组合式热解气化炉

摘要

本发明公开了一种组合式热解气化炉，整个装置包括水平炉体、竖直炉体、水蒸气引出装置、焦油热裂解催化装置和旋风除尘装置。水平炉体与竖直炉体中下部垂直连通，中部与水蒸气引出装置连通，水蒸气引出装置另一端与竖直炉体中上部连通。竖直炉体下端设置有排渣装置，上端内部设有焦油热裂解催化装置，焦油热裂解催化装置通过可燃气出料管道与旋风除尘装置连通。水平炉体分为进料段、干燥段和热解气化段，进料段、干燥段和热解气化段组成内层炉体，干燥段和热解气化段组成外层炉体，内层炉体伸入竖直炉体内，外层炉体与竖直炉体筒壁相连，内、外层炉体形成环形空腔。本发明结构简单，设计合理，连续工作能力强，热解气化效率高。

权利要求

1.一种组合式热解气化炉，其特征在于：包括水平炉体(1)、竖直炉体(2)、水蒸气引出装置(3)、焦油热裂解催化装置(4)、排渣装置(5)和旋风除尘装置(6)，水平炉体(1)右端与竖直炉体(2)中下部垂直连通，中部与水蒸气引出装置(3)连通，水蒸气引出装置(3)另一端与竖直炉体(2)中上部连通，竖直炉体(2)下端设置有排渣装置(5)，上端内部设有焦油热裂解催化装置(4)，焦油热裂解催化装置(4)通过可燃气出料管道(18)与旋风除尘装置(6)连通。

2.根据权利要求1所述的一种组合式热解气化炉，其特征在于，所述的水平炉体(1)为圆筒型炉体，由进料段(9)、干燥段(8)和热解气化段(7)组成内层炉体(13)，干燥段(8)和热解气化段(7)设置有外层炉体(14)，内层炉体(13)伸入竖直炉体(2)内，外层炉体(14)与竖直炉体(2)筒壁相连，内层炉体(13)和外层炉体(14)形成环形空腔。

3.根据权利要求1所述的一种组合式热解气化炉，其特征在于，所述的焦油热裂解催化装置(4)包括文丘里管(16)和等离子体裂解催化器(17)，等离子体裂解催化器(17)套装在文丘里管(16)外部。

4.根据权利要求1所述的一种组合式热解气化炉，其特征在于，所述的水蒸气引出装置(3)和水平炉体(1)内层炉体(13)连通的部分设置有网状排气孔(15)。

5.根据权利要求2所述的一种组合式热解气化炉，其特征在于，所述的内层炉体(13)直径为500-5000mm，外层炉体(14)直径为1000-5600mm，水平炉体(1)长度为1000-15000mm，进料段(9)、干燥段(8)和热解气化段(7)分别占1/3，竖直炉体(2)炉体直径为600-8000mm，高度为2000-30000mm。

说明书

组合式热解气化炉

技术领域

[0001] 本发明属于一种使用热解气化技术来处理生活垃圾及农村秸秆等废弃有机物的设备，特别涉及一种组合式热解气化炉。

背景技术

[0002] 随着城镇化进程的加快以及农业的发展，城市的生活垃圾和农村秸秆等废弃物的产量越来越大，严重影响了城市和乡村的生态环境。大城市采用生活垃圾焚烧发电的方式，使得生活垃圾减量化和资源化优势非常突出，但是小城市及乡镇的生活垃圾由于数量较少而且比较分散等原因，成为了我国城市生活垃圾治理的难点和重点，目前的处理方式正在由填埋改为综合处理。分选出的可燃垃圾或秸秆直接焚烧的处理方法，虽然能够解决可燃垃圾或秸秆数量大的问题，却造成大气中的氮氧化物增多、温室效应加重和“二噁英”排放等负面影响。所以急需一种既可以完全处理生活垃圾以及农村秸秆等废弃物又不直接焚烧的设备。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服上述现有技术不足，提供一种组合式热解气化炉，本发明具有热解气化效率高、能耗小、连续工作能力强、无焦油堵塞管道等优点。

[0004] 本发明的技术方案是这样实现的：

[0005] 一种组合式热解气化炉，整个装置包括水平炉体、竖直炉体、水蒸气引出装置、焦油热裂解催化装置、排渣装置和旋风除尘装置。水平炉体右端与竖直炉体中下部垂直连通，中部与水蒸气引出装置连通，水蒸气引出装置另一端与竖直炉体中上部连通。竖直炉体下端设置有排渣装置，上端内部设有焦油热裂解催化装置，焦油热裂解催化装置通过可燃气出料管道与旋风除尘装置连通。

[0006] 所述的水平炉体为圆筒型炉体，由进料段、干燥段和热解气化段组成内层炉体，干燥段和热解气化段设置有外层炉体，内层炉体伸入竖直炉体内，外层炉体与竖直炉体筒壁相连，内层炉体和外层炉体形成环形空腔。

[0007] 所述的焦油热裂解催化装置包括文丘里管和等离子体裂解催化器，等离子体裂解催化器套装在文丘里管外部。

[0008] 所述的水蒸气引出装置和水平炉体内层炉体连通的部分设置有网状排气孔。

[0009] 所述的内层炉体直径为500-5000mm，外层炉体直径为1000-5600mm，水平炉体长度为1000-15000mm，进料段、干燥段和热解气化段分别占1/3，竖直炉体炉体直径为600-8000mm，高度为2000-30000mm。

[0010] 本发明使用水平炉体和竖直炉体，延长了可燃垃圾在装置中的停留时间，也延长了可燃垃圾热解气化的时间，同时水平炉体作为输料段、竖直炉体作为输气段，提高了装置的热解气化效率和连续工作能力；本发明中将过热空气鼓入竖直炉体中，使已经热解气化的可燃气燃烧放热为装置提供能量，有效地降低了能耗；本发明中竖直炉体上方设有焦油热裂解催化装置，将可燃气体中的焦油热裂解为小分子可燃气体，同时促进焦油的缩聚反应，生成焦炭，进一步进行反应，达到除焦油的效果，提高了装置的热解气化效率和连续工作能力。

附图说明

[0011] 图1是本发明组合式热解气化炉的结构示意图。

具体实施方式

[0012] 下面结合附图对本发明进行详细说明。

[0013] 如图1所示，一种组合式热解气化炉，包括水平炉体1、竖直炉体2、水蒸气引出装置3、焦油热裂解催化装置4、排渣装置5和旋风除尘装置6。水平炉体1由左至右依次分为进料段9、干燥段8和热解气化段7，各段长度分别为水平炉体1总长的1/3，进料段9左侧装有液压推料装置11和推料板10，其径向与进料斗12连通，进料段9、干燥段8和热解气化段7组成水平内层炉体13，干燥段8和热解气化段7处还设置有外层炉体14，其左侧与内层炉体13筒壁密封连通，右侧与竖直炉体2筒壁密封连通为一体，形成空腔，使得竖直炉体2中的高温可燃气能够对水平炉内的干燥段8和热解气化段7进行加热，内层炉体13伸入竖直炉体2内；水蒸气引出管道C一端和干燥段8的中部连通，连通处设有网状排气孔15，防止可燃垃圾或秸秆进入水蒸气引出装置3中堵塞装置，水蒸汽引出装置3另一端与竖直炉体2中上部连通。竖直炉体2底部设有排渣装置5、通风管道19和点火口23。

[0014] 排渣装置5包括排渣口20、输送机17和水封渣池22，排渣口20安装在竖直炉体2底部并伸入水里，以免空气进入竖直炉体2，实现水封。输送机17和水封渣池22均放置在排渣口20的下端，输送机17浸入水封渣池22中水里，保证竖直炉体2中排出的炉渣充分冷却，然后将冷却后的炉渣输送出去；通风管道19伸入竖直炉体2中，为整个装置提供过热空气；竖直炉体2上方设有焦油热裂解催化装置4，它包括文丘里管16和文丘里管17，其中文丘里管17套装在文丘里管16上，文丘里管16与可燃气出料管道18连通。水平炉体1中干燥段8和热解气化段7、竖直炉体2中文丘里管16和可燃气出料管道18处分别设有热电偶24和压力传感器25，热电偶24与PLC控制系统27连通。

[0015] 可燃垃圾或秸秆通过进料斗12进入水平炉体1的进料段9，然后液压送料装置5推动推料板10将可燃垃圾或秸秆压实，防止气化过程中的漏气现象，实现料封，压实后的可燃垃圾或秸秆被送至干燥段8，逐步干燥，继而进入热解气化段7进行热解气化，气化后的混合气成分为CO2、CO、H2、CH4、N2O等可燃气体，混合气通过内层筒体7进入竖直炉体2，上升至焦油热裂解催化装置4处，混合气中的焦油在此处小部分高温裂解为小分子烃类气体和热解气化产生的可燃气一起经可燃气出料管道18排出竖直炉体2进入旋风除尘装置6中，进行除尘后做再利用；大部分焦油通过聚合反应生成焦炭，同时干燥段8产生的水蒸气和部分可燃气的混合气从网状排气孔15经水蒸气引出装置3通入竖直炉体2进入到焦油热裂解催化装置4，与焦炭发生反应，生成可燃气体。热解气化后的炉渣随着推料过程由水平炉膛A进入竖直炉体2后落入排渣口20，落入水封的输送机17上，经充分冷却后由排渣装置5陆续排出。装置连续运行过程中，竖直炉体2底部的通风管道19连续通入过热空气，使竖直炉体2中的部分可燃气燃烧放热，为整个装置提供热量，维持各段温度。水平炉体1的外层炉体14、竖直炉体
2筒壁和水蒸气引出装置3管道均敷有保温层26。

[0016] 本发明初次使用时，通过进料斗12和液压送料装置5往竖直炉体2中投放木柴或秸秆等燃料，在竖直炉体2底部点火口23处点火进行启动，同时在水平炉体1的进料段9和干燥段8放置可燃垃圾或秸秆，开启液压送料装置4，保证料封，当各段温度达到要求，且热解气化段7产生足够的可燃气时启动完成。此时不需要使用燃料对热解炉进行加热，完成启动后也不再需要外部热源。

[0017] 可燃垃圾或秸秆进入水平热解炉内后，在干燥段8逐步干燥，温度90-200℃，然后进入热解气化段7，温度300-500℃，在高温缺氧等条件下，发生干馏反应，有机质大分子裂解成小分子态CO2、CO、H2、CH4、N2O等可燃气体。在热解气化过程中，本发明通过减少二噁英前体物的生成，抑制了二噁英的产生，同时可燃垃圾或秸秆中的Cu、Fe等金属不易生成促进二噁英生成的催化剂，也抑制了二噁英的产生。可燃气在竖直炉体2中上升至文丘里管16，该过程中可燃气被竖直炉体2底部的热源加热至600℃，可燃气通过焦油热裂解催化装置4，被等离子体裂解催化器17加热至1000-1200℃，此处焦油被高温催化裂解为可燃气，达到脱焦油的目的。