垃圾生物质高温低压热解气化系统的制作方法

本实用新型涉及一种垃圾生物质高温低压热解气化系统。

背景技术：

城市生活垃圾严重地污染着人们生存的环境,現有的垃圾焚烧发电技术,虽然解决了资源化,减量化问题,但难以解决二氧化碳及二恶英向大气排放污染空气环境无害化问题,垃圾生化沼气发电技术解决了资源化,无害化问题,但上万吨集中堆放的沼渣沼液也是一个难以解决的减量问题,同样会对环境造成二次污染。

目前市场上运行的垃圾外置式无氧中温650℃以下热解气化常压处理系统，它即能产燃气，同时也产出焦油及含有灰渣的碳粉，而焦油及含有灰渣的碳粉严重地污染环境，要消徐焦油及碳粉，只有用1200℃高温低压裂解还原技术使焦油发生裂解反应，及碳与水蒸气发生还原反应，使焦油及碳粉全部转化为清洁环保能源生物燃气，要达到焦油发生裂解反应及碳与水蒸气发生还原反应必须具备无氧1200℃高温低压反应环境空间。

目前国内外都在极积研究垃圾外置式无氧1200℃高温低压热解气化技术，而垃圾外置式无氧1200℃高温低压热解气化技术是解决城市生活垃圾资源化,減量化,无害化出路的根本性技术,因为采用生物质外置式无氧1200℃高温低热解气化技术,城市生活垃圾在高温无氧封闭环境中发生热解还原裂解反应全部生成了生物可燃气,灰烬经高温处理无害无毒做成建材免烧砖,反应产生的固体物质及气体物质全部资源化了,是解决中国城市生活垃圾围城,推进中国城镇和谐社会发展的根本性技术,对推动我国新型环保产业与生物再生能源产业有着极其重大的国家战略意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述现状，旨在提供一种垃圾能在无氧、高温低压下完成干燥、热解、还原，裂解反应能产出高品质环保生物燃气，付出能输出做建材免烧砖，无废气排放，有利于环保；安全可靠的垃圾生物质高温低压热解气化系统。

本实用新型目的的实现方式为，垃圾生物质高温低压热解气化系统，由压缩螺杆排气送料机构、水密封搅拌螺旋干燥热解机构和还原裂解冷凝脱酸机构组成；

所述排气送料机构的压缩送料动力电机Α带动压缩送料螺旋轴，压缩送料螺旋轴依次接后推力轴承、前推力轴承，前推力轴承接压缩螺旋套管；压缩螺旋套管上有撕碎垃圾进料口，下有挤压排气排水口；压缩螺旋套管通过收缩堵塞套管接热解反应腔锥型螺旋体；

所述水密封搅拌螺旋干燥热解机构的螺旋搅拌气化动力电机Β带动动力输入轴，封气罩联接板与轴承压板及联轴板相连，封气罩安装在封气罩联接板上，动力输入轴与封气罩密封相联；封气罩插封于气环型水槽的水中；

锥型搅拌螺旋体下段安在锥型搅拌螺旋体套管的内套层中，下平面推力轴承下部安装在平面推力轴承座中，平面推力轴承座安装在锥型搅拌螺旋体套管外套层中，下平面推力轴承座与锥型搅拌螺旋体套管外套层为一体；锥型搅拌螺旋体轴安装在下平面推力轴承内孔中，同芯动力传梯轴通过同芯动力传梯轴联接板与下平面推力轴承相连；

向芯轴承座装在向芯轴承座固定套套孔中，上向芯轴承外表面装在向芯轴承座中并保持与下平面推力轴承座同芯垂直，上向芯轴承内表面与同芯动力传梯轴相联，并由轴承压及联轴板固定；

所述锥型搅拌螺旋体下有垃圾还原裂解冷凝脱酸机构的热解气化腔、滤灰管、集灰层、螺旋输出灰机、存灰管、封气水池；热解气化腔有中温热解层、高温还原裂解层；螺旋输出灰机下端沉在封气水池中；

集灰层依次热交换管、燃气传输管、燃气中和调压管，燃气中和调压管插进燃气中和调压塔中的中和硷水中；燃气中和调压塔有燃气输出口、中和硷水进口、炉内调压出水管。

使用本实用新型时,通过压缩螺杆排气送料机构被挤压后排气排水并收缩后，送进干燥热解锥型搅拌螺旋体的螺旋槽中的撕碎,进入热解气化腔，首先被均匀干燥,热解成H₂、O、CO、CO₂、H₂O、烷烃、焦油、炭等棵粒细微物质。再下行到3Kg气压,1200℃高温环境下,还原裂解反应成H₂、CO、甲烷等不可凝燃气,经过滤掉粉尘、降温、脱酸后输出进入市场消售,交换出的热水供公司使用及外供。热解产生的碳与二氧化碳发生还原反应生成可燃气一氧化碳。被处理、净化后的粉尘落于集灰层及存灰管中,再通过螺旋输出灰机输出做建材免烧砖。

本实用新型能在无氧、高温低压下完成干燥、热解、还原，裂解反应能产出高品质环保生物燃气，付出能输出做建材免烧砖，无废气排放，有利于环保；安全可靠。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图，

图2是排气送料机构结构示意图，

图3是水密封搅拌螺旋干燥热解机构结构示意图，

图4是还原裂解冷凝脱酸机构结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图详述本实用新型。

参照图1，本实用新型由排气送料机构、水密封搅拌螺旋干燥热解机构和还原裂解冷凝脱酸机构组成。

参照图2，排气送料机构的压缩送料动力电机Α1带动压缩送料螺旋轴4，压缩送料螺旋轴依次接后推力轴2、前推力轴承5，前推力轴承接压缩螺旋套管10，压缩螺旋套管上有撕碎垃圾进料口7，下有挤压排气排水口9，压缩螺旋套管通过收缩堵塞套管11接热解反应腔锥型螺旋体26。

前推力轴5安在前推力轴承座6上，后推力轴2安在后推力轴承座3上。收缩堵塞套管设有收缩堵塞套管观察口12，以方便观察撕碎垃圾在收缩堵塞套管内收缩情况。

前、后推力轴承的内表面安装在推力压缩螺旋送料轴4的非螺旋段的前、后。前推力轴承5外表面安装在前推力轴承座6中,后推力轴承2外表面安装在后推力轴承座3中.前、后推力轴承座与压缩螺旋套管10相联接。

收缩堵塞套管11既能使垃圾物料被送进锥型螺旋体26的螺旋槽中，又能堵塞热解反应腔内的热解低压气体不能排出，还能保证热解反应腔内不失压。

本实用新型的排气送料机构既有排徐空气与水的功能，又有送料及堵塞干燥热解腔内的热解气体不被排出，气压不变。压缩送料动力电机Α1采用变频电机，可调整压缩送料压缩螺杆转速的快慢，即能控制产量的大小及热解反应生物燃气质量的好坏。

参照图2，水密封搅拌螺旋干燥热解机构的螺旋搅拌气化动力电机Β1-1带动动力输入轴13，封气罩联接板14与轴承压及联轴板15相连，封气罩19安装在封气罩联接板14上，动力输入轴13与封气罩19密封相联，封气罩19插封于气环型水槽20的水中；

锥型搅拌螺旋体26下段安在锥型搅拌螺旋体套管的内套层27中，下平面推力轴承23下部安装在平面推力轴承座24中，平面推力轴承座24中安装在锥型搅拌螺旋体套管外套层25中，下平面推力轴承座24与锥型搅拌螺旋体套管外套层25为一体。锥型搅拌螺旋体26轴位安装在下平面推力轴承23内孔中，同芯动力传梯轴21通过同芯动力传梯轴联接板22与下平面推力轴承23相连。

向芯轴承座17装在向芯轴承座固定套18套孔中，上向芯轴承16外表面装在向芯轴承座17中并保持与下平面推力轴承座24同芯垂直，上向芯轴承16内表面与同芯动力传梯轴21相联，并由轴承压及联轴板15固定，保证动力输入。

安装完毕后的封气罩19的外平面高度必须高于封气环型水槽20进水口平面100mm，保证封气罩19安装的操作空间，同时封气环型水槽20内表面与向芯轴承座固定套外表面的间距为22mm，以保证安装的操作空间。

所述封气环型水槽20的内径824mm,外径1436mm。封气环型水槽内表面与封气罩19外表面的间距不小于300mm，正好在封气环型水槽20水槽中间旋转运行。封气环型水槽存水深度不小于1.2m，封气罩19插入封气环型水槽20水中深度不小于800mm，这样外部的空气通过水隔离无法进入热解反应腔内，热解反应腔内热解反应气体通过水隔离无法向外泄露。。

封气罩19在水中旋转，使外部空气不能进入，热解反应气体不能排出，从而达到锥型搅拌螺旋体26密封效果。

螺旋搅拌气化动力电机Β1-1采用变频电机作动力,调整锥型搅拌螺旋体26转速的快慢,就能控制热解生物燃气的热值质量。

参照图4，锥型搅拌螺旋体26下有垃圾还原裂解冷凝脱酸机构的热解气化腔、滤灰管30、集灰层31、螺旋输出灰机33、存灰管34、封气水池35。热解气化腔有中温热解层28、高温还原裂解层29。螺旋输出灰机33下端沉在封气水池35中。

集灰层31依次热交换管38、燃气传输管39、燃气中和调压管40，燃气中和调压管插进燃气中和调压塔42中的中和硷水中，燃气中和调压塔有燃气输出口41，中和硷水进口43、炉内调压出水管45。

螺旋输出灰机33由螺旋输出灰机支架36支撑，热交换管38由支撑立柱32支撑，:燃气传输管39上有安全防爆管37，炉内调压出水管45上有水压表46，并由炉内调压出水管支架44支撑。

本实用新型工作时，生活垃圾通过撕碎垃圾进料口7进入压缩螺旋套管10中，压缩送料动力电机Α1带动压缩送料螺旋轴4作旋转运动，从进料口进入的撕碎垃圾与压缩螺旋套管10产生挤压力，在压缩螺杆螺旋槽中的生活垃圾在挤压力下，将空气与水挤出，挤出的空气和水通过排气排水口9被排出；而固体生活垃圾在压缩螺杆螺旋的推动下被挤进收缩堵塞套管11，经收缩堵塞套管中间的收缩口收缩后被挤进热解反应腔锥型螺旋体26的螺旋槽中。

锥型螺旋搅拌气化动力电机Β1-1将动力传到上动力输入轴13，上动力输入轴13将动力传给封气罩19，封气罩19通过封气罩联接板14将动力传给轴承压及联轴板15，轴承压及联轴板15通过同芯动力传梯轴21将动力传给同芯动力传梯轴联接板22，最终传到锥型搅拌螺旋体26，使锥型搅拌螺旋体26旋转工作，同时在封气环型水槽20中的封气罩19在水中旋转，撕碎垃圾。

先通过电加热将高温还原裂解层29的温度升至1200℃，1200℃的高温向上下幅射依次衰减降低，向上幅射到中温热解层28时，温度衰减到700℃。

经锥型搅拌螺旋体26撕碎的垃圾,进入中温热解层28，在无氧环境中,在700℃温度下热解成H₂、O、CO、CO₂、H₂O、烷烃、焦油、炭等棵粒细微物质。垃圾中的水被加热蒸发彭胀使全部封闭的高温还原裂解层内气压增高至3Kg水压值。

在锥型搅拌螺旋体26向下旋转螺旋力的推动下,棵粒细微物质下行到高温还原裂解层29，在3Kg水压值,1200℃高温环境下,在0.8秒时间内完成焦油的裂解反应成H₂、CO、甲烷等不可凝燃气,热解产生的碳与二氧化碳发生还原反应生成可燃气CO,故无二氧化碳排放的问题。

剩余的碳与封气水池35中水蒸发的高温蒸气发生还原反应生成H₂、CO不可凝燃气,彻底消除了碳。不可凝燃气经滤灰管30过滤掉燃气中的粉尘,进入热交换管38降温,交换出的热水供公司使用及外供,降温后的燃气经燃气中和调压管40插入燃气中和调压塔42中和硷水中脱去燃气中的酸性物质,干净清洁的生物燃气经燃气输出口41输出进入市场消售。

滤掉燃气中的粉尘落于集灰层31及存灰管34中,落入螺旋输出灰机33螺旋槽中,在水密封下被输出做建材免烧砖。

如果高温还原裂解层内的大气压不够，调整调压出水管45的高度，就能提高燃气中和调压管40吃水口的深度，以此加大热解反应腔内蒸气压力，直到大于水压表46显示的3Kg低气压参数值。高温还原裂解层处在1200℃高温低气压工作状态，因为收缩堵塞套管11，封气水池35，封气罩19的直径都大于燃气中和调压管40直径1倍，所以燃气中和调压管40就有大于收缩堵塞套管11，封气水池35，封气罩19封气量1倍的调压量，安全防爆管37的防压力就在9Kg安全系数，系统总安装密封系数就应大于安全系数1倍，定在20Kg压力，当反应腔内压力大于9Kg时，防爆管安全片爆破，排出反应腔内可燃气体并燃烧掉，不会造成系统的破坏及泄露伤人，所以整个系统安全可靠。

本实用新型每秒可热解处理1.5Kg城市生活垃圾。