旋转式炉芯供风及简易刮板除灰的多功能一体化气化炉的制作方法

本实用新型涉及环保技术领域，具体为一种旋转式炉芯供风及简易刮板除灰的多功能一体化气化炉。

背景技术：

随着全球经济的持续增长和城市化进程的加速推进，医疗废物、其他危险废弃物及生活垃圾的增量产生及其引发的环境污染和人类健康问题已成为全世界所面临的共同问题。因此，实现固体废物的无害化、减量化、资源化利用是固体废物处理和处置的最终目标。

气化是介于焚烧和热解之间的热化学处置工艺。它能够将废物中的有机组分在缺氧气氛下与气化剂反应生成合成气，无机成分则以灰渣的形式排除。与焚烧相比，气化工艺具有能量回收利用率高、二次污染小、飞灰少，烟气产生量低、后处理设备简单等优势。

对于医废、危废或生活垃圾等尺寸不均匀的物料，目前一般选择采用固定床气化方式。这是由于这些不均匀物料在温度分布和气固混合较为均匀的流化床中很难实现流化状态。然而，常见的固废气化工艺及气化炉结构的设计尚存在诸多不足之处。例如，传统气化固定床在空气注入处及燃烧密集处容易形成局部高温区，导致温度分布不均匀及高温烧结现象，影响气化炉的正常运行。一般气化炉内部不设有可移动部件，因而温度分布不均和高温烧结的问题难以得到改善和解决。再者，多数气化炉都从炉膛侧墙投料，容易导致物料堆积不均匀，使物料层内出现“搭桥”等现象，影响气化炉的正常运行。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中的问题，提供一种产出高品质合成气的气化炉，具有高效、快速、均匀、稳定、抗烧结、耐用、安全、低成本的优点。

实现上述目的的技术方案是：旋转式炉芯供风及简易刮板除灰的多功能一体化气化炉，其特征在于：包括炉体底座，底座上安装有圆筒形的炉体，炉体的顶部设置有炉检安全门，炉体上部一侧设置有用于与进料系统相连接的法兰，另一侧设置有合成气出口；

炉体与底座之间设置有炉底盘，炉底盘的中心位置通过空心转轴安装有旋转炉芯，空心转轴的下端向下延伸至底座内，底座内还安装有驱动空心转轴转动的驱动机构；

所述底座内还安装有与空心转轴的内腔连通的供风管道和烟气蒸汽管道，供风管道和烟气蒸汽管道上分别连接有自动调节阀，供风管道和烟气蒸汽管道均通过空心转轴与炉体内腔连通。

进一步地，所述炉体包括上部炉体和下部炉体，上部炉体和下部炉体之间采用法兰连接。

进一步地，所述上部炉体上还安装有高位料位探测器，下部炉体上安装有低位料位探测器。

进一步地，在靠近合成气出口一侧的炉体内设置有合成气排出引导墙，合成气排出引导墙与炉体侧壁之间形成合成气导引通道。

进一步地，所述旋转炉芯包括空心的金属锥体，金属锥体的外壁上设置有耐火材料层，耐火材料层内均布有贯通的陶瓷管供风喷嘴，所述金属锥形上设置有与每个陶瓷管供风喷嘴对应的风孔。

进一步地，炉底盘上密布有多个细灰排出孔以及多个炉渣排出孔，炉底盘上设置有刮灰器，刮灰器的一端与空心转轴连接，刮灰器用于清扫炉底盘，并将炉底盘上的落灰及大小颗粒灰渣刮入细灰排出孔和炉渣排出孔内；

炉底盘的下方设置有接灰盘，接灰盘的上端口与炉底盘的下端面密封连接，接灰盘上设置有出灰槽，接灰盘上还配合设置有与空心转轴连接的推灰板，通过推灰板将接灰盘内的落灰及大小颗粒灰渣推入出灰槽内。

进一步地，所述刮灰器的截面呈倒V形。

进一步地，接灰盘的下方设置有螺杆输送机，螺杆输送机的进料口与接灰盘的出灰槽密封连接，螺杆输送机的输出端向外伸出底座，螺杆输送机的出口端连接化灰炉。

进一步地，接灰盘的下方的炉体内还连接有管道连接板，所述空心转轴向下延至伸管道连接板的上方，所述空心转轴与炉底盘、接灰盘之间分别安装有耐高温石墨合金滑动轴承；

所述供风管道和烟气蒸汽管道均设置有两根，分别为第一供风管、第二供风管以及第一烟气蒸汽管和第二烟气蒸汽管，第一供风管沿空心转轴的下端口向上延伸至金属锥体内，并且第一供风管上端还连接有分隔板，通过分隔板将金属锥体分隔为位于炉芯上部的一区和位于炉芯下部的二区，第一供风管与炉芯内一区连通，第一烟气蒸汽管与第一供风管连接，所述第二供风管和第二烟气蒸汽管均通过空心转轴与炉芯内二区连通。

进一步地，所述接灰盘、通风管道连接板与空心转轴之间分别连接有盘根密封组件。

本实用新型的有益效果：

1、废料气化过程中的燃烧界面均匀分布在旋转炉芯上，燃烧是在金属锥体外表面的耐火材料层上进行，而不是在金属炉底盘上，从而大大提高了金属炉底盘的运行寿命。

2、金属锥体外表面的耐火材料层上均匀分布有陶瓷管供风喷嘴，供风由空心转轴进入金属锥体内部，并分上下两个区域独立可控供风，供风均匀且各区域的供风量可根据炉内废料的气化速度，料堆的高度进行单独、自动的调节，使燃烧所需的供风能够均匀地布给燃烧层。

3、金属锥体的慢速旋转与物料之间形成的相对运动，外加炉底盘上安装的刮灰器，能够大大降低在燃烧区及炉底盘上发生灰分烧结的概率。

4、旋转炉芯的低速转动及炉体的圆筒形结构设计保证了燃烧层、气化收缩层厚度的均匀一致，使气化炉达到最佳的运行状态，提升物料气化过程的均一性、高效性和可控性。这一点是其他类型的气化炉无法比拟的。

5、本实用新型的供风量可根据炉内燃烧区的温度，物料的热解气化速度，由安装在供风管道上和烟气蒸汽管道的自动控制阀调控，配合顶部中央投料系统，形成自下而上均匀、稳定的底部燃烧供热层，中间热解气化收缩层和上部的生料干燥层。燃烧供风量的可控性保证了气化炉的稳定、可控（温度和压力）运行，且为生产高品质合成气创造了最佳条件。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为旋转炉芯的结构示意图；

图3为图1中的A-A向剖视图；

图4为图1中的B-B向剖视图；

图5为刮灰器的截面图。

具体实施方式

本实用新型公开的是一种旋转式炉芯供风及简易刮板除灰的多功能一体化气化炉，用于医废（危废）无害化处理或生活垃圾的热解气化，回收利用固废中的碳氢化合物资源。

如图1、2、3、4、5所示，本实用新型包括炉体底座1，底座1上安装有圆筒形的炉体2，炉体2包括上部炉体28和下部炉体29，便于气化炉的运输与安装，上部炉体28和下部炉体29之间采用法兰连接，上部炉体28上还安装有高位料位探测器30，下部炉体29上还安装有低位料位探测器32。

炉体2的顶部设置有炉检安全门3，炉体2上部一侧设置有与进料系统相连接的法兰4，另一侧设置有合成气出口5，法兰4设置在炉体2的径向中心位置，使物料由炉体2的中心下落，形成自下而上均匀、稳定的底部燃烧供热层。

在靠近合成气出口5一侧的炉体2内设置有合成气排出引导墙31，合成气排出引导墙31与炉体侧壁之间形成合成气导引通道34，可以有效提高合成气的排出温度。

炉体2与底座1之间设置有由耐热合金材料制成的炉底盘6，炉底盘6的中心位置通过空心转轴7安装有旋转炉芯8，空心转轴7的下端向下延伸至底座1内，旋转炉芯8包括空心的金属锥体9，空心转轴7的上端密封连接在金属锥体9的上端口内，金属锥体9的外壁上设置有耐火材料层10，耐火材料层10内均布有贯通的陶瓷管供风喷嘴11，金属锥形9上设置有与每个陶瓷管供风喷嘴11对应的风孔12。

炉底盘6上密布有多个细灰排出孔13以及三个均布的炉渣排出孔14，炉底盘6上设置有两个对称设置，并且截面呈倒V形的刮灰器15，刮灰器15的一端与空心转轴7连接，刮灰器15用于清扫炉底盘6，并将炉底盘6的落灰及大小颗粒灰渣刮入细灰排出孔13和炉渣排出孔14内。

炉底盘6的下方设置有接灰盘16，接灰盘16的上端口与炉底盘6的下端面密封连接，接灰盘16上设置有出灰槽17，接灰盘16上还配合设置有两个对称设置的推灰板18，推灰板18分别与空心转轴7连接，通过推灰板18将接灰盘16内的落灰及大小颗粒灰渣推入出灰槽17内。

接灰盘16的下方设置有螺杆输送机19，螺杆输送机19的进料口与接灰盘16的出灰槽17密封连接，螺杆输送机19的输出端向外伸出底座1，螺杆输送机19的出口端连接化灰炉20。

接灰盘16下方的炉体2内还连接有管道连接板21，所述空心转轴7向下延至伸管道连接板21的上方，空心转轴7与炉底盘6、接灰盘16之间分别安装有耐高温石墨合金滑动轴承22，接灰盘16、通风管道连接板21与空心转轴7之间分别连接有盘根密封组件23。

通风管道连接板21与空心转轴7之间的盘根密封组件23上还密封连接有供风管道和烟气蒸汽管道，供风管道和烟气蒸汽管道均设置有两根，分别为第一供风管24-1、第二供风管24-2以及第一烟气蒸汽管25-1和第二烟气蒸汽管25-2，第一供风管24-1沿空心转轴7的下端口向上延伸至金属锥体9内，并且第一供风管24-1上端还连接有分隔板33，通过分隔板33将金属锥体9分隔为位于炉芯上部的一区和位于炉芯下部的二区，第一供风管24-1与炉芯内一区连通，第一烟气蒸汽管25-1与第一供风管24-1连接，第二供风管24-2和第二烟气蒸汽管25-2的上端均延伸至空心转轴7内，并与炉芯内二区连通。

底座1内还安装有驱动空心转轴7转动的驱动机构，驱动机构包括安装在管道连接板21上的减速机27，减速机27与空心转轴7之间通过齿轮传动连接。

驱动空心转轴7转动的驱动机构设有过载保护，如废料中含的大块玻璃、金属等硬物卡在炉渣排出孔14与刮灰器15之间时，驱动机构的过载保护将阻止减速机27继续向前驱动运行，然后重新启动减速机27驱动齿轮反向旋转。空心转轴7的旋转为可控加可逆的双向运行方式。

本实用新型工作时，物料通过进料装置输入炉体2内，并由炉体2顶部中央向下落在旋转炉芯8上，从而在炉体2内形成自下而上均匀、稳定的底部燃烧供热层，中间热解气化收缩层和上部的生料干燥层，燃烧供风通过供风管道输入炉体2内，供风量可以通过自动调节阀自动调节，保证了气化炉的稳定、可控（温度和压力）运行，且为生产高品质合成气创造了最佳条件。

废料在旋转炉芯锥8的锥面上燃烧进而热解气化，生成合成气经合成气导引通道34、合成气出口5输送至下游处理设备。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型专利。熟悉本领域技术的人员显然可以对这些实施例做出改动，并将在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性劳动。因此，本实用新型专利不限于在此描述的实施例，本领域技术人员根据本实用新型专利的揭示，不脱离本实用新型专利的范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型专利的保护范围之内。