一种废弃物缺氧热解气化炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于废弃物热解气化设备领域，具体涉及一种废弃物缺氧热解气化炉。
【背景技术】
[0002]资源与环境是21世纪的两大主题，城市生活垃圾处理是这两大主题中的重要课题。随着人们环境资源意识的增强，各国政府对垃圾处理技术标准的提高，传统的垃圾处理主要方法，也即填埋、堆肥、焚烧三种技术日益显示出其缺陷。如垃圾填埋占用大片土地，堆肥法处理量小而效率低，焚烧法容易产生二次污染，特别是二恶英的污染问题等。随着垃圾热解技术的兴起，因其具有二次污染小，无害化彻底，资源化程度高的特点，正引起世界各国研究者的广泛重视。目前常用的热解气化方式，在专利号为CN201510187639.X的专利名称为“生活垃圾热解气化生产可燃气的方法和系统”以及专利号为CN201110111480.5的名称为“生活垃圾热解气化处理成套设备”的发明专利申请中均有所描述:将生活垃圾在蓄热式旋转床热解炉内进行干燥处理和热解处理，以便得到富含水蒸气的高温油气和垃圾炭；利用富含水蒸气的高温油气作为气化剂对垃圾炭进行气化处理，以便得到气化混合气；以及将气化混合气进行除尘净化处理，以便得到可燃气。目前传统的上述操作过程，仍然存在无法忽视的缺陷，主要在于:一方面，由于垃圾热解的过程也即废弃物的热解气化过程，也即指将生物质燃料转化为可燃性气体的热化学过程中，水蒸气、游离氧或结合氧与燃料中的碳进行热化学反应，生成可燃气体。其过程必然包括生物质的干燥、热解、氧化和还原反应过程。而在现有垃圾的热解气化过程中，垃圾首先必须要经过预处理过程，从而使得垃圾被破碎烘干后，以干燥碎粒形态进入蓄热式旋转床热解炉内，无形中极大的增加了垃圾的处理成本及每批次垃圾的处理周期，同时也必然降低了垃圾的实际处理效率。另一方面，蓄热式旋转床热解炉作为垃圾的主要反应场所，对于炉内温度的恒温控制和限氧供风尚无有效的处理方式，这就为目前垃圾的热解气化效率埋下了隐患。如何寻求一种结构更为合理可靠的热解气化炉体，能够在保证其内垃圾进行正常反应过程的同时，能够简化其处理过程，降低其处理成本及周期，提升其处理效率及性能，为本领域近年来所亟待解决的技术难题。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理而实用的废弃物缺氧热解气化炉，其可在有效确保炉内温度的高恒温控制的同时，简化废弃物的热解气化处理过程，并同步提升其处理效率和降低其处理成本，废弃物的处理周期亦可得到进一步缩短。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:
[0005]—种废弃物缺氧热解气化炉，其特征在于:本装置至少包括燃烧室以及位于燃烧室内的炉排组件；燃烧室划分为用于执行废弃物的干燥、热解及氧化操作的主燃烧室以及于主燃烧室末端加设的灰渣冷却室；本焚烧炉还包括罩设于炉排组件上的火笼罩，所述火笼罩与炉排组件之间区域构成前述主燃烧室；炉排组件沿物料行进方向依次分为进料干燥段、热解氧化段以及燃尽段，火笼罩至少在炉排组件的进料干燥段及燃尽段处分别设烟气间隙，以使得所产生高温烟气绕行并湍流进入构成还原层的还原室；所述火笼罩的底罩面朝炉排组件呈平板状和/或凹面状构造。
[0006]所述火笼罩顶部呈便于烟灰滑落的坡度结构；火笼罩的前端面靠近炉排组件的进料干燥段所在段上方并与炉体上前拱盖间存有间隙以构成前烟道；火笼罩的靠近炉排组件的燃尽段所在段并与炉体上后拱盖存有间隙以构成后烟道，该前烟道和后烟道共同构成上述烟气间隙；在上述烟气间隙与还原室的衔接连通处布置有口径小于还原室口径的缩小状的主烟喉口。
[0007]所述火笼罩与炉排组件距高为lm以上布设，炉排组件下方分别布置热风室、热风管、热风鼓风机，炉排组件进料端连接供料系统组件设置，炉排组件的燃尽段连接在冷渣活动炉排处。
[0008]冷渣活动炉排下方分别设置冷风室、冷风管、冷风鼓风机，冷渣活动炉排连接在排渣斗外上口部位设置，排渣斗上沿的连接燃烧室底部处的炉体侧壁处设有看火窗，看火窗外设看火操作控制室。
[0009]所述炉排组件为顶杆式固定炉排；炉排组件包括顶杆以及位于顶杆底端的提供其顶升动力的动力部，顶杆的最大升程贯穿炉排组件上的物料层；炉排组件的排面上贯穿其排体开设连通热风室与主燃烧室的通风孔，且该排面呈板面倾斜布置的长方板体状结构；在炉排组件的物料输送方向上，所述顶杆为轴线铅垂布置的多个且沿垂直上述物料输送方向依次横向均布；以上述横向均布一行的顶杆为一组横向顶杆单元，所述横向顶杆单元为多组且呈纵向均布的沿平行物料输送方向依次布置。
[0010]本实用新型的主要优点如下:
[0011]1)、摒弃了传统的蓄热式旋转床热解炉的由上而下的逐层处理结构，和其结构只能处理破碎干燥后的碎粒垃圾的固有缺陷。本实用新型依靠炉排结构，以主燃烧室形成针对废弃物的干燥及热解氧化空间，以还原室构成还原层，从而在缺氧甚至无氧状态下，使得在前述氧化反应中生成的二氧化碳等在这里同炭及水蒸气发生还原反应，最终达到转化合成有利用价值的燃气的目的。本实用新型所述的热解气化炉所热解气化物料或废弃物包括固体废物和危害废物等废弃物，均可热解气化发电或小型热解气化及供暖等，并可可极大的节约其处理周期和处理时间。同时，由于火龙罩的设置，以具备平面和/或凹面状底端面的热聚拢构造搭配仅设于炉排组件上的罩设结构，从而阻断主燃烧室与还原室间的直接的烟气升腾路径，迫使其改道而沿主燃烧室的前后端绕行，并使得主燃烧室内高温烟气停留时间被人为延长，进而起到聚拢炉排组件燃烧段热量和保证其主燃烧室高恒温工作的效果，最终为建立热解氧化反应所需的高温氧化环境提供基本保证。
[0012]至此，无需进行初期破碎及预干燥处理的废弃物进入主燃烧室，在炉排组件的进料干燥段处实现其换热干燥及水分蒸发效果，并随后进入热解干燥段实现废弃物中大部分挥发物质的分离以及废弃物本身的剧烈燃烧。而在热解氧化段进行燃烧反应所放出的热量，又为燃尽段处灰渣高效燃尽以及进料干燥段处的废弃物裂解和排潮干燥提供了热源。在热解氧化段中生成的热气体如一氧化碳和二氧化碳等，经由预设的烟气间隙进入还原区也即还原室处，而废弃物燃尽后的灰分进入灰渣冷却室。其整体过程布局合理而效率高，依靠火龙罩与炉排组件所构成主燃烧室的高温缺氧条件，使无需预处理的废弃物经过一段时间热解气化反应，即可自然达到其中有机类组分得到充分的热解气化，且有机质大分子态裂解成小分子态可燃气体的目的，剩余物为熔融炉渣。上述废弃物的热解气化处理过程得以简化，并同步提升了其处理效率和降低了其处理成本，废弃物的处理周期亦可得到进一步缩短。
[0013]2)、通过前、后烟道的布置，由主燃烧室处引导而来的高温烟气，一分为二的分别主动作用于温度相对较低的燃烧室的上前拱盖及上后拱盖处，从而在维持炉排组件处高温氧化环境的同时，亦可确保额外烟气的可靠散逸效果。此外，由于燃烧室的上述上前拱盖及上后拱盖更接近于炉排组件的进料干燥段及后续的灰渣冷却室，而该两处的物料或可能存在预加热需要，或可能存在无法一次燃尽的灰渣等。通过对高恒温的烟气的改道操作，进而可使得上述废弃物预热以及灰渣二次爆燃存在可能，最终使其热解氧化效果得到进一步提升。
[0014]3)、火笼罩顶部，实际上构成了前烟道、后烟道乃至还原室三者的三通交汇点。考虑到该处可能存在烟气沿还原室行进后的冷却灰渣掉落状况，在火笼罩顶部设置便于灰渣滑落的坡盖结构成为必然。
[0015]4)、燃烧室的末端处设置的看火窗，能全面看清炉排组件及冷渣活动炉排处料层动态。甚至如上述料层哪块被闷住，从而导致燃烧不充分状况，随即即可操纵相应设备，进而促使该废弃物层快速通风燃烧。通过看火操作控制室的布置，可有效避免现有焚烧厂设立一个总控室但只能在电脑和视频观看的状况，其可操控性更强，废弃物焚烧效率亦可得到有效保证。
[0016]5)、顶杆以多个的密布于炉排组件的排面上。按照正常的矩阵排列，此处则以各行各列进行横纵布置以构成长方矩阵结构，以实现对于遍布上述排面面上的物料的无死角穿孔效果。顶杆的实际动作方式可以刻意布置，也可以独立动力部对单个顶杆随意进行升降动作。本发明优选为以横向布置的每行横向顶杆单元为同步动作机构，再轴向也即逐列从上到下的沿物料输送方向呈逐次动作，以便于实现前述均布的穿透物料层效果的同时，起到一定的助推物料行进的目的。当然，也可将纵向布置的各顶杆形成联动机构，再以沿固定炉排宽度方向由左至右依次横向动作，均可达成对于物料层的整体穿孔目的。配合上述的看火操作控制室，可视炉排组件处废弃物焚烧状况的不同，从而进行针对性的在线调整操作，以确保对于主燃烧室处的废弃物的高效处理目的。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构示意图；
[0018]图2-8为火笼罩的底罩面不同实施例的结构示意图。
[0019]图中各标号与本实用新型各部位名称的对应关系如下:
[0020]a-主燃烧室b_灰渣冷却室
[0021]10-火笼罩11-连通孔20-还原室21-主烟喉口
[0022]31-前烟道32-后烟道41-炉排组件411-顶杆412-动力部
[0023]41a-热风室41b_热风管41c_热风鼓风机
[0024]42-冷渣活动炉排42a-冷风室42b_冷风管42c_冷风鼓风机
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