生活垃圾熱解氣化爐的製作方法

2023-05-04 09:12:31 1

本實用新型涉及生活垃圾熱解氣化處理領域，具體是一種生活垃圾熱解氣化爐。

背景技術：

隨著我國鄉鎮化進程的全面推進，農村人口逐漸集中，局部區域產生的生活垃圾因體量小、點位分散、收集困難、運輸距離較遠和運輸成本較高等原因，如何進行妥善處置已成為當前急需解決的迫切問題。早期採用的原始堆放、直接填埋、簡單堆肥和露天焚燒等垃圾處理技術因佔用大量土地、產生大量有害病菌、排放惡臭及有毒二次汙染物質等，對土地資源和生態、生活環境造成不可恢復性的破壞，嚴重危害人體健康。

近年來，隨著環保意識的加強和日益嚴格的國家環保法規和政策的相繼出臺，生活垃圾處置的「無害化、減量化和資源化」已成為各國遵循的基本原則，垃圾熱解技術作為實現這一原則的有效途徑之一，已逐漸得到業界公認。垃圾熱解技術的核心在於熱解爐，其結構主要包括熱解氣化爐和二燃室，熱解氣化爐產生的熱解可燃氣經導氣裝置進入二燃室深度燃燒。熱解氣化爐的進料機構、布料形式、布風系統和爐排結構等因素均對爐內垃圾的熱解氣化效果產生重要影響，而導氣裝置的合理設計更是決定了二燃室深度燃燒的效果。現普遍適用的熱解氣化爐存在以下不足：①進料機構採用直接落料形式，結構原始簡單，造成垃圾原料在爐內分布不均，有時甚至出現堆積盲區，形成氣腔，嚴重影響爐內熱解層的構建和氣化效果；②燃燒層因溫度較高，易形成高溫熔融態爐渣，目前多數爐排因缺乏有效的爐排破渣結構及布風降溫系統，使得爐渣容易結焦和板化，爐排發生卡澀，排灰不暢；③熱解產生的可燃氣集氣和導氣設計不夠合理，使得爐內熱解溫度波動較大，既影響熱解氣化爐的正常運行，又影響可燃氣體在二燃室內的燃燒效果，導致尾氣處理難度增大。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種生活垃圾熱解氣化爐，該爐具有結構緊湊、布料均勻、布風均勻、導氣科學、排灰順暢和操作簡便等優點，可以解決現有熱解氣化爐存在的上述問題，能夠保證熱解氣化爐的高效穩定運行。

本實用新型採用如下技術方案解決上述技術問題：

本實用新型一種生活垃圾熱解氣化爐，它包括爐體、進料系統、爐排系統和集渣系統，進料系統安裝在爐體的頂部，爐體的內部由上至下依次分成烘乾層、熱解層、燃燒層、燃盡層，烘乾層與熱解層之間安裝有環形集氣導氣系統，燃盡層上方安裝爐排系統，爐排系統的下方安裝集渣系統。

所述環形集氣導氣系統由防堵集氣環和導氣管組成，防堵集氣環安裝在爐體內壁上，橫截面呈臥狀錐臺形，防堵集氣環的上部設有防堵臺，下部設有集氣腔室，集氣腔室開有集氣孔，集氣腔室與伸出爐體外面的導氣管相連通，通過導氣管導入後續二燃室工段進行深度燃燒處理。

所述進料系統由進料鬥、氣動插板閥、旋轉布料器、傳動鏈條和布料器驅動電機組成，氣動插板閥設置在進料鬥的中段位置，旋轉布料器安裝在進料鬥的下方，旋轉布料器經傳動鏈條與布料器驅動電機的輸出軸相連接。

所述旋轉布料器的上部設有與進料鬥相連接的布料器進料口，旋轉布料器的下部設有均勻排布的多個布料器出料口，實現均勻布料。

所述烘乾層、熱解層和燃燒層分別設置有安裝在爐壁上的監測口、觀察孔和檢修口，燃盡層設有固定在爐壁上的防堵柵欄。

所述爐排系統主要由爐箅帽、中空的可旋轉布風管和可旋轉爐排構成，可旋轉爐排安裝在可旋轉布風管上，可旋轉布風管的頂部安裝有隨可旋轉布風管轉動的爐箅帽，可旋轉爐排和可旋轉布風管分別通過動力機構驅動旋轉。

所述燃盡層設有安裝在爐壁上的一次風環形布風管，一次風環形布風管由環形總管、總管進氣口和布風支管組成，環形總管的一端與連接風機的總管進氣口相連接，另一端與伸入爐體內部的布風支管相連接，布風支管上橫向開有若干布風小孔。

所述集渣系統由集渣鬥和出渣口構成，出渣口位於集渣鬥下方，外連出渣機，集渣鬥側面安裝有振打裝置，防止灰渣在集渣鬥內堆積和堵塞。

本實用新型生活垃圾熱解氣化爐具有如下有益效果：

1、採用環形集氣導氣系統，通過防堵集氣環和導氣管的優化組合，防止抽風管口堵塞，實現對熱解氣的均勻連續抽提，保證爐內熱解溫度和氣壓的平穩，提高熱解效率；

2.採用多口旋轉進料系統，布料均勻，為後續熱解氣化提供穩定的生活垃圾來料和爐內堆層結構，保證爐內熱解過程的連續穩定運行；

3、熱解氣化爐下部爐壁上設置防堵柵欄，防堵柵欄與可旋轉爐排相互作用，將大塊爐渣擠壓破碎或旋轉撕裂，有效避免結焦和板化，保證排灰順暢；

4、採用可旋轉爐排結構和一次風環形布風管，能實現布風供氧、破碎防堵和排灰排渣功能，可更好地控制熱解爐內溫度變化，提高熱解穩定性，使得物料在爐內充分熱解，同時預防爐渣焦結和爐排卡澀等現象的發生。

附圖說明

圖1是本實用新型生活垃圾熱解氣化爐的結構示意圖；

圖2是圖1中進料系統的主視示意圖；

圖3是圖2中旋轉布料器的主視示意圖；

圖4是圖3的俯視示意圖；

圖5是圖1中環形集氣導氣系統的主視示意圖；

圖6是圖1中環形集氣導氣系統的B-B向視圖；

圖7是圖1中可旋轉爐排的結構示意圖；

圖8是圖1中防堵柵欄的俯視示意圖；

圖9是圖1中一次風環形布風管的俯視示意圖。

圖中：1進料系統、1-1進料鬥、1-2氣動插板閥、1-3旋轉布料器、1-3-1布料器進料口、1-3-2布料器出料口、1-4傳動鏈條、1-5布料器驅動電機、2爐體、2-1監測口、2-2觀察孔、2-3爐壁、2-4檢修口、2-5防堵柵欄、3環形集氣導氣系統、3-1防堵臺、3-2集氣腔室、3-3集氣孔、3-4導氣管、4爐排系統、4-1爐箅帽、4-2可旋轉布風管、4-3可旋轉爐排、4-4電機、4-5電機，4-6進氣口、5一次風環形布風管、5-1環形總管、5-2布風支管、5-3總管進氣口、6集渣系統、6-1集渣鬥、6-2振打裝置、6-3出渣口；7烘乾層、8熱解層、9燃燒層、10燃盡層。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本實用新型的技術方案做進一步的闡述。為使附圖簡潔，圖中僅示意性的表示出與本實用新型相關的部分，而且圖中具有相同結構或功能的部件，僅示意性的標示出了其中的一個。

如圖1至圖9所示，本實用新型生活垃圾熱解氣化爐，包括爐體2、進料系統1、環形集氣導氣系統3、爐排系統4、一次風環形布風管5和集渣系統6，進料系統1安裝在爐體2的頂部，爐體2的內部由上至下依次分成烘乾層7、熱解層8、燃燒層8、燃盡層10，烘乾層7與熱解層8之間安裝有環形集氣導氣系統3，燃盡層10上方安裝爐排系統4，爐排系統4的下方安裝集渣系統6。

如圖1至圖4所示，所述進料系統1位於爐體2頂部，進料系統1由進料鬥1-1、氣動插板閥1-2、旋轉布料器1-3、傳動鏈條1-4和布料器驅動電機1-5組成，氣動插板閥1-2設置在進料鬥1-1的中段位置，旋轉布料器1-3安裝在進料鬥1-1的下方，旋轉布料器1-3經傳動鏈條1-4與布料器驅動電機1-5的輸出軸相連接；旋轉布料器1-3的上部設有與進料鬥1-1相連接的布料器進料口1-3-1，旋轉布料器1-3的下部設有均勻排布的多個布料器出料口1-3-2。生活垃圾通過進料鬥1-1進料，通過氣動插板閥1-2控制進料速度，採用多口旋轉布料方式將生活垃圾來料均布於熱解爐內。

如圖1、圖5和圖6所示，所述環形集氣導氣系統3由防堵集氣環和導氣管3-4組成，防堵集氣環內嵌於爐體內的熱解層與烘乾層交匯處的爐壁內，防堵集氣環的橫截面呈臥狀錐臺形，防堵集氣環的上部設有防堵臺3-1，下部設有集氣腔室3-2，集氣腔室3-2開有集氣孔3-3，集氣腔室3-2與伸出爐體外面的導氣管3-4相連通，熱解氣通過集氣孔3-3進入集氣腔室3-2，並由導氣管3-4收集後導入後續二燃室工段進行深度燃燒處理。所述導氣管3-4的結構與下述的一次風環形布風管5基本相同。

如圖1和圖7所示，所述爐排系統4位於燃盡層10上方，爐排系統4主要由爐箅帽4-1、中空的可旋轉布風管4-2和可旋轉爐排4-3構成，可旋轉爐排4-3安裝在中空的可旋轉布風管4-2上，中空的可旋轉布風管4-2的頂部安裝有隨可旋轉布風管4-2轉動的爐箅帽4-1，中空的可旋轉布風管4-2的底部設有進氣口4-6，可旋轉爐排4-3和可旋轉布風管4-2分別由電機4-4和電機4-5帶動其旋轉。可旋轉爐排4-3轉動時，爐箅帽4-1頂部設置有錐形切刀，錐形切刀並隨爐箅帽4-1一起旋轉，對爐箅帽4-1上方的垃圾進行切割破碎，實現布料均勻，中空的可旋轉布風管4-2通過進氣口4-6通過氣體，並由布風管上的布風孔均勻供風；設置在可旋轉爐排4-3上的爐箅柵欄與固定在爐壁2-3上的防堵柵欄2-5之間產生切向作用力，將垃圾擠壓破碎或旋轉撕裂，有效避免爐渣結焦和板化，高度集成均勻布料、布風供氧、破碎防堵和排灰排渣功能於一體。

如圖1和圖8所示，爐體2內的烘乾層7、熱解層8和燃燒層9分別設置有安裝在爐壁2-3上的監測口2-1、觀察孔2-2和檢修口2-4，燃盡層10設有固定在爐壁2-3上的防堵柵欄2-5。通過監測口2-1、觀察孔2-2和檢修口2-4，可方便數據採集、日常巡檢和維修保養，監測口2-1放置有壓力探頭、氧氣濃度探頭、溫度探頭，外接至控制系統實時監控爐內各個參數。防堵柵欄2-5上均勻布有防堵柵條，其相互平行且間距相等，爐排系統轉動時，防堵柵欄2-5與可旋轉爐排4-3上的爐箅柵欄產生切向作用力，將大塊爐渣擠壓破碎或旋轉撕裂，有效避免結焦和板化，保證排灰順暢。

如圖1和圖9所示，爐體2上安裝有一次風環形布風管5，一次風環形布風管5環繞於集渣鬥6-1上部的外壁上，一次風環形布風管5由環形總管5-1、總管進氣口5-3和布風支管5-2組成，環形總管5-1的一端與總管進氣口5-3相連接，總管進氣口5-3外接一次風風機，環形總管5-1的另一端與布風支管5-2相連接，布風支管5-2沿圓周均布於環形總管5-1上，並斜向上插入集渣鬥6-1壁內，布風支管5-2上橫向開有若干布風小孔，一次風經布風小孔吹向可旋轉爐排4-3底部，經燃盡層高溫爐渣預熱後進入燃燒層，為爐渣的充分燃燒提供充足的氧氛。

如圖1所示，所述集渣系統6位於爐排系統4的正下方，由集渣鬥6-1和出渣口6-3組成，出渣口6-3位於集渣鬥6-1下方，外連出渣機，集渣鬥6-1側面安裝有振打裝置6-2，可有效防止灰渣在集渣鬥6-1內堆積和堵塞。

本實用新型生活垃圾熱解氣化爐工作時，先用木柴等引燃物放入爐體2下部的爐排系統4上面引燃，將生活垃圾由進料系統1均勻進料和布料，並在熱解爐體2內依次發生烘乾、熱解、燃燒和燃盡等過程，最終以灰渣的形式由出渣口6-3排出爐外。熱解過程中，監測口2-1上設有多個溫度、壓力和氧氣探頭，實時監控熱解爐體2內各反應層的溫度、壓力和氧氣濃度。熱解爐壁2-3上設有若干觀察孔2-2和檢修口2-4，可通過觀察孔2-2觀察爐內運行工況，通過檢修口2-4對熱解爐進行維護保養。生活垃圾經熱解爐熱解氣化產生的熱解氣通過集氣孔3-3進入集氣腔室3-2，並由導氣管3-4收集後導入後續二燃室工段進行深度燃燒處理。爐排系統4可根據爐底灰渣排出狀況不定時進行轉動，對爐內生活垃圾進行攪拌，爐排系統4的可旋轉布風管4-2對燃燒層進行均勻布風，進一步優化熱解和燃燒工況。集渣鬥6上方設有一次風環形布風管5，外接鼓風機向燃燒層方向鼓風，為爐渣燃盡提供主要空氣來源。燃盡後的灰渣通過可旋轉爐排4-3的轉動落入集渣鬥6-1，最終通過出渣口6-3排出爐外。集渣鬥6-1的中部位置設有振打裝置6-2，若有灰渣架橋現象，可開啟振打裝置6-2將灰渣振落。

以上所述之實施例只是本實用新型的較佳實施方式而己，並非用來限制本實用新型的實施範圍，如權利要求書所記載的內容，在不脫離本實用新型主要思想情況下進行的各種變更，均應包括於本實用新型申請專利範圍內。