内置双床的TFB气化炉的制作方法

内置双床的tfb气化炉
技术领域
[0001]
本发明涉及一种内置双床的tfb气化炉，属于可燃固废（垃圾）气化领域。


背景技术：

[0002]
以生活垃圾为代表的可燃固废往往因其含水率较高，而影响其在焚烧炉中的燃烧稳定性，造成燃烧不充分或者爆燃等问题，而且水分蒸发到烟气中使得烟气水分含量偏高，容易造成管道和后续设备的腐蚀。而先气化再燃烧，则不仅充分利用了生活垃圾中的水分作为气化剂参与反应，使得反应稳定性提高，并减少烟气中的水分含量；而且气化过程对复杂成分的生活垃圾起到均质作用，使后续燃烧过程更加稳定充分。
[0003]
由于生活垃圾成分复杂、形态多变，将湍动流化床（tfb）用于其气化过程明显具有优势。目前湍动流化床多为对称结构，并通过各类吹灰方式尽可能避免物料在壁面的沉积。湍动流化床属于流态化装置，对进料尺寸及均匀性有一定要求，而且排渣通常由于含有一定数量的不可燃大颗粒而存在一定困难。此外，可燃固废通常碱金属含量较高，灰熔点低，容易在炉内壁面粘连结渣。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种内置双床的tfb气化炉，通过将气化室下部分为湍流气化区和鼓泡气化区实现分区气化，使其更能适应废弃物的气化；同时，通过上下多级气化剂口的布置实现分级气化，提高气化程度的同时也提高气化气的热值。
[0005]
本发明是通过以下技术方案来实现的：内置双床的tfb气化炉，包括气化室、进料装置和与所述气化室顶部相连的分离器。
[0006]
所述气化室从下往上依次包括渐扩区、等截面气化区、渐缩区和等截面冷却段，所述渐扩区包括并列布置的湍流气化区和鼓泡气化区；所述湍流气化区和鼓泡气化区之间设置有隔板，所述湍流气化区和鼓泡气化区底部分别设置有能够独立调节风量和风压的湍流布风装置和鼓泡布风装置。
[0007]
所述进料装置设置在所述气化室的渐扩区，且位于所述湍流气化区一侧上方。
[0008]
所述气化室还设置有若干二次风口，用于通入气化剂，所述二次风口包括下二次风口、中二次风口和上二次风口；所述下二次风口设置在渐扩区，且位于所述湍流气化区一侧；所述中二次风口设置在所述等截面气化区，所述上二次风口设置在所述渐缩区，且所述上二次风口和中二次风口分别设置在所述气化室相邻壁面上，能够使通过上二次风口和中二次风口进入气化室的气化剂方向形成对冲。
[0009]
上述技术方案中，所述气化炉还包括余热利用装置，所述余热利用装置与所述分离器的气体出口相连。
[0010]
上述技术方案中，所述隔板高0.5~1 m。
[0011]
上述技术方案中，所述气化室渐扩区、等截面气化区和渐缩区内壁面均敷设耐火材料；所述等截面冷却段下部内壁面均敷设耐火材料。
[0012]
上述技术方案中，所述湍流气化区按照床速4~6m/s设置；所述鼓泡气化区按照床速0.5~1m/s设置。
[0013]
本发明具有以下优点及有益效果： 分区气化能够适应较低热值垃圾，且避免复杂燃料在气化室下部粘附；分区气化加分级分区还能够大幅降低气化残渣含碳量、提高气化气热值；同时，分级气化可以适应垃圾成分的较大变化；排渣结构简单高效。
附图说明
[0014]
图1为本发明所涉及的内置双床的tfb气化炉示意图。
[0015]
图中：1－气化室；101－湍流气化区；102－鼓泡气化区；103－等截面气化区；104－渐缩区；105－等截面冷却段；106－湍流布风装置；107－鼓泡布风装置；108－下二次风口；109－中二次风口；110－上二次风口；2－进料装置；3－分离器；4－余热利用装置。
具体实施方式
[0016]
下面结合附图对本发明的具体实施方式及工作过程作进一步的说明。
[0017]
本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。
[0018]
如图1所示，内置双床的tfb气化炉，包括气化室1、进料装置2、分离器3和余热利用装置4。
[0019]
气化室1下往上依次包括渐扩区、等截面气化区103、渐缩区104和等截面冷却段105。渐扩区包括并列布置的湍流气化区101和鼓泡气化区102，两者通过隔板分隔，隔板高0.5~1 m。湍流气化区101和鼓泡气化区102底部分别设置有湍流布风装置106和鼓泡布风装置107，使其能够通入气化剂并能够独立调节，气化剂包括空气。且湍流气化区101和鼓泡气化区102底部均设置有排渣系统。进料装置2设置在气化室1的渐扩区，且位于湍流气化区101一侧上方，使湍流气化区101作为进料区，而鼓泡气化区作为后气化区。
[0020]
湍流气化区101按照床速4~6m/s、料层厚度0.5~1m设置，排渣系统及相应的风帽配置则根据处理的废弃物情况设置，通常而言，根据废弃物成分及尺寸，尤其是不可燃大颗粒的粒径分布和比例设置。废弃物中大块不可燃颗粒尺寸较大或比例较高时，湍流气化区选用倾斜布风板、定向风帽、床上排渣的组合结构方式，实现大块不可燃颗粒的顺利排出。同时，为了降低电耗，可以采用较薄的料层运行，因而其布风板标高可以高于其一侧的鼓泡气化区（即后气化区）。当废弃物中大块不可燃颗粒尺寸较小或比例很低，湍流气化区选用水平布风板、床下排渣、对称风帽的组合布置方式。
[0021]
鼓泡气化区102按照床速0.5~1m/s、料层厚度0.8~1.5m设置，且选用对称风帽和床下排渣系统。在进料侧的湍流气化区采取较高床速，可以有效克服垃圾中有不可燃大颗粒的流化困难，同时因区域面积小，需要的流化介质流量小，对整体的气化剂流量影响不大。以隔板隔开的后气化区，由于颗粒较小，可以采用低流化速度，在鼓泡床工况下运行，可以最大限度减少流化介质的流量。这样，采取分区流化、差异风速的设计，可以实现较低空气比例的气化，从而适应垃圾热值低的情况，同时提高了气化气热值。
[0022]
此外，通过采用多次配入气化剂，实现分级气化。气化室1还设置有若干二次风口，
用于通入气化剂。二次风口包括下二次风口108、中二次风口109和上二次风口110。下二次风口108设置在渐扩区，且位于湍流气化区101一侧。中二次风口109设置在等截面气化区103，上二次风口110设置在渐缩区，且上二次风口110和中二次风口109分别设置在气化室1相邻壁面上，能够使通过上二次风口110和中二次风口109进入气化室1的气化剂方向互为垂向。
[0023]
如图1所示，以湍流气化区101和鼓泡气化区102的布置方向为左右，气化炉1的纵深方向为前后。下二次风口108设置在湍流气化区101，为前后方向布置，这是因为湍流气化区作为进料区，燃料浓度高，需要更多的气化剂。中二次风口109和上二次风口110则分别为前后向和左右向布置，亦可以分别为左右向和前后向布置。
[0024]
废弃物从进料装置2以双级给料带中间密封的方式进入湍流气化区101，在此以较高的床速流化同时进行低温气化。这是因为初始物料中有部分大颗粒或密度较大不易流化的颗粒，需要较高的床速进行流态化。中间隔板只是分割了中下部的流态化区域，上部是连通的，密度或颗粒较小的物料会在流化过程中从隔板顶进入低速的鼓泡流态化区域进行气化。在物料浓度高的区域（密相区）采用低温气化，能够有效避免低灰熔点的灰分在此区域黏附。但在此区域热解气化产生的气体由于反应温度低，会有焦油类的成分，在上升过程中需要在稀相区及以上低灰浓度区域进一步升温分解，因而需要在下二次风口108补入少量二次气化介质（气化剂）以提高温度进一步气化。在等截面气化区103下部布置中二次风口109，并在渐缩区104布置与中二次风口109喷入方向垂直的上二次风口110，以垂向的方式喷入二次气化剂，能够确保混合均匀，气化充分。
[0025]
为使得低热值废弃物更好的气化，气化室1渐扩区、等截面气化区103和渐缩区104内壁面均敷设耐火材料，实现蓄热气化。而等截面冷却段105下部内壁面均敷设耐火材料，中部和上部通过水冷壁结构等方式吸收气化气中热量使气化气降温冷却。
[0026]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。