一种新型有机固废热解气化炉的制作方法

本发明涉及一种新型有机固废热解气化炉。

背景技术：

有机固体废弃物主要包括生活垃圾、工业垃圾中的有机部分和农业秸秆等，有机固体废弃物如何实现“减量化、无害化、资源化”是目前亟待解决的问题。目前，有机固体废弃物主要采取卫生填埋和热处理的处理方式，卫生填埋需要占用大量的土地资源，同时还会对周围环境造成极大的污染。热处理的方式逐渐成为大中小城市的主要处理手段之一，热处理方式主要包括直接焚烧和热解气化两种，焚烧法满足减量化、无害化、资源化的特点，但焚烧过程中会产生大量的污染物，成为国内外最具有发展潜力的处理技术。热解气化技术可以有效控住污染物的生成，大大较少二次污染，得到高度重视。有机固体废弃物在热解气化过程中存在气化不均匀、效率低、可燃气含有大量焦油等问题。传统气化装置(例如cn104711041a)一般于燃气烟道后端采用水洗法去除焦油，该方法不仅容易造成水污染，还会造成能源的浪费。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种新型有机固废热解气化炉，解决了现有技术有机固体废弃物在热解气化过程存在气化不均匀、气化效率低、可燃气含有大量焦油的问题，解决了燃气烟道后端采用水洗法去除焦油仅容易造成水污染和能源的浪费的问题。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种新型有机固废热解气化炉，该气化炉由上到下依次包括炉顶、上炉体、下炉体、多旋转水冷炉排、出渣口；炉顶设有进料口和雾化喷淋结构；上炉体一侧上壁设有防爆门，另一侧设有燃气出口，所述燃气出口连通有旋风分离器，内部螺旋布置，将可燃气中水蒸气和杂质由螺旋离心作用分离出去，净化后的可燃气经旋风分离器上端的净化燃气出口排出，旋风分离器分离出来的水循环导入到雾化喷淋结构中，喷入气化炉内部，减少水的使用量；所述下炉体侧壁设有进气口、多点多角度进气结构、出气口，所述多点多角度进气结构设置4-12个出气孔，出气孔的数量和角度可调，出气孔的数量和角度取决于气化炉直径的大小和有机废弃物的成分，由进气口进气，多余的空气由出气口排出，形成闭合回路；多点多角度进气结构有利于有机固废的均匀气化，增大气体与原料的接触面积，提高气化效率。

特别地，所述雾化喷淋结构包括炉顶均匀分布的6个雾化喷淋装置，全部由一台循环水泵供水，每个雾化喷淋装置配置一个喷头和气动阀，每个雾化喷淋装置由气动阀单独控制，雾化喷淋可改善有机固废材料颗粒的吸热性能，提高上升燃气与干燥区有机固废颗粒的传热效率，大幅降低燃气温度，促使燃气中的重质及部分轻质焦油组分冷凝回流，于热解区内进行二次裂解，不仅可大幅降低气化炉出口燃气的焦油浓度，还能促进大部分焦油分子进行二次裂解，提高有机固废材料的能源利用率。

特别地，炉顶还设有观察口。

特别地，所述多旋转水冷炉排，包括框架、固定轴和主动轴；固定轴和主动轴均为多根，以平行交替的方式铺设在框架上；框架呈矩形，由四根方形钢管焊接而成，各钢管内部均连通；固定轴采用普通空心三角体钢材，固定轴两端与框架固定连接，并与框架钢管内部连通；框架钢管内部和固定轴内部的空腔构成供一路循环水流通的一路水冷通道；框架钢管一端设有一路循环水进水口，另一端设有一路循环水出水口；主动轴采用空心圆柱体钢材，主动轴两端均通过主动轴固定装置转动连接在框架上，且主动轴两端伸出框架外，并在一端安装齿轮，齿轮与变速电机相连，所述的主动轴通过变速电机实现正反两个方向的转动；主动轴内部构成供二路循环水流通的二路水冷通道，一端的开口为二路循环水进水口，另一端的开口为二路循环水出水口，配套的供冷系统的二路循环水在主动轴内部流动，可有效降低主动轴表面温度，将其表面温度控制在250℃以下；一路水冷通道与二路水冷通道相互独立，提高了炉排热量和循环水之间的换热效率；所述的主动轴通过变速电机实现正反两个方向的转动且转速可调有利于破碎大块炉渣和炉渣的顺利排出。

有机固体废弃物通过炉顶进料口进入气化炉内，堆积在多旋转水冷炉排上，有机固体废弃物在炉内热解气化，可通过观察口记录炉内气化状况，根据气化状况，调节雾化喷淋装置和多点多角度进气结构，保证炉内稳定气化，产生可燃气经过旋风分离器净化，由净化燃气出口导出，旋风分离器分离出来的水循环导入到雾化喷淋结构中，喷入气化炉内部，减少水的使用量；多旋转水冷炉排中变速电机带动主动轴转动，与固定轴之间挤压大块气化后炉渣，将破碎的炉渣通过固定轴与主动轴之间的缝隙排出，由出渣口排出。

本发明的有益效果如下：

1、对比传统气化装置中采用的单一喷射进气装置，于气化炉侧壁上布置多点多角度进气结构具有非常明显的优势。实际热化学转化过程中，气化介质的喷射位置、角度、流速等均可影响气化炉内的流场分布、压力分布和有机固废颗粒浓度分布等，进而影响有机固废材料的热化学转化效率。当气化炉侧壁的多点多角度喷射结构设计合理时，可改善气化炉内的流场分布、湍流强度及湍流动能分布，以使有机固废颗粒浓度分布均匀且停留时间长，增加有机固废颗粒与气体分子之间的碰撞频率，提高有机固废材料的碳转化率和气化效率。

2、传统气化装置一般于燃气烟道后端采用水洗法去除焦油，该方法不仅容易造成水污染，还会造成能源的浪费。为避免以上问题的发生，对于上吸式固定床气化炉而言，炉顶雾化喷淋结构，可改善有机固废材料颗粒的吸热性能，提高上升燃气与干燥区有机固废颗粒的传热效率，大幅降低燃气温度，促使燃气中的重质及部分轻质焦油组分冷凝回流，于热解区内进行二次裂解。其不仅可大幅降低气化炉出口燃气的焦油浓度，还能促进大部分焦油分子进行二次裂解，提高有机固废材料的能源利用率。

3、经过雾化喷淋装置的气化可燃气，通过旋风分离器，将水蒸气和杂质过滤分离，净化可燃气；其次，还可将分离出来的水，循环导入到雾化喷淋装置中，喷入气化炉内部，减少水的使用量。

4、多旋转水冷炉排，提高了炉排热量和循环水之间的换热效率；所述的主动轴通过变速电机实现正反两个方向的转动且转速可调有利于破碎大块炉渣和炉渣的顺利排出。

总之，本发明结构简单，解决了现有技术有机固体废弃物在热解气化过程存在气化不均匀、气化效率低、可燃气含有大量焦油、换热效率低的问题，解决了燃气烟道后端采用水洗法去除焦油容易造成水污染和能源的浪费的问题。

附图说明：

图1是实施例1的装置的正视图；

图2是实施例1的装置的左视图；

图3是实施例1的装置的俯视图；

图4是多旋转水冷炉排的正视图；

图5是多旋转水冷炉排的左视图；

图6是多旋转水冷炉排的俯视剖视图；

图7为多旋转水冷炉排的主动轴与固定轴的排列示意图；

其中，1、防爆门；2、观察口；3、炉顶；4、雾化喷淋装置；5、净化燃气出口；6、旋风分离器；7、上炉体；8、炉门；9、多旋转水冷炉排；10、出渣口；11、下炉体；12、进气口；13、多点多角度进气结构；14、出气口；15、二路循环水进水口；16、主动轴；17、齿轮；18、框架；19、二路循环水出水口；20、一路循环水进水口；21、一路循环水出水口；22、主动轴固定装置；23、固定轴。

具体实施方式：

以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。

实施例1：

图1所示的一种新型有机固废热解气化炉，该气化炉由上到下依次包括炉顶3、上炉体7、下炉体11、多旋转水冷炉排9、出渣口10；所述炉顶3、上炉体7和下炉体11内部砌满耐火砖和耐火材料，耐火度控制在1200℃左右；炉顶设有进料口、观察口和雾化喷淋结构，,所述雾化喷淋结构包括炉顶均匀分布的6个雾化喷淋装置4，全部由一台循环水泵供水，每个雾化喷淋装置4配置一个喷头和气动阀，每个雾化喷淋装置由气动阀单独控制,上炉体7一侧上壁设有防爆门1，防止气化炉内部气压不稳定引起的爆炸，另一侧设有燃气出口，所述燃气出口连通有旋风分离器6，内部螺旋布置,将可燃气中水蒸气和杂质由螺旋离心作用分离出去，净化后可燃气经旋风分离器6上端的净化燃气出口5排出，旋风分离器6分离出来的水循环导入到雾化喷淋结构中，喷入气化炉内部，减少水的使用量；所述下炉体11侧壁设有进气口12、多点多角度进气结构13、出气口14，所述多点多角度进气结构13设置4-12个直径控制在10厘米左右出气孔，均匀布置于下炉体,出气孔的数量和角度可调，出气孔的数量和角度取决于气化炉直径的大小和有机废弃物的成分，由进气口12进气,多余的空气由出气口14排出，形成闭合回路；多点多角度进气结构有利于有机固废的均匀气化，增大气体与原料的接触面积，提高气化效率。

如图3至图7所示所述多旋转水冷炉排，包括框架18、固定轴23和主动轴16；固定轴23和主动轴16均为多根，以平行交替的方式铺设在框架18上；框架18呈矩形，由四根方形钢管焊接而成，各钢管内部均连通；固定轴23采用普通空心三角体钢材，固定轴23两端与框架18固定连接，并与框架18内部连通；框架18和固定轴23内部的空腔构成供一路循环水流通的一路水冷通道；框架18一端设有一路循环水进水口21，另一端设有一路循环水出水口21；主动轴16采用空心圆柱体钢材，主动轴16两端均通过主动轴固定装置22转动连接在框架18上，且主动轴16两端伸出框架18外，并在一端安装齿轮17，齿轮17与变速电机相连，所述的主动轴16通过变速电机实现正反两个方向的转动，有利于炉渣的排出；主动轴16内部构成供二路循环水流通的二路水冷通道，一端的开口为二路循环水进水口15，另一端的开口为二路循环水出水口19，配套的供冷系统的二路循环水在主动轴16内部流动，可有效降低主动轴表面温度，将其表面温度控制在250℃以下；一路水冷通道与二路水冷通道相互独立，提高了炉排热量和循环水之间的换热效率。

运行流程：有机固体废弃物通过炉顶3进料口进入气化炉内，堆积在多旋转水冷炉排9上，有机固体废弃物在炉内热解气化，可通过观察口2记录炉内气化状况，根据气化状况，调节雾化喷淋装置4和多点多角度进气结构13，保证炉内稳定气化，产生可燃气经过旋风分离器6净化，由净化燃气出口导出，旋风分离器6分离出来的水循环导入到雾化喷淋装置4，喷入气化炉内部，减少水的使用量；多旋转水冷炉排9中变速电机带动主动轴16转动，与固定轴23之间挤压大块气化后炉渣，将破碎的炉渣通过固定轴23与主动轴16之间的缝隙排出，由出渣口10排出。