[发明专利]高温超导管无污染垃圾裂解气化炉

说明书

一种高温超导管无污染垃圾裂解气化炉，由炉盖、炉体、炉座、高温超导热交换器、旋转烟管散热器、加热器、进料机、超导余热回收器组成，其特征是炉体中装有高温超导热交换器，炉体下部炉座中加热器用裂解炉自产燃气加热高温超导热交换器的蒸发段，将高温辐射热经高温超导热交换器、旋转烟管散热器及圆封头换热器从不同角度迅速传导给炉体上部运动的垃圾，完成垃圾在高温缺氧下高效快速裂解气化。该裂解炉温度高，炉温均衡，产气量大，有效地解决了垃圾在炉内局部过热形成粘接、鼓包、起块、焦化的危险，避免了裂解裂解烟气产生，屏蔽了裂解物释放的有害物对环境污染，遏止了二噁英的生成，裂解的剩余气体用于发电，固体废渣用作活性炭化工原料，社会效益和经济效益明显。

技术领域：

本发明涉及一种不污染环境不产生毒害物的生活垃圾气化装置，具体讲是一种低能耗、高效率、高温超导管无污染垃圾裂解气化炉。

背景技术

随着人类文明的进步和人口的增长，城市生活垃圾生产量日益剧增，垃圾的成分日趋复杂，有害成分日渐增多。传统的填埋垃圾浪费土地、破坏地下水源将退出历史舞台。目前各地采用的焚烧炉焚烧垃圾对环境污染严重遭致公众反对。使用焚烧炉焚烧垃圾，排放出大量烟尘、有害颗粒物、酸性气体、未燃尽废物、重金属及微量有机化合物等，随之产生大量致癌的二噁英。同时焚烧使垃圾中有机材料变成灰烬，造成资源的极大浪费。

将生活垃圾裂解气化用于发电是实现垃圾减量化、无害化、资源化的先进技术，在“垃圾围城”成为公害的今天，裂解气化技术受到世界各国政府的高度重视。

垃圾的裂解气化是将生活垃圾放在一个特制的容器里，在一定的温度、压力和缺氧条件下，使垃圾中的有机质和气化剂(例如水蒸汽)发生系列化学反应，将垃圾高分子碳氢化合物打碎析出挥发分CO、H₂、CH、C_NHm等可燃性气体和CO₂、N₂等非可燃性气体的过程。标准的垃圾裂解气化设备必须具备均衡高温的裂解气化炉，气化剂，按热负荷要求供给的热能，三者缺一不可。垃圾裂解气化是一个复杂的多项物理及化学过程，对气化炉内的温度、压力、气化剂都有严格的要求，特别是稳定的均衡的反应场高温是垃圾裂解气化的关键。

国内研制的卧式热解气化炉反应区没有温度均衡装置，不能保持反应区相对均衡的高温和压力，在垃圾处理中很难连续稳定产生可燃气体，避免不了烟气和焦油的产生，屏蔽不了裂解物释放的有害物质及二噁英对环境的污染与毒害。特别是传统的热解炉炉体为单管单层结构，加热器设在炉体外，局部高温加热单层炉体，因炉体直径大，轴向长，单层炉体局部受千度火焰烧烤，温度场沿炉体轴向和径向的不均匀性不但浪费能源而且导致了炉内垃圾受热温度极不均匀，局部的过热产生垃圾严重的热解副反应，甚至出现在炉内因局部过热出现垃圾炭化结焦的事故。另外单层卧式炉内部垃圾从进口端到到出口端行进中温度始终呈下降趋势，大部分垃圾达不到热解气化的温度条件，影响到垃圾气化效率，经济性差，热能浪费大。国外的垃圾裂解设备为防止裂解炉因局部过热出现垃圾炭化结焦的事故，对进入裂解炉的垃圾事先进行严格地筛选分类，整个垃圾处理系统体积庞大，价格昂贵，这对于经济不发达和垃圾分类筛选难以实现的国家是无法使用的。

发明内容

为满足垃圾裂解炉内温度相对均衡、保持炉内垃圾均衡高温和压力，达到生活垃圾高效连续裂解气化，防止二噁英等有毒物质污染环境，经反复摸索实践设计出一种高效、安全、费用低、可连续作业的高效率无污染超导管垃圾裂解气化炉，利用炉体内加热器加热高温超导管换热器的蒸发端，使加热器的辐射热通过高温超导管换热器均衡地传导给裂解炉相对密闭的反应区的垃圾，产生热值较高的可燃气体，再将可燃气体回用提供炉体自用燃料，裂解产生的大量反应热用于发电，为垃圾裂解气化设备源源不断提供机械运转电能。该裂解气化炉利用了高温超导管热屏蔽特性，高温超导管快速热传导交换特性，高温超导管快速均热特性及高温金属工质动态快速回流原理，用这种高温超导裂解气化炉代替常规裂解炉或热解炉，整个裂解炉体相对密闭的内部裂解温度可均衡达到800℃左右，在水蒸汽参与下，垃圾反应速度快速，无污染物和有害物生成，避免了局部过热出现垃圾炭化结焦危险，产气率和挥发份逸出率明显提高。