一种气化燃烧装置的制作方法

本发明涉及一种气化燃烧装置，用于塑料、废轮胎等废弃物的气化和燃烧，属于气化燃烧领域。

背景技术

塑料、废轮胎、废橡胶等废弃物的资源化利用一直受到广泛关注。

塑料、废轮胎、废橡胶等废弃物的热处理及资源化利用包括燃烧和热解气化。由于该类废弃物热值普遍较高，具有较高的能源利用价值。然而，无论是燃烧还是热解气化利用中，往往存在着直接利用率不高和产生二次污染问题。而催化制氢或制醇气化温度高、工艺复杂。同样的，大部分气化和熔融燃烧的工艺系统也都利用高温气化和高温熔融技术，能量消耗大，设备结构复杂。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于塑料、废轮胎等废弃物的气化和燃烧装置，利用热化学性质对温度敏感的特点，在较低温度下气化，反应速度低，容易均匀和彻底，然后进行高温燃烧，能够同时保证初始排放和燃尽率。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种气化燃烧装置，包括气化室、燃烧室、燃尽室、尾部烟道和进料装置；所述气化室、燃烧室、燃尽室和尾部烟道并列布置并依次连接，形成折返式物流通道；所述气化室与所述燃烧室之间设有过顶烟道，所述过顶烟道内设置有燃烧器；所述燃烧室底部与所述燃尽室底部连通并形成折返式物流通道；所述燃尽室上部与所述尾部烟道上部连通；所述给料装置设置在所述气化室前端；所述气化室底部一侧设置有排渣通道。

上述技术方案中，所述气化室底部设置有风室和设置在所述风室上的布风板，所述布风板倾斜布置，所述排渣通道设置在布风板的最低端。

上述技术方案中，所述气化室上部为等截面区、下部为变截面区；所述气化室下部变截面区由底部往上依次为渐扩区和渐缩区。

上述技术方案中，所述风室配风被按照所述气化室下部横截面面积最大处的最小风速0.5≤wmin≤1m/s设置。

上述技术方案中，所述气化室内壁面敷设耐火材料。

上述技术方案中，所述装置还包括冷渣器和筛分装置；所述气化室下部与排渣通道相对的一侧设置有补渣口；所述冷渣器连接在所述排渣通道和筛分装置之间，所述筛分装置与所述补渣口相连。

上述技术方案中，所述燃烧器前端设置有若干个二次风口。

上述技术方案中，所述燃烧器选用蓄热燃烧器，其内沿烟气流向平行设置有若干蓄热体，将所述过顶烟道分隔成若干烟气流通道；所述若干个二次风口设置在蓄热体前端，且每个二次风口均倾斜朝向烟气流通道的来流方向。

上述技术方案中，所述燃烧室和所述燃尽室底部相向倾斜形成转向分离室，所述转向分离室底部设置排灰器；所述燃尽室上部设置有过热器。

上述技术方案中，所述燃烧室上部设置有若干个三次风口，所述若干个三次风口设置在所述燃烧室两个相对侧的壁面上，按照从所述过顶烟道出口底部向所述燃烧室顶部倾斜排列的方式布置。

本发明具有以下优点及有益效果：1）塑料、轮胎等废弃物燃料热化学性质对温度敏感，较低温度下气化，反应速度较低，容易实现均匀和彻底的转化，然后进行高温燃烧，能够同时保证很好的初始排放和很高的燃尽率；2）变截面低速湍流气化床使得燃料反应均匀，且下方的耐火材料绝热设计可以蓄热气化，大大提高燃料的适应性并能提高能源利用率；3）折返式燃烧室的设计增加燃烧时间促进燃烧效果，同时可以在转向室分离部分飞灰。

附图说明

图1为本发明所涉及的一种气化燃烧装置示意图。

图2为本发明所涉及的蓄热燃烧器示意图。

图中：1－气化室；2－燃烧室；3－燃尽室；4－过顶烟道；5－尾部烟道；6－燃烧器；7－给料装置；8－风室；9－二次风口；10－三次风口；11－过热器；12－省煤器；13－空预器；14－冷渣器；15－筛分装置；16－补渣口；17－蓄热体。

具体实施方式

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。

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。

本发明所述一种气化燃烧装置，适用于塑料、废轮胎等多种废弃物的气化和燃烧。

如图1所示，一种气化燃烧装置，包括气化室1、燃烧室2、燃尽室3、尾部烟道5和进料装置7。给料装置7设置在气化室1前端。气化室1、燃烧室2、燃尽室3和尾部烟道5依次并列布置并连接，形成上升―下行―上升―下行―上升的多次折返式物流通道，最大程度的延长了烟风流程，尤其是延长了燃烧行程使得燃烧彻底充分。

气化室1上部为等截面区、下部为变截面区。气化室1下部变截面区由底部往上依次为渐扩区和渐缩区。渐扩区与渐缩区的相交水平面截面积（即气化室横截面积）最大，渐缩区顶部与等截面区相连。塑料、轮胎等废弃物通过进料装置7给入气化室1，气化室1底部设置有风室8通入一次风作为气化剂与废弃物进行气化反应。风室8上设有布风板和风帽。为了保证气化室1下部处于低速湍流态，从而使得废弃物气化更均匀和更彻底，风室按照气化室1下部横截面面积最大处的最小风速0.5≤wmin≤1m/s配风。在此条件下，气化室1下部呈湍流流态化状态，最大截面处的颗粒携带量很小，使得作为原料的废弃物保持在气化室1下部；同时一次风即气化剂供给量小，但扰动强烈，使得气化室1内的废弃物气化彻底。

布风板倾斜布置，布风板的最低端设置有排渣通道。气化反应后的残渣，在风帽作用下向排渣通道汇集，并从排渣通道排出气化室1。气化室1底部设置有冷渣器14和筛分装置15。排渣通道与冷渣器14连通，将排出的气化残渣冷却后送入筛分装置15筛分。筛分装置15内置筛网，筛上物粗渣排出废弃处理，筛下物细渣能够作为气化室1床料补充。气化室1下部与排渣通道相对的一侧设置有补渣口16作为细渣给料口。由于塑料和轮胎等废弃物大多灰分低，不足以满足床层床料要求。必要时候，石英砂等床料物质也会通过补渣口16进入气化室1。

为实现低温蓄热气化，气化室1内壁面敷设耐火材料。

气化室1与燃烧室2之间通过水平的过顶烟道4连接。气化室1气化后的气体产物即气化气通过过顶烟道4进入燃烧室2。过顶烟道4内设置有燃烧器6，燃烧器6前端设置有若干个二次风口9，对气化气点燃并通入二次风（氧化剂）使其开始燃烧。

如图2所示，燃烧器6选用蓄热燃烧器，其内部沿烟气流向平行设置有若干个蓄热体17，蓄热体17由耐火材料砌筑，在烟气流向上弧形过渡。若干个蓄热体17在竖直方向上将过顶烟道4分隔成若干烟气流通道。此时若干个二次风口9设置在蓄热体17前端，且每个二次风口均倾斜朝向烟气流通道的来流方向。使得气化气与二次风混合均匀，提高燃烧效率。

气化气和二次风的混合气以及部分燃烧的烟气一起的混合气体从过顶烟道4进入燃烧室2。燃烧室2上部设置有若干个三次风口10，对混合气和部分燃烧的烟气进一步配风使其优化燃烧。若干个三次风口10设置在过顶烟道4出口处的燃烧室2顶部的两个相对的侧面上，按照从过顶烟道4出口底部向燃烧室2顶部倾斜排列的方式布置。使得从过顶烟道4进入燃烧室2的混合气体与三次风充分混合成含有更多氧化剂的混合气体。

燃烧室2底部与燃尽室3底部连通并形成折返式物流通道。优选地，燃烧室2和燃尽室3底部相向倾斜形成转向分离室，转向分离室底部设置排灰器。混合气体在燃烧室2下行过程中进一步燃烧，并在燃烧室2底部转向的过程中使得气体中含有的灰分等杂质被分离下来，并从排灰器排放。

燃尽室3上部设置有过热器11，气体在燃尽室3燃烧完全的同时与过热器11进行热交换。燃尽室3上部与尾部烟道5上部连通，被过热器11初步降温后的烟气与设置在尾部烟道5内的省煤器12和空预器13相继换热。

根据情况需要，过热器11和省煤器12均可以设置多组。

气化室1顶部可以设置汽包，用于汽水分离。

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。