[发明专利]模块式结构垃圾裂解气化燃烧一体式装置与方法

权利要求书

1.一种模块式结构垃圾裂解气化燃烧一体式装置, 其特征在于：该装置由进料系统、热解气化系统、二次燃烧与烘干系统、烟气冷却系统、气化剂供风系统和排渣系统构成；所述的进料系统由主进料液压机构(1)、烘干室进料滑板门(2)、主进料仓(27)、侧进料仓(28)和侧向进料液压机构(24)组成，所述主进料仓(27)和侧进料仓(28)连通，所述主进料仓(27)外侧设置主进料液压机构(1)，所述侧进料仓(28)外侧设置侧向进料液压机构(24)，所述主进料仓(27)出料口上方设置烘干室进料滑板门(2)；所述的热解气化系统由裂解气化室(11)构成，所述的裂解气化室(11)为一个上部矩形套筒状、下部有倒锥形缩口的由耐火保温炉墙(12)制成的腔体，裂解气化室(11)下部两侧倒锥形缩口壁上设有多排气化剂喷嘴(13)和对称设置的两个锥形布气箱(14)，裂解气化室(11)与锥形布气箱(14)通过气化剂喷嘴(13)连通；所述的二次燃烧与烘干系统由水平隧道式烘干箱(6)、烘干室耐火支撑梁柱(23)、热解气出口(25)、多腔体矩形二燃室(22)、旋风引射二次烧嘴(21)、二次风机(29)、烘干室出料滑板门(7)、烟气折流档板(10)、烘干室排气口(3)和二燃室排烟口(9)组成，所述的水平隧道式烘干箱(6)为卧式矩形套筒状结构，水平隧道式烘干箱(6)内腔设有烘干室内胆(30)，外腔四周由多腔体矩形二燃室(22)包裹，所述的烘干室内胆(30)出料口与裂解气化室(11)上部右侧连通，所述的烘干室内胆(30)出料口与裂解气化室(11)上部右侧连通处设置烘干室出料滑板门(7)且由烘干室出料滑板门(7)控制，所述的烘干室内胆(30)进料口与主进料仓(27)出料口连通且连通处由烘干室进料滑板门(2)控制，水平隧道式烘干箱(6)进料口上方设置烘干室排气口(3)，水平隧道式烘干箱(6)箱体由高导热性的碳化硅耐火材料砌成，所述的水平隧道式烘干箱(6)由烘干室耐火支撑梁柱(23)支撑，所述的热解气出口(25)设置在裂解气化室(11)右侧炉壁中上部，所述的热解气出口(25)侧壁上设有二次进风口(26)，所述的多腔体矩形二燃室(22)进气口与热解气出口(25)连通，所述的多腔体矩形二燃室(22)出气口与二燃室排烟口(9)连通，所述的旋风引射二次烧嘴(21)安装在热解气出口(25)中央，所述二次风机(29)通过管道穿过二次进风口(26)与旋风引射二次烧嘴(21)连接，所述多腔体矩形二燃室(22)的燃烧烟道内设置多个烟气折流档板(10)；所述的烟气冷却系统由热管换热器(4)和省煤器(8)组成，所述的热管换热器(4)设置在多腔体矩形二燃室(22)内，所述的省煤器(8)设置在多腔体矩形二燃室(22)出气口内；所述的气化剂供风系统由一次鼓风机(15)和蒸汽包(5)组成，所述一次鼓风机(15)出气口连接锥型布气箱(14)，所述一次鼓风机(15)进气口通过管道连通干燥室排气口(3)和蒸汽包(5)出气口，所述蒸汽包(5)通过管道连接热管换热器(4)；所述的排渣系统由卸渣传动机构(18)、偏心轮轴(16)、卸渣耙齿(19)、水封渣槽(17)和刮板式输送机(20)组成，所述偏心轮轴(16)位于裂解气化室(11)下部倒锥形缩口处，偏心轮轴(16)由卸渣传动机构(18)连接定位并驱动，偏心轮轴(16)上设置卸渣耙齿(19)，偏心轮轴(16)下方设置水封渣槽(17)，水封渣槽(17)与裂解气化室(11)密封连接，水封渣槽(17)出口处设置刮板式输送机(20)。

2.根据权利要求1所述的一种模块式结构垃圾裂解气化燃烧一体式装置, 其特征在于：所述的水平隧道式烘干箱(6)与裂解气化室(11)集成炉体均为方形腔体设计,为单体、双体或多体组合。

3.根据权利要求1所述的一种模块式结构垃圾裂解气化燃烧一体式装置, 其特征在于：所述的偏心轮轴(16)水平偏心尺寸：75-150mm，偏心轮轴(16)直径：900-1500mm，偏心轮轴(16)转速：2.5-4.5r/h，偏心轮轴(16)上卸渣耙齿(19)分布：12圆周等份分布，即成30°角度分布。

4.根据权利要求3所述的一种模块式结构垃圾裂解气化燃烧一体式装置的方法, 其特征在于工艺过程如下：

先将生活垃圾采用液压打包机压缩成边长为1米的方块，压榨掉60%左右的物理水分后,压实密度从350-500kg/m³达到900-1200kg/m³,用塑料薄膜封包存放等待处理；

整个装置内工艺分五个层次，水平卧式段为干燥干馏段，裂解气化室(11)从上往下分为气化段、裂解段、燃烧段、燃烬段四段；

垃圾打包块推进裂解气化室(11)侧上方水平隧道式烘干箱(6)烘干后，在传导、对流、辐射原理作用下，被多腔体矩形二燃室(22)产生的热量加热,首先脱去内外物理水分，随着温度逐步上升到70~ 150℃,垃圾通过主进料液压推料机构(1)间断性往前移动，在移动过程中垃圾逐步被干燥，继而被干馏到 120~ 220℃，脱出部分挥发分如 H₂0、焦油、烷烃类气体等的混合物,混合物热值约1800-2200KJ/Nm³，部分混合气体在二次风机(29)的抽力作用下，由旋风引射二次烧嘴(21)喷入多腔体矩形二燃室(22)高温燃烧,产生1150℃的高温，释放大量热量用于烘烤水平隧道式烘干箱(6)内垃圾，同时热管换热器(4)吸热产生蒸汽，多腔体矩形二燃室(22)内气体经过烟气折流档板(10)的作用，保证高温烟气在多腔体矩形二燃室(22)的停留时间达到2秒以上，彻底消除二恶英的有害影响；

当垃圾水分降到5%以下以后，在主进料液压机构(1)的推动下进入立式裂解气化室(11)内，由于上层温度在500℃左右，首先由气化段上升的还原性高温惰性烟气干馏，其中的易挥发份挥发；垃圾下移到裂解气化段分解为一氧化碳、气态烃类等可燃物并形成混合热解气化气，其热值可达5500-7500KJ/Nm³，温度400-600℃，热解气化气通过热解气出口(25)进入旋风引射二次烧嘴(21)；裂解气化后的残留物沉入燃烧段充分燃烧，温度高达900℃～1100℃，其热量用来提供裂解段和干馏段所需能量；燃烧段产生的残渣经过燃烬段继续燃烧后冷却，由裂解气化室(11)底部的一次风饱和蒸汽气化剂冷却，经偏心轮轴(16)的机械挤压、破碎后，进入水封渣槽(17)并由刮板式输送机(20)排出。