[发明专利]等离子辅助垃圾流化床气化系统

说明书

技术领域

本发明涉及城市生活垃圾的处理技术，具体地说是一种可以防止二噁英产生的等离子辅助垃圾流化床气化系统。

背景技术

伴随着全球经济的持续增长和城市化进程的加速，生活垃圾的产生已成为一个日益严重的环境问题。城市垃圾产量的不断增加及其造成的环境污染已成为各国所共同面临的问题，城市生活垃圾的无害化处理是促进经济和生态环境达到可持续发展的重要措施之一。

目前，城市生活垃圾无害化处理技术有堆肥技术、填埋技术、焚烧技术和气化技术等。填埋或堆肥都不能完全实现垃圾处理的无害化和减量化，且填埋仍需占用大量土地。由于焚烧处理可以实现城市垃圾热能回收、减容、减重、高温灭菌等目的，在环境保护和资源利用方面具有明显的优势，因而近几年在我国得到较快的发展。然而垃圾焚烧导致的二噁英及重金属等二次污染问题不容忽视，制约了垃圾焚烧技术的大规模应用。

气化技术是一种新型的垃圾处理技术，与常规的垃圾处理方法相比，气化处理技术具有能源回收利用率高、二次污染小、烟气量小、后处理设备简单，而且气化与等离子熔融处理技术的结合使得在对垃圾的有机成分加以利用的同时，可以对无机成分进行稳定化无害化处理和资源化利用，从而根本上解决了二噁英和重金属等二次污染问题，有着广阔的发展前景。

例如公开号为CN103275762A，公开日为20130904的中国发明专利文献，公开了一种等离子体流化床气化装置，涉及等离子体气化炉设备，主要由顶盖、上炉体、绝缘连接件、下炉体、阳极、阴极和基座组成，阴极设置在下炉体上部的内空间，阴极的圆筒体上端呈喇叭口状，喇叭口的外沿有旋流槽，绝缘连接件设置在阳极与下炉体之间，阳极的轴心通孔构成压缩孔道，压缩孔道出口的喇叭口构成阳极弧根区，阳极的体内有冷却水套，上炉体设置在阳极之上，上炉体的内空间构成气化区，顶盖上有合成气输出接口接出。该技术方案就是利用等离子流化床的特点，实现了对垃圾的气化处理工艺。然而现阶段的等离子垃圾气化技术尚有许多不足之处。首先，用等离子体炬直接气化垃圾需要极大地功率，其耗电率可到其产电力的30%～40%，由于耗电过高导致运营成本大大增加，使其不具备商业运行的价值。其二，该方法气化垃圾，后续气体净化过程还需加二噁英处理装置，增加了先期的一次性投入，使其设备成本大幅提高。第三，使用等离子体炬直接气化垃圾，由于其温度场分布不均，使垃圾不能完全被高温处理，排出的废渣中会有大量的二噁英和其他有害物质，致使其废渣的处理又成为一道难题。

发明内容

本发明针对现有等离子气化技术存在的缺陷和不足，提供了一种等离子辅助垃圾流化床气化系统，利用等离子体炬作为高品质外热源将流化床热解气化后的合成气重整，去除掉生活垃圾在热解气化过程中可能产生的所有有害物质，并利用部分高温合成气作为流化风作为垃圾热解气化的热源，降低了垃圾等离子气化的一次性投入成本及运营成本，并使合成气更加纯净。

本发明的技术方案如下：

等离子辅助垃圾流化床气化系统，其特征在于：包括垃圾上料装置、流化床反应器、等离子重整室、旋风分离器，垃圾上料装置与流化床反应器连接，流化床反应器通过流化床反应器顶部的合成气出口一连接等离子重整室，等离子重整室连接旋风分离器；所述等离子重整室的顶部设置有两个等离子炬，两个等离子炬之间呈α角度，α为40°-50°，通过等离子炬可以有效去除掉从流化床反应器出口来的合成气中的有毒有害物质。

所述等离子重整室的室壁为水冷壁或内衬耐火材料。

所述等离子重整室为长方体结构。

所述流化床反应器为圆柱状，流化床反应器的内壁为水冷壁或内衬耐火材料结构；所述流化床反应器的下部设置有垃圾加料口、灰渣返回口，底部通过布风板连接循环风返回口。

所述垃圾上料装置包括垃圾料仓、给料器和防火门，垃圾料仓与给料器连接，给料器与流化床反应器的垃圾加料口相连接，给料器与垃圾加料口之间设置防火门。当进行给料时，通过给料器将落入到垃圾料仓内的垃圾从防火门前推入到流化床气化反应室，并通过防火门与流化床气化反应室隔离；防火门在给料器收回时保持关闭状态，关闭防火门可使炉膛与外界隔开进行充分燃烧。

所述矩形重整反应室与旋风分离器切向连接，旋风分离器的底部与流化床反应器灰渣返回口相连，旋风分离器顶部设置合成气出口二。

本发明的有益效果如下：