城市垃圾的气化方法及垃圾气化炉

摘要

本发明是城市垃圾的气化方法及其气化炉,工艺步骤分将城市垃圾筛选,除去不可燃烧的无机物,将可燃的有机物切碎后加入煤粉,机械挤压成型燃料,入气化炉内高温下气化反应,并加入戊烷,经裂解成高热值气体,气化炉是在现有的反火型煤气发生炉基础上设抽气管口,总抽气管接头,炉体水封圈,排渣刀,液体增热油料输入管,挡渣圈,搅渣器,转动齿轮水封圈。特点是将垃圾变成再生能源资源,成本低无污染、使用方便易推广。

说明书

本发明涉及的是一种将城市生活垃圾经加工成垃圾成型燃料，并直接进入气化炉内制取洁净煤气的城市垃圾的气化方法及城市垃圾增热气化炉。

目前尚未发现用垃圾来制取城市民用煤气的方法，但有与已有技术相类似的气化炉，如反火型煤气发生炉(专利号：86206045.1)。该炉运行时，炉内所需气化剂是从上炉口进入炉内，与煤料顺方向向下气化反应，工艺简便，操作简易，安全卫生，由于炉内煤料先经高温氧化处理后再被还原成煤气的炉内净化和气化同时进行，其环境效益较为理想。但存在的缺点：反火型煤气发生炉的排渣系统的排渣口都是设置在炉下灰盘周围，由于受转动齿轮水封圈的齿轮直径尺寸强度的限制，而无法向大规格炉型方面发展(现只限于直径2.4米以内)。

本发明的目的是提供一种由炉下部中心部位设排渣口不受转动齿轮水封圈齿轮直径尺寸强度限制的城市垃圾增热气化炉，用该炉来对城市生活垃圾进行气化，制取洁净的城市煤气。

本发明的技术解决方案：

城市垃圾的气化方法，其工艺步骤分：

(1)先将城市生活垃圾经风选或筛选，(2)除去其中不可燃烧的无机物，(3)将各种可燃的有机物砌碎、轧碎或粉碎，加入占其总重量30％的固体燃料煤粉，(4)用机械挤压成垃圾成型燃料，(5)加入城市垃圾增热气化炉内在1300℃左右的高温下进行气化反应，并在炉内还原层中加入不同重量的戊烷或油料，经裂解成不同热值的可燃气体。

城市垃圾增热气化炉，包括由上炉口1、炉顶2、上炉膛3、干馏层4、氧化层5、还原层6、灰渣层7、排渣绞龙12、炉座13、炉体夹套15、耐火内衬16、炉体17、炉体支撑柱21，在炉下部周围设有抽气管口8，在抽气管口8的下部设有总抽气管接头9，在炉底的下端设有炉体水封圈10，在水封圈10的下部设有排渣刀11，在氧化层5内设有液体增热油料(戊烷)输入管14，在炉体7的下部设有挡渣圈18，在炉底部排渣口中心设有搅渣器19，在炉座13的上部周围设有转动齿轮水封圈20。

排渣系统设置在炉下部中心位置，炉底部搅渣器19和排渣刀11和转动齿轮水封圈20中心轴联管相联，搅渣器置于转动齿轮水封圈中心轴联管上部，排渣刀置于转动齿轮水封圈下部。

炉下部中心排渣口设置在炉下端中心部位，由一块圆形托渣板，在板中心设排渣口。

本发明的优点：

1、由炉下部中心部位排渣口不受转动齿轮水封圈齿轮直径尺寸强度限制。

2、可将垃圾作为再生能源的资源。为城市居民提供洁净的城市煤气。

3、成本低、无污染、节能、使用方便、易推广。

附图是本发明城市垃圾增热气化炉的结构示意图。

图中的1为上炉口、2为炉顶、3为上炉膛、4为干馏层、5为氧化层、6为还原层、7为灰渣层、8为炉下周边抽气管口、9为总抽气管接头、10为炉体水封圈、11为排渣刀、12为排渣绞龙、13为炉座、14为液体增热油料输入管、15为炉体夹管、16为耐火内衬、17为炉体、18为挡渣圈、19为搅渣器、20为转动齿轮水封圈、21为炉体支撑柱。

下面进一步描述本发明的技术原理和技术解决方案：

城市垃圾增热气化炉是在反火型煤气发生炉气化原理的基础上发展起来的，所谓反火型煤气发生炉是指煤气发生炉膛内的上部气压大于炉膛内的下部气压，使炉内从上而下的形成微负压状态，气化剂从上至下，经干馏层、氧化层、还原层、灰渣层与炉内煤料发生氧化还原反应，生成的可燃气体由发生炉下部输出炉外的反火型气化煤气化方法。然而，本发明先将城市生活垃圾经用风选或筛选，除去其中的不可燃烧的无机物，将各种可燃的有机物砌碎、轧碎或粉碎后加入适量的固体燃料煤粉，用机械挤压成垃圾成型燃料，加入炉内进行气化反应。城市垃圾增热气化炉在运行时，炉内所需的气化剂(空气、氧气、富氧、水蒸气)从上炉口进入炉腔与垃圾成型燃料经干馏时所释放出来的各种有害可燃气体混合，并共同被吸进入下面的氧化层，在经高温氧化处理后生成高温二氧化碳，再继续被吸入下面还原层中被还原成洁净的可燃气体。由于用城市生活垃圾制取的可燃气体的热值较低，为提高城市垃圾增热气化炉产出可燃气体的热值，在气化运行时，可将戊烷(C₅H₁₂)等各种液体油料加入炉内高温缺氧的还原层中裂解，来增加炉出煤气中的热值，其煤气发热量可增热到6-15兆焦/m³(1500-3500千卡/m³)，同时也可用各种高热值可燃气体与炉出煤气掺混使用。

城市垃圾增热气化炉的具体结构是：城市垃圾增热气化炉主要包括垃圾成型燃料的加入系统，炉体、排渣系统和抽吸炉内煤气系统(或鼓风系统)气化剂输入管道、垃圾增热煤气输出管道及输入炉内液体油料的增热油料管和炉内液体增热油料喷嘴，炉体内壁有耐火内衬，气化剂输入管道开口于气化炉上部或炉顶部、抽气系统连接于垃圾增热煤气输出管道之后，通过抽气系统使炉内产生负压，气化剂在气化炉内由上至下的气化运行反应，并将炉内产生的垃圾增热煤气从气化炉底部输出，抽气系统和鼓风系统也可同时使用，输入液体增热油料管通向一个或多个液体燃料喷嘴，喷嘴设置在炉内还原层中，排渣系统与转动齿轮水封圈中心部位与轴联管相联，并由上部搅渣器和下部排渣刀组成排渣系统，排渣口开口于炉下部中心部位，由转动齿轮水封圈带动设置在中心部位的轴联管，上与搅渣器，下与排渣刀联动，将炉下部灰渣排入炉下绞龙，通过绞龙排出炉外。

实施例1、

选城市垃圾增热气化炉，其直径3米、高8.6米，将城市生活垃圾经风选，除去其中的废金属(铜、铁等)和玻璃、碎石等杂物，再将经风选后的生活垃圾粉碎，加入占其总重量30％的煤粉，用成型挤压机挤压成垃圾成型燃料，加入上述城市垃圾增热气化炉内，在炉内1300℃左右的高温下进行气化反应，并在炉内还原层中加入与煤粉等重戊烷，裂解生成高热值可燃气体。供居民烧用的城市煤气。

每小时耗垃圾成型燃料1000kg，耗戊烷300kg、产气量1500-2000m³，生成的可燃气体热值为10-12.5兆焦/m³(2500-3000千卡/m³)左右。

实施例2、

选城市垃圾增热气化炉，其直径2.4米、高6.5米，将城市生活垃圾经筛选，除去其中的废金属(铜、铁等)和玻璃、碎石等杂物，再将经筛选后的生活垃圾粉碎，加入占其总重量30％的煤粉，用成型挤压机挤压成垃圾成型燃料，进入上述城市垃圾增热气化炉内，在炉内1300℃左右的高温下进行气化反应，并在炉内还原层中再加入与煤粉等重柴油，裂解制成高热值的可燃气体，供城市居民烧用的城市煤气。

每小时耗垃圾成型燃料500kg，耗柴油150kg、产气量750-1000m³，生成的可燃气体热值为10-12.5兆焦/m³(2500-3000千卡/m³)左右。