣化技術(shù)，對促進新農(nóng)村環(huán)境建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展有積極意義。
【專利說明】等離子氣化技術(shù)處理和利用農(nóng)村固廢及生物質(zhì)的方法及裝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及安全環(huán)保處理和利用農(nóng)村固廢及生物質(zhì)的技術(shù)，更具體說是用先進的等離子技術(shù)氣化爐綜合處理和利用固廢及生物質(zhì)(混合氣化)，以制取合成氣(低熱值燃氣)，然后對合成氣作凈化處理，使合成氣可直接作為清潔燃氣或用于發(fā)電(熱電聯(lián)產(chǎn))的方法和建設(shè)分布式清潔能源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]安全環(huán)保處理各類固廢是社會環(huán)境建設(shè)的重要問題。與城市相比，農(nóng)村尚有較大差距。目前農(nóng)村對固廢基本還是自行簡單填埋，不僅占用土地和浪費可再生資源而且有危害環(huán)境隱患(尤其對地下水資源)，必須盡快改變。另外，由于農(nóng)村有居住較分散和村鎮(zhèn)固廢量較少的客觀情況，在農(nóng)村采用類似城市的大型鍋爐焚燒設(shè)備也不現(xiàn)實。但是，對農(nóng)村固廢如采用村收集，鄉(xiāng)轉(zhuǎn)運和集中到縣(市)統(tǒng)一處理的方式，又會存在轉(zhuǎn)運途中易造成二次污染和轉(zhuǎn)運成本較高的問題。因此，在農(nóng)村尋求一種更合理和行之有效的處理固廢的方式，以及尋求規(guī)模靈活和先進可靠的相關(guān)技術(shù)和裝備已成了當前新農(nóng)村建設(shè)進程中急待解決的重要課題；
我國農(nóng)村又有豐富的生物質(zhì)資源，應(yīng)充份加以利用。但是現(xiàn)有的生物質(zhì)氣化(炭化)技術(shù)和裝備基本上僅限于生物質(zhì)而不能將生物質(zhì)和固廢摻燒，原因是固廢成份復(fù)雜且含有一些有害成份，會使焚燒爐氣中殘存二惡英和呋喃而爐洛中殘存重金屬等危害物；
隨著農(nóng)村畜牧養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，固體棄物(如牛糞等)的數(shù)量也大為增加，安全環(huán)保處理這些固廢并使其資源化也是發(fā)展清潔能源的重要內(nèi)容。但目前農(nóng)村實際利用還十分有限，如對牛糞，較多還是制沼氣，不僅資源利用率不高，過程復(fù)雜且耗水多(在北方地區(qū)更易造成突出矛盾);
將新農(nóng)村環(huán)境建設(shè)與可再生資源利用更好結(jié)合起來，用先進適用的等離子技術(shù)氣化爐綜合處理和利用固廢及生物質(zhì)(混合氣化)以制取合成氣(低熱值燃氣)并建設(shè)分布式清潔能源裝置，既適應(yīng)農(nóng)村實際又兼有經(jīng)濟效益和社會效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是針對目前農(nóng)村缺少綜合處理和利用固廢及生物質(zhì)的較理想方式和缺乏先進適用技術(shù)裝備的現(xiàn)狀，從而提供一種用等離子氣化技術(shù)綜合處理和利用固廢及生物質(zhì)并建設(shè)分布式清潔能源裝置的方法。
[0004]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，提出以下技術(shù)方案:
一種等離子氣化技術(shù)處理和利用農(nóng)村固廢及生物質(zhì)的裝置，所述裝置為等離子技術(shù)氣化爐，其包括直立圓筒形的爐體I ;爐體I內(nèi)側(cè)整體設(shè)有耐火材料層2 ;爐體I頂部設(shè)有加料口 3 ;爐體I上部設(shè)有爐氣出口 4，爐體I下部設(shè)有等離子體炬6 ;爐體I下部還設(shè)有氣化劑進口 5 ;爐體I底部設(shè)有爐渣出口 7。[0005]所述的耐火材料層2包括耐火磚層、耐火板層和耐火澆鑄料層。
[0006]所述加料口 3包括2根軸向進料管。
[0007]所述爐氣出口 4包括2根徑向出氣管。
[0008]所述等離子體炬6包括沿圓周方向的I組等離子體噴槍。
[0009]所述等離子體炬6為直流金屬陽極和非轉(zhuǎn)移弧等離子噴槍。
[0010]所述氣化劑進口 5包括沿園周方向的4根進氣管。
[0011]所述爐渣出口 7包括2根徑向排放管。
[0012]本發(fā)明還提出一種使用等離子氣化技術(shù)處理和利用農(nóng)村固廢及生物質(zhì)的裝置的方法，包括以下步驟:
1)按村為基礎(chǔ)的模式收集和轉(zhuǎn)運固廢及生物質(zhì)，按1-5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)為集中點的模式建所述等離子氣化技術(shù)處理和利用農(nóng)村固廢及生物質(zhì)的裝置；
2)用等離子技術(shù)氣化爐綜合處理和利用固廢及生物質(zhì)，經(jīng)混合氣化以制取合成氣，作為低熱值燃氣；
3)所制取的合成氣經(jīng)凈化處理后， 可直接作為居民用清潔燃氣；或用于發(fā)電。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是等離子氣化技術(shù)處理和利用農(nóng)村固廢及生物質(zhì)的的流程圖。
[0014]圖2是等離子氣化技術(shù)處理和利用農(nóng)村固廢及生物質(zhì)裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0015]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0016]圖1是等離子氣化技術(shù)處理和利用農(nóng)村固廢及生物質(zhì)的的流程圖。如圖所示，本發(fā)明提供的一種用等離子氣化技術(shù)綜合處理和利用農(nóng)村固廢及生物質(zhì)的方法，包括以下步驟:
1.按村為基礎(chǔ)的模式收集和轉(zhuǎn)運固廢及生物質(zhì)；按I個或幾個鄉(xiāng)鎮(zhèn)為集中點的模式建等離子氣化技術(shù)綜合處理和利用裝置；
2.用等離子技術(shù)氣化爐綜合處理和利用固廢及生物質(zhì)(混合氣化)以制取合成氣(低熱值燃氣);
3.所制取的合成氣(低熱值燃氣)經(jīng)凈化處理后，可直接作為居民用清潔燃氣；或用于發(fā)電(熱電聯(lián)產(chǎn))并建設(shè)農(nóng)村分布式清潔能源裝置；
本發(fā)明提供的方法，理念新穎和構(gòu)思獨特，按村為基礎(chǔ)的模式收集和轉(zhuǎn)運固廢及生物質(zhì)，按I個或幾個鄉(xiāng)鎮(zhèn)為集中點的模式建等離子氣化技術(shù)綜合處理和利用裝置，該模式先進合理，既可消除以往農(nóng)村自行簡單填埋固廢和影響環(huán)境的弊端，改善和提升農(nóng)村環(huán)境條件；又使分布式清潔能源裝置依托I個或幾個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，有一定基礎(chǔ)條件和經(jīng)濟規(guī)模，創(chuàng)造農(nóng)村集中利用清潔能源的新格局；
按發(fā)明公開方法，用等離子技術(shù)氣化爐綜合處理和利用固廢及生物質(zhì)(混合氣化)以制取合成氣(低熱值燃氣)，該氣化爐是以等離子火炬作為其加熱系統(tǒng)且氣化爐為立式鋼殼結(jié)構(gòu)和內(nèi)襯耐高溫及抗氧化的耐火材料；等離子技術(shù)是固廢和生物質(zhì)氣化領(lǐng)域居于前沿的先進技術(shù)(第三代“熔融氣化”技術(shù))，等離子技術(shù)氣化爐的爐內(nèi)溫度要高于一般固廢焚燒爐和生物質(zhì)氣化爐，用等離子對固廢及生物質(zhì)進行混合氣化和無害化綜合處理不僅能切實滿足國家有關(guān)安全環(huán)保的規(guī)定要求，而且能更好實現(xiàn)資源化效果；
按發(fā)明公開方法，所制取的合成氣(低熱值燃氣)經(jīng)凈化處理后，可直接作為居民用清潔燃氣，或用于發(fā)電(熱電聯(lián)產(chǎn))并建設(shè)農(nóng)村分布式清潔能源裝置，該合成氣的利用途徑較靈活且可因地制宜，既能直接引入燃氣管網(wǎng)；又能用燃氣鍋爐產(chǎn)蒸汽并發(fā)電(熱電聯(lián)產(chǎn))；還能用內(nèi)燃機發(fā)電(熱電聯(lián)產(chǎn))；可充分滿足農(nóng)村生產(chǎn)生活實際需要。 [0017]圖2是等離子氣化技術(shù)處理和利用農(nóng)村固廢及生物質(zhì)裝置示意圖。本發(fā)明使用等離子技術(shù)氣化爐綜合處理和利用固廢及生物質(zhì)(混合氣化)以制取合成氣(低熱值燃氣)，該氣化爐包括直立圓筒形的爐體1，爐體I內(nèi)側(cè)整體設(shè)有耐火材料層2 ;爐體I頂部設(shè)有加料口 3 ;爐體I上部設(shè)有爐氣出口 4;爐體I下部設(shè)有等離子體炬6 ;爐體I下部設(shè)有氣化劑進口 5 ;爐體I底部設(shè)有熔融渣鉄出口 7。爐體I內(nèi)側(cè)整體設(shè)有的耐火材料層2包括至少3種不同性能的耐火磚層、耐火板層和耐火澆鑄料層；爐體頂部設(shè)有的加料口 3包括2根軸向進料管；爐體I上部設(shè)有的爐氣出口 4包括2根徑向出氣管；爐體I下部設(shè)有的等離子體炬6包括沿圓周方向有I組等離子體噴槍，等離子體炬6為直流金屬陽極和非轉(zhuǎn)移弧等離子噴槍；爐體I下部設(shè)有的氣化劑進口 5包括沿園周方向有4根進氣管；爐體I底部設(shè)有的熔融爐渣出口 7包括2根徑向排放管。爐體I的結(jié)構(gòu)可保證安全運行且結(jié)構(gòu)簡単，占地較少和布置方便，生產(chǎn)環(huán)境條件好和建設(shè)投資性價比髙；
本發(fā)明公開的方法有巨大的推廣意義和市埸潛力。以I個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(約兩萬人口)建設(shè)分布式清潔能源裝置為例，用I臺等離子技術(shù)氣化爐每日可處理生活垃圾20噸(按每人每日I公斤生活垃圾計)和秸桿50噸，日可產(chǎn)清潔燃氣(凈化后合成氣)約75000立方米(熱值8000千焦/立方米)，可供約I萬戶居民生活用。如將75000立方米燃氣用去發(fā)電，每日可發(fā)電約52500度。有一定經(jīng)濟效益和兼有保護環(huán)境，以及利用可再生資源的綜合意義；可以預(yù)計，本發(fā)明在不長時間內(nèi)將很好服務(wù)于安全環(huán)保處理和利用農(nóng)村固廢及生物質(zhì)并建設(shè)分布式清潔能源裝置領(lǐng)域，并為新農(nóng)村環(huán)境建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮作用；
以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步的詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.等離子氣化技術(shù)處理和利用農(nóng)村固廢及生物質(zhì)的裝置，其特征在于，所述裝置為等離子技術(shù)氣化爐，其包括直立圓筒形的爐體(1);爐體(1)內(nèi)側(cè)整體設(shè)有耐火材料層(2);爐體(1)頂部設(shè)有加料口(3);爐體(1)上部設(shè)有爐氣出口(4)，爐體(1)下部設(shè)有等離子體炬(6);爐體⑴下部還設(shè)有氣化劑進口(5);爐體⑴底部設(shè)有爐渣出口(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的耐火材料層(2)包括耐火磚層、耐火板層和耐火澆鑄料層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述加料口(3)包括2根軸向進料管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述爐氣出口(4)包括2根徑向出氣管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述等離子體炬(6)包括沿圓周方向的I組等尚子體噴槍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述等離子體炬(6)為直流金屬陽極和非轉(zhuǎn)移弧等離子噴槍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述氣化劑進口(5)包括沿園周方向的4根進氣管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述爐渣出口(7)包括2根徑向排放管。
9.使用如權(quán)利要求1-8其中之一所述等離子氣化技術(shù)處理和利用農(nóng)村固廢及生物質(zhì)的裝置的方法，包括以下步驟: 1)按村為基 礎(chǔ)的模式收集和轉(zhuǎn)運固廢及生物質(zhì)，按1-5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)為集中點的模式建所述等離子氣化技術(shù)處理和利用農(nóng)村固廢及生物質(zhì)的裝置； 2)用等離子技術(shù)氣化爐綜合處理和利用固廢及生物質(zhì)，經(jīng)混合氣化以制取合成氣，作為低熱值燃氣； 3)所制取的合成氣經(jīng)凈化處理后，可直接作為居民用清潔燃氣；或用于發(fā)電。
【文檔編號】C10J3/74GK103614164SQ201310584310
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】黃耕, 馬志 申請人:北京環(huán)宇冠川等離子技術(shù)有限公司