一种热解气化炉及控制方法与流程

1.本发明属于热解气化炉技术领域，尤其涉及一种热解气化炉及控制方法。


背景技术：

2.目前，垃圾热解气化是指在无氧或缺氧的条件下，垃圾中有机组分的大分子发生断裂，产生小分子气体、焦油和残渣的过程。垃圾热解气化技术不仅实现垃圾无害化、减量化和资源化，而且还能有效克服垃圾焚烧产生的二恶英污染问题，因而成为一种具有较大发展前景的垃圾处理技术。在热解气化过程中，需要热解气化炉。但是现有的热解气化炉均采用非金属耐火材料制作炉膛，热量传导性能很差，无法满足一体化热解气化炉对于温度传导的要求。现有的热解气化炉一次燃烧室产生的热解烟气，均是通过炉体外的导引管道连接。由于热解产生的烟气温度较低，烟气中含有大量的碳和焦油，在运行中易造成管道堵塞，增加了管道的维修量，影响炉子的连续运行。现有的热解气化炉的炉膛均采用上下等径的圆柱状结构，垃圾在炉膛内燃烧时会产生结块现象。当下部燃烧气化后，上部的垃圾容易结块。因柱形炉膛壁的支撑作用而难以下落，需要人工去处理，增加了工人的劳动强度。现有的热解气化炉的炉膛均采用上下等径的圆柱状结构使炉子的燃烧过程不均匀，增加了工人的劳动强度，减少了垃圾的处理量。现有的热解气化炉的二次燃烧室均是空腔，热解气体通过二次燃烧室时停留时间短，受热不均匀，不能被充分燃烧，气体达不到净化排放的要求。
3.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
4.(1)现有的热解气化炉均采用非金属耐火材料制作炉膛，热量传导性能很差，无法满足一体化热解气化炉对于温度传导的要求。
5.(2)现有的热解气化炉一次燃烧室产生的热解烟气，均是通过炉体外的导引管道连接。由于热解产生的烟气温度较低，烟气中含有大量的碳和焦油，在运行中易造成管道堵塞，增加了管道的维修量，影响炉子的连续运行。
6.(3)现有的热解气化炉的炉膛均采用上下等径的圆柱状结构使炉子的燃烧过程不均匀，增加了工人的劳动强度，减少了垃圾的处理量。
7.(4)现有的热解气化炉的二次燃烧室均是空腔，热解气体通过二次燃烧室时停留时间短，受热不均匀，不能被充分燃烧，气体达不到净化排放的要求。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种热解气化炉及控制方法。
9.本发明是这样实现的，一种热解气化炉，所述热解气化炉设置有：
10.金属炉膛，所述金属炉膛设置在圆台形炉体内部，金属炉膛上端与进料装置连通，圆台形炉体通过连接管道与烟气排放净化装置连通；
11.金属炉膛内部一次燃烧室和二次燃烧室设置在同一个炉体内部，形成一体化；二次燃烧室包围一次燃烧室的结构；
12.二次燃烧室通过热解气导引管道与金属炉膛内部上端连通，热解气体导引管道设置于一次燃烧室内部；圆台形炉体正面下端开设有排渣口，排渣口里侧与燃烧层连通；
13.所述一次燃烧室内部从上到下分为进料层、干燥层、热解气化层和燃烧层。
14.进一步，所述圆台形炉体正面下端开设有排渣口，排渣口里侧与燃烧层连通；一次燃烧室和二次燃烧室之间的炉膛壁采用金属材料制作。
15.进一步，所述金属炉膛采用上部直径小、下部直径大的台形结构；
16.金属炉膛与保温层之间有二次燃烧室，保温层包裹在圆台形炉体外侧。
17.进一步，所述金属炉膛设置在圆台形炉体内部，金属炉膛上端与进料装置连通，圆台形炉体通过连接管道与烟气排放净化装置连通。
18.进一步，所述烟气排放净化装置设置有烟尘净化塔，烟尘净化塔为方桶形塔身，烟尘净化塔内的顶部设强力喷淋头。
19.进一步，所述烟尘净化塔中设多层细网相叠成的烟尘净化网，烟尘净化塔内侧下部设有沉淀池，烟尘净化塔下部装有循环水泵。
20.进一步，所述烟尘净化塔一侧上端开设有排放口，排放口安装有排烟管道，烟尘净化塔另一侧下端开设有未处理烟尘入口，排放口外侧与排烟管道连通，未处理烟尘入口通过连接管道与圆台形炉体连通。
21.进一步，所述进料装置设置有进料箱、水平上闸板、水平下闸板和进料控制结构，防烟气逃逸的垃圾进料箱采用双层闸板结构，箱体上部设置有水平上闸板，箱体下部设置有水平下闸板；
22.水平上闸板和水平下闸板分别与进料控制结构连接，进料箱上端设置有进料口、进料箱下端设置有出料口；
23.垃圾进料箱两层闸板之间设置有储料箱，进料口为漏斗状结构，出料口下端与炉膛上端固定连接，垃圾进料箱采用上部进料、下部出料模式；
24.所述进料控制结构设置有两个液压油缸，两个液压油缸的输出轴分别与水平上闸板和水平下闸板连接，实行液压控制。
25.进一步，所述一次燃烧室内部从上到下分为进料层、干燥层、热解气化层和燃烧层。
26.本发明另一目的在于提供一种所述热解气化炉的热解气化炉控制方法，所述热解气化炉控制方法，包括：
27.金属炉膛满足一体化热解气化炉一次燃烧室的温度迅速传导给二次燃烧室，使二次燃烧室的温度达到燃烧热解气体所需的温度；
28.高温热解产生的co、h2、ch4、n2o可燃性气体，经二次燃烧室燃烧后，经过烟气净化装置净化，达到达标排放；
29.将热解气体导引管道放置在一次燃烧室内部，利用一次燃烧室垃圾燃烧产生的热量对管道进行加温，管道内的积碳和焦油被高温焚烧殆尽；
30.炉膛采用上部直径小、下部直径大的锥形结构，降低炉膛壁对垃圾的支撑作用，解决结块后的垃圾下落困难问题；
31.首先使介质的温度加热至800℃以上，热解气体通过二次燃烧室时，流速变慢，受热均匀，燃烧充分；热解气中的碳、co、h2、ch4、n2o、焦油、二噁英有害气体均被燃烧殆尽，保
证烟气达标排放。
32.本发明另一目的在于提供一种安装有所述热解气化炉的热解气化炉。
33.结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明采用金属材料制作炉膛，由于金属材料对温度的传导性能好，满足了一体化热解气化炉一次燃烧室的温度迅速传导给二次燃烧室，使二次燃烧室的温度达到燃烧热解气体所需的温度。高温热解产生的co、h2、ch4、n2o等可燃性气体，经二次燃烧室燃烧后，经过烟气净化装置净化，做到了达标排放。本发明将热解气体导引管道放置在一次燃烧室内部，利用一次燃烧室垃圾燃烧产生的热量对管道进行加温(650℃以上)，管道内的积碳和焦油被高温焚烧殆尽，从而解决了管道堵塞的问题，减少了管道的维修量，使热解气化炉能长时间连续运行。二次燃烧室包围一次燃烧室为余热的再利用。
34.本发明的炉膛采用上部直径小、下部直径大的锥形结构，大大降低了炉膛壁对垃圾的支撑作用，解决了结块后的垃圾下落困难的问题。本发明使热解气化炉在处理垃圾的过程中，工作平稳、温度均匀，减少了工人的劳动强度，提高了垃圾处理量。本发明采用二次燃烧室，首先使介质的温度加热至800℃以上，热解气体通过二次燃烧室时，流速变慢，受热均匀，燃烧充分。热解气中的碳、co、h2、ch4、n2o、焦油、二噁英等有害气体均被燃烧殆尽，保证了烟气达标排放。
附图说明
35.图1是本发明实施例提供的热解气化炉结构示意图。
36.图2是本发明实施例提供的一体化热解气化炉结构示意图。
37.图3是本发明实施例提供的一次燃烧室的结构示意图。
38.图4是本发明实施例提供的烟气净化装置的结构示意图。
39.图5是本发明实施例提供的进料装置的结构示意图。
40.图中：1、金属炉膛；2、烟筒；3、一次燃烧室；4、进料控制结构；5、保温层；6、排烟管道；7、进料装置；8、二次燃烧室；9、热解气导引管道；10、排渣口；11、圆台形炉体；12、烟气排放净化装置；13、进料层；14、干燥层；15、热解气化层；16、燃烧层；17、净化塔；18、喷淋头；19、烟尘净化网；20、沉淀池；21、排放口；22、未处理烟尘入口；23、进料口；24、水平上闸板；25、进料箱；26、水平下闸板；27、出料口；28、循环水泵；29、阀门；30、风机。
具体实施方式
41.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
42.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种热解气化炉及控制方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
43.如图1-图2所示，本发明实施例提供的热解气化炉中金属炉膛1内部一次燃烧室3和二次燃烧室8设置在同一个炉体内部，形成一体化；二次燃烧室8包围一次燃烧室3的结构。一次燃烧室3和二次燃烧室8之间的炉膛壁采用金属材料制作。金属炉膛1采用上部直径小、下部直径大的台形结构。
44.二次燃烧室8通过热解气导引管道9与金属炉膛1内部上端连通，热解气体导引管道9设置于一次燃烧室3内部。圆台形炉体11正面下端开设有排渣口10，排渣口10里侧与燃烧层连通。
45.金属炉膛1与保温层5之间为二次燃烧室8，保温层5包裹在圆台形炉体11外侧。
46.本发明具有体积小、能耗低、垃圾处理量大的优点，而且连续工作能力强、无焦油堵塞现象、维修量小、操作简单，做到了垃圾完全无害化处理。在炉内将二次燃烧室包围在一次燃烧室周围；使垃圾在一次燃烧室热解气化过程中产生的热量只直接传递给二次燃烧室。一次燃烧室的炉膛壁选用耐高温金属材料制；这样设计是为了充分利用垃圾在一次燃烧室热解过程中产生的热量，可以通过金属炉膛壁传递给二次燃烧室，使二次燃烧室达到燃烧热解气所需的温度。一次燃烧室炉膛采用上部直径小、下部直径大的台形结构。防止垃圾在热解气化过程中产生结块现象，导致垃圾难以下降；影响垃圾燃烧气化。
47.将热解气导引管道放置在一次燃烧室内部。防止管道被炭和焦油堵塞；减少维修量。在二次燃烧室使烟气在通过二次燃烧室时受热均匀、流速减慢、在二燃室中停留时间增长，使热解气在通过二次燃烧室时被充分燃烧分解。本发明解决了热解气化炉处理垃圾过程中，能源消耗大、热解气燃烧不充分、烟气排放不达标的问题。
48.如图1-图2所示，本发明实施例提供的一体化热解气化炉包括进料装置7、圆台形炉体11和烟气排放净化装置12；圆台形炉体11内部设置有圆台形的金属炉膛1，进料装置7与金属炉膛1上端连通，圆台形炉体11通过连接管道与烟气排放净化装置12连通，圆台形炉体11与烟气排放净化装置12连接管道上安装有阀门29，烟气排放净化装置12通过管道与风机30连接，风机30与烟筒2连接。
49.需要处理的垃圾由进料装置7进入一次燃烧室3，垃圾在一次燃烧室3内，从上到下分为进料层13、干燥层14、热解气化层15和燃烧层16。垃圾在热解气化层15进行燃烧和热解气化，产生的co、h2、ch4、n2o等可燃性气体经热解气导引管道9进入二次燃烧室8。热解气在二次燃烧室8经过充分燃烧后，由烟气排放管道排入烟气净化装置12，经过烟气净化装置12的净化后的烟气达标排放。
50.本发明具有体积小、能耗低、垃圾处理量大的优点，而且连续工作能力强、无焦油堵塞现象、维修量小、操作简单，做到了垃圾完全无害化处理。
51.如图3所示，本发明实施例提供的一次燃烧室3内部从上到下分为进料层13、干燥层14、热解气化层15和燃烧层16。
52.如图4所示，本发明实施例中的烟气排放净化装置12设置有烟尘净化塔17，烟尘净化塔17为方桶形塔身，烟尘净化塔内的顶部设强力喷淋头18。烟尘净化塔17中设多层细网相叠成的烟尘净化网19，烟尘净化塔17内侧下部设有沉淀池20，烟尘净化塔17下部装有循环水泵。烟尘净化塔17一侧上端开设有排放口21，排放口21安装有排烟管道，烟尘净化塔17另一侧下端开设有未处理烟尘入口22，排放口21外侧与排烟管道连通，未处理烟尘入口22通过连接管道与圆台形炉体连通。
53.在净化塔本体中间设有多层细孔网相叠的烟尘净化网；运行时，水泵通过烟尘净化塔内顶部的喷淋头向下喷淋，使烟尘净化网保持湿润；由于湿润的多层细孔网网格增大了与烟气中的烟尘的接触机会，增大了网格和烟尘的接触面积，当烟气中的烟尘接触到湿润的网格后会被吸附，吸附的烟尘被喷淋下来的水冲入烟尘沉淀室。以上过程达到了对烟
气中的烟尘净化的目的。本发明极大地提高了烟尘的去除效果，高效地净化了所排放的烟气。
54.如图5所示，本发明实施例中的新型防泄漏进料装置设置有进料箱25、水平上闸板24、水平下闸板26和进料控制结构4，防烟气逃逸的垃圾进料箱采用双层闸板结构，箱体上部设置有水平上闸板24，箱体下部设置有水平下闸板26；水平上闸板24和水平下闸板26分别与进料控制结构4连接。进料箱25上端设置有进料口23、进料箱25下端设置有出料口23。垃圾进料箱25两层闸板之间设置有储料箱。进料口23为漏斗状结构，出料口27下端与炉膛上端固定连接。进料控制结构4设置有两个液压油缸，两个液压油缸的输出轴分别与水平上闸板24和水平下闸板26连接，实行液压控制。垃圾进料箱25采用上部进料、下部出料模式。
55.运行时将上闸板打开，垃圾由进料口进入进料箱，然后关闭上闸板，打开下闸板，垃圾落入热解气化炉炉膛内进行热解；然后关闭下闸板。完成一次进料过程。因为在进垃圾过程中总有一扇闸板是关闭的，这样就防止了进料时炉膛内的高温热解烟气体发生逃逸。本发明采用从热解气化炉顶部进垃圾，垃圾进入炉腔后分布均匀，热解气化效果好。本发明解决了在垃圾进入热解炉内时发生烟气逃逸的问题。本发明解决了垃圾进入炉膛后在炉膛内分布不均的问题。
56.本发明的工作原理为：本发明采用金属炉膛，由于金属对温度的传导性能好，满足了一体化热解气化炉一次燃烧室的温度迅速传导给二次燃烧室，使二次燃烧室的温度达到燃烧热解气体所需的温度。高温热解产生的co、h2、ch4、n2o等可燃性气体，经二次燃烧室燃烧后，经过烟气净化装置净化，做到了达标排放。本发明将热解气体导引管道放置在一次燃烧室内部，利用一次燃烧室垃圾燃烧产生的热量对管道进行加温(650℃以上)，管道内的积碳和焦油被高温焚烧殆尽，从而解决了管道堵塞的问题，减少了管道的维修量，使热解气化炉能长时间连续运行。本发明的炉膛采用上部直径小、下部直径大的锥形结构，大大降低了炉膛壁对垃圾的支撑作用，解决了结块后的垃圾下落困难的问题。本发明使热解气化炉在处理垃圾的过程中，工作平稳、温度均匀，减少了工人的劳动强度，提高了垃圾处理量。本发明采用二次燃烧室，首先使介质的温度加热至800℃以上，热解气体通过二次燃烧室时，流速变慢，受热均匀，燃烧充分。热解气中的碳、co、h2、ch4、n2o、焦油、二噁英等有害气体均被燃烧殆尽，保证了烟气达标排放。
57.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
58.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。