污泥与生物质协同气化的流化床气化炉的制作方法

本实用新型涉及环保、热能工程技术领域，具体地指一种污泥与生物质协同气化的流化床气化炉。

背景技术：

污泥是污水处理后的产物，不仅含水量高，易腐烂，有强烈臭味，并且含有大量病原菌、寄生虫卵以及铬、汞等重金属和二恶英等难以降解的有毒有害及致癌物质。污泥未经处理随意堆放，经过雨水的侵蚀和渗漏作用，极易对地下水、土壤等造成二次污染，直接危害人类身体健康。污泥热解反应环境为无氧或者缺氧，其NOx、SOx和重金属等污染物的排放远远低于焚烧过程中的排放量，从热解可获得炭化物、焦油和燃气，他们具有较高的热值和利用价值。相比传统干燥焚烧，具有污染物排放量更低的清洁处置方式，相比厌氧和堆肥等工艺占地面积小、处置彻底，是解决污泥问题的重要发展方向。

当前，针对城市有机固废，多见于间接式加热方式，需要外置能源或补充外置能源较多，而直接燃烧气化工程应用较少，且当前固废气化技术多来源于煤气化，其设备在有机固废，特别是生物质和污泥协同气化方面存在较多问题。

直接式气化设备常见的有固定床、鼓泡流化床、循环流化床等类型。固定床由于床层固定，气化强度较低，单台设备出力有限，而且固定床一般适应于块状或者粒径较大的燃料；而流化床由于燃烧气化过程处于沸腾状态，反应极其剧烈，对温度的控制要求高，一断温度过高就会造成床料结渣、死床的问题。气化技术作为清洁处置有机固废，特别是污水污泥在国内还未见有工程化应用，因此，将有机固废进行热解气化利用，实现资源化处置是城市污泥处置技术发展一个重要方向。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是要提供一种生态环保、施工简单、施工速度快、外形美观的生态护坡结构。

为实现上述目的，本实用新型所设计的一种污泥与生物质协同气化的流化床气化炉，包括设置在底部的灰渣输送螺旋，所述灰渣输送螺旋上方设有风管区，所述风管区上方设有密相燃烧区，所述密相燃烧区内设有布风板，所述密相燃烧区内壁上还设有点火装置，所述密相燃烧区上还设有湿污泥进口和生物质进口，所述密相燃烧区上方设有干燥区，所述干燥区上还设有气化出口。

进一步地，所述风管区内设有风管，所述风管底端与灰渣输送螺旋连通，所述风管顶端设有风室，所述风室顶部与布风板连接，所述风管外周设有排渣通道。

更进一步地，所述密相燃烧区上方设有稀相区，所述稀相区内周设有上宽下窄的导流板，所述稀相区顶端与干燥区连通。

进一步地，所述密相燃烧区上还设有蒸汽喷射管。

更进一步地，所述干燥区顶部设有放散管。

进一步地，所述布风板包括由多个扇形组成的风帽板，所述每个扇形风帽板上均匀布置有风帽，所述风帽底部设置有风碟。

作为优选项，所述布风板外周与炉体间间距为5～10mm，所述布风板的进气风速为15～20m/s。

作为优选项，所述稀相区的导流板收缩度为30～50％。

作为优选项，所述灰渣输送螺旋、风管区、密相燃烧区、干燥区、稀相区的总高度为12～20m，密相燃烧区的直径为2.4～5m。

本实用新型的优点在于：

1、气化炉布风板为锥形布风，且下部风室根据上部锥形布风特定确定给风量，锥形布风使床料在燃烧气化过程中，形成内回旋，可大大提高床体气化效率和燃料的利用率，实现燃料更加彻底的气化，灰渣中最终残碳可控制在5％以内。

2、炉体燃烧气化区采用蒸汽控制温度，可有效保障炉体长时间稳定不出现结渣现象，更好的实现气化炉稳定运行。

3、过热蒸汽控温可进一步提高气化产气得率，使所产生的燃气热值更高。

附图说明

图1为本实用新型的内部结构示意图；

图2为布风板结构示意图；

图3为风碟结构示意图；

图4为风帽结构示意图；

图5为风蝶与风帽在布风板上布置示意图。

图中：灰渣输送螺旋1、风管区2(其中：风管2.1、风室2.2、排渣通道2.3)、密相燃烧区3(其中：布风板3.1、3.1a、风帽板风帽3.1b、风碟3.1c、点火装置3.2、湿污泥进口3.3、生物质进口3.4、蒸汽喷射管3.5)、干燥区4(其中：气化出口4.1、放散管4.2)、稀相区5(导流板5.1)。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

如图1～5所示的一种污泥与生物质协同气化的流化床气化炉，包括设置在底部的灰渣输送螺旋1，所述灰渣输送螺旋1上方设有风管区2，所述风管区2上方设有密相燃烧区3，所述密相燃烧区3内设有布风板3.1，所述密相燃烧区3内壁上还设有点火装置3.2，所述密相燃烧区3上还设有湿污泥进口3.3和生物质进口3.4，所述密相燃烧区3上方设有干燥区4，所述干燥区4上还设有气化出口4.1。所述风管区2内设有风管2.1，所述风管2.1底端与灰渣输送螺旋1连通，所述风管2.1顶端设有风室2.2，所述风室2.2顶部与布风板3.1连接，所述风管2.1外周设有排渣通道2.3。所述密相燃烧区3上方设有稀相区5，所述稀相区5内周设有上宽下窄的导流板5.1，所述稀相区5顶端与干燥区4连通。所述密相燃烧区3上还设有蒸汽喷射管3.5。所述干燥区4顶部设有放散管4.2。所述布风板3.1包括由多个扇形组成的风帽板3.1a，所述每个扇形风帽板3.1a上均匀布置有风帽3.1b，所述风帽3.1b底部设置有风碟3.1c。

在本实施例中，所述布风板3.1外周与炉体间间距为10mm，所述布风板3.1的进气风速为20m/s。所述稀相区5的导流板5.1收缩度为50％。所述灰渣输送螺旋1、风管区2、密相燃烧区3、干燥区4、稀相区5的总高度为20m，密相燃烧区3的直径为5m。

本实用新型在实际使用时：

如图1～5所示的一种污泥与生物质协同气化的流化床气化炉，包括用以生物质与污泥堆积与燃烧的密相燃烧区3、用以控制燃烧区3温度的蒸汽喷射管3.5、用以收集燃烧后产物的排渣通道2.3、用以生物质与污泥共气化的稀相区5、用以气化产出气进行干燥的干燥区4、用以污泥进料的湿污泥进口3.3、用以生物质进料的生物质进口3.4、用以炉内供燃的空气风管2.1、用以灰渣外排收集的灰渣输送螺旋1、用以炉内密相燃烧区3形成旋风的布风板3.1、用以生物质污泥气化气流动导流板5.1、用以气化气排出的气化出口4.1、用以点火助燃的点火装置3.2、用以气化炉在启动、停止或应急停止时进行排烟或安全放散的放散管4.2、用以流化风的混合分配，使布风板3.1上风量分布均匀的风室2.2。

气化炉通过风机鼓风，从空气风管2.1进入到风室2.2，完成流化风的混合分配，通过布风板3.1的布风作用，进入气化炉中。

气化炉的气-固呈逆向流动，生物质与湿污泥从生物质进口3.4、与湿污泥进口3.3加入后，被上升的热气流干燥而将水蒸气排除，干燥了的污泥在稀相区5扩大段被上升气流加热分解释放出挥发分，生物质与污泥中气化后的气体在密相燃烧区3上升，余下的生物质与污泥在密相燃烧区3空气氧化，放出的燃烧热量为整个气化过程提供热源。生物质气由导流板5.1通过干燥区4干燥后由气化出口4.1进入后续工段，燃烧产物通过排渣通道2.3进入灰渣输送螺旋1排出。

在本实施例中，对气化炉启动、停止时可开启顶部放散管4.2进行排烟。炉内温度过高超过燃料的灰熔点而造成床层结渣可通过蒸汽喷射管3.5降温控制密相燃烧区3温度。炉膛为圆形构造，布风板3.1为多个扇形组成近似圆的多边形，与炉体间间距为10mm，有利于灰渣的下落。布风板3.1进气风速为20m/s，气化炉高度为20m，气化炉高径比为5：1。

在本实施例中，稀相区4设置导流板5.1，导流板5.1的收缩度为50％，炉径与收缩距离比为3。

最后，应当指出，以上实施例仅是本实用新型较有代表性的例子。显然，本实用新型不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。