CN110906336A - 一种生活垃圾中轻质物气化燃烧两相双向反应器 - Google Patents

Abstract

两项双向反应器是一种可燃物处理设施，是生活垃圾辅助处理设施，本发明针对生活垃圾中的轻质可燃物（塑料、纸质、生物质），进行气化燃烧两相双向反应。轻质物去除可以增加生活垃圾的比重，增加生活垃圾卫生填埋场的使用寿命；且轻质物料中含有大量的生物质，去除后可以减少渗滤液和恶臭气体的产生，减少填埋场对大气的污染。处理过程会产生大量的热能，可以实现资源再利用。

Description

一种生活垃圾中轻质物气化燃烧两相双向反应器

技术领域

本发明属于环保技术领域，特别是涉及生活垃圾中轻质物（塑料、纸质、生物质）气化、燃烧两相双向反应及反应后热能利用与烟气处理。

背景技术

随着我国生活垃圾产量增加，大多地区卫生填埋场未达到设计使用年限提前填满，新的填埋场选址困难。减容减量最明显的焚烧又不适合我国的中小城镇的需求，中小城镇生活垃圾规范化处理、填埋场超期使用等问题亟待解决，本发明针对以上问题通过对生活垃圾分选，选出其中的轻质可燃物（塑料、纸质、生物质），进行气化燃烧两相双向反应。轻质物去除可以增加生活垃圾的比重，增加生活垃圾卫生填埋场的使用寿命；且轻质物料中含有大量的生物质，去除后可以减少渗滤液和恶臭气体的产生，减少填埋场对大气的污染。该设施适合日产生活垃圾300吨以下的中小城镇。通过该设施可以大大减小垃圾体积，消除填埋场对环境的污染。

发明内容

为了解决生活垃圾填埋体积大、污染严重的问题，本发明提供了一种生活垃圾中轻质物两相双向反应器，将生活垃圾中塑料、纸质、生物质等轻质物反向气化正向燃烧并实现热能利用和尾气达标处理。

轻质物两相双向反应器由反向气化室、正向燃烧室、烟气余热利用系统组成。

所述气化室由主体四棱台形气化腔、正弦波式炉排、自然供风系统、灰渣排出装置以及过火口组成。四棱台形气化腔结构上小下大，保证物料在重力作用下无阻力落入气化区实现气化功能；增加了气化区域面积，提高气化效率；可以辅助阻止气化气向上流通形成正向燃烧。

所述正弦波式炉排倾角3-5°，波峰波谷高差200-450mm，峰间距300-400mm。倾斜正弦波式炉排用来提高气化速度、增加底面气化面积提高气化效率、防止杂物结块堵塞炉排。

所述自然供风系统供风口直径80-150mm，在正弦波式炉排上下间隔排列。自然供风系统作用是将气化气带入正向燃烧室，并提供燃烧需要的部分空气。

所述灰渣排出装置包括灰渣挡板、灰渣收集盒、灰渣盒导轨。灰渣盒为抽屉式结构，灰渣通过自然落入和灰渣挡板辅助作用全部落入灰渣盒，定期抽出灰渣盒清理灰渣。

所述过火口位于正弦波式炉排下方，是反向气化室和正向燃烧室唯一连接口。过火口与气化室同宽，高度250mm-400mm。过火口上方为150mm耐火混凝土浇筑的气化室和燃烧室隔墙。

所述正向燃烧室由拱顶、挡火壁、高温烟气出口组成。拱顶和挡火壁共同作用形成高温烟气旋流，增加烟气停留时间，使烟气完全充分燃烧，并保证正向燃烧室1200℃高温。

所述烟气余热利用系统包括一级换热、二级换热、三级换热。一级换热为直列管式换热器，列管中通过烟气、列管周边为水浴。二级换热为倾斜列管换热器，多层列管陈叠，列管中通水。三级换热为倾斜铜片式散热器。通过三级换热使末端烟气温度降至120℃以下。倾斜列管可以有效的阻挡烟尘，加速烟尘沉降，起到初级除尘的作用。

所述两相双向反应器反向气化室与正向燃烧室保温采用内层150-200mm耐火砖，外层200-300mm保温砖，余热利用系统因拆卸缘故采用200mm岩棉板保温。

附图说明

图1为两相双向反应器设备侧视图

图2为两相双向反应器内部结构示意图

图中1-反向气化室自然供风系统、2-灰渣盒、3-正向燃烧室二次供风系统、4-正向燃烧室检查孔、5-高温烟气出口、6-一级换热器高温水出口、7-一级换热器、8-尾气净化连接管道、9-三级换热器、10-二级换热器、11-正向燃烧室、12-反向气化室应急盖、13-物料入口、14-反向气化室、15-高温烟气出口检查孔、17-正向燃烧室挡火壁、18-过火口、19-正弦波式炉排、20-灰渣盒挡板、21-保温层、22-耐火层、23-反向气化室和正向燃烧室隔墙、24-一级换热室竖向列管、25-二级换热室检查孔、26-二级换热器倾斜列管、27-三级铜片换热器、28反向气化室内腔。

具体实施方式

实施例1，本发明包括生活垃圾轻质物两相双向反应器以及利用两相双向反应器处理生活垃圾中轻质物可燃物方法。

所述生活垃圾轻质物双相反应器包括轻质可燃物反向气化室、正向燃烧室、余热利用系统。

所述可燃物反向气化室包括气化室应急盖12、棱台形反向气化室内腔28，气化室耐火层22、气化室保温层21、正弦波式炉排19、过火口18、自然供风系统1、气化室灰渣盒挡板20、灰渣盒2组成。

所述反向气化室应急盖12与反向气化室14顶端通过减速机齿轮连接，气化室缺料时候应急关闭防止气化气正向流出。

所述棱台形反向气化腔28上部小口敞开形成进料口，下部大口形成气化区，该设计可以有效防止气化气向上流出，同时保证物料自由下移不断给气化区供料。

所述气化室耐火层22与气化室保温层21相间排列，防止气化室热量散失，提高气化效率。

所述正弦波式炉排19由水冷式不锈钢管构成，在气化室靠近低端处，将气化物料支撑在过火口上方。正弦波式炉排可以增加底部气化面积，防止死灰堵塞炉排，提高气化效率。

所述过火口18在正弦波式炉排下方，是气化室和燃烧室唯一连接口，气化气和热空气混合的烟火通过过火口进入燃烧室，充分燃烧。

所述自然供风系统1供风口在正弦波式炉排上下间隔排列。将气化气通过过火口18快速带到正向燃烧区，并在气化室底端预热，为燃烧室提供热空气。

所述气化室灰渣挡板20和灰渣收集盒2组成气化室灰渣收集系统。灰渣挡板将灰渣归拢至灰渣收集盒中，灰渣收集盒定期取出清理。

所述气化气正向燃烧室包括：燃烧室拱顶11、燃烧室耐火保温壁、正向燃烧室和反向气化室隔墙23、燃烧室挡火壁17、燃烧室检查口4、二次进风口3。

所述燃烧室拱顶11由异形耐火混砖砌成和燃烧室挡火壁17共同作用，让高温烟气在燃烧室内回旋，保证烟气足够的停留时间和燃烧室1200度高温。

所述燃烧室耐火保温壁同气化室耐火保温壁。阻挡燃烧室热量向外散失保证燃烧室高温环境。

所述正向燃烧室和反向气化室隔墙23位于过火口上方由耐火混凝土浇筑成，墙厚150mm。

所述燃烧室挡火壁17横在正向燃烧室中央由耐火混凝土浇筑而成，挡火壁两侧与正向燃烧室侧墙间隔300mm。挡火壁阻挡高温烟气直接进入换热系统，增加烟气停留时间。

所述燃烧室检查口4，口径400mm×400mm，用于定期维护正向燃烧室内部和去除室内沉降的烟尘。

所述二次进风口3与尾端烟气全时检测系统相连接，通过尾端烟气指标控制进风量。

所述余热利用室包括：高温烟气出口16，烟气出口检查口15、一级换热室7、竖直列管换热器24、二级换热室10、二级换热室倾斜列管26、二级换热室检修孔25、三级换热室9、三级换热室铜片换热器27。

所述烟气出口16外包保温耐火材料5，保温耐火材料制作方法同反向气化室。烟气出口上端呈弧形，减小烟气进入换热室的阻力。

所述烟气出口底部设置烟气出口检查口15，用于维护烟气出口内部结构和清除烟气出口内部粉尘。

所述一级换热室7外套由不锈钢制作，中间为竖直列管换热器24由不锈钢管制作，直列管为高温烟气通道，列管周边通循环水换走热量。一级换热室外包200mm后岩棉保温板，防止热量散失。

所述二级换热室10用不锈钢制作，二级换热器中间为二级换热室倾斜列管26倾斜列管由不锈钢列管制作，列管中间走水周边走高温烟气。二级换热室倾斜列管行间距150-200mm、列间距200-300mm，多层排列，换热同时起到除尘作用。换热器外包200mm厚岩棉板防止热量散失。

所述二级换热室检修孔25位于位于二级换热器底部，用于简单维修二级换热器以及去除二级换热器下端自然沉降的烟尘。

所述三级换热室9，主体用不锈钢制作，换热室中间为陈叠在一起的三级换热室铜片换热器27，三级换热室铜片换热器为烟气终端换热器，通过三级换热使烟气温度降至120℃以下。同时三级换热器为正向燃烧室二次供风空气余热机构，冷空气通过三级换热器外的碳钢套管，预热后鼓入正向燃烧室。供风量由烟气末端检测控制联动仪反馈调节。

所述一、二、三级换热器通过法兰连接，可以随时更换检修。

所述一、二、三级换热器采用并联方式换热，热水最后汇集到一处供给用热单元。

Claims (3)

1.两相双向反应应器，其特征在于该装置包括：反向气化室、正向燃烧室、余热利用系统。

2.根据权利要求书1，生活垃圾中轻质物气化过程与燃烧过程衔接进行，且气化室 气化气由上向下反向流动，燃烧室高温烟气由下向上正向流动。

3.根据权利要求书1，反向气化室内腔为棱台结构。

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