申請日2015.09.16
公開(公告)日2015.12.23
IPC分類號C10J3/20; C02F11/18; F23G5/027
摘要
本發(fā)明涉及一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機械化生產(chǎn)煤氣高爐，包括：密封上料與稱重鋼倉卸料機構(gòu)、熱解及氣化立式高爐三級供風(fēng)產(chǎn)煤氣系統(tǒng)以及熱解及氣化高爐液態(tài)出渣系統(tǒng)。本發(fā)明將城市垃圾或工業(yè)污泥熱解還原產(chǎn)生可燃氣體，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，其液態(tài)渣為堅硬的無害玻璃體，可完全回用于建材行業(yè)。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以及資源化。用這種先進的產(chǎn)氣高爐代替現(xiàn)行的爐排爐落后的燃燒方式，以達到我國城市垃圾或工業(yè)污泥的全面技術(shù)升級，以真正達到資源化、無害化與減量化的目的。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機械化生產(chǎn)煤氣高爐，其特征在于，包括：
一密封上料與稱重鋼倉卸料機構(gòu)：包括一個上料貯存計量鋼倉、以及進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)有一個推進桿以及固定在推進桿底端的倒漏斗形分配器;
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口端與密封上料與稱重鋼倉卸料機構(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;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風(fēng)口，進風(fēng)口通過管道與鼓風(fēng)機連接，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風(fēng)管，所述進風(fēng)管插入高爐外壁向高爐內(nèi)延伸，且進風(fēng)管的插入方向偏離高爐中心，每個進風(fēng)管內(nèi)設(shè)有能夠沿進風(fēng)管伸入到高爐內(nèi)通渣防堵器;所述進風(fēng)管通過進氣管與鼓風(fēng)機管道連接;
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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機械化生產(chǎn)煤氣高爐，其特征在于，所述第三級供風(fēng)系統(tǒng)中，進風(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風(fēng)管內(nèi)并能夠伸入到爐體內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機械化生產(chǎn)煤氣高爐，其特征在于，所述第三級供風(fēng)系統(tǒng)中的進氣管為一個環(huán)形，進風(fēng)管的進風(fēng)端與環(huán)形的進氣管相通，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氣端以及通過管道與富氧進氣端連接的制氧裝置，所述管道上設(shè)有閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機械化生產(chǎn)煤氣高爐，其特征在于，所述進風(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。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機械化生產(chǎn)煤氣高爐，其特征在于，所述環(huán)形進氣管高于進風(fēng)管的管口設(shè)置，所述進風(fēng)管的管口分別通過垂直設(shè)置的過渡進氣管與環(huán)形進氣管連接。
說明書
一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機械化生產(chǎn)煤氣高爐
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機械化生產(chǎn)煤氣高爐。
背景技術(shù)
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政府造成極其嚴重的壓力與負擔(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。
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技術(shù)還存在很大的差距，如：SOX、NOX以及重金屬排放與毒氣(二惡英)H2S、HCl、Cr、Cd、Hg等重金屬排放均嚴重超標。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。
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
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構(gòu)：包括一個上料貯存計量鋼倉、以及進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)有一個推進桿以及固定在推進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口端與密封上料與稱重鋼倉卸料機構(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;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風(fēng)口，進風(fēng)口通過管道與鼓風(fēng)機連接，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風(fēng)管，所述進風(fēng)管插入高爐外壁向高爐內(nèi)延伸，且進風(fēng)管的插入方向偏離高爐中心，每個進風(fēng)管內(nèi)設(shè)有能夠沿進風(fēng)管伸入到高爐內(nèi)通渣防堵器;所述進風(fēng)管通過進氣管與鼓風(fēng)機管道連接;
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。
本發(fā)明將城市垃圾或工業(yè)污泥熱解還原產(chǎn)生可燃氣體由煤氣引風(fēng)機引出!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。用這種先進的產(chǎn)氣高爐代替現(xiàn)行的爐排爐落后的燃燒方式，以達到我國城市垃圾或工業(yè)污泥的全面技術(shù)升級，以真正達到資源化、無害化與減量化的目的。
在上述的一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機械化高爐，所述第三級供風(fēng)系統(tǒng)中，進風(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風(fēng)管內(nèi)并能夠伸入到爐體內(nèi)部。
在上述的一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機械化高爐，所述第三級供風(fēng)系統(tǒng)中的進氣管為一個環(huán)形，進風(fēng)管的進風(fēng)端與環(huán)形的進氣管相通，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氣端以及通過管道與富氧進氣端連接的制氧裝置，所述管道上設(shè)有閥門。
在上述的一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機械化高爐，所述進風(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。
在上述的一種城市垃圾或工業(yè)污泥熱解氣化機械化高爐，所述環(huán)形進氣管高于進風(fēng)管的管口設(shè)置，所述進風(fēng)管的管口分別通過垂直設(shè)置的過渡進氣管與環(huán)形進氣管連接。
因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：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格配比、均混，并通過斜橋提升機進入爐頂過渡料倉(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℃-600℃左右，空氣過剩系數(shù)為0.95，形成較強的還原氣氛，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)間進行強烈的放熱反應(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)生大量的可燃氣體(CO、H2、CH4、HCl)并上升至預(yù)熱帶。
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，逐漸下沉進入最后的焚燒溶融液化區(qū)。
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，富氧比例甚至可達到30%(體積分數(shù))在激烈的富氧空氣旋轉(zhuǎn)擾動下，形成1700℃-1800℃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，以達到保護爐體，延長爐體壽命的目的。同時也可降低溶融區(qū)的出渣溫度。強烈的旋轉(zhuǎn)渣流傳導(dǎo)作用也能達到減少輔助燃料用量的目的。
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�，將城市垃圾或工業(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。
同時，在高達1800℃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(PCDDs)、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)生的可燃氣體進入工業(yè)鍋爐或工業(yè)窯爐進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。
