[发明专利]具有焦油降解功能的下吸式气化炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有焦油降解功能的下吸式气化炉，属于废弃物资源化清洁利用技术领域。

背景技术

目前，废弃物的处置是当今社会急需解决的重大难题，其中气化技术是处置废弃物的一种清洁高效的方法。废弃物气化是在固定的气化炉等装置内将废弃物置于一个高温低氧的环境下进行热解气化，从而得到可燃气体的一种方法。在众多的气化炉中，固定床以其结构简单、操作方便、燃料适应性广、投资低等优点占有重要地位。传统的固定床气化炉主要包括上吸式固定床气化炉和下吸式固定床气化炉，但目前两种气化炉均存在很大的问题，如由于在炉内停留时间较短，气化气中焦油含量较高，在温度降低以后容易黏在炉膛尾部烟道形成堵塞，不利于气化炉的稳定运行。而且由于气化气中含有焦油，增加了气化气后期净化处理的难度。因此，急需要开发一种具有焦油自净化能力的气化炉，以保证气化气中的焦油在离开炉膛之前已经进行了充分的分解，从而得到较高品质的气化气。

发明内容

本发明的目的是为解决废弃物气化过程中焦油含量过高而提出一种具有焦油降解功能的下吸式气化炉。

本发明的具有焦油降解功能的下吸式气化炉包括炉膛，炉膛下部具有环状缩口，在炉膛顶部有给料口、底部有出灰口、在炉膛环状缩口上方的壁上沿轴向设有上中下三级切向一次配风口，在炉膛下部的环状缩口与底部出灰口之间置有管式炉排，管式炉排由彼此间隔的中空钢管组成，中空钢管的朝上面上钻有作为二次配风口的孔，炉膛外有竖直烟道，与管式炉排平齐的水平烟道的一端与炉膛连通，另一端与竖直烟道连通，在竖直烟道的上部有出气口，顶部设有钙基催化剂喷射装置。

本发明中，所述的上中下三级切向一次配风口中的每一级沿炉膛周向均具有3-5个切向配风口。

本发明具有如下特点：物料从炉膛顶部进料口送入炉膛，在下降过程中，与一次气化风进行混合，并经过高温区进行热解气化，沿轴向设置的上中下三级配风以切向方式进入炉内，在炉内形成了一个旋流区域，有助于延长物料在高温区的停留时间；二次气化风的布置在炉排上部空间形成一个局部的流化区域，不仅有助于落灰，而且可以保证固定碳完全气化，使床层保持在一个750℃以上的高温，有助于气化气中焦油成分的降解。竖直烟道的布置可以延长气化气的停留时间，而且钙基催化剂喷射可以有效实现合成气中焦油成分的彻底降解。

本发明结构简单，具有焦油自净化能力，可以保证气化气中的焦油在离开炉膛之前已经进行了充分的分解，从而得到较高品质的气化气。

附图说明

图1为本发明的具有焦油降解功能的下吸式气化炉结构示意图。

图2为管式炉排俯视图。

图3为任一级切向一次配风口示意图。

具体实施方式

参照图1，本发明的具有焦油降解功能的下吸式气化炉，包括炉膛1、炉膛下部具有环状缩口，在炉膛顶部有给料口12、底部有出灰口7、在炉膛环状缩口上方的炉膛墙壁上沿轴向设有上中下三级切向一次配风口2、3、4，每一级沿炉膛周向均具有4个切向配风口（如图2所示实例），可使一次气化风从炉壁的上中下三处切向射入炉内，在炉内形成一个旋流区域，有利于气化介质和物料进行良好的混合，并延长物料在高温区的停留时间。在炉膛下部的环状缩口与底部出灰口7之间置有管式炉排6、管式炉排6由彼此间隔的中空钢管组成，各钢管之间的间隙，利于出灰，中空钢管的朝上面上钻有作为二次配风口的孔5（图3所示），钢管内通入空气，钢管内的气化介质经过孔以较高的流速喷入炉内，形成了二次气化风，较高的风速可以将管式炉排6上面局部空间的物料流化，形成一个局部流化区。这种设计不仅可以使灰渣顺利落入出灰口7，而且有利于床层底部固定碳的完全气化，对于提高该区域的气化温度及减少焦油的产量有较大优势。炉膛外有竖直烟道9，与管式炉排平齐的水平烟道8的一端与炉膛连通，另一端与竖直烟道9连通，在竖直烟道的上部有出气口10，顶部设有钙基催化剂喷射装置11。

正常工作时，物料由给料口进入炉膛，在下降过程中，与炉内切向进入的一次气化风混合并在炉内形成旋流扰动，以保证物料在高温区进行充分的干燥和热解，然后物料落在管式炉排上形成堆积床层，二次气化风可以使下部床层形成一个局部流化区域，方便灰渣的顺利排出。另外，二次气化风还可以促进床层底部固定碳的完全氧化，从而保证床层温度维持在750℃以上。当气化气经过床层时，其中的焦油成分在高温下可以进一步分解，在一定程度上降低了气化气的焦油量。床层最底部的灰经过管式炉排之间的空隙落入出灰口，进而进入灰斗收集。气化气经过床层以后通过水平烟道进入竖直烟道，由于重力的作用，随气体携带出来的飞灰颗粒下落到竖直烟道的底部，有利于气化气的净化，而气化气则经过竖直烟道上部出气口离开炉膛。钙基催化剂的喷入可以进一步促进焦油的二次裂解，以保证焦油在离开炉膛之前已经充分分解，从而提高了出口气化气的品质。