[發明專利]一種內循環流化床富氧氣化裝置

有效

• 申請號: 201310360644.7
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103471104A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 王樹眾;趙軍;吳志強;陳林;孟海魚
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F23G5/027
• 分類號: F23G5/027;F23G5/30;C10J3/56
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明涉及固體有機廢棄物的熱解氣化領域，特別涉及一種內循環流化床富氧氣化裝置。

技術背景

隨著國家經濟快速發展，以城市生活垃圾為首的有機固體廢棄物產生量急劇增長，處理問題迫在眉睫。

目前我國垃圾處理主要采用填埋法、堆肥法和焚燒法。填埋場極易產生富含甲烷的填埋氣，引起爆炸，還會產生大量垃圾滲濾液，其中含有重金屬、有毒有害的有機化學污染物及大量病毒病原菌。堆肥法由于垃圾分類不精細，造成肥料品質較低難以銷售。焚燒法處理城市生活垃圾時，由于生活垃圾中含有大量含氯塑料及重金屬物質，燃燒時極易造成劇毒性致癌物質“二噁英”污染。“二噁英”難以在線監測且累積效應嚴重，隨著空氣吸入及食物鏈進入人體且極難被排出，具有強烈的致癌、致畸作用，同時還具有生殖毒性、免疫毒性和內分泌毒性。

由于垃圾成分的多樣性、易變性、焚燒過程影響因素的復雜性等，現階段垃圾焚燒技術不可避免的容易對環境造成的二噁英、重金屬等二次污染，因此國外學者提出垃圾熱解氣化熔融技術，該技術可以有效地防止垃圾焚燒過程中的二惡英和重金屬污染物生成。垃圾進入流化床氣化爐之后，通過外部熱源加熱或者部分燃燒放熱使其溫度升高，其中的有機可燃物質分解為可燃氣體和灰渣，之后可燃氣體進入后續工藝燃燒放熱，實現其能量的資源化利用，而灰渣通過高溫熔融成液態，之后冷卻形成玻璃態的固體熔渣，實現其無害化。

雖然垃圾氣化熔融技術在環保性上相比傳統的垃圾焚燒擁有巨大的優勢，但是垃圾氣化熔融技術需要垃圾的熱值較高才能保證足夠的氣化爐溫度及合成氣熱值。一旦氣化爐達不到合適的溫度則無法保證足夠的氣化率，導致底渣含碳量過高，造成能量浪費；而合成氣熱值不夠則會導致在無輔助燃料的情況下后續的熔融爐溫較低，難以實現飛灰熔融，從而導致飛灰的捕集率下降，造成系統的環保性下降。目前我國垃圾含水率較高，熱值較低，尚無法滿足當前垃圾氣化熔融工藝的需要。因此，將氣化熔融技術用于我國垃圾，必須解決如下問題：

1、如何低成本地提高低熱值物料在氣化爐內的氣化溫度；

2、如何低成本地提高低熱值物料氣化合成氣的熱值；

3、如何降低底渣中的含碳量，從而實現最佳的能量轉化效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種內循環流化床富氧氣化裝置，適用于垃圾、生物質等固體有機廢棄物的資源化利用領域。可以實現固體有機廢棄物高效、快速、穩定地熱解氣化，從而最大限度的產生高熱值的可燃氣體。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種內循環流化床富氧氣化裝置，包括氣化爐本體、富氧發生裝置、多風室布風裝置、進料裝置和出渣裝置；所述氣化爐本體包括位于下部的密相區和位于上部的稀相區，密相區和稀相區通過一個喉部區域相連；在密相區的底部布置有配備定向風帽的多風室布風裝置，并與富氧發生裝置相連接；在密相段和稀相段的交界處為進料裝置的出口，在密相段底部多風室布風裝置與氣化爐本體的間隙處為出渣口，出渣口下布置有出渣裝置。

本發明進一步的改進在于：多風室布風裝置由兩個或多個緊密連接且內部空間相互獨立的風室組成；風室為環形且互相嵌套；在每個風室的上部是布風板，布風板與風室的大小相匹配，為圓錐形，在布風板最高位置的風室出口的流化風速相對于布風板最低位置的風室出口的流化風速較低，供風為空氣；而在布風板最低位置的風室出口的流化風速相對于布風板最高位置的風室出口的流化風速較高，供風為富氧。

本發明進一步的改進在于：所述定向風帽由一個一端封閉的圓管加工而成，在靠近封閉端的管壁側面有兩個出風孔，在同一水平面內，兩個出風孔相互呈40～120°夾角布置；定向風帽在布風板上呈中心對稱分布，其出風孔沿布風板圓周方向呈順時針或逆時針布置，其兩個出風孔中心線的角平分線沿布風板圓周切線外側方向有10～40°的夾角，使流化床底層床料能夠沿螺旋線由中心向外側運動。

本發明進一步的改進在于：出渣口位于多風室布風裝置通入富氧的最低一側與氣化爐本體之間。