[發明專利]一種含碳廢棄物氣化爐和含碳廢棄物的氣化方法

在審

• 申請號: 202010575060.1
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN113897222A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 宋旭東;白永輝;于廣鎖;王焦飛;蘇暐光
• 申請（專利權）人: 寧夏大學
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48
• 代理公司: 北京信諾創成知識產權代理有限公司 11728
• 代理人: 王笑康;陳悅軍

本發明提供一種含碳廢棄物氣化爐和含碳廢棄物的氣化方法，利用該氣化爐可以將可燃廢氣與可燃含碳廢物整合在一個氣化爐內，利用該氣化爐可以方便的利用可燃廢氣提供高能量，促進可燃含碳廢棄物氣化產生合成氣。所述氣化爐包括氣化室和激冷室，氣化室底部設有下渣口，下渣口正下方設有下降管，氣化室頂部安裝有燒嘴，燒嘴包括由內至外依次套設的用于輸入可燃廢氣的中心環形通道、用于輸入氧化劑的第一環形通道、用于輸入可燃含碳廢物的第二環形通道、用于輸入氧化劑的第三環形通道；中心環形通道底部的出口和第一環形通道底部的出口之間留有供可燃廢氣和氧化劑反應的燃燒空間；下渣口和下降管之間安裝有吹掃裝置，吹掃裝置上開設有吹掃口。

技術領域

本發明涉及含碳廢棄物的處理和利用技術，特別涉及一種含碳廢棄物氣化爐和含碳廢棄物的氣化方法。

背景技術

固體含碳廢棄物如污泥、畜禽廢棄物等生物質資源儲量較大、分布比較廣、可再生、其S,N和灰分含量均較低，燃燒后硫氮氧化物和灰塵排放量比化石燃料也小得多，對環境比較友好。但由于含碳廢棄物質量及能量密度低，水分含量高，不易儲存和運輸。如果直接當作燃料使用，燃燒熱效率低又嚴重污染環境。目前在工業上提出了利用熱解或氣化工藝，將含碳廢棄物轉化為能量密度較大的液體或氣體原料使用。目前世界上主流生物質氣化工藝都需進行預處理，一種是將生物質高壓壓實為高質量與能量密度的顆粒物，另一種為水熱處理除去多余水分。預處理過程復雜還需消耗更多能量，產生不必要浪費，且成本較高。

氣體可燃廢棄物如目前多數化工廠產生的多余的焦爐氣、氫氣等如無法進一步利用將直接通過廢氣火炬燃燒排出，能源浪費嚴重。

發明內容

本發明提供一種氣化爐，利用該氣化爐可以將可燃廢氣與可燃含碳廢物(例如固體含碳廢棄物或含固體含碳廢棄物的漿料)整合在一個氣化爐內，利用該氣化爐可以方便的利用可燃廢氣提供高能量，促進可燃含碳廢棄物氣化，從而產生合成氣，該合成氣可以用于下游化工產品合成等。

本發明為達到其目的，提供如下技術方案：

本發明提供一種含碳廢棄物氣化爐，所述氣化爐包括氣化室和設于所述氣化室下方的激冷室，所述氣化室底部設有下渣口，所述下渣口正下方設有豎直伸入所述激冷室內腔的下降管，所述氣化室頂部安裝有燒嘴，

所述燒嘴包括由內至外依次套設的用于輸入可燃廢氣的中心環形通道、用于輸入氧化劑的第一環形通道、用于輸入可燃含碳廢物的第二環形通道、用于輸入氧化劑的第三環形通道，各個所述通道的頂部設有入口，底部設有出口；

所述中心環形通道底部的出口和所述第一環形通道底部的出口之間留有供可燃廢氣和氧化劑反應的燃燒空間；

所述下渣口和所述下降管之間安裝有吹掃裝置，所述吹掃裝置上開設有用于向經所述下渣口落下的熔渣噴射水蒸氣或二氧化碳的吹掃口，所述吹掃口設有多個，且各個所述吹掃口均勻間隔分布。

一些實施方案中，所述中心環形通道的壁厚在其底部出口處減薄，且使所述中心環形通道的出口端面的壁厚為0.4mm-0.6mm。

一些實施方案中，所述吹掃口設置為使所述水蒸氣或二氧化碳的噴射方向為傾斜向下噴射且所述噴射方向和所述氣化爐的中心軸的夾角為30-45度。

一些實施方案中，所述吹掃裝置包括環形吹掃管道和與所述環形吹掃管道連接的供氣管道，所述供氣管道與水蒸氣氣源或二氧化碳氣源連接；

所述環形吹掃管道上開設有多個所述吹掃口。

一些實施方案中，所述環形吹掃管道為圓形盤管，位于同一圓周上的吹掃口之間等距間隔分布。

一些實施方案中，所述第一環形通道底部的出口方向為豎直方向；所述第二環形通道和所述第三環形通道底部的出口方向均為朝向所述燒嘴的中心軸傾斜向下，并且與所述燒嘴的中心軸呈50-60度夾角。