[實(shí)用新型]一種套筒式等離子氣化反應(yīng)爐

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520578866.0
• 申請(qǐng)日: 2015-08-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204848776U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張春飛;王希;謝斐;李宏;王曉亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)東方電氣集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): C10J3/20
• 分類號(hào): C10J3/20;C10J3/72;C10J3/30;B09B3/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蔣斯琪

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及以城市生活垃圾為主的固態(tài)廢棄物的氣化制氣技術(shù)，具體地說(shuō)是一種可以防止二噁英產(chǎn)生和重金屬二次污染的套筒式等離子氣化反應(yīng)爐及其氣化工藝。

背景技術(shù)

伴隨著全球經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程的加速，生活垃圾的產(chǎn)生已成為一個(gè)日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。城市垃圾產(chǎn)量的不斷增加及其造成的環(huán)境污染已成為各國(guó)所共同面臨的問(wèn)題，城市生活垃圾的無(wú)害化處理是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的重要措施之一。

目前，城市生活垃圾無(wú)害化處理技術(shù)有堆肥技術(shù)、填埋技術(shù)、焚燒技術(shù)和氣化技術(shù)等。填埋或堆肥都不能完全實(shí)現(xiàn)垃圾處理的無(wú)害化和減量化，且填埋仍需占用大量土地。由于焚燒處理可以實(shí)現(xiàn)城市垃圾熱能回收、減容、減重、高溫滅菌等目的，在環(huán)境保護(hù)和資源利用方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而近幾年在我國(guó)得到較快的發(fā)展。然而垃圾焚燒導(dǎo)致的二噁英及重金屬等二次污染問(wèn)題不容忽視，制約了垃圾焚燒技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。

氣化技術(shù)是一種新型的垃圾處理技術(shù)，與常規(guī)的垃圾處理方法相比，氣化處理技術(shù)具有能源回收利用率高、二次污染小、煙氣量小、后處理設(shè)備簡(jiǎn)單。例如：公開(kāi)號(hào)為CN104449854A，公開(kāi)日為2015年3月25日的中國(guó)專利文獻(xiàn)，公開(kāi)了一種帶水冷壁的一體式垃圾等離子體氣化爐，氣化爐爐膛分為上部的合成氣重整區(qū)、中部的氣化區(qū)和下部的廢渣熔融區(qū)；合成氣重整區(qū)內(nèi)在同一水平面上均勻設(shè)有三支等離子體炬一；氣化區(qū)的側(cè)面與進(jìn)料系統(tǒng)相連，側(cè)面還設(shè)有進(jìn)氣口，底面設(shè)有用于承載垃圾的爐排；廢渣熔融區(qū)的側(cè)面中間設(shè)置有三個(gè)環(huán)繞的等離子體炬二。再例如：公開(kāi)號(hào)為CN103254939A，公開(kāi)日為2013年8月21日的中國(guó)專利文獻(xiàn)，公開(kāi)了一種等離子體垃圾生物質(zhì)氣化裝置，涉及等離子體氣化爐設(shè)備，包括等離子體氣化爐和螺旋進(jìn)料器，主要由下?tīng)t體、陰極、陽(yáng)極、上爐體和頂蓋構(gòu)成，其中，下?tīng)t體的下部有料腔，陰極設(shè)置在下?tīng)t體內(nèi)的上部，陰極的內(nèi)腔與下?tīng)t體中的料腔相通，陰極的圓筒體上端呈喇叭口狀，喇叭口的外沿有旋流槽，上爐體連接在下?tīng)t體的上端，陽(yáng)極設(shè)置在上爐體內(nèi)，陽(yáng)極的軸向中心有通孔，陽(yáng)極軸向中心的通孔構(gòu)成壓縮孔道，陽(yáng)極的回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)壁體內(nèi)有冷卻水套，陽(yáng)極下部的端頭呈V形環(huán)面，陽(yáng)極下部的V形環(huán)面伸入到陰極上端的喇叭口內(nèi)并有間隙，頂蓋設(shè)置在陽(yáng)極和上爐體的上端面，在頂蓋上有合成氣輸出接口。該種方案的氣化爐都可使常規(guī)氣化、合成氣重整與廢渣熔融在一個(gè)氣化爐內(nèi)完成，利用垃圾自身熱值先進(jìn)行常規(guī)氣化。氣化與等離子熔融處理技術(shù)的結(jié)合使得在對(duì)垃圾的有機(jī)成分加以利用的同時(shí)，可以對(duì)無(wú)機(jī)成分進(jìn)行穩(wěn)定化無(wú)害化處理和資源化利用，從而根本上解決了二噁英和重金屬等二次污染問(wèn)題，有著廣闊的發(fā)展前景。

然而現(xiàn)階段的等離子垃圾氣化技術(shù)尚有許多不足之處。首先，用等離子體炬直接氣化垃圾需要極大地功率，其耗電率可到其產(chǎn)電力的30%～40%，由于耗電過(guò)高導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)成本大大增加，使其不具備商業(yè)運(yùn)行的價(jià)值。其二，該方法氣化垃圾，后續(xù)氣體凈化過(guò)程還需加二噁英處理裝置，增加了先期的一次性投入，使其設(shè)備成本大幅提高。第三，使用等離子體炬直接氣化垃圾，由于其溫度場(chǎng)分布不均，使垃圾不能完全被高溫處理，排出的廢渣中會(huì)有大量的二噁英和其他有害物質(zhì)，致使其廢渣的處理又成為一道難題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有等離子氣化技術(shù)存在的缺陷和不足，提供了一種套筒式等離子氣化反應(yīng)爐及其氣化工藝，利用等離子體炬作為高品質(zhì)外熱源將生活垃圾熱解氣化后產(chǎn)生的灰渣熔融，并利用氣化后產(chǎn)生的高溫合成氣的顯熱去干燥生活垃圾；干燥產(chǎn)生的水蒸汽可作為垃圾熱解氣化或灰渣熔融氣化的高溫氣化劑，有效的實(shí)現(xiàn)了垃圾熱能的綜合利用，去除了生活垃圾在熱解氣化過(guò)程中可能產(chǎn)生的所有有害物質(zhì)，降低了垃圾等離子氣化的一次性投入成本及運(yùn)營(yíng)成本，并使合成氣更加純凈。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：