[实用新型]等离子体流化床气化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及气化设备，特别是涉及到一种等离子体气化炉设备。

背景技术

当前，常规煤气化装置中把水蒸汽+空气或水蒸汽+氧气作为气化剂送入气化炉，使水蒸汽与煤炭发生造气反应生成合成气，其反应为吸热反应，需要由空气或氧气与炭发生氧化反应为其提供热量，这种气化方式将增加煤炭资源消耗，同时，合成气中产生大量的二氧化碳废气，不仅影响到合成气的品质，而且使后级生产中排放大量的温室气体。

生活垃圾的产生量随着人民生活水平提高和城市发展而快速增长，我国每年的生活垃圾清运量已达2亿多吨，许多城市出现垃圾围城情况，成为我国的城市化进程的一大障碍。随着科技进步和人们环保意识的增强，“焚烧法”和“填埋法”给环境带来的破坏作用及威胁人类的身体健康已越来越被人们所认识，人类迫切需要一种新技术来替代“焚烧法”和“填埋法”，以减排温室气体和消除二噁英污染问题。

我国生物质资源非常丰富，仅稻草、麦草、芦苇、竹子等非木材纤维就年产超过10亿吨，加上大量木材加工剩余物，都是巨大的能源“仓库”。然而，我国目前的农林剩余物资源浪费惊人，除小部分农村用来发酵生产沼气外，大部分都被直接燃烧、填埋、腐烂掉了，不仅浪费能源，而且对环境造成破坏。把垃圾生物质通过气化或液化的方法转化为二次清洁能源，可以减少对石油煤炭资源的依赖和解决环境污染问题。但用一般的工艺设备只能生产热值不高的合成气或生物油，再把这种低热值的合成气或生物油进行提炼成满足使用要求的产品，将会使生产成本大幅提高，过高的生产成本限制了生物质转化项目的商业化应用。

常规的气化炉在工作时，需要由空气或氧气与炭发生氧化反应为造气提供热量，这种气化方式将消耗炉内的固定炭，由于生活垃圾、生物质化学成分中的固定炭极其有限，在常规的气化炉中生活垃圾、生物质转化的合成气中有用成分比例相当低，同时，合成气中产生大量的二氧化碳废气，增加后级的处理难度。

实用新型内容

本实用新型的目的是要克服常规气化炉的气化率低、资源消耗大及产生的废气多的缺点，设计一种等离子体流化床气化装置，用于煤气化、生活垃圾气化或生物质气化，生产高品质的富氢合成气，并实现减排温室气体及消除二噁英污染问题，生产的富氢合成气作为后级生产甲醇或二甲醚的原料气应用。

本实用新型的一种等离子体流化床气化装置，其特征是等离子体流化床气化炉主要由顶盖（2）、上炉体、绝缘连接件（11）、下炉体（16）、阳极（13）、阴极（15）和基座（19）组成，其中，顶盖（2）、上炉体、阳极（13）、绝缘连接件（11）、下炉体（16）和基座（19）依次自上而下设置；阴极（15）设置在下炉体（16）上部的内空间，下炉体（16）中部的内空间构成气化剂室（Ⅱ），气化剂室（Ⅱ）有气化剂输入接口（20）接入，下炉体（16）的下部有出渣通道（Ⅰ），出渣通道（Ⅰ）与气化剂室（Ⅱ）相通，出渣通道（Ⅰ）有出渣口（18）接出；阴极（15）呈圆筒体结构，阴极（15）圆筒体的内腔与气化剂室（Ⅱ）相通，阴极（15）的圆筒体上端呈喇叭口状，喇叭口的外沿有旋流槽（Ⅵ），具体实施时，旋流槽（Ⅶ）为二条以上；阴极（15）外壁与下炉体（16）上部壁体之间的环形空间构成工作气气腔（Ⅳ）；绝缘连接件（11）设置在阳极（13）与下炉体（16）之间，绝缘连接件（11）和阳极（13）各呈回转体结构，阳极（13）的一端伸入到绝缘连接件（11）的内空中并与阴极（15）的喇叭口内沿接近，阳极（13）与阴极（15）的喇叭口内沿之间的空间构成环形气流通道（Ⅴ）；阳极（13）的轴心通孔构成压缩孔道（Ⅷ），压缩孔道（Ⅷ）的入口呈收缩的喇叭口，压缩孔道（Ⅷ）的出口呈扩大的喇叭口，压缩孔道（Ⅷ）出口的喇叭口构成阳极弧根区（Ⅸ）；阳极（13）的体内有冷却水套（Ⅶ），冷却水套（Ⅶ）的外侧壁体有冷却剂输入接口和冷却剂回水出口；上炉体设置在阳极（13）之上，上炉体的炉墙由耐火炉墙（5）和保温层（6）构成，上炉体的内空间构成气化区（Ⅹ），在上炉体的炉墙上分别有进料口（21）接入、炭灰返回接口（7）接入和溢灰口（4）接出，具体实施时，溢灰口（4）连接到灰仓；气化区（Ⅹ）的顶上有挡灰器（22），顶盖（2）设置在上炉体的上方，顶盖（2）的内空间构成合成气集聚区（Ⅺ），顶盖（2）上有合成气输出接口（1）接出。

本实用新型中，在阴极（15）与下炉体（16）的承接面之间有电气连接件（17），具体实施时，电气连接件（17）通过电源线连接到工作电源的负极；在阳极（13）的水套外层壁体上有电源接口（9），具体实施时，电源接口（9）通过电源线连接到工作电源的正极。