[发明专利]一种等离子体催化合成气燃烧室

说明书

本发明公开了一种等离子体催化合成气燃烧室，包括圆筒形水平段燃烧室，与燃烧室前端相连接的椎体段，与燃烧室后端相垂直连接的圆筒形烟气出口段，与燃烧室相连接的固定支架。本发明采用等离子体净化技术以高能自由基催化裂解去除合成气中高分子有机有害组份，进口螺旋导片使固废气化合成气进入燃烧室后形成涡流，圆筒式燃烧室呈水平布置，多级燃烧供风及供风管将燃烧风沿环形内表面切线喷入使其与合成气混合均匀而达到完全充分燃烧的目的。

技术领域

本发明涉及环保技术领域，具体为一种等离子体催化合成气燃烧室。

背景技术

随着全球经济的持续增长和城市化进程的加速推进，医疗废物、其它危险废弃物及生活垃圾的增量产生及其引发的环境污染和人类健康问题已成为全世界所面临的共同问题。因此，实现固体废物的无害化、减量化、资源化利用是固体废物处理和处置的最终目标。

气化是介于焚烧和热解之间的热化学处置工艺。它能够将废物中的有机组分在缺氧气氛下与气化剂反应生成合成气，无机成分则以灰渣的形式排除。与焚烧相比，气化工艺具有能量回收利用率高、二次污染小、飞灰少，烟气产生量低、后处理设备简单等优势。但是对于医废、危废等固体垃圾等气化后生成的合成气中含有大量的有毒有害物质，这种合成气不适合直接用于驱动内燃机等设备发电工艺，因此如何将固体垃圾气化后产生的合成气进行有效的消除具有重要的意义。

发明内容

发明目的：本发明的目的是解决现有技术中不能有效充分地消除合成气中的有毒有害成分之不足，提供一种等离子体催化合成气燃烧室，用于处理于医废、危废等固体垃圾等气化后生成的合成气。

技术方案：一种等离子体催化燃烧室，包括圆筒形水平段燃烧室，与燃烧室前端相连接的椎体段，与燃烧室后端相垂直连接的圆筒形烟气出口段，与燃烧室相连接的固定支架。

所述椎体段包括空心圆锥体、合成气进口管道、等离子炬和天然气烧嘴所述空心圆锥体的尖端连通合成气进口管道，其连接处设有螺旋导流片，所述等离子炬和天然气烧嘴水平对称安装在圆锥体的两侧；

所述燃烧室和烟气出口段的筒体外设有钢制壳体外夹套，外夹套与筒体之间设有螺旋导风板，燃烧室前端的外夹套连通主供风管道，该主供风管道上连通有四根次供风管道，所述次供风管道的端口封闭且为环形通道环绕在筒体的外围。

进一步的，所述四根次供风管道分别为一级供风管道、二级供风管道、三级供风管道和四级供风管道，其中一级供风管道的环形通道内均匀布置有六根与燃烧室内壁相切的供风喷管，二级和三级供风管道内均匀布置有四根与燃烧室内壁相切的供风喷管，四级供风管道内均匀布置有四根与烟气出口段内壁相切的供风喷管。

进一步的，空心圆锥体的锥角度数为60-90度。

进一步的，所述次供风管道上安装有供风控制阀，便于根据需要对各级次供风管道进行供风量的控制。

进一步的，所述燃烧室上设有若干个测温点，所述测温点包括烟气测温点和燃烧室筒壁耐火材料测温点。可实时监控相关部位的温度分布并通过调控烧嘴火焰强度，等离子体自由基密度及各级供风量使燃烧室处于合理最佳工作状态。

进一步的，所述固定支架为四根两两对称设置的工字钢立柱，每两根工字钢支撑一个马鞍形支座支撑燃烧室的筒体。

有益效果：1.本发明采用天然气烧嘴助燃与等离子体射流在60-90度范围内对称布置在合成气进口两侧，基本形成合成气、烧嘴火焰与等离子体射流三流相交的化学反应区域，以等离子体高能自由基裂解合成气中大分子有机组分，这些高能自由基能够降低反应的活化能并激活形成一系列的连锁链式反应，因而起到催化作用促进合成气中的副产物的转化，把有害物转化为无害可燃物；同时利用烧嘴助燃，进口螺旋导片使合成气进入燃烧室后形成涡流，加之多级且各级单独控制供风量，沿环形燃烧室内壁切线喷入燃烧供风以增加合成气在燃烧室内的停留时间并优化燃烧室的结构长度，使合成气充分混合达到完全燃烧并利用其热值，