一种垃圾热解气化炉论文和设计-张京荣

全文摘要

本实用新型公开了一种垃圾热解气化炉，其包括炉体，所述炉体包括上炉体和下炉体，所述上炉体的顶部设有进料口，所述上炉体设有排气口，所述上炉体的底部与所述下炉体的顶部相连通，所述下炉体设有至少三个气化器安装口和至少三个位于各所述气化器安装口的下方的燃烧器安装口，各所述气化器安装口沿周向均匀分布在所述下炉体上，各所述燃烧器安装口沿周向均匀分布在所述下炉体上，所述下炉体的底部设有通孔。本实用新型提供的垃圾热解气化炉结构简单，能减少垃圾在热解气化过程中的热损失，提高能量利用率。

主设计要求

1.一种垃圾热解气化炉，其特征在于：包括炉体，所述炉体包括上炉体和下炉体，所述上炉体的顶部设有进料口，所述上炉体设有排气口，所述上炉体的底部与所述下炉体的顶部相连通，所述下炉体设有至少三个气化器安装口和至少三个位于各所述气化器安装口的下方的燃烧器安装口，各所述气化器安装口沿周向均匀分布在所述下炉体上，各所述燃烧器安装口沿周向均匀分布在所述下炉体上，所述下炉体的底部设有通孔。

设计方案

1.一种垃圾热解气化炉，其特征在于：包括炉体，所述炉体包括上炉体和下炉体，所述上炉体的顶部设有进料口，所述上炉体设有排气口，所述上炉体的底部与所述下炉体的顶部相连通，

所述下炉体设有至少三个气化器安装口和至少三个位于各所述气化器安装口的下方的燃烧器安装口，各所述气化器安装口沿周向均匀分布在所述下炉体上，各所述燃烧器安装口沿周向均匀分布在所述下炉体上，所述下炉体的底部设有通孔。

2.根据权利要求1所述的垃圾热解气化炉，其特征在于：所述燃烧器安装口与所述下炉体的横截面中心线的夹角为3°～5°，所述燃烧器安装口与水平面成12°～18°仰角。

3.根据权利要求2所述的垃圾热解气化炉，其特征在于：所述气化器安装口与所述下炉体的横截面中心线的夹角为3°～5°，所述气化器安装口与水平面成12°～18°仰角。

4.根据权利要求1所述的垃圾热解气化炉，其特征在于：所述上炉体的底部设有第一收缩口，所述下炉体的顶部设有第二收缩口，所述第一收缩口与所述第二收缩口连接，所述上炉体的底部与所述下炉体的顶部通过所述第一收缩口和所述第二收缩口相连通。

5.根据权利要求4所述的垃圾热解气化炉，其特征在于：所述上炉体上设有至少一个疏通口。

6.根据权利要求5所述的垃圾热解气化炉，其特征在于：所述疏通口与水平面成72°～78°俯角。

7.根据权利要求1所述的垃圾热解气化炉，其特征在于：所述上炉体上设有至少一个第一观察口，所述下炉体上设有至少一个第二观察口和至少一个第三观察口。

8.根据权利要求1所述的垃圾热解气化炉，其特征在于：所述炉体由外至内依次紧密设有保温层、外壳层和浇筑层。

9.根据权利要求1-8任一项所述的垃圾热解气化炉，其特征在于：还包括炉蓖，所述通孔与所述炉蓖的进口端相连通。

10.根据权利要求9所述的垃圾热解气化炉，其特征在于：所述上炉体的顶部设有进料器，所述进料器的输出端与所述进料口相连通。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及垃圾处理技术领域，特别是一种垃圾热解气化炉。

背景技术

随着城市化进程的迅猛发展，城市生活垃圾的处理已经成为制约各城市可持续发展的难题。据统计，国内垃圾的处理方式主要以填埋、焚烧和堆肥为主。其中，填埋法占用了大量土地，易对大气、土壤、水体造成污染。焚烧法运行处理成本高，容易产生二噁英等有害物质。堆肥肥料质量达不到肥料质量标准，垃圾中含有的重金属会对土壤造成新的污染。

现有一种新的垃圾处理方法——热解气化法，热解气化法是利用垃圾中有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下对其进行加热蒸馏，使有机物产生裂解，经冷凝后形成各种新的气体、液体和固体，从中提取燃料油、可燃气的处理方法。其中，热解产率取决于原料的化学结构、物理形态和热解的温度与速度。热解气化法和焚烧法是两个完全不同的过程。焚烧是一个放热过程，而热解气化需要吸收大量热量。焚烧的主要产物是二氧化碳和水，而热解气化的主要产物是可燃的低分子化合物：气态的氢气、甲烷、一氧化碳，液态的甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等，固态的主要是焦炭和炭黑。

垃圾热解气化技术可以从垃圾中提取需要的产物，是一种环保的处理方式。但由于垃圾成分极为复杂，垃圾是一种组成极不稳定的混合废物，使得垃圾热解气化技术存在投资费高、运行费高、维护费高，热损失大等问题，而目前缺少能解决以上问题的垃圾处理设备。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种垃圾热解气化炉，其结构简单，能减少垃圾在热解气化过程中的热损失，提高能量利用率。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种垃圾热解气化炉，包括炉体，所述炉体包括上炉体和下炉体，所述上炉体的顶部设有进料口，所述上炉体设有排气口，所述上炉体的底部与所述下炉体的顶部相连通，

作为优选方案，所述燃烧器安装口与所述下炉体的横截面中心线的夹角为3°～5°，所述燃烧器安装口与水平面成12°～18°仰角。

作为优选方案，所述气化器安装口与所述下炉体的横截面中心线的夹角为3°～5°，所述气化器安装口与水平面成12°～18°仰角。

作为优选方案，所述上炉体的底部设有第一收缩口，所述下炉体的顶部设有第二收缩口，所述第一收缩口与所述第二收缩口连接，所述上炉体的底部与所述下炉体的顶部通过所述第一收缩口和所述第二收缩口相连通。

作为优选方案，所述上炉体上设有至少一个疏通口。

作为优选方案，所述疏通口与水平面成72°～78°俯角。

作为优选方案，所述上炉体上设有至少一个第一观察口，所述下炉体上设有至少一个第二观察口和至少一个第三观察口。

作为优选方案，所述炉体由外至内依次紧密设有保温层、外壳层和浇筑层。

作为优选方案，还包括炉蓖，所述通孔与所述炉蓖的进口端相连通。

作为优选方案，所述上炉体的顶部设有进料器，所述进料器的输出端与所述进料口相连通。

综上，本实用新型实施例所提供的一种垃圾热解气化炉，通过在上炉体上设置排气口，在下炉体设置三个以上的气化器安装口和三个以上的燃烧器安装口，使得下炉体沿周向安装有多个气化器和燃烧器，下炉体内的垃圾可以被充分热解气化，热解产生的高温能维持炉体内的能量消耗，热解产生的热气流向上升，利用该热气流干燥新倒入上炉体的垃圾，可以大大提高生活垃圾热裂解气化效果，提高能量利用率，节约能源，节约投资，节约处理成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的垃圾热解气化炉的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的炉体和进料器的横截面示意图；

图3是沿图2中A-A线的剖视图；

图4是沿图2中B-B线的剖视图。

附图标记：

1、炉体，11、上炉体，111、进料口，112、排气口，113、第一收缩口，114、疏通口，115、第一观察口，12、下炉体，121、气化器安装口，122、燃烧器安装口，123、通孔，124、第二收缩口，125、第二观察口，126、第三观察口，127，炉门，13、保温层，14、外壳层，15、浇筑层，2、炉蓖，3、支撑架，4、进料器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至图4所示，本实用新型提供一种垃圾热解气化炉，其包括炉体1，炉体1包括上炉体11和下炉体12，上炉体11的顶部设有进料口111，上炉体11设有排气口112，上炉体11的底部与下炉体12的顶部相连通，下炉体12设有至少三个气化器安装口121和至少三个位于各气化器安装口121的下方的燃烧器安装口122，各气化器安装口121沿周向均匀分布在下炉体12上，各燃烧器安装口122沿周向均匀分布在下炉体12上，下炉体12的底部设有通孔123。

基于上述技术方案，上炉体11的主要功能是有机垃圾的进料和干燥，下炉体12的主要功能是热解气化。气化器安装口121用于安装气化器，在本实施例中，优选安装离子气化器，更优选为水蒸气离子气化器。燃烧器安装口122用于安装燃烧器。气化器和燃烧器将下炉体12内的空间区域分为气化区和燃烧区。在工作状态下，上炉体11的工作温度为400℃，气化区的工作温度为650℃～850℃，燃烧区的工作温度为900℃～950℃。处理垃圾时，垃圾从进料口111进入炉体1后，受炉体1内部上升的热解气流影响，达到干燥垃圾的目的。干燥后的垃圾从上炉体11进入下炉体12，被气化器气化后掉入燃烧区，燃烧器对垃圾残渣中剩余的碳物质进行热解，产生高温，高温能保持炉内的温度，维持炉内的能量消耗。热解中产生热解气从下炉体12上升到上炉体11，成为炉体1内部上升的热解气流，可用于干燥新倒入炉体1内的垃圾。干燥垃圾后的热解气流从排气口112排出，在实际应用中，工作人员可在排气口112接一条管道通向燃烧器安装口122处，将热解气流引入燃烧器中燃烧，实现能量循环。下炉体12底部的通孔123用于输出燃烧后的物料。本实用新型实施例提供的垃圾热解气化炉为一体化复合热解气化炉，通过在上炉体11上设置排气口112，在下炉体12设置三个以上的气化器安装口121和三个以上的燃烧器安装口122，使得炉体1内的垃圾可以被充分热解气化，利用热解产生的上升热气流干燥新倒入上炉体11的垃圾，还可以在排气口112接一条管道以将热解气流引入燃烧器中燃烧，能量循环。该垃圾热解气化炉能节约热解成本，降低能耗。

其中，燃烧器安装口122与下炉体12的横截面中心线的夹角为3°～5°，燃烧器安装口122与水平面成12°～18°仰角，这样在燃烧器安装口122安装燃烧器后，燃烧器在热解时喷射出来的火焰能形成一个向上旋转的漩涡，可以加强垃圾的燃烧强度。在本实施例中，燃烧器安装口122与下炉体12的横截面中心线的夹角为5°，燃烧器安装口122与水平面成15°仰角。下炉体的横截面形状为圆环形，燃烧器安装口122的数量为三个，沿下炉体12的径向成120°角均匀分布。气化器安装口121与下炉体12的横截面中心线的夹角为3°～5°，气化器安装口121与水平面成12°～18°仰角，这样在气化器安装口121安装气化器后，气化器产生的气体与燃烧形成的火焰同步漩涡，可以使气化反应更加充分。在本实施例中，气化器安装口121与下炉体12的横截面中心线的夹角为5°，气化器安装口121与水平面成15°仰角。气化器安装口121的数量为三个，沿下炉体12的径向成120°角均匀分布。

特别地，上炉体11的底部设有第一收缩口113，下炉体12的顶部设有第二收缩口124，第一收缩口113与第二收缩口124连接，上炉体11的底部与下炉体12的顶部通过第一收缩口113和第二收缩口124相连通。第一收缩口113和第二收缩口124具有减少下炉体12热量散发的作用，并调节垃圾从上炉体11均匀地进入下炉体12中。上炉体11上设有至少一个疏通口114，若垃圾倒入量过大在第一收缩口113或第二收缩口124处出现堵塞时，工作人员可通过疏通口114疏通垃圾。疏通口114与水平面成72°～78°俯角，便于工作人员用杆或棍等工具从上而下疏通垃圾，令垃圾顺畅地掉入下炉体12中。在本实施例中，疏通口114与水平面成75°俯角，疏通口114的数量为三个，沿周向均匀分布在上炉体11上，位于排气口112之下。

另外，上炉体11上设有至少一个第一观察口115，下炉体12上设有至少一个第二观察口125和至少一个第三观察口126，便于工作人员实时观察炉内的反应情况。在本实施例中，下炉体12的正前方设有炉门127，第一观察口115用于观察垃圾干燥情况，第二观察口125用于观察气化反应过程，第三观察口126用于观察垃圾热解过程。

进一步的，炉体1由外至内依次紧密设有保温层13、外壳层14和浇筑层15，用于保持炉体1内部的高温，保证热解和气化反应顺利进行。在本实施例中，外壳层14由厚度为16mm的锅炉板卷制而成，浇筑层15的厚度为200mm，采用耐高温，耐腐蚀，耐磨损的碳化硅不定形材料制成。

具体的，本实用新型实施例所提供的垃圾热解气化炉还包括炉蓖2，通孔123与炉蓖2的进口端相连通，热解后的垃圾残渣从通孔123排出进入炉蓖2，炉蓖2能承渣和通风，兼具破渣、排渣、通风、通汽等多重功能。在本实施例中，炉蓖2的下部可以放置出用于承载灰渣的移动小车，在炉体1和炉蓖2周围可以围设有支撑架3，用于支承炉体1。

此外，上炉体11的顶部设有进料器4，进料器4的输出端与进料口111相连通。进料器4能使大批垃圾分量均匀地进入炉体1内。在本实施例中，优选由六个隔离仓组成的进料器，垃圾进入进料器4后，进料器4间歇旋转，每分钟旋转六分之一转，垃圾首先进入位于顶部的第一隔舱，依次进入第二隔舱，第三隔舱等等，当第一隔舱旋转到进料料器的下端，也就是炉体1的进料口111，垃圾落入炉内，如此往复将垃圾输送进炉体1内。隔舱密闭隔离了与进料口111的通道，对炉体1密封的效果，增强了炉体1的保温效果。本实用新型实施例所提供的垃圾热解气化炉还可以设有蒸汽发生器，利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸汽。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

设计图

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