[发明专利]一种用于城市生活垃圾的等离子气化反应器

权利要求书

1.一种用于城市生活垃圾的等离子气化反应器，其特征在于：包括从上至下依次连接的上部封头（5）、中间的热解气化反应室（2）、下部的灰渣熔融室（3）和底部封头，整体呈一段式结构；所述热解气化反应室（2）的侧壁上端位置处设置有一垃圾入口（1）；所述灰渣熔融室（3）的侧壁上均匀布置有处于同一水平面的多个等离子体炬安装口（3-5），等离子体炬安装口（3-5）均安装有等离子体炬，等离子体炬安装口（3-5）的中心线与灰渣熔融室（3）的垂直中心线之间的夹角为β角，β角的范围为50-70°，等离子体炬安装口（3-5）的中心线与灰渣熔融室（3）的水平中心线之间的夹角为γ角，γ角的范围为30-50°；所述灰渣熔融室（3）的侧壁上还均匀布置有处于另同一水平面的多个空气入口（3-6），空气入口（3-6）的中心线与灰渣熔融室（3）的垂直中心线之间的夹角为ε角，ε角的范围为50-70°，空气入口（3-6）的中心线与灰渣熔融室（3）的水平中心线平行；所述空气入口（3-6）在垂直方向上高于等离子体炬安装口（3-5）；所述上部封头（5）为锥形封头，顶部开有合成气出口（5-1），合成气出口（5-1）安装于上部封头（5）的顶部中心处；所述上部封头（5）的锥角为α，α的范围为80-90°，上部封头（5）的内壁为整体浇筑的耐火衬里（5-2）；所述底部封头（7）的底部开有一排渣口（4），排渣口（4）为一窄长的喉部通道，排渣口（4）的内壁为耐火刚玉衬里（4-2），排渣口（4）的外壁为耐火衬里（4-2）和钢板（4-3），喉部通道为一锥形管，锥形管的锥角α为6-10°。

2.根据权利要求1所述的一种用于城市生活垃圾的等离子气化反应器，其特征在于：所述热解气化反应室（2）的垃圾入口（1）为一窄长的喉部通道，垃圾入口（1）的内壁为耐火衬里。

3.根据权利要求2所述的一种用于城市生活垃圾的等离子气化反应器，其特征在于：所述热解气化反应室（2）的侧壁上还安装有一系列的温度测口（2-4）和压力测口（2-5），温度测口（2-4）的中心线、压力测口（2-5）的中心线均与中间热解气化反应室（2）的垂直中心线垂直。

4.根据权利要求1所述的一种用于城市生活垃圾的等离子气化反应器，其特征在于：所述热解气化反应室（2）从内至外依次包括内壁、壳体（2-2）和保温层（2-3），内壁为整体浇注的耐火衬里（2-1），保温层（2-3）位于内壁和壳体（2-2）之间。

5.根据权利要求1所述的一种用于城市生活垃圾的等离子气化反应器，其特征在于：所述灰渣熔融室（3）从内至外依次包括刚玉内衬（3-1）、内壁、壳体（3-4）和保温层（3-3），刚玉内衬（3-1）为多块可拆卸的刚玉内衬块拼接而成。

6.根据权利要求1所述的一种用于城市生活垃圾的等离子气化反应器，其特征在于：所述排渣口（4）的上部安装有排液盖（4-4），排液盖（4-4）用耐高温的高玉整体制作；排液盖（4-4）上对称的开有若干孔径为10-20mm的排液孔（4-5）。

7.根据权利要求1所述的一种用于城市生活垃圾的等离子气化反应器，其特征在于：所述上部封头（5）与热解气化反应室（2）的壳体之间通过法兰（6）连接，热解气化反应室（2）的壳体与灰渣熔融室（3）的壳体之间通过焊接连接，灰渣熔融室（3）的壳体下部与底部封头（7）的壳体通过法兰（8）连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于城市生活垃圾的等离子气化反应器，其特征在于：所述等离子气化反应器的壳体均为钢板材质。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种用于城市生活垃圾的等离子气化反应器，其气化过程如下：

A、生活垃圾自热解气化反应室的侧壁上的垃圾入口（1）进入到热解气化反应室（2）内，与自灰渣熔融室（3）内反应来的高温合成气进行换热；生活垃圾垃圾在热解气化反应室（2）内自上而下依次进行干燥、热解气化反应；

其中，干燥、热解气化反应所需要的热源由灰渣熔融室（3）内的灰渣及部分垃圾热解气化、燃烧产生的高温合成气体提供；

B、经热解气化后产生的固体残渣和未完全反应的生活垃圾进入到灰渣熔融室（3）；在灰渣熔融室（3）内固体残渣和未完全反应的生活垃圾在等离子体炬提供的高温热源下进一步发生热解气化反应；

在灰渣熔融室（3）未反应的残炭的燃尽所需要的空气通过空气入口（3-6）补充；燃尽后剩余的炉渣经熔融等离子炬提供的高温进行熔融，并通过高温将炉渣中未反应的有机物及有害物质再次气化，并除掉炉渣中的二噁英和呋喃，最后成为熔融状态的无机物和金属通过排渣口（4）上的排液孔（4-5）排出等离子气化反应器。