一种有机固废气化焚烧回热一体化装置及系统的制作方法

1.本实用新型属于有机固废危废等无害化处理、余热利用的技术领域，具体而言，涉及一种有机固废气化焚烧回热一体化装置及系统。


背景技术：

2.我国生活垃圾和固体废物处理方式有填埋、焚烧、堆肥等多种方式，工业固体废物又分为工业危废和一般工业固废。综合利用(将其转变为可利用的资源，实现固体废物资源化、减速量化的目的)是处理一般工业固体废物的主要途径。危险废物需要专门的处理工艺进行处理。从技术发展角度结合近期落地的危废处置项目来看，固废气化技术是实现(危)固废彻底无害化、减量化的一个重要技术手段。固废气化的基本工艺流程主要包括：物料处理、气化、二次燃烧、高温烟气经急冷、净化排放等。
3.在当前技术下危固废气化处理系统中的气化和热量回收系统存在以下问题：
4.1.气化产生的对环境不友好的可燃废气需通过高温管道送至焚烧系统再燃烧；
5.2.气化炉、焚烧炉主设备分开布置占地多；高温合成气输送困难，需配套辅助设备；
6.3.燃烧产物多用水冷，不但热能不能有效回收还存在浪费水且产生废水以及后续处理较难的问题。


技术实现要素：

7.鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的发明目的在于提供一种有机固废气化焚烧回热一体化装置及系统以达到将气化段、气化产物焚烧段和高温烟气显热回收(废锅)段一体化布置，可使装置的结构简单并能回收热量，在废锅段同时布置有再循环烟气减温系统确保进入后续净化段的烟气不超温，降低设备选型难度、保证其使用效果的目的。
8.本实用新型所采用的技术方案为：一种有机固废气化焚烧回热一体化装置，该装置包括：呈自下而上依次布置且相互连通的气化炉段、焚烧炉段和废锅段，在所述气化炉段、焚烧炉段和废锅段的内筒分别设有内衬，且在气化炉段与焚烧炉段之间、焚烧炉段与废锅段之间均设有分隔装置，并通过该分隔装置进行工艺分段；
9.采用一体化式自下而上整体布置，有机固废首先在最下部气化炉段的炉膛内燃烧、气化，气化产物上行至布置于系统中部的焚烧炉段再燃，最终的燃烧产物继续上行至最上部的废锅段冷却。
10.进一步地，所述装置包括耐压炉壳，所述耐压炉壳内被分为所述气化炉段、焚烧炉段和废锅段；
11.气化炉段、焚烧炉段和废锅段共用一个耐压炉壳，仅在内部通过结构变化实现工艺分段，可使系统间连接简单、可靠，免去外部高温管道和设备。
12.进一步地，所述气化炉段的中部设有呈对置布置的若干个气化喷嘴。
13.进一步地，所述气化炉段的底部设有排渣口，且排渣口连通至排渣系统。
14.进一步地，所述焚烧炉段的中部设有呈对置布置的若干个燃烧喷嘴和燃尽喷嘴。
15.进一步地，所述气化炉段和焚烧炉段的内衬可选为耐火砖或膜式水冷壁；没有水急冷工艺，减少冷却水用量同时降低废水产量减少水污染。
16.进一步地，所述废锅段的内衬设为筒状水冷膜式壁，废锅段的顶部设有与其连通的废锅出口和烟气再循环喷嘴；一方面，废锅段采用筒体水冷膜式壁保护耐压炉壳不受热，保证运行安全并延长设备使用寿命；另一方面，为保证该固废处理系统最终出口温度，降低下游烟气净化处理难度，通过在废锅出口段预留有再循环烟气冷却系统，可保证废锅烟气的出口温度在工艺要求范围内。
17.进一步地，所述废锅段的内部设有废锅冷却受热面，且废锅段的外部侧壁上分别设有冷却水进口和冷却水出口，冷却水进口和冷却水出口分别与废锅冷却受热面的两端连通；
18.在顶部的废锅段内布置有废锅冷却受热面用于冷却高温烟气并副产热水或蒸汽。
19.进一步地，所述废锅冷却受热面设为光管管束式或蛇管式受热面，且废锅冷却受热面位于筒状水冷膜式壁的内部。
20.在本实用新型中还提供了一种有机固废气化焚烧回热一体化系统，该系统包括如上述任意一项所述的有机固废气化焚烧回热一体化装置，且该有机固废气化焚烧回热一体化装置的排渣口连通至排渣系统。
21.本实用新型的有益效果为：
22.1.采用本实用新型所提供的一种有机固废气化焚烧回热一体化装置及系统，主要存在以下优点：
①
采用一体化的布置使设备结构紧凑、占地更小，外部配管数量少；
②
气化炉段、焚烧炉段和废锅段共用一个耐压炉壳，仅在内部通过结构变化实现工艺分段，可使系统间连接简单、可靠，免去外部高温管道和设备；
③
气化、燃烧产物上行则有利于合成气、烟气中的固体颗粒、固渣利用重力自分离，减少或避免废锅段受热面积灰积渣，方便布置受热面；
④
采用废锅回收高温烟气热量，提高热效率，可用于供热或供汽产生经济效益；
⑤
废锅段采用备用冷烟气再循环冷却方式，以保证烟气出口设计温度。
附图说明
23.图1是本实用新型所提供的有机固废气化焚烧回热一体化装置的整体结构示意图；
24.图2是本实用新型所提供的有机固废气化焚烧回热一体化装置在气化炉段的截面图；
25.图3是本实用新型所提供的有机固废气化焚烧回热一体化装置在焚烧炉段的截面图；
26.图4是本实用新型所提供的有机固废气化焚烧回热一体化装置在废锅段的截面图；
27.附图中标注如下：
28.1-耐压炉壳；2-气化炉段的内衬；3-筒体水冷膜式壁；4-废锅冷却受热面管束；5-焚烧炉段的内衬；
29.100-气化炉段；200-焚烧炉段；300-废锅段；
30.101-气化喷嘴；102-排渣口；103-第一分隔装置；201-燃烧喷嘴；202-燃尽喷嘴；203-第二分隔装置；301a-冷却水进口；301b-冷却水出口；302-废锅冷却受热面；303-烟气再循环喷嘴；304-废锅出口。
具体实施方式
31.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
32.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
34.应注意到：
35.在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义；实施例中的附图用以对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
36.实施例1
37.在本实施例中具体提供了一种有机固废气化焚烧回热一体化装置，在本实施例中，该装置包括耐压炉壳1，所述耐压炉壳1内被分为所述气化炉段100、焚烧炉段200和废锅段300，且气化炉段100、焚烧炉段200和废锅段300之间呈自下而上依次布置且相互连通，气化炉段100、焚烧炉段200和废锅段300共用一个耐压炉壳1，仅在内部通过结构变化实现工艺分段，可使系统间连接简单、可靠，免去外部高温管道和设备。
38.在所述气化炉段100、焚烧炉段200和废锅段300的内筒分别设有内衬，在实际应用时，气化炉段100和焚烧炉段的内衬5可选为耐火砖或膜式水冷壁，在设计时，耐火砖厚度应能保证耐压炉壳1不超温；若使用膜式水冷壁保护耐压炉壳1则需保证炉膛热量损失在一定范围内以保证气化、燃烧的顺利进行。采用上述的结构设计，由于没有水急冷工艺，因此，能够在减少冷却水用量的同时降低废水产量减少水污染。
39.在气化炉段100与焚烧炉段200之间、焚烧炉段200与废锅段300之间均设有分隔装置，并通过该分隔装置进行工艺分段，在实际应用时，分隔装置可选用中部开设有镂空孔的分隔板来实现。在气化炉段100与焚烧炉段200之间设有第一分隔装置103，在焚烧炉段200与废锅段300之间设有第二分隔装置203，基于整个耐压炉壳1是采用一体化式自下而上的
整体布置，仅在内部通过第一分隔装置103和第二分隔装置203来实现工艺分段。
40.在气化炉段100的中部设有呈对置布置的若干个气化喷嘴101，负责将物料、辅助气化剂等送人炉膛并组织物料燃烧及气化反应。同时，在所述气化炉段100的底部设有排渣口102，且排渣口102连通至排渣系统。
41.在焚烧炉段200的中部设有呈对置布置的若干个燃烧喷嘴201和燃尽喷嘴202，负责将气化产物引燃或送入混烧介质并保证气化产物燃烧完全。燃烧后高温烟气通过第二分隔装置203进入废锅段300进行冷却。
42.在废锅段300的内衬设为筒状水冷膜式壁，且废锅段300的顶部设有与其连通的废锅出口304和烟气再循环喷嘴303；废锅段300采用筒体水冷膜式壁3保护耐压炉壳1不受热，保证运行安全并延长设备使用寿命。同时，所述废锅段300的内部设有废锅冷却受热面302，且废锅段300的外部侧壁上分别设有冷却水进口301a和冷却水出口301b，冷却水进口301a和冷却水出口301b分别与废锅冷却受热面302的两端连通。在实际应用时，所述废锅冷却受热面302设为光管管束式或蛇管式受热面。
43.燃烧后的高温烟气进入废锅段300后被筒状水冷膜式壁和废锅冷却受热面302进行冷却降温，废锅冷却受热面302的主体为废锅冷却受热面管束4，如图4所示。在本实施例中，筒状水冷膜式壁布置成筒状，且主体由管-翅-管膜式壁构成，废锅冷却受热面302的主体由蛇形管构成且废锅冷却受热面302内的冷却介质为水，通过冷却水进口301a引入，并通过冷却水出口301b引出。在正常运行时，废锅段300布置的筒状水冷膜式壁和废锅冷却受热面302的循环水量可满足工艺要求。为应对运行时工艺参数工况波动时仍能保证废锅出口304温度，本方案还在废锅段300的出口段预留有烟气再循环喷嘴303，可满足废锅烟气出口温度在不同工况下的工艺温度要求。
44.上述所提供的有机固废气化焚烧回热一体化装置，其工作原理如下：
45.经预处理后的有机固废物料通过气化喷嘴101进入到气化炉段100内，气化产物通过第一分隔装置103进入焚烧炉段200的燃烧室内再燃烧，形成的高温烟气经第二分隔装置203进入废锅段300进行冷却，降温后的烟气通过废锅出口304进入到后续流程，且在气化炉段100内高温熔融物经排渣口102进入到后续流程中。
46.实施例2
47.在本实用新型中还提供了一种有机固废气化焚烧回热一体化系统，该系统包括如上述实施例1中所述的有机固废气化焚烧回热一体化装置，且该有机固废气化焚烧回热一体化装置的排渣口连通至排渣系统。
48.采用上述所述的有机固废气化焚烧回热一体化系统，其在运行时的工艺过程描述如下：预处理的待处理物料通过输送装置进入到气化炉内，在炉内有机物被分解为小分子的低热值粗合成气，粗合成气在焚烧炉的燃烧室内燃烧形成高温烟气，高温烟气再经废锅冷却降温后进入后续净化系统处理合格后排放。气化炉内无机物在气化炉底部形成高温熔融物，经水急冷或空冷后形成玻璃体，该玻璃体为一般固废，可定期收集转移、利用。
49.本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。