專利名稱：垃圾、生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)及設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及垃圾、生物質的處理技術，特別涉及垃圾、生物質的氣化系統(tǒng)設備。
背景技術：
當前，能源緊張，環(huán)保形勢嚴峻。垃圾隨著我國國民經濟的發(fā)展及城市規(guī)模的不斷擴大而迅速增加， 并且其有害成分的含量也越來越高，如處理不好，將會污染環(huán)境，威脅人民的身體健康，這不僅會制約社 會的進步，也影響到國民經濟的可持續(xù)發(fā)展。當前，我國處理城市生活垃圾主要有衛(wèi)生填埋技術、堆肥(生 化)技術和焚燒技術，大部分地區(qū)采用衛(wèi)生填埋法處理城市生活垃圾，這不但需占用大量的土地、浪費資 源，而且容易污染土地及地下水；采用堆肥法僅利用40%左右的有機物，需建設配套的焚燒工藝設備，還 需要有衛(wèi)生填埋場相配套，堆肥制品中的重金屬存在污染土壤和進入食品鏈作物的可能，同樣存在二次污 染的隱患；采用焚燒發(fā)電法來處理城市生活垃圾，可以做到減量化、資源化處理生活垃圾，但垃圾焚燒發(fā) 電存在下列缺點1.以處理垃圾為主要目標，能量利用率僅為20%左右；2.煙氣、二氧化碳排放量大， 煙氣中污染物有粉塵、氯化氫、氟化氫、硫氧化物、氮氧化物、致癌劇毒物(二惡英、呋喃)、重金屬(汞、 鉛、鉻等)，雖有煙氣凈化系統(tǒng)，但難以完全消除，特別是二惡英、呋喃超標排放，目前還缺乏技術可靠 的NOx和二惡英等的末端凈化工藝；3.經濟產出/投入比小，經濟效益差，需政府財政補助，因而不能普 及應用。綜上所述，衛(wèi)生填埋法、堆肥(生化)法或焚燒發(fā)電法處理城市生活垃圾都存在資源得不到充分 利用、二次污染問題和經濟需由政府資助問題。
我國是一個農業(yè)大國，生物質資源非常豐富，僅稻草、麥草、蘆葦、竹子等非木材纖維就年產超過10億 噸，加上大量木材加工剩余物，都是巨大的能源"倉庫"。生物質能在使用過程中幾乎不產生污染，沒
有S02排放，產生的C02氣體與植物生長過程中需要吸收的C02在數(shù)量上保持平衡，被稱之為C02中性
的燃料。用生物質能代替化石燃料，不僅可永續(xù)利用，而且環(huán)保和生態(tài)效果突出，對改善大氣酸雨環(huán)境、 減輕溫室效應都有極大的好處。然而，我國目前的農林剩余物質資源浪費驚人，除小部分農村用來發(fā)酵生 產沼氣外，大部分都被直接燃燒、填埋、腐爛掉了。
把垃圾、生物質通過氣化的方法轉化為清潔的二次能源，可以取得雙重的有益效果， 一是可以解決環(huán) 境污染問題，二是可以減少對石油煤炭資源的依賴，為建設資源節(jié)約型社會和環(huán)境友好型社會起到積極作 用。

實用新型內容
本實用新型是基于本人申請的中國專利申請?zhí)枮?00810087055.5的《垃圾、生物質原料生產合成氣 的氣化工藝》而設計的，目的是要克服現(xiàn)有垃圾、生物質處理技術的缺點，提出一種以垃圾、生物質為原 料生產合成氣的系統(tǒng)及設備，使系統(tǒng)設備生產出高熱值的合成氣，用來生產清潔能源或化工原料，包括生 產城市煤氣、氫氣、甲醇、二甲醚，實現(xiàn)資源合理使用與環(huán)境保護。
為了達到上述目的，本實用新型設計的一種垃圾、生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)，包括垃圾、生物質、 煤的氣化處理裝置，其特征是系統(tǒng)主要由多相循環(huán)氣化爐(5)、等離子體噴槍(43)、氣相循環(huán)回路、氧 化鈣循環(huán)回路、濕法凈化塔(22)和氣柜(21)組成，其中
多相循環(huán)氣化爐(5)的爐體內按運行工況分為煙氣混合物集聚區(qū)、烘干區(qū)、熱解區(qū)、氣化區(qū)和燃輝 區(qū)，各區(qū)域依次相聯(lián)相通，煙氣混合物集聚區(qū)在爐內的上部或前端，燃^區(qū)在爐的下部或后端，煙氣混合 物集聚區(qū)的上部有多相循環(huán)輸出接口 (501)，爐中腰部位的熱解區(qū)與氣化區(qū)結合部有合成氣輸出接 口 (507)，爐下部的氣化區(qū)有氧化鈣噴管(510)和氣相循環(huán)輸入接口 (511)，等離子體噴槍(43)安裝在 氣化爐下部的燃輝區(qū)側墻上，原料喂料口 (517)在氣化爐上部的烘干區(qū)與煙氣混合物集聚區(qū)的結合部位；
系統(tǒng)中設置氣相循環(huán)回路和氧化鈣循環(huán)回路，使氣化爐(5)以多相循環(huán)氣化的方式進行運行，在氣 化爐內，固體原料在爐內以緩慢速度由上而下運動或由前向后運動，氧化鈣粉末及其吸收二氧化碳后生成的碳酸鈣粉末與爐內的氣化物混合，以12 20m/s流速的流化方式在爐內逆固體原料快速運動，為了能提 供給氧化鈣混合物在氣化爐內的流化空間，把原料進行壓縮成型處理，壓制成蛋型或棒型后送入氣化爐， 使氧化鈣混合物利用成型原料之間的空隙進行流化運動；壓制原料的螺旋壓縮成型機(2)安裝在氣化爐 的喂料口 (517)，螺旋壓縮成型機(2)上有料斗(1)，操作時，經過預處理的垃圾、生物質或煤和添加 劑的混合原料由料斗(1)進入螺旋壓縮成型機(2)，原料壓縮成型后進入多相循環(huán)氣化爐(5)內，在爐 內完成烘干、熱解、氣化、燃輝過程，使固態(tài)原料轉化為以氫氣、 一氧化碳為主要成分的富氫合成氣，同 時把氧化鈣粉末、二氧化碳分別送入氣化爐內，用氧化鈣吸收二氧化碳的放熱反應來提供爐內原料進行烘 干、熱解、氣化反應所需的熱量，還把水蒸汽送入等離子體噴槍加熱到〉310(TC，生成H2、 O、 02和1{20* 噴入氣化爐內的燃燼區(qū)，與垃圾生物質氣化后的殘?zhí)窟M行反應，把殘?zhí)咳紶a并向爐內提供熱量；
氣相循環(huán)回路由多相循環(huán)管(3)、氣固分離器(6)、氣相循環(huán)管(8)和氣相循環(huán)風機(40)構成， 氣化爐的多相循環(huán)輸出接口 (501)通過多相循環(huán)管(3)連接到氣固分離器(6)，氣固分離器(6)的氣 體出口通過氣相循環(huán)管(8)連接到氣相循環(huán)風機(41)，氣相循環(huán)風機(41)的出風口連接到氣化爐的氣 相循環(huán)輸入接口 (511);爐內生成的水蒸汽、 一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲烷、氣態(tài)烴、氣態(tài)焦油與 碳酸鈣粉料相混合，從氣化爐頂?shù)亩嘞嘌h(huán)輸出接口 (501)被抽出，通過多相循環(huán)管(3)進入到旋風式 氣固分離器(6)進行分離，分離出的氣態(tài)物通過氣相循環(huán)管(8)和氣相循環(huán)風機(40)返回到氣化爐內 的氣化區(qū)進行循環(huán)處理，其中的水蒸汽與炭進行水煤氣反應，生成一氧化碳、二氧化碳和氫氣，其中的甲烷、 氣態(tài)烴、氣態(tài)焦油進行分解或與水蒸汽反應，生成一氧化碳、二氧化碳和氫氣，同時在氣化區(qū)的高溫環(huán)境中， 由含氯有機物生成的二惡英得到徹底瓦解；在氣固分離器(6)分離出的碳酸鈣同氧化鈣循環(huán)回路送入氧 化鈣煅燒爐(16)進行再生處理；
氧化鈣循環(huán)回路由多相循環(huán)管(3)、氣固分離器(6)、輸料閥(7)、固相輸送管(9)、氧化鈣煅燒 爐(16)和氧化鈣返料管(37)構成，氣化爐的多相循環(huán)輸出接口 (501)通過多相循環(huán)管(3)連接到氣 固分離器(6)，氣固分離器(6)的料腿連接到輸料閥(7)，輸料閥(7)通過固相輸送管(9)連接到氧 化鈣煅燒爐(16)的碳酸鈣輸入接口 (1610)，氧化鈣煅燒爐(16)的氧化鈣出口 (1629)連接到氧化鈣 返料管(37)，氧化鈣返料管(37)連接到氣化爐的氧化鈣噴管(510);在氣化爐內的熱解區(qū)、氧化區(qū)、氣 化區(qū)生成的二氧化碳被噴入爐內的氧化鈣粉末吸收，生成碳酸鈣并放出熱量，碳酸鈣粉末和未反應的氧化鈣粉 末與爐內生成的氣態(tài)物相混合，從氣化爐頂?shù)亩嘞嘌h(huán)輸出接口 (501)被抽出，通過多相循環(huán)管(3)進入 到旋風式氣固分離器(6)進行分離，分離出的碳酸鈣和氧化鈣粉末物料由輸料閥(7)送入固相輸送管(9)， 固相輸送管(9)內的物料通過煅燒爐的接口 (1610)進入氧化鈣煅燒爐(16)進行煅燒處理，把碳酸鈣 粉末分解為二氧化碳后和氧化鈣粉末，氧化鈣粉末從煅燒爐(16)的氧化鈣出口 (1629)輸出，再通過返 料管(37)進入到噴管(510)，在高壓風機(12)吹送作用下噴進氣化爐(5)內的氣化區(qū)，高壓風機(12) 的氣源為氣化爐生成的氣態(tài)物；
多相循環(huán)氣化爐的合成氣輸出接口 (507)連接到氣固分離器(17)，氣固分離器(17)的氣體出口通 過輸送管(19)連接到引氣風機(24)的吸入口，引氣風機(24)的出風口連接到濕法凈化塔(22)的粗 合成氣輸入接口 (2205)，濕法凈化塔(22)的凈化合成氣出口 (2201)連接到壓縮機(20)，壓縮機(20) 連接到氣柜(21);氣固分離器(17)的料腿連接到輸料閥(18)，輸料閥(18)連接到輸送管(15)，輸 送管(15)連接到氧化鈣煅燒爐(16)的碳酸鈣輸入接口 (1610);從合成氣輸出接口 (507)引出的合成 氣中含有碳酸鈣粉末、氧化鈣粉末和灰塵，進入旋風式氣固分離器(17)進行分離，分離出的合成氣通過 輸送管(19)和引氣風機(24)進入到濕法凈化塔(22)，在濕法凈化塔內，合成氣經過冷卻、洗滌、吸 收、霧沫分離后從塔頂引出，塔內用的吸收劑為氫氧化鈣漿液或氫氧化鈉溶液，冷卻水和吸收劑液循環(huán)利 用；從濕法凈化塔(22)塔頂引出的凈化后合成氣通過壓縮機(20)送入氣柜(21)，作為城市煤氣利用 或通過后級設備生產氫氣、甲醇、二甲醚；氣固分離器(17)分離出的碳酸鈣粉末、氧化鈣粉末和灰塵由 氣固分離器(17)的料腿通過輸料闊(18)送入輸送管(15)，再由輸送管(15)送入氧化鈣煅燒爐(16) 進行煅燒處理；
輸入到煅燒爐(16)內的碳酸鈣通過加熱方式進行再生反應，分解為氧化鈣和二氧化碳，把氧化鈣和一 部分二氧化碳通過循環(huán)回路返回氣化爐內進行循環(huán)利用，把多余的二氧化碳進行排放或通過凈化處理后作化工原料利用；氧化鈣煅燒爐(16)或(45)通過流化介質間接地向多相循環(huán)氣化爐(5)提供熱能，用生物質 燃料做煅燒爐(16)的加熱燃料時，不會對環(huán)境有污染。
本實用新型的另一種垃圾、生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)，是用直流式氧化鈣煅燒爐(45)及氣固 分離器(46)來取代氧化鈣煅燒爐(16),把固相輸送管(9)、 (15)連接到直流式氧化鈣煅燒爐(45)的 碳酸鈣輸入接口 (4507)，直流式氧化鈣煅燒爐(45)的氧化鈣混合物輸出接口 (4501)連接到氣固分離 器(46)，氣固分離器(46)的料腿通過輸料閥連接到氧化鈣返料管(37)，氧化鈣返料管(37)連接到氣 化爐的氧化鈣噴管(510);氣固分離器(46)的氣體出口連接到引風機(48)。
上述的垃圾、生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)中，多相循環(huán)氣化爐(5)的氣化區(qū)還有二氧化碳補充接 口 (509)，輸入二氧化碳與氧化鈣進行放熱反應，為爐內提供氣化所需的熱量；氧化鈣循環(huán)回路的流化物 料包括氧化鈣粉料、碳酸鈣粉末的混合物或氧化鈣粉料、碳酸鈣粉末和石英砂的混合物，粒徑為10 80 微米，把石英砂摻入氧化鈣粉料中，可以避免氧化鈣粉料結團，以增加流化物料的流動性。系統(tǒng)運行時， 氣化爐進料口利用料斗(1)和螺旋壓縮成型機(2)內的原料來隔離空氣，出渣口利用水封(514)來隔 離空氣。
為了利用余熱燒制蒸汽、熱水及及把從氣化爐引出的合成氣進行降溫，在多相循環(huán)氣化爐(5)的合 成氣輸出接口 (507)與氣固分離器(17)之間設置余熱鍋爐(14);在氧化鈣煅燒爐(16)的廢氣出口 ( 1601) 設置余熱鍋爐或在氣固分離器(46)的氣體出口與引風機(48)之間設置管道式余熱鍋爐(47)。
本實用新型的一種垃圾、生物質原料生產合成氣的氣化爐設備，其特征是多相循環(huán)氣化爐(5)主要 由爐體、多相循環(huán)輸出接口 (501)、氣相循環(huán)輸入接口 (511)、氧化鈣噴管(510)、合成氣輸出接口 (507) 和等離子體噴槍安裝口 (515)組成，其中爐體呈45°傾斜，為筒形回旋體結構，下部直徑大于上部， 可以使爐內成型原料減少壓力且又能使原料運行流暢，爐體由筒形耐火層(505)、保溫層(504)和外 殼(503)構成，耐火層(505)的材料為高鋁水泥混凝土，保溫層(504)在耐火層(505)與外殼(503) 之間，筒形耐火層(505)的內空間按運行工況自然形成燃燼區(qū)(5-1 )、氣化區(qū)(5-11)、熱解區(qū)(5-ni)、 烘干區(qū)(5-IV)和煙氣混合物集聚區(qū)(5-V)，燃燼區(qū)(5-1 )、氣化區(qū)(5-11)、熱解區(qū)(5-IID、烘干 區(qū)(5-IV)和煙氣混合物集聚區(qū)(5-V)依次相聯(lián)相通，燃燼區(qū)(5-I )在爐的下部或后端，煙氣混合物 集聚區(qū)(5-V)在爐內的上部或前端，各區(qū)域均有溫度傳感器(506)和視鏡(508)，在烘干區(qū)(5-IV) 有料位傳感器(516);多相循環(huán)輸出接口 (501)從煙氣混合物集聚區(qū)(5-V)的頂部接出；氣相循環(huán)輸 入接口 (511)從燃燼區(qū)(5-I )與氣化區(qū)(5-II)的結合部位接入；氧化鈣噴管(510)從氣化區(qū)(5-II) 接入，在氣化區(qū)(5-II)還有二氧化碳補充接口 (509);合成氣輸出接口 (507)從氣化區(qū)(5-II)與 熱解區(qū)(5-III)的結合部位接出；等離子體噴槍安裝口 (515)在燃燼區(qū)(5-1 )的側墻上；在烘干 區(qū)(5-IV)與煙氣混合物集聚區(qū)(5-V)之間有喂料口 (517)。氣化爐運行時，控制燃燼區(qū)(5-1 )的 溫度在1300 1600°C，氣化區(qū)(5-II)的溫度在800 1300。C，熱解區(qū)(5-III)的溫度在300 800°C ， 烘干區(qū)(5-IV)的溫度》12(TC，氣化爐內的操作壓力為常壓或接近常壓，壓力分布氣化區(qū)(5-II)和燃 燼區(qū)(5-1 )為微正壓，烘干區(qū)(5-IV)和煙氣混合物集聚區(qū)(5-V)為負壓20 30Pa;等離子體噴槍 的工作氣體為水蒸汽或系統(tǒng)反饋尾氣；入爐原料首先在》12(TC的烘干環(huán)境中被烘出水蒸汽，然后 在300 80(TC的熱解環(huán)境中受熱分解，生成一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲烷、氣態(tài)烴、焦油和固體炭； 固體炭進入氣化區(qū)(5-11)，在800 130(TC的環(huán)境中與水蒸汽進行氣化反應，生成一氧化碳、二氧化碳和 氫氣；氣化后的殘?zhí)窟M入燃輝區(qū)(5-1 ),與從等離子體噴槍噴入燃燼區(qū)(5-1 )的H2、 O、 02、 H20、 行氧化反應和氣化反應，生成一氧化碳、二氧化碳和氫氣，殘?zhí)吭谌糬區(qū)(5-1 )得到燃燼，燃燼的灰渣 從爐的后部或底部排出；爐內的二氧化碳被氧化鈣粉末吸收，生成碳酸鈣并放出熱量，爐內燃輝區(qū)和氣化區(qū) 生成的熱量與爐內生成的氣態(tài)物及碳酸鈣粉末，通過固態(tài)物料間的空隙與固態(tài)原料逆向而行，由燃輝區(qū)依 次向氣化區(qū)、熱解區(qū)、烘干區(qū)、煙氣混合物集聚區(qū)運行，再由煙氣混合物集聚區(qū)(5-V)頂部的多相循環(huán) 輸出接口 (501)引出，然后通過氣化爐外的氣固分離裝置和循環(huán)回路返回到爐內的氣化區(qū)進行循環(huán)處理，同 時在氣化區(qū)800 1300'C的環(huán)境中徹底瓦解二惡英；爐內反應生成的以一氧化碳和氫氣為主要成分的富氫合 成氣從氣化區(qū)(5-II)與熱解區(qū)(5-III)的結合部位引出。上述的運行過程中，還把后級處理工序中分離出 來的二氧化碳由補充接口 (509)送入氣化爐的氣化區(qū)，與爐內的氧化鈣反應，生成碳酸鈣并放出熱量，采用向爐內噴入氧化鈣吸收二氧化碳的放熱反應的措施來協(xié)同熱等離子體把垃圾生物質原料進行氣化，不 但大大降低了等離子體噴槍的電能消耗，而且使合成氣的品質和產量得到提高，容易實現(xiàn)把垃圾生物質轉 化為清潔能源的目標，同時氧化鈣還兼作脫氯/脫硫劑，使合成氣中的氯組分和硫組分大大降低，有利于 后級凈化處理。
本實用新型的另一種垃圾、生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)設備，氧化鈣煅燒爐(16)主要由第一燃燒 室(1623)、上爐排(1620)、第二燃燒室(1611)、下爐排(1616)、文丘里煅燒室(1608)、沉降分離 室(1603)、廢氣出口 (1601)、碳酸鈣輸入接口 (1610)、氧化鈣出口 (1629)、耐火爐墻(1630)、保溫 層(1606)和殼體(1605)組成，其中第一燃燒室(1623)由高鋁水泥混凝土澆筑的耐火烘頂(1628) 和耐火側墻構成；第二燃燒室(1611)的前半部在第一燃燒室(1623)的下面，上爐排(1620)隔在第一 燃燒室(1623)與第二燃燒室(1611)的之間，第二燃燒室(1611)的兩側為耐火磚爐墻，下爐排(1616) 在第二燃燒室，下爐排(1616)的底下有前風室(1619)和后風室(1615);文丘里煅燒室(1608)在第 二燃燒室(1611)的后部上方，文丘里煅燒室由回旋體耐火層(1607)構成，耐火層的材料為高鋁水泥混 凝土，文丘里煅燒室的吸火口 (1609)在第二燃燒室，吸火口 (1609)的上部有碳酸鈣輸入接口 (1610)， 文丘里煅燒室的出口 (1604)在沉降分離室(1603);沉降分離室(1603)在第一燃燒室(1623)的烘 頂(1628)上方，沉降分離室(1603)由高鋁水泥混凝土澆筑的耐火爐墻(1630)和烘頂(1632)構成， 烘頂上有廢氣出口 (1601)，側面爐墻的下部有氧化鈣出口 (1629);所述的上爐排(1620)包括水冷式振 動爐排、風冷式搖動爐排，由振動/搖動裝置(1622)驅動；所述的下爐排(1616)包括往復爐排、鏈條爐 排，由爐排變速箱(1621)驅動。煅燒爐設備運行時，新入爐的燃料被均勻撒布在上爐排(1620)上，一 次助燃風通過撥火門(1626)進入第一燃燒室(1623)，第一燃燒室(1623)內燃料干餾產生的水蒸汽、 煙氣和揮發(fā)物穿越上爐排的灼熱燃料層進入到第二燃燒室(1611)，水蒸汽與煙氣反應生成一氧化碳和氫 氣后被燃^，完成了消煙的過程，可燃性揮發(fā)物在第二燃燒室(1611)內和文丘里煅燒室(1608)內燃輝； 第二燃燒室(1611)接受從上爐排(1620)落下的燃料繼續(xù)燃燒，二次助燃風由風門(1614)、 (1618)進 入風室(1615)和(1619)，然后穿過下爐排(1616)進入第二燃燒室(1611)，把固體燃料和揮發(fā)的氣體燃 料燃燼；燃燼的灰渣被下爐排(1616)送入出渣口排入渣池。第一燃燒室(1623)及第二燃燒室(1611)產 生的熾熱火焰氣流由文丘里煅燒室的吸火口 (1609)進入文丘里煅燒室(1608)，操作溫度為800 110(TC， 使進入文丘里煅燒室(1608)的碳酸鈣粉料分解為氧化鈣粉末和二氧化碳，分解的氧化鈣粉末、二氧化碳 和燃燒產生的廢氣混合物由煅燒室的出口 (1604)進入沉降分離室(1603)，氧化鈣粉末沉降下行，由出 口 (1629)進入系統(tǒng)的返料管(37)，通過返料管(37)和氧化鈣噴管(510)返回氣化爐進行循環(huán)利用； 氣態(tài)物由爐頂?shù)膹U氣出口 (1601)排出。煅燒爐使用的燃料包括散煤、型煤、生物質和生物質成型燃料， 把燃料先在第一燃燒室通過干餾后再燃燒，不會產生黑煙，燃料中的硫組分被氧化鈣吸收，不會形成二氧 化硫和三氧化硫污染物。
本實用新型的又一種垃圾、生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)設備，直流式氧化鈣煅燒爐(45)主要由第 一燃燒室(4520)、上爐排(4518)、第二燃燒室(4508)、下爐排(4513)、文丘里煅燒室(4505)、碳酸 鈣輸入接口 (4507)、氧化鈣混合物輸出接口 (4501)、耐火爐墻、保溫層(4503)和殼體(4502)組成， 其中第一燃燒室(4520)由耐火爐墻和烘頂(4524)構成，耐火爐墻和烘頂(4524)的材料為高鋁水泥 混凝土；第二燃燒室(4508)的前半部在第一燃燒室(4520)的下面，上爐排(4518)隔在第一燃燒室與 第二燃燒室的之間，第二燃燒室(4508)的兩側耐火磚爐墻，下爐排(4513)在第二燃燒室，下爐排(4513) 的下面為前風室(4515)和后風室(4512);文丘里煅燒室(4505)在第二燃燒室(4508)后部的上方， 文丘里煅燒室(4505)由高鋁水泥混凝土澆筑的回旋體耐火層(4504)構成，文丘里煅燒室的吸火口 (4506) 在第二燃燒室(4508)，吸火口 (4506)的上部有碳酸鈣輸入接口 (4507)，氧化鈣混合物輸出接口 (4501) 在文丘里煅燒室的出口上。所述的上爐排(4518)包括水冷式振動爐排、風冷式搖動爐排，由振動/搖動裝 置(4519)驅動；下爐排(4513)包括往復爐排、鏈條爐排，由爐排變速箱(4517)驅動。煅燒爐設備運 行時，新入爐的燃料被均勻撒布在上爐排(4518)上, 一次助燃風通過撥火門(4523)進入第一燃燒室(4520)， 第一燃燒室(4520)內燃料揮發(fā)的水蒸汽、煙氣穿越上爐排的灼熱燃料層進入到第二燃燒室(4508)，水 蒸汽與煙氣反應生成一氧化碳和氫氣后被燃燼，完成了消煙的過程；第二燃燒室(4508)接受從上爐排(4518)落下的燃料繼續(xù)燃燒，二次助燃風由風門(4511)、 (4514)進入風室(4512)和(4515)，然 后穿過下爐排(4513)進入第二燃燒室(4508)，把固體燃料和揮發(fā)的氣體燃料燃燼；燃燼的灰渣被下爐 排(4513)送入出渣口排入渣池。第一燃燒室(4520)及第二燃燒室(4508)產生的熾熱火焰氣流由文丘 里煅燒室的吸火口 (4506)進入文丘里煅燒室(4505)，操作溫度為800 1100'C ，使進入文丘里煅燒室(4505) 內的碳酸鈣粉料分解為氧化鈣粉末和二氧化碳，分解的氧化鈣粉末、二氧化碳和燃燒產生的廢氣混合物直 接從文丘里煅燒室(4505)的出口引出，送入氣固分離器(46)進行分離，分離的氧化鈣粉末通過返料 管(37)和氧化鈣噴管(510)返回氣化爐進行循環(huán)利用。
通過上述設計，使系統(tǒng)設備能夠在不使用空氣或氧氣的條件下，以垃圾、生物質原料生產合成氣，所 產的合成氣中氮氣和二氧化碳的含量極低，主要成分為氫氣和一氧化碳，是一種高熱值的合成氣，可直接 用作城市煤氣，或生產氫氣、甲醇、二甲醚液化氣等清潔能源，從而使本實用新型的目的得以實現(xiàn)。
本實用新型的有益效果是把垃圾、生物質進行氣化處理，^!產清潔能源，產出價值高，變廢為寶， 消除了垃圾的污染，減排C02，環(huán)保和生態(tài)效果突出，規(guī)模化生產后可以緩解能源緊張的局面。本實用新 型與垃圾焚燒發(fā)電相比，具有如下優(yōu)點固態(tài)原料氣化完全，能量轉化率高；主產品為清潔能源，資源化 利用程度高；廢氣排放量極低，容易進行凈化處理，沒有二次污染現(xiàn)象。本實用新型以把垃圾轉化為二次 清潔能源為主要目標，真正實現(xiàn)垃圾的無害化、減量化和資源化處理。


本實用新型提供下列附圖作進一步的說明，但各附圖及以下所述的具體實施方式
均不構成對本實用新 型的限制
圖1是本實用新型的一種垃圾、生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)圖。 圖2是本實用新型的另一種垃圾、生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)圖。
圖3是本實用新型的一種垃圾、生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)設備中的多相循環(huán)氣化爐結構圖。
圖4是本實用新型的一種垃圾、生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)設備中的氧化鈣煅燒爐結構圖。
圖5是本實用新型的另一種垃圾、生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)設備中的氧化鈣煅燒爐結構圖。
圖中l(wèi).料斗，2.螺旋壓縮成型機，3.多相循環(huán)管，5.多相循環(huán)氣化爐，6.氣固分離器，7.輸料閥， 8.氣相循環(huán)管，9.固相輸送管，IO.合成氣輸送管，ll.二氧化碳引氣風機，12.高壓風機，13.石灰石補充 倉，14.余熱鍋爐，15.固相輸送管，16.氧化鈣煅燒爐，17.氣固分離器，18.輸料閥，19.合成氣輸送管， 20.壓縮機，21.氣柜，22.濕法凈化塔，23.冷卻塔，24.引氣風機，25.冷卻水增壓泵，26.閥門，27.闊門， 28.冷卻水循環(huán)泵，29.閥門，30.冷卻水補水管，31.吸收劑控制閥，32.吸收劑輸送管，33.吸收劑增壓泵， 34.吸收劑控制閥，35.吸收劑緩沖水箱，36.吸收劑補充倉，37.氧化鈣返料管，38.污水池，39.污水泵， 40.污水噴槍，41.氣相循環(huán)風機，42.等離子體控制電源，43.等離子體噴槍，45.直流式氧化,丐煅燒爐， 46.氣固分離器，47.管道式余熱鍋爐，48.引風機，501.多相循環(huán)輸出接口， 502.防爆閥，503.外殼，504.保 溫層，505.筒形耐火層，506.溫度傳感器，507.合成氣輸出接口， 508.視鏡，509. 二氧化碳補充接口 ， 510.氧 化鈣噴管，511.氣相循環(huán)輸入接口， 512.污水噴槍安裝口， 513.出渣口， 514.水封，515.等離子體噴槍安 裝口， 516.料位傳感器，517.喂料口， 1601.廢氣出口， 1602.擋灰裝置，1603.沉降分離室，1604.煅燒室 出口， 1605.殼體，1606.保溫層，1607.回旋體耐火層，1608.文丘里煅燒室，1609.煅燒室吸火口， 1610.碳 酸鈣輸入接口， 1611.第二燃燒室，1612.檢修門，1613.出渣口， 1614.風門，1615.后風室，1616.下爐排， 1617.撥火門，1618.風門，1619.前風室，1620.上爐排，1621.下爐排變速箱，1622.上爐排的振動/搖動 裝置，1623.第一燃燒室，1624.拋煤機，1625.煤斗，1626.撥火門，1627.水蒸汽噴槍，1628.第一燃燒室 的烘頂，1629.氧化鈣出口， 1630.耐火爐墻，1631.檢修門，1632.沉降室的烘頂，2201.凈化的合成氣出 口， 2202.吸收劑噴嘴接口， 2203.吸收劑回流接口， 2204.冷卻水噴嘴接口， 2205.粗合成氣輸入接口， 2206.冷 卻回水出口， 2207.排污管，3501.排污管，4501.氧化鈣混合物輸出接口， 4502.殼體，4503.保溫層，4504.回 旋體耐火層，4505.文丘里煅燒室，4506.煅燒室吸火口， 4507.碳酸鈣輸入接口 ， 4508.第二燃燒室，4509.檢 修門，4510.出渣口， 4511.風門，4512.后風室，4513.下爐排，4514.風門，4515.前風室，4516.撥火門， 4517,下爐排變速箱，4518.上爐排，4519.上爐排的振動/搖動裝置，4520.第一燃燒室，4521.拋煤機，4522.煤斗，4523.撥火門，4524.耐火烘頂，4525.水蒸汽噴槍，5-I.燃燼區(qū)，5-11.氣化區(qū)，5-III.熱解區(qū)， 5-IV.烘干區(qū)，5-V.煙氣混合物集聚區(qū)。
具體實施方式
圖l所示的實施例中，垃圾生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)主要由螺旋壓縮成型機(2)、多相循環(huán)氣化 爐(5)、等離子體控制電源(42)、等離子體噴槍(43)、多相循環(huán)管(3)、氣固分離器(6)、氣相循環(huán) 管(8)、氣相循環(huán)風機(41)、固相輸送管(9)、氧化鈣煅燒爐(16)、氧化鈣返料管(37)、高壓風機(12)、 合成氣輸送管(10) (19)、余熱鍋爐(14)、氣固分離器(17)、引氣風機(24)、濕法凈化塔(22)、冷卻 塔(23)、冷卻水增壓泵(25)、冷卻水循環(huán)泵(28)、吸收劑增壓泵(33)、吸收劑緩沖水箱(35)、吸收 劑補充倉(36)、污水池(38)、污水泵(39)、污水噴槍(40)、壓縮機(20)和氣柜(21)組成，其中 多相循環(huán)氣化爐(5)的主要功能段為傾斜45°的回旋筒體爐型，爐體內按運行工況分為煙氣混合物集聚 區(qū)、烘干區(qū)、熱解區(qū)、氣化區(qū)和燃燼區(qū)；爐頂有多相循環(huán)輸出接口 (501)，爐中腰部位的熱解區(qū)與氣化區(qū) 結合部有合成氣輸出接口 (507)，爐下部的氣化區(qū)有氧化鈣噴管(510)、 二氧化碳補充接口 (509)和氣 相循環(huán)輸入接口 (511)，等離子體噴槍(43)安裝在氣化爐下部的燃燼區(qū)側墻上，污水噴槍(40)安裝在 氣化爐尾部的出渣口上方；原料喂料口 (517)在氣化爐的上部，螺旋壓縮成型機(2)安裝在氣化爐的喂 料口 (517)上，螺旋壓縮成型機(2)上有料斗(1)。氣化爐的多相循環(huán)輸出接口 (501)通過多相循環(huán) 管(3)連接到氣固分離器(6),氣固分離器(6)的氣體出口通過氣相循環(huán)管(8)連接到氣相循環(huán)風 機(41)，氣相循環(huán)風機(41)的出風口連接到氣化爐的氣相循環(huán)輸入接口 (511);氣固分離器(6)的料 腿連接到輸料閥(7)，輸料閥(7)通過固相輸送管(9)連接到氧化鈣煅燒爐(16 )的碳酸鈣輸入接口 ( 1610)， 氧化鈣煅燒爐(16)的氧化鈣出口 (1629)連接到氧化鈣返料管(37)，氧化鈣返料管(37)連接到氣化 爐的氧化鈣噴管(510),在氧化鈣煅燒爐(16)的廢氣出口 (1601)設置余熱鍋爐(圖中未示出)，用來 回收利用煅燒爐的余熱；氣化爐的合成氣輸出接口 (507)通過輸送管(10)連接到余熱鍋爐(14)，余熱 鍋爐(14)連接到氣固分離器(17),氣固分離器(17)的氣體出口通過輸送管(19)連接到引氣風機(24)， 引氣風機(24)連接到濕法凈化塔(22)的粗合成氣輸入接口 (2205)，濕法凈化塔(22)的凈化合成氣 出口 (2201)連接到壓縮機(20)，壓縮機(20)連接到氣柜(21);濕法凈化塔(22)的冷卻回水出口 (2206) 連接到循環(huán)泵(28)的吸水口，循環(huán)泵(28)的出水口連接到冷卻塔(23)內的噴淋裝置，冷卻塔(23) 的出水口連接到冷卻水增壓泵(25)的吸入口，冷卻水增壓泵(25)的出水口連接到濕法凈化塔(22)的 冷卻噴嘴接口 (2204);濕法凈化塔(22)的吸收劑回流接口 (2203)連接到緩沖水箱(35)，緩沖水箱(35) 連接到吸收劑增壓泵(33)的吸入口，吸收劑增壓泵(33)的出口連接到濕法凈化塔(22)的吸收劑噴嘴 接口 (2202);吸收劑補充倉(36)通過輸送管(32)分別連接到控制閥(31)、 (34)，控制閥(34)連接 到吸收劑增壓泵(33)的輸入管路，控制閥(31)連接到循環(huán)泵(28)的輸入管道；氣固分離器(17)的 料腿連接到輸料閥(18)，輸料閥(18)連接到輸送管(15)，余熱鍋爐(14)的粉塵料腿同時連接到輸送 管(15)，輸送管(15)連接到氧化鈣煅燒爐(16)的碳酸鈣輸入接口 (1610);污水泵(39)的吸水管伸 入到污水池(38)，污水泵(39)的出水管連接到氣化爐(5)尾部的污水噴槍(40)。本實施例中，氧化 鈣循環(huán)回路的流化物料為氧化鈣粉料、碳酸鈣粉末和石英砂的混合物，粒徑為10 80微米。系統(tǒng)運行時， 把經過預處理的垃圾、生物質或煤和添加劑的混合原料由料斗(1)進入螺旋壓縮成型機(2)，原料壓縮 成型后進入多相循環(huán)氣化爐(5)內，在爐內完成烘干、熱解、氣化、燃輝過程，使固態(tài)原料轉化為以氫 氣、 一氧化碳為主要成分的富氫合成氣，同時把氧化鈣粉末、二氧化碳分別送入氣化爐內，用氧化鈣吸收 二氧化碳的放熱反應來提供爐內原料進行烘干、熱解、氣化反應所需的熱量，還把水蒸汽送入等離子體噴 槍加熱到〉3100'C，生成H2、 O、 02、 H20、賁入氣化爐內的燃燼區(qū)，與垃圾生物質殘?zhí)窟M行反應，把殘?zhí)?燃燼并向爐內提供熱量；爐內生成的氣態(tài)物與氧化鈣吸收二氧化碳生成的碳酸鈣粉料相混合，從氣化爐頂 的多相循環(huán)輸出接口 (501)被抽出，通過多相循環(huán)管(3)進入到旋風式氣固分離器(6)進行分離，分 離出的氣態(tài)物通過氣相循環(huán)管(8)和氣相循環(huán)風機(40)返回到氣化爐內的氣化區(qū)進行循環(huán)處理，生成 氫氣和一氧化碳為主要成分的富氫合成氣，同時徹底瓦解二惡英；把氣固分離器(6)分離出的碳酸鈣粉末 和氧化鈣粉末送入氧化鈣煅燒爐(16)進行再生處理，碳酸鈣粉末分解為氧化鈣粉末和二氧化碳后，把氧 化鈣粉末通過返料管(37)和噴管(510)噴進氣化爐(5)內的氣化區(qū)進行循環(huán)利用。本實施例還把后級處理工序中產生的二氧化碳通過補充接口 (509)返回多相循環(huán)氣化爐(5)的氣化區(qū)，與爐內的氧化鈣進 行放熱反應，為爐內提供氣化所需的熱量。合成氣混合物通過輸出接口 (507)被引出，通過輸送管(10) 進入到余熱鍋爐(14)，在余熱鍋爐(14)中有部分碳酸鈣粉末被分離出來進入料腿，然后進入輸送管(15); 合成氣混合物通過余熱鍋爐降溫后，進入旋風式氣固分離器(17)進行分離，分離出的合成氣通過輸送 管(19)和引氣風機(24)進入到濕法凈化塔(22);濕法凈化塔(22)的下部為冷卻洗滌段，冷卻水通 過噴嘴在塔內的冷卻段噴淋，使合成氣降溫并洗去灰塵，冷卻水在塔內吸收了合成氣的熱量后溫度增高， 由循環(huán)泵(28)送進冷卻塔(23)散熱降溫，降溫后的冷卻水通過增壓泵(25)送進凈化塔(22)內的冷 卻水噴嘴，噴入塔內循環(huán)利用；濕法凈化塔(22)的中段為吸收段，吸收段使用的吸收劑為氫氧化鈣漿液 或氫氧化鈉溶液，通過噴嘴使吸收劑在吸收段噴淋，合成氣中的含氯化合物與吸收劑反應生成氯化鈣或氯 化鈉，合成氣中的硫化合物與吸收劑反應生成硫酸鈣或硫酸鈉，合成氣中的二氧化碳與吸收劑反應生成碳 酸鈣或碳酸鈉，反應生成的鈣鹽或鈉鹽與未反應的吸收劑由濕法凈化塔(22)的吸收劑回流接口 (2203) 輸送到緩沖水箱(35)，其中的鈣鹽或鈉鹽沉淀在箱底由排污管(3501)排出，吸收劑通過增壓泵(33) 送進濕法凈化塔(22)的吸收段噴嘴，噴入凈化塔內循環(huán)利用；濕法凈化塔(22)的上部為霧沫分離段， 合成氣經過霧沫分離段后被除去水沫，然后從濕法凈化塔(22)塔頂?shù)某隹?(2201)引出，通過壓縮機(20) 送入氣柜(21)，作為城市煤氣利用或通過后級設備生產氫氣、甲醇、二甲醚；氣固分離器(17)分離出 的碳酸鈣粉末、氧化鈣粉末和灰塵由氣固分離器(17)的料腿通過輸料閥(18)送入輸送管(15),再由 輸送管(15)送入氧化鈣煅燒爐(16)進行再生處理。濕法凈化裝置在運行中損耗的吸收劑通過吸收劑補 充倉(36)進行補充，補充回路為輸送管(32)、控制閥(31)到達循環(huán)泵(28)的輸入管道和通過輸送 管(32)、控制閥(34)到達吸收劑增壓泵(33)的輸入管路。本實施例中的輸料閥包括氣動輸料閥和機 械輸料閥。
圖2所示的實施例中，垃圾生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)主要由螺旋壓縮成型機(2)、多相循環(huán)氣化 爐(5)、等離子體控制電源(42)、等離子體噴槍(43)、多相循環(huán)管(3)、氣固分離器(6)、氣相循環(huán) 管(8)、氣相循環(huán)風機(41)、固相輸送管(9)、直流式氧化鈣煅燒爐(45)、氣固分離器(46)、管道 式余熱鍋爐(47)、引風機(48)、氧化鈣返料管(37)、高壓風機(12)、合成氣輸送管(10)、余熱鍋 爐(14)、氣固分離器(17)、合成氣輸送管(19)、引氣風機(24)、濕法凈化塔(22)、冷卻塔(23)、冷 卻水增壓泵(25)、冷卻水循環(huán)泵(28)、吸收劑增壓泵(33)、吸收劑緩沖水箱(35)、吸收劑補充倉(36)、 污水池(38)、污水泵(39)、污水噴槍(40)、壓縮機(20)和氣柜(21)組成，其中多相循環(huán)氣化爐(5) 的主要功能段為傾斜45°的回旋筒體爐型，爐頂有多相循環(huán)輸出接口 (501)，爐中腰部位的熱解區(qū)與氣 化區(qū)結合部有合成氣輸出接口 (507)，爐下部的氣化區(qū)有氧化鈣噴管(510)、 二氧化碳補充接口 (509) 和氣相循環(huán)輸入接口 (511)，等離子體噴槍(43)安裝在氣化爐下部的燃燼區(qū)側墻上，污水噴槍(40)安 裝在氣化爐尾部的出渣口上方；原料喂料口 (517)在氣化爐的上部，螺旋壓縮成型機(2)安裝在氣化爐 的喂料口 (517)上，螺旋壓縮成型機(2)上有料斗(1)。氣化爐的多相循環(huán)輸出接口 (501)通過多 相循環(huán)管(3)連接到氣固分離器(6)，氣固分離器(6)的氣體出口通過氣相循環(huán)管(8)連接到氣相循 環(huán)風機(41),氣相循環(huán)風機(41)的出風口連接到氣化爐的氣相循環(huán)輸入接口 (511);氣固分離器(6) 的料腿連接到輸料閥(7)，輸料閥(7)通過固相輸送管(9)連接到直流式氧化鈣煅燒爐(45)的碳酸 鈣輸入接口 (4507)，直流式氧化鈣煅燒爐(45)的氧化鈣混合物出口 (4501)連接到氣固分離器(46)， 氣固分離器(46)的料腿通過輸料閥連接到氧化鈣返料管(37)，氧化鈣返料管(37)連接到氣化爐的氧 化鈣噴管(510)，氣固分離器(46)的氣體出口連接到管道式余熱鍋爐(47)，管道式余熱鍋爐(47)連 接到引風機(48)。氣化爐的合成氣輸出接口 (507)通過輸送管(10)連接到余熱鍋爐(14)，余熱鍋 爐(14)連接到氣固分離器(17)，氣固分離器(17)的氣體出口通過輸送管(19)連接到引氣風機(24)， 引氣風機(24)的出風口連接到濕法凈化塔(22)的粗合成氣輸入接口 (2205),濕法凈化塔(22)的凈 化合成氣出口 (2201)連接到壓縮機(20)，壓縮機(20)連接到氣柜(21);濕法凈化塔(22)的冷卻回 水出口 (2206)連接到循環(huán)泵(28)的吸水口，循環(huán)泵(28)的出水口連接到冷卻塔(23)內的噴淋裝置， 冷卻塔(23)的出水口連接到冷卻水增壓泵(25)的吸入口，冷卻水增壓泵(25)的出水口連接到濕法凈 化塔(22)的冷卻噴嘴接口 (2204);濕法凈化塔(22)的吸收劑回流接口 (2203)連接到緩沖水箱(35)， 緩沖水箱(35)連接到吸收劑增壓泵(33)的吸入口，吸收劑增壓泵(33)的出口連接到濕法凈化塔(22)的吸收劑噴嘴接口 (2202);吸收劑補充倉(36)通過輸送管(32)分別連接到控制閥(31)、 (34)，控制 閥(34)連接到吸收劑增壓泵(33)的輸入管路，控制閥(31)連接到循環(huán)泵(28)的輸入管道；氣固分 離器(17)的料腿連接到輸料閥(18)，輸料閥(18)連接到輸送管(15)，余熱鍋爐(14)的粉塵料腿同 時連接到輸送管(15)，輸送管(15)連接到直流式氧化鈣煅燒爐(45)的碳酸鈣輸入接口 (4507);污水 泵(39)的吸水管伸入到污水池(38)，污水泵(39)的出水管連接到氣化爐(5)尾部的污水噴槍(40)。
圖3所示的實施例中，多相循環(huán)氣化爐主要由回旋體筒形耐火層(505)、保溫層(504)、外殼(503)、 多相循環(huán)輸出接口 (501)、氣相循環(huán)輸入接口 (511)、氧化鈣噴管(510)、 二氧化碳補充接口 (509)、合 成氣輸出接口 (507)、等離子體噴槍安裝口 (515)、污水噴槍安裝口 (512)和喂料口 (517)組成，其中 回旋體筒形耐火層(505)、保溫層(504)和外殼(503)構成多相循環(huán)氣化爐的爐體，爐體呈45°傾斜， 爐的下部直徑大于上部，耐火層(505)的材料為高鋁水泥混凝土，保溫層(504)在耐火層(505)與外 殼(503)之間，回旋體筒形耐火層(505)的內空間按運行工況自然形成燃輝區(qū)(5-I )、氣化區(qū)(5-11)、 熱解區(qū)(5-111)、烘干區(qū)(5-IV)和煙氣混合物集聚區(qū)(5-V)，燃燼區(qū)(5-1 )、氣化區(qū)(5-11)、熱解 區(qū)(5-IID、烘干區(qū)(5-IV)和煙氣混合物集聚區(qū)(5-V)依次相聯(lián)相通，燃燼區(qū)(5-1 )在爐的下部或 后端，煙氣混合物集聚區(qū)(5-V)在爐內的上部或前端，各區(qū)域均有溫度傳感器(506)和視鏡(508)， 在烘干區(qū)(5-IV)有料位傳感器(516)，在煙氣混合物集聚區(qū)(5-V)的爐墻上有防爆閥(502);多相循 環(huán)輸出接口 (501)從煙氣混合物集聚區(qū)(5-V)的上部接出；氣相循環(huán)輸入接口 (511)由燃燼區(qū)(5-1 ) 與氣化區(qū)(5-II)的結合部位接入；氧化鈣噴管(510)和二氧化碳補充接口 (509)由氣化區(qū)(5-II)接 入；等離子體噴槍安裝口 (515)在燃燼區(qū)(5-1 )的側墻上；污水噴槍安裝口 (512)在氣化爐尾部 的出渣口上方；合成氣輸出接口 (507)從氣化區(qū)(5-II)與熱解區(qū)(5-III)的結合部位接出；在烘干 區(qū)(5-IV)與煙氣混合物集聚區(qū)(5-V)之間有喂料口 (517)。氣化爐運行時，控制燃燼區(qū)(5-I )的 溫度在1300 1600°C，氣化區(qū)(5-II)的溫度在800 130(TC，熱解區(qū)(5-III)的溫度在300 800°C, 烘干區(qū)(5-IV)的溫度》120。C，氣化爐內的操作壓力為常壓或接近常壓，壓力分布氣化區(qū)(5-II)和燃 燼區(qū)(5-1 )為微正壓，烘干區(qū)(5-IV)和煙氣混合物集聚區(qū)(5-V)為負壓20 30Pa;等離子體噴槍 的工作氣體為水蒸汽或系統(tǒng)反饋尾氣；入爐原料首先在^12(TC的烘干環(huán)境中被烘出水蒸汽，然后 在300 80(TC的熱解環(huán)境中受熱分解，生成一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲烷、氣態(tài)烴、焦油和固體炭； 固體炭進入氣化區(qū)(5-11)，在800 130(TC的環(huán)境中與水蒸汽進行氣化反應，生成一氧化碳、二氧化碳和 氫氣；氣化后的殘?zhí)窟M入燃燼區(qū)(5-1 )，與從等離子體噴槍噴入燃燼區(qū)(5-1 )的H2、 O、 02、 1120*進 行氧化反應和氣化反應，生成一氧化碳、二氧化碳和氫氣，殘?zhí)吭谌驾x區(qū)(5-1 )得到燃燼，燃燼的灰渣 從爐的后部或底部排出；爐內的二氧化碳被氧化鈣粉末吸收，生成碳酸铦并放出熱量，爐內燃燼區(qū)和氣化區(qū) 生成的熱量與爐內生成的氣態(tài)物及碳酸鈣粉末，通過固態(tài)物料間的空隙與固態(tài)原料逆向而行，由燃燼區(qū)依 次向氣化區(qū)、熱解區(qū)、烘干區(qū)、煙氣混合物集聚區(qū)運行，再由煙氣混合物集聚區(qū)(5-V)頂部的多相循環(huán) 輸出接口 (501)引出，然后通過氣化爐外的氣固分離裝置和循環(huán)回路返回到爐內的氣化區(qū)進行循環(huán)處理，同 時在氣化區(qū)800 130(TC的環(huán)境中徹底瓦解二惡英；爐內反應生成的以一氧化碳和氫氣為主要成分的富氫合 成氣從氣化區(qū)(5-II)與熱解區(qū)(5-III)的結合部位引出，通過后級設備處理，用于城市煤氣或制氫或生產 甲醇或生產二甲醚。上述的運行過程中，還把后級處理工序中分離出來的二氧化碳由補充接口 (509)送入 氣化爐的氣化區(qū)，與爐內的氧化鈣反應，生成碳酸鈣并放出熱量；把垃圾滲瀝水和系統(tǒng)運行過程中產生的污 水通過污水噴槍噴入氣化爐尾部的出渣口上方空間，由廢渣余熱把污水汽化，提供給爐內作為氣化劑利用。
圖4所示的實施例中，氧化鈣煅燒爐主要由第一燃燒室(1623)、拋煤機(1624)、水蒸汽噴槍(1627)、 上爐排(1620)、上爐排的振動/搖動裝置(1622)、第二燃燒室(1611)、下爐排(1616)、下爐排變速 箱(1621)、前風室(1619)、后風室(1615)、文丘里煅燒室(1608)、沉降分離室(1603)、廢氣出口 (1601)、 碳酸鈣輸入接口 (1610)、氧化鈣出口 (1629)、耐火爐墻(1630)、保溫層(1606)和殼體(1605)組成， 其中第一燃燒室(1623)由髙鋁水泥混凝土澆筑的耐火烘頂(1628)和耐火側墻構成，拋煤機(1624) 安裝在第一燃燒室(1623)的進料口，水蒸汽噴槍(1627)安裝在第一燃燒室(1623)的側墻上，第一燃 燒室(1623)的側面還有撥火門(1626);第二燃燒室(1611)的前半部在第一燃燒室(1623)的下面， 上爐排(1620)隔在第一燃燒室(1623)與第二燃燒室(1611)的之間，第二燃燒室(1611)的兩側為耐火磚爐墻，第二燃燒室(1611)的前部側面有撥火門(1617)，后端有檢修門(1612)，下爐排(1616)在 第二燃燒室(1611)，下爐排(1616)的底下有前風室(1619)和后風室(1615);文丘里煅燒室(1608) 在第二燃燒室(1611)的后部上方，文丘里煅燒室由回旋體耐火層(1607)構成，耐火層的材料為高鋁水 泥混凝土，文丘里煅燒室的吸火口 (1609)在第二燃燒室，吸火口 (1609)的上部有碳酸鈣輸入接口 (1610)， 文丘里煅燒室的出口 (1604)在沉降分離室(1603);沉降分離室(1603)在第一燃燒室(1623)的烘 頂(1628)上方，沉降分離室(1603)由高鋁水泥混凝土澆筑的耐火爐墻(1630)和烘頂(1632)構成， 沉降分離室(1603)側面爐墻的下部有氧化鈣出口 (1629)，烘頂上有廢氣出口 (1601)，廢氣出口 (1601) 內有擋灰裝置(1602)，擋灰裝置(1602)阻擋爐內的固態(tài)物料從廢氣出口排出，沉降分離室(1603)的 耐火爐墻(1630)上有檢修門(1631)。本實施例的上爐排(1620)為水冷式振動爐排或風冷式搖動爐排， 由振動/搖動裝置(1622)驅動，下爐排(1616)為往復爐排或鏈條爐排，由爐排變速箱(1621)驅動，拋 煤機(1624)為機械-風力拋煤機。煅燒爐設備運行時，燃料被拋煤機(1624)均勻拋撒在上爐排(1620) 上， 一次助燃風通過拋煤機(1624)或撥火門(1626)進入第一燃燒室(1623)，第一燃燒室(1623)內 燃料干餾產生的水蒸汽、煙氣和揮發(fā)物穿越上爐排的燃燒層進入到第二燃燒室(1611)，水蒸汽與煙氣反 應生成一氧化碳和氫氣后燃輝，完成了消煙的過程，可燃性氣體、揮發(fā)物在第二燃燒室(1611)內和文丘 里煅燒室(1608)內燃燼；第二燃燒室(1611)接受從上爐排(1620)落下的燃料繼續(xù)燃燒，二次助燃風 由風門(1614)、 (1618)進入風室(1615)和(1619)，然后穿過下爐排(1616)進入第二燃燒室(1611)， 把固體燃料燃燼；燃燼的灰渣被下爐排(1616)送入出渣口排入渣池。碳酸鈣粉料由輸入接口 (1610)進 入到文丘里煅燒室(1608)，第一燃燒室(1623)及第二燃燒室(1611)產生的熾熱火焰氣流由文丘里煅 燒室的吸火口 (1609)進入文丘里煅燒室(1608)，控制煅燒室爐溫800 110(TC，使碳酸鈣粉料分解為氧 化鈣粉末和二氧化碳，分解的氧化鈣粉末、二氧化碳和燃燒產生的廢氣混合物由煅燒室的出口 (1604)進 入沉降分離室(1603)，沉降下來的氧化鈣由出口 (1629)進入系統(tǒng)的返料管(37)，通過返料管(37)和 氧化鈣噴管(510)返回氣化爐進行循環(huán)利用，分離的氣態(tài)物由爐頂?shù)妮敵鼋涌?(1601)排出。本實施例 把水蒸汽送入第一燃燒室(1623),用來抑制煤煙的生成并與熾熱的炭進行化學反應，生成容易燃燼的氣 體燃料，實現(xiàn)消煙除塵。
圖5所示的實施例中，直流式氧化鈣煅燒爐主要由第一燃燒室(4520)、拋煤機(4521)、水蒸汽噴 槍(4525)、上爐排(4518)、上爐排的振動/搖動裝置(4519)、第二燃燒室(4508)、下爐排(4513)、下 爐排變速箱(4517)、前風室(4515)、后風室(4512)、文丘里煅燒室(4505)、碳酸鈣輸入接口 (4507)、 氧化鈣混合物輸出接口 (4501)、耐火爐墻、保溫層(4503)和殼體(4502)組成，其中第一燃燒室(4520) 由耐火磚爐墻和烘頂(4524)構成，耐火烘頂(4524)的材料為高鋁水泥混凝土，拋煤機(4521)安裝在 第一燃燒室(4520)的進料口，水蒸汽噴槍(4525)安裝在第一燃燒室(4520)的側墻上，第一燃燒室(4520) 的側面有撥火門(4523);第二燃燒室(4508)的前半部在第一燃燒室(4520)的下面，上爐排(4518) 隔在第一燃燒室與第二燃燒室的之間，第二燃燒室(4508)的兩側為耐火磚爐墻，第二燃燒室(4508)的 前部側面有撥火門(4516)，后端有檢修門(4509)，下爐排(4513)在第二燃燒室(4508)，下爐排(4513) 的底下有前風室(4515)和后風室(4512);文丘里煅燒室(4505)在第二燃燒室(4508)后部的上方， 文丘里煅燒室(4505)由高鋁水泥混凝土澆筑的回旋體耐火層(4504)構成，文丘里煅燒室的吸火口 (4506) 在第二燃燒室(4508)，吸火口 (4506)的上部有碳酸鈣輸入接口 (4507)，氧化鈣混合物輸出接口 (4501) 從文丘里煅燒室的出口上接出。煅燒爐運行時，燃料被拋煤機(4521)均勻拋撒在上爐排(4518)上，一 次助燃風通過拋煤機(4521)或撥火門(4523)進入第一燃燒室(4520)，如燃料的水分太少，通過水蒸 汽噴槍(4525)向第一燃燒室(4520)內噴發(fā)水蒸汽，用來抑制煤煙的生成，第一燃燒室(4520)內燃料 干餾產生的水蒸汽、煙氣和揮發(fā)分穿越上爐排的灼熱燃料層進入到第二燃燒室(4508)，水蒸汽與煙氣反 應生成一氧化碳和氫氣的可燃性氣體，完成了消煙的過程，可燃性氣體、揮發(fā)物在第二燃燒室(4508)和 文丘里煅燒室(4505)內被燃燼；第二燃燒室(4508)接受從上爐排(4518)落下的燃料繼續(xù)燃燒，二次 助燃風由風門(4511)、 (4514)進入風室(4512)和(4515)，然后穿過下爐排(4513)進入第二燃燒 室(4508)，把固體燃料燃燼，燃燼的灰渣被下爐排(4513)送入出渣口排入渣池；碳酸鈣粉末由輸入接 口 (4507)進入到文丘里煅燒室(4505)內，第一燃燒室(4520)及第二燃燒室(4508)產生的熾熱火焰 氣流由文丘里煅燒室的吸火口 (4506)進入文丘里煅燒室(4505)，控制煅燒室爐溫800 110(TC，使碳酸鈣粉末分解為氧化鈣粉末和二氧化碳，分解的氧化鈣粉末、二氧化碳和燃燒產生的廢氣混合物直接從文丘 里煅燒室(4505)的出口排出，送入系統(tǒng)的氣固分離器(46)進行分離，分離的氧化鈣通過返料管(37) 和氧化鈣噴管(510)返回氣化爐進行循環(huán)利用。
權利要求1. 一種垃圾、生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)，包括垃圾、生物質、煤的氣化處理裝置，其特征是系統(tǒng)主要由多相循環(huán)氣化爐(5)、等離子體噴槍(43)、氣相循環(huán)回路、氧化鈣循環(huán)回路、濕法凈化塔(22)和氣柜(21)組成，其中多相循環(huán)氣化爐(5)的爐頂有多相循環(huán)輸出接口(501)，爐的中腰部位有合成氣輸出接口(507)，爐下部的氣化區(qū)有氧化鈣噴管(510)和氣相循環(huán)輸入接口(511)，等離子體噴槍(43)安裝在氣化爐下部的燃燼區(qū)側墻上，原料喂料口(517)在氣化爐的上部；氣相循環(huán)回路由多相循環(huán)管(3)、氣固分離器(6)、氣相循環(huán)管(8)和氣相循環(huán)風機(40)構成，氣化爐的多相循環(huán)輸出接口(501)通過多相循環(huán)管(3)連接到氣固分離器(6)，氣固分離器(6)的氣體出口通過氣相循環(huán)管(8)連接到氣相循環(huán)風機(41)，氣相循環(huán)風機(41)的出風口連接到氣化爐的氣相循環(huán)輸入接口(511)；氧化鈣循環(huán)回路由多相循環(huán)管(3)、氣固分離器(6)、輸料閥(7)、固相輸送管(9)、氧化鈣煅燒爐(16)和氧化鈣返料管(37)構成，氣化爐的多相循環(huán)輸出接口(501)通過多相循環(huán)管(3)連接到氣固分離器(6)，氣固分離器(6)的料腿連接到輸料閥(7)，輸料閥(7)通過固相輸送管(9)連接到氧化鈣煅燒爐(16)的碳酸鈣輸入接口(1610)，氧化鈣煅燒爐(16)的氧化鈣出口(1629)連接到氧化鈣返料管(37)，氧化鈣返料管(37)連接到氣化爐的氧化鈣噴管(510)；多相循環(huán)氣化爐的合成氣輸出接口(507)連接到氣固分離器(17)，氣固分離器(17)的氣體出口通過輸送管(19)連接到引氣風機(24)的吸入口，引氣風機(24)的出口連接到濕法凈化塔(22)的粗合成氣輸入接口(2205)，濕法凈化塔(22)的凈化合成氣出口(2201)連接到壓縮機(20)，壓縮機(20)連接到氣柜(21)；氣固分離器(17)的料腿連接到輸料閥(18)，輸料閥(18)連接到輸送管(15)，輸送管(15)連接到氧化鈣煅燒爐(16)的碳酸鈣輸入接口(1610)。
2. 根據權利要求1所述的一種垃圾、生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)，其特征是在多相循環(huán)氣化爐(5) 的合成氣輸出接口 (507)與氣固分離器(17)之間設置余熱鍋爐(14)。
3. 根據權利要求1所述的一種垃圾、生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)，其特征是氧化鈣煅燒爐(16) 主要由第一燃燒室(1623)、上爐排(1620)、第二燃燒室(1611)、下爐排(1616)、文丘里煅燒室(1608)、 沉降分離室(1603)、廢氣出口 (1601)、碳酸鈣輸入接口 (1610)、氧化鈣出口 (1629)、耐火爐墻(1630)、 保溫層(1606)和殼體(1605)組成，其中第一燃燒室(1623)由耐火烘頂(1628)和耐火側墻構成； 第二燃燒室(1611)的前半部在第一燃燒室(1623)的下面，上爐排(1620)隔在第一燃燒室(1623)與 第二燃燒室(1611)的之間，第二燃燒室(1611)的兩側為耐火爐墻，下爐排(1616)在第二燃燒室，下 爐排(1616)的底下有前風室(1619)和后風室(1615);文丘里煅燒室(1608)在第二燃燒室(1611) 的后部上方，文丘里煅燒室由回旋體耐火層(1607)構成，文丘里煅燒室的吸火口 (1609)在第二燃燒室， 吸火口 (1609)的上部有碳酸鈣輸入接口 (1610)，文丘里煅燒室的出口 (1604)在沉降分離室(1603); 沉降分離室(1603)由耐火爐墻(1630)和拱頂(1632)構成，拱頂上有廢氣出口 (1601)，沉降分離室(1603)側面爐墻的下部有氧化鈣出口 (1629)。
4. 根據權利要求3所述的一種垃圾、生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)，其特征是上爐排(1620)包括 水冷式振動爐排、風冷式搖動爐排，由振動/搖動裝置(1622)驅動；下爐排(1616)包括往復爐排、鏈 條爐排，由爐排變速箱(1621)驅動。
5. 根據權利要求1所述的一種垃圾、生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)，其特征是用直流式氧化鈣煅燒 爐(45)及氣固分離器(46)來取代氧化鈣煅燒爐(16)，固相輸送管(9) (15)連接到直流式氧化鈣煅 燒爐(45)的碳酸鈣輸入接口 (4507)，直流式氧化鈣煅燒爐(45)的氧化鈣混合物輸出接口 (4501)連 接到氣固分離器(46)，氣固分離器(46)的料腿通過輸料閥連接到氧化鈣返料管(37),氧化鈣返料管(37) 連接到氣化爐的氧化鈣噴管(510)。
6. 根據權利要求5所述的一種垃圾、生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)，其特征是直流式氧化鈣煅燒爐 (45)主要由第一燃燒室(4520)、上爐排(4518)、第二燃燒室(4508)、下爐排(4513)、文丘里煅燒室(4505)、碳酸鈣輸入接口 (4507)、氧化鈣混合物輸出接口 (4501)、耐火爐墻、保溫層(4503)和殼體 (4502)組成，其中第一燃燒室(4520)由耐火爐墻和拱頂(4524)構成；第二燃燒室(4508)的前半 部在第一燃燒室(4520)的下面，上爐排(4518)隔在第一燃燒室與第二燃燒室的之間，第二燃燒室(4508) 的兩側為耐火爐墻，下爐排(4513)在第二燃燒室，下爐排(4513)的下面為前風室(4515)和后風室(4512); 文丘里煅燒室(4505)在第二燃燒室(4508)后部的上方，文丘里煅燒室(4505)由回旋體耐火層(4504) 構成，文丘里煅燒室的吸火口 (4506)在第二燃燒室(4508)，吸火口 (4506)的上部有碳酸鈣輸入接口 (4507),氧化鈣混合物輸出接口 (4501)在文丘里煅燒室的出口上。
7. 根據權利要求6所述的一種垃圾、生物質原料生產合成氣的設備，其特征是上爐排(4518)包括 水冷式振動爐排、風冷式搖動爐排，由振動/搖動裝置(4519)驅動；下爐排(4513)包括往復爐排、鏈 條爐排，由爐排變速箱(4517)驅動。
8. —種垃圾、生物質原料生產合成氣的設備，其特征是多相循環(huán)氣化爐(5)主要由爐體、多相循環(huán) 輸出接口 (501)、氣相循環(huán)輸入接口 (511)、氧化鈣噴管(510)、合成氣輸出接口 (507)和等離子體噴 槍安裝口 (515)組成，其中爐體由筒形回旋體耐火層(505)、保溫層(504)和外殼(503)構成，保 溫層(504)在耐火層(505)與外殼(503)之間，回旋筒體耐火層(505)的內空間有燃燼區(qū)(5-1 )、 氣化區(qū)(5-11)、熱解區(qū)(5-111)、烘干區(qū)(5-IV)和煙氣混合物集聚區(qū)(5-V)，燃'訴區(qū)(5-1 )、氣化 區(qū)(5-11)、熱解區(qū)(5-111)、烘干區(qū)(5-IV)和煙氣混合物集聚區(qū)(5-V)依次相聯(lián)相通，燃燼區(qū)(5-I)在爐的下部或后端，煙氣混合物集聚區(qū)(5-V)在爐內的上部或前端；多相循環(huán)輸出接口 (501) 從煙氣混合物集聚區(qū)(5-V)的上部接出；氣相循環(huán)輸入接口 (511)從燃燼區(qū)(5-1 )與氣化區(qū)(5-II) 的結合部位接入；氧化鈣噴管(510)從氣化區(qū)(5-II)接入；合成氣輸出接口 (507)從氣化區(qū)(5-II) 與熱解區(qū)(5-III)的結合部位接出；等離子體噴槍安裝口 (515)在燃燼區(qū)(5-1)的側墻上；在烘干區(qū)(5-IV)與煙氣混合物集聚區(qū)(5-V)之間有喂料口 (517)。
9. 根據權利要求8所述的一種垃圾、生物質原料生產合成氣的設備，其特征是多相循環(huán)氣化爐(5) 的各區(qū)域均有溫度傳感器(506)和視鏡(508)，在烘干區(qū)(5-IV)有料位傳感器(516)。
10. 根據權利要求8所述的一種垃圾、生物質原料生產合成氣的設備，其特征是多相循環(huán)氣化爐(5) 的氣化區(qū)(5-II)有二氧化碳補充接口 (509)。
專利摘要垃圾、生物質原料生產合成氣的系統(tǒng)及設備，涉及垃圾、生物質的氣化設備。其特征是系統(tǒng)中設置氣相循環(huán)回路和氧化鈣循環(huán)回路，利用氧化鈣在氣化爐內吸收CO₂的放熱反應來協(xié)同熱等離子體把垃圾生物質原料進行氣化，轉化為高熱值合成氣，用作清潔能源或化工原料。系統(tǒng)主要由多相循環(huán)氣化爐、等離子體噴槍、氣相循環(huán)回路、氧化鈣循環(huán)回路、濕法凈化塔和氣柜組成，其中，氣化爐的循環(huán)輸出接口連接到氣固分離器，氣固分離器的氣體出口連接到循環(huán)風機，循環(huán)風機的出風口連接到氣化爐的氣相循環(huán)輸入接口；氣固分離器的料腿連接到輸料閥，輸料閥通過固相輸送管連接到氧化鈣煅燒爐，氧化鈣煅燒爐的氧化鈣出口通過返料管連接到氣化爐的氧化鈣噴管。
文檔編號C01B3/00GK201254454SQ200820002890
公開日2009年6月10日 申請日期2008年4月25日 優(yōu)先權日2008年4月25日
發(fā)明者周開根 申請人:周開根