閃速多倉氣化爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生活垃圾處理設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及閃速多倉氣化爐。
【背景技術(shù)】
[0002]為了在焚燒生活垃圾時去煙囪化，現(xiàn)有技術(shù)將垃圾破碎烘干后送入回轉(zhuǎn)窯式氣化爐轉(zhuǎn)化為燃?xì)?。該燃?xì)鈴臍饣癄t排出后進(jìn)行甲烷化，熱值可提高至符合國家天然氣標(biāo)準(zhǔn)。這種將生活垃圾轉(zhuǎn)化為天然氣的工藝沒有煙囪，即去煙囪化，容易被接受。
[0003]專利號ZL 201420594937.1公開了一種兜輪爐排臥式回轉(zhuǎn)氣化爐，該氣化爐有兩個顯著特點:
[0004]一是其兜輪爐排呈L型，帶90°彎折，它與回轉(zhuǎn)窯筒體的圓弧組成“兜”，與回轉(zhuǎn)窯筒體等長，固定在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)壁上，將爐膛內(nèi)的物料兜住，隨回轉(zhuǎn)窯的回轉(zhuǎn)將物料提起，再隨著回轉(zhuǎn)窯的回轉(zhuǎn)不斷將物料揚落。由于呈90°折彎的爐排梗與窯壁的圓弧組成了喇叭口，故揚料從右上方45°開始，到左上方45°都在揚，使?jié)M爐膛的物料形成了硫化態(tài)。此時回轉(zhuǎn)窯內(nèi)生成的CO2與生成的半焦中的碳充分接觸反應(yīng)，可生成C0、CH4等組分的燃?xì)狻?br>[0005]二是將氣化爐內(nèi)部分為三個區(qū)域:干餾區(qū)、氧化區(qū)和還原區(qū)，而這三個區(qū)域為概念上的劃分，并沒有實際的阻隔開，僅僅是給中間部分的氧化區(qū)內(nèi)通入氧氣，而干餾區(qū)和還原區(qū)不通入氧氣。
[0006]上述2點對垃圾轉(zhuǎn)化為燃?xì)鈽O其重要，但也存在以下局限性:
[0007]氣化爐內(nèi)部分為干餾區(qū)、氧化區(qū)和還原區(qū)，而這三個區(qū)域為概念上的劃分，并沒有實際的阻隔開。這樣，干餾區(qū)產(chǎn)生的可燃性氣體流至氧化區(qū)著火，溫升速率雖快，但溫度仍是平滑過渡上升，從4000C到700°C不是躍升。而國際上公認(rèn)垃圾焚燒從400 V到700 V的時間< 0.2秒時不會產(chǎn)生二噁英，所指是爆燃，溫度為躍升。上述氣化爐就無法保證從400°C升到700°C的時間< 0.2秒，也就無法保證不會產(chǎn)生二噁英。
[0008]有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種閃速多倉氣化爐，所述的氣化爐可以實現(xiàn)爆燃效果，使垃圾焚燒從400°C升到700°C的時間< 0.2秒，從而使垃圾焚燒不會產(chǎn)生二噁英，具有綠色環(huán)保的優(yōu)點。
[0010]為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案:
[0011]一種閃速多倉氣化爐，所述氣化爐沿其長度方向依次分為干餾區(qū)、氧化區(qū)和還原區(qū)；所述干餾區(qū)與所述氧化區(qū)由第一墻隔開；所述干餾區(qū)的內(nèi)部靠近所述第一墻的一側(cè)處設(shè)有第一環(huán)形風(fēng)箱；
[0012]所述第一墻上設(shè)有多個可以通過氣化產(chǎn)物的導(dǎo)料孔；
[0013]所述氣化爐外圍繞有環(huán)形的密封罩，所述密封罩與所述氣化爐之間形成密封空腔；所述密封罩設(shè)有氧氣入口，所述氧氣入口連接有輸氧裝置；
[0014]所述第一環(huán)形風(fēng)箱與所述密封空腔連通，所述第一環(huán)形風(fēng)箱的輸風(fēng)管伸入所述氧化區(qū)的內(nèi)部。
[0015]上述氣化爐采用隔斷的方式將干餾區(qū)和氧化區(qū)分割開來，因此可以分別獨立地控制兩個區(qū)域的溫度，使兩個區(qū)域內(nèi)的銜接處溫度無法平滑過渡，從而使干餾區(qū)產(chǎn)生的氣體的溫度從400°C以下躍升至700°C以上，實現(xiàn)爆燃效果，避免二噁英的產(chǎn)生。
[0016]上述氣化爐的工作原理如下:
[0017]上述氣化爐采用隔斷的方式將干餾區(qū)和氧化區(qū)分割開來，因此可以分別獨立地控制兩個區(qū)域的溫度，使兩個區(qū)域內(nèi)的銜接處溫度無法平滑過渡，從而使干餾區(qū)產(chǎn)生的氣體的溫度從400°C以下躍升至700°C以上，實現(xiàn)爆燃效果，避免二噁英的產(chǎn)生。
[0018]同時，隨著氣化爐的回轉(zhuǎn)，干餾產(chǎn)物通過第一墻的導(dǎo)料孔進(jìn)入氧化區(qū)進(jìn)行后續(xù)的反應(yīng)。此時由于第一墻的阻隔使氣體經(jīng)過的橫截面積大大減小，所以氣體的線流速提高，通過第一墻的時間縮短，實現(xiàn)溫度躍升。在實際操作過程中，只要控制氣體的體積流速，即可使氣體的穿越時間小于0.2秒，具體為:第一墻的導(dǎo)料孔的孔深為h，所有孔的橫截面積總和為S，氣體的體積流速為V，使V滿足以下條件，h/(V/s)<0.2秒，即h*s/V〈0.2秒。
[0019]由此可見，上述氣化爐通過控制干餾區(qū)溫度和提高氣體在過渡區(qū)的線速度兩種方式實現(xiàn)了溫度躍升。
[0020]另外，使用上述氣化爐時，若向密封空腔內(nèi)輸入常溫氧氣，對干餾區(qū)的降溫效果更佳。
[0021]優(yōu)選地，所述干餾區(qū)的端頭的內(nèi)部設(shè)有第二環(huán)形風(fēng)箱；所述氣化爐的爐壁上設(shè)有多個氧氣通孔；
[0022]所述第二環(huán)形風(fēng)箱通過所述氧氣通孔與所述密封空腔連通，所述第二環(huán)形風(fēng)箱的輸風(fēng)管伸出所述密封空腔的外部與所述第一環(huán)形風(fēng)箱連通。
[0023]以上設(shè)計可以達(dá)到以下技術(shù)效果:
[0024]首先，在整個氣化爐的端頭設(shè)置第二環(huán)形風(fēng)箱，可以使密封空腔與第二環(huán)形風(fēng)箱之間的軟密封受風(fēng)機構(gòu)遠(yuǎn)離溫度較高的氧化區(qū)(溫度在700°C以上)，保護(hù)受風(fēng)機構(gòu)不受高溫?fù)p壞；而第一環(huán)形風(fēng)箱是與第二環(huán)形風(fēng)箱連接的，不與密封空腔連接，因此不需要軟密封受風(fēng)機構(gòu)，也就不存在軟密封機構(gòu)被燒壞的問題。
[0025]其次，把第二環(huán)形風(fēng)箱設(shè)置在干餾區(qū)的端頭，即氣化爐的窯頭位置，此處的溫度僅僅約100°C，不會將軟密封受風(fēng)機構(gòu)燒壞，而且還可以在窯頭建一個建筑物或保護(hù)罩把環(huán)形風(fēng)箱隱藏在里面，既安全又美觀。
[0026]另外，還可以在第一環(huán)形風(fēng)箱或第二環(huán)形風(fēng)箱的輸風(fēng)管上設(shè)置閥門，以控制氧氣流量。
[0027]在此基礎(chǔ)上，還可以將氧化區(qū)分段控制，例如:所述氧化區(qū)沿所述氣化爐的長度方向分為明火倉和高溫倉，所述明火倉與所述高溫倉由第二墻隔開，所述第二墻設(shè)有可通過氣化產(chǎn)物的導(dǎo)料孔；所述高溫倉與所述還原區(qū)由設(shè)有導(dǎo)料孔的第三墻隔開；所述第一環(huán)形風(fēng)箱的輸風(fēng)管伸入所述明火倉的內(nèi)部；所述干餾區(qū)的內(nèi)部靠近所述第一環(huán)形風(fēng)箱處設(shè)有第三環(huán)形風(fēng)箱；所述第三環(huán)形風(fēng)箱與所述第二環(huán)形風(fēng)箱的輸風(fēng)管連接，并且所述第三環(huán)形風(fēng)箱的輸風(fēng)管伸入所述高溫倉的內(nèi)部。
[0028]上述設(shè)計將氧化區(qū)分為明火倉和高溫倉兩段，實現(xiàn)了以下技術(shù)效果:
[0029]一、避免明火倉的溫度過高:通過第一環(huán)形風(fēng)箱控制明火倉的給氧量，干餾產(chǎn)生的半焦與氣體進(jìn)入明火倉遇到有限的氧氣而產(chǎn)生明火，卻又不至于使明火倉的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于700°C，從而使受明火倉輻射熱影響的干餾區(qū)溫度升高不至于遠(yuǎn)高于400°C，以避免干餾倉溫度過高產(chǎn)生二噁英。
[0030]二、提高焦油的裂解率:通過第二環(huán)形風(fēng)箱向高溫倉輸入充分氧氣，同時通過第三墻的阻隔防止熱量過快地擴(kuò)散至還原區(qū)，以上兩者結(jié)合使其溫度可達(dá)到1000-1050°C，從而使焦油全部裂解，提高氣化效率。以處理垃圾300t/d的氣化爐為例，所有墻均為環(huán)形墻，第二墻高度600mm，與第一墻的結(jié)構(gòu)相同，第三墻高度800mm(孔徑中央構(gòu)造與第一墻相同)，第二墻與第三墻之間為高溫倉爐膛。向氣化爐內(nèi)送入的氧氣量，相當(dāng)于理論空氣量的約15%，即物料可燃組分的約15%在明火倉和高溫倉燃燒，生成CO2和水蒸氣放熱；物料可燃組分的約85%，不在明火倉和高溫倉燃燒(因為只給理論空氣量約15%的氧氣)，而是以碳化物(稱為半焦)的形態(tài)越過第三墻，進(jìn)入到還原區(qū)與來自明火倉和高溫倉的0)2和水蒸氣反應(yīng)，生成0)、014、!12等燃?xì)?。送入氣化爐的氧氣的主要部分都送入高溫倉，因而高溫倉的火很旺，半焦被800mm高的第三墻擋住，在高溫倉內(nèi)被爐排帶提起又揚落下來而熔融翻騰，來自第三環(huán)形風(fēng)箱的氧氣又是熱風(fēng)，所以高溫倉能穩(wěn)定達(dá)到1000-1050°C。
[0031]三、設(shè)置三個環(huán)形風(fēng)箱，既可以給干餾區(qū)降溫，又可以使氧氣被預(yù)熱。在三個環(huán)形風(fēng)箱內(nèi)