本發(fā)明涉及環(huán)保設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種熱解氣化爐。

背景技術(shù)：

對(duì)生物質(zhì)(生活垃圾及多種生物廢料包含在其中)采用直接氣化熔融焚燒技術(shù)是當(dāng)今世界各國(guó)特別是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家正在致力開(kāi)發(fā)的、面向二十一世紀(jì)的新一代技術(shù)。它將生物質(zhì)中的有機(jī)成分熱解氣化和無(wú)機(jī)成分熔融為一體。在該項(xiàng)工藝技術(shù)中用來(lái)實(shí)施熱解氣化的工業(yè)設(shè)備稱之為氣化爐，它是生物質(zhì)熱分解氣化工藝技術(shù)系統(tǒng)中的核心設(shè)備。它產(chǎn)生的可燃?xì)馐堑挽嗜斯っ簹狻Ｉ衔綒饣癄t的物料一般都是由爐頂加入，氣化劑(空氣)由爐底部經(jīng)過(guò)爐柵進(jìn)入氣化爐，產(chǎn)出的燃?xì)?人工煤氣)通過(guò)氣化爐內(nèi)的各個(gè)反應(yīng)區(qū)，從氣化爐上部排出。在氣化爐中，氣流流動(dòng)方向與向下移動(dòng)的物料運(yùn)動(dòng)方向相反，向下流動(dòng)的生物質(zhì)原料被向上流動(dòng)的熱氣體烘干脫出水分，干生物質(zhì)進(jìn)入爐膛層的熱分解區(qū)后得到更多熱量，發(fā)生裂解反應(yīng)，析出揮發(fā)份。產(chǎn)出的炭進(jìn)入還原區(qū)，與氧化區(qū)產(chǎn)生的熱氣體發(fā)生還原反應(yīng)，生成一氧化碳(CO)和氫氣(H2)等。其主要成分是CO、H2、CH4(甲基烷)等易爆溫室氣體。所以這種常規(guī)傳統(tǒng)的上頂部進(jìn)料氣化爐在進(jìn)料時(shí)如帶有冷空氣滲入，再加之物料與上升熱人工煤氣對(duì)沖，易產(chǎn)生爐頂部空氣紊流，影響人工煤氣順流排出，這些因素成為了引爆的潛在安全隱患。另外，爐頂部入料使入爐料在爐膛中央部形成“▲”料堆，易造成爐膛內(nèi)的橋架空洞現(xiàn)象，嚴(yán)重阻礙爐內(nèi)可持續(xù)的均勻燃燒溫度場(chǎng)的工況形成。

當(dāng)前，氣化爐的爐膛耐火層都是成平面墻壁式結(jié)構(gòu)，而由于當(dāng)前生物質(zhì)中的有機(jī)成分含量日漸增多，廢料中的各類金屬、陶瓷、玻璃等需高溫熔融的固渣增多，這樣在爐膛內(nèi)易形成渣壁粘聯(lián)，使?fàn)t膛壁使用壽命下降和損害。另外，入爐料中的塑膠成分與它們粘聯(lián)成板、塊、結(jié)、堆、渣而造成橋架空洞現(xiàn)象。這些傳統(tǒng)氣化爐的不足是掣肘氣化爐推廣及運(yùn)用的主要原因。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種熱解氣化爐，其能夠有效的提高氣化爐在焚燒過(guò)程中的湍流度，產(chǎn)氣速率高，產(chǎn)氣量大，固廢減容量明顯，且功耗低。

本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種熱解氣化爐，其能夠在爐體內(nèi)形成渦旋循環(huán)氣道，使得生物質(zhì)的熱解更加充分，有效的防止?fàn)t膛壁橋架式結(jié)焦；且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用安全。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種熱解氣化爐，用于對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行熱解氣化，包括：

爐體，其為由內(nèi)層和外層套設(shè)而成的具有夾層的雙層結(jié)構(gòu)，所述爐體的內(nèi)層橫切面成由多個(gè)內(nèi)凹圓弧連接而成的環(huán)狀，所述內(nèi)層上設(shè)置有多個(gè)通孔，所述爐體的夾層中設(shè)置有空氣箱，所述通孔與所述空氣箱管路連接；所述爐體的上部的側(cè)壁上設(shè)置有煙氣出口和進(jìn)料裝置；所述爐體的下部的側(cè)壁上設(shè)置有點(diǎn)火裝置；

穩(wěn)壓裝置，其設(shè)置于所述爐體的頂部；

排出裝置，其設(shè)置于所述爐體的底部。

優(yōu)選的是，所述的熱解氣化爐中，所述爐體的底部設(shè)置有連通于所述空氣箱的通氣管路，所述通氣管路上布置有多個(gè)氣孔。

優(yōu)選的是，所述的熱解氣化爐中，所述進(jìn)料裝置設(shè)置為三重門互鎖進(jìn)料裝置，所述三重門互鎖進(jìn)料裝置具體包括：

第一進(jìn)料門，其與地面水平的方向設(shè)置；

第二進(jìn)料門，其設(shè)置于所述爐體的內(nèi)層上，所述第二進(jìn)料門的方向與所述第一進(jìn)料門的方向垂直，并與所述第一進(jìn)料門互鎖；

第三進(jìn)料門，其設(shè)置于所述第二進(jìn)料門的前方，所述第三進(jìn)料門的方向與所述第一進(jìn)料門的方向平行，并與所述第二進(jìn)料門互鎖；

推進(jìn)裝置，其連接于所述進(jìn)料裝置的側(cè)壁上，所述推進(jìn)裝置向所述爐體內(nèi)推進(jìn)時(shí)，迫使所述第二進(jìn)料門打開(kāi)，以將物料推送至所述第三進(jìn)料門上。

優(yōu)選的是，所述的熱解氣化爐中，所述穩(wěn)壓裝置為水封式自動(dòng)穩(wěn)壓裝置。

優(yōu)選的是，所述的熱解氣化爐中，所述排出裝置和所述爐體間還設(shè)置有氣動(dòng)擋板。

優(yōu)選的是，所述的熱解氣化爐中，所述排出裝置的底板與側(cè)板間活動(dòng)連接，所述排出裝置的側(cè)壁上還連接有推動(dòng)裝置。

優(yōu)選的是，所述的熱解氣化爐中，還包括：

渣料提升裝置，其設(shè)置于所述排出裝置的一側(cè)，且在未提升狀態(tài)時(shí)頂面低于所述排出裝置的底板10-20厘米。

優(yōu)選的是，所述的熱解氣化爐中，還包括：

進(jìn)氣裝置，其設(shè)置于所述爐體的側(cè)方，并與所述空氣箱氣路連接。

優(yōu)選的是，所述的熱解氣化爐中，所述爐體頂部還設(shè)置有熱反射裝置，所述熱反射裝置為由弧形鋼制面板上貼覆反射膜制成。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：

將爐體的內(nèi)層設(shè)置成橫切面成由多個(gè)內(nèi)凹圓弧連接而成的環(huán)狀，使氣體的附壁效應(yīng)和傳熱面積加大，提高燃燒湍流度并防止結(jié)焦。通過(guò)在爐體夾層中設(shè)置能向爐腔內(nèi)通入空氣的空氣箱，符合流體熱力學(xué)原理(湍流燃燒態(tài))，使得氣化爐在使用過(guò)程中，采用了以上這種氣流供給方式，大大提高了湍流度，明顯改善傳熱與熱傳質(zhì)的效果。同時(shí)，湍流度的提高使廢料和空氣混合程度明顯加強(qiáng)，使得廢料氣化更加徹底，避免了爐膛壁橋架式結(jié)焦，提高了氣化爐的使用壽命，也提高了出氣量。

本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的熱解氣化爐的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的熱解氣化爐的爐體橫切面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語(yǔ)并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供一種熱解氣化爐，用于對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行熱解氣化，包括：爐體1，其為由內(nèi)層11和外層12套設(shè)而成的具有夾層的雙層結(jié)構(gòu)，所述爐體1的內(nèi)層11橫切面成由多個(gè)內(nèi)凹圓弧連接而成的環(huán)狀，所述內(nèi)層11上設(shè)置有多個(gè)通孔111，所述爐體1的夾層中設(shè)置有空氣箱13，所述通孔111與所述空氣箱13管路連接；所述爐體1的上部的側(cè)壁上設(shè)置有煙氣出口14和進(jìn)料裝置15；所述爐體1的下部的側(cè)壁上設(shè)置有點(diǎn)火裝置16；穩(wěn)壓裝置2，其設(shè)置于所述爐體1的頂部；排出裝置3，其設(shè)置于所述爐體1的底部。

在上述方案中，熱解氣化爐的工作過(guò)程為：通過(guò)點(diǎn)火裝置向點(diǎn)火進(jìn)口處通入高焓燃?xì)?，開(kāi)啟點(diǎn)火電極，啟動(dòng)燃?xì)恻c(diǎn)火，通過(guò)火焰控制器確認(rèn)火焰形成，即點(diǎn)火成功；由進(jìn)料裝置將廢料投入所述熱解氣化爐內(nèi)進(jìn)行燃燒；向空氣箱內(nèi)通入空氣，使得爐體內(nèi)形成渦旋循環(huán)氣道，切斷點(diǎn)火火焰；待爐內(nèi)廢料氣化反應(yīng)后，由煙氣出口排出低焓人工煤氣。

通過(guò)渦旋氣道的應(yīng)用，使得爐內(nèi)的湍流度得到明顯的提高，湍流度的大小直接影響廢料焚燒中二惡英的解構(gòu)，以及其它未完全燃燒成分的多少和無(wú)害化效果。同時(shí)通過(guò)將爐體內(nèi)層制成橫切面成由多個(gè)內(nèi)凹圓弧連接而成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，使氣體的附壁效應(yīng)和傳熱面積明顯加大，提高燃燒湍流度，并且這種特殊結(jié)構(gòu)的內(nèi)層還可防止渣垢橋架形成，因而保證了爐膛內(nèi)的氣化劑(空氣)的流動(dòng)暢通，以保證旋流式燃燒的形成和持續(xù)，即使人工煤氣的出氣量和出氣率得到了保證。

一個(gè)優(yōu)選方案中，所述爐體1的底部設(shè)置有連通于所述空氣箱13的通氣管路17，所述通氣管路17上布置有多個(gè)氣孔。

在上述方案中，在爐體底部設(shè)置上能夠通入空氣的通氣管路，使得爐體底部的管路與爐體側(cè)壁上的管路形成一個(gè)整體的，全方位的提供空氣的渦旋循環(huán)氣道，從而有效的避免了空氣紊流，提高了湍流度，使廢料和空氣混合的程度明顯加強(qiáng)，廢料的熱解氣化更加徹底。同時(shí)，因在爐底也增加了通氣管路，使得從爐體上部投入的廢料在氣體作用下利于平鋪在爐體底部，而不至于形成三角形廢料堆積，不利于廢料的充分熱解氣化。

一個(gè)優(yōu)選方案中，所述進(jìn)料裝置15設(shè)置為三重門互鎖進(jìn)料裝置，所述三重門互鎖進(jìn)料裝置具體包括：第一進(jìn)料門151，其與地面水平的方向設(shè)置；第二進(jìn)料門152，其設(shè)置于所述爐體1的內(nèi)層11上，所述第二進(jìn)料門152的方向與所述第一進(jìn)料門151的方向垂直，并與所述第一進(jìn)料門151互鎖；第三進(jìn)料門153，其設(shè)置于所述第二進(jìn)料門152的前方，所述第三進(jìn)料門153的方向與所述第一進(jìn)料門151的方向平行，并與所述第二進(jìn)料門152互鎖；推進(jìn)裝置154，其連接于所述進(jìn)料裝置15的側(cè)壁上，所述推進(jìn)裝置154向所述爐體1內(nèi)推進(jìn)時(shí)，迫使所述第二進(jìn)料門152打開(kāi)，以將物料推送至所述第三進(jìn)料門153上。

在上述方案中，三重門互鎖進(jìn)料裝置的具體工作方式為：將物料由第一進(jìn)料門投入所述進(jìn)料裝置，然后所述第一進(jìn)料門關(guān)閉，向爐體內(nèi)推進(jìn)所述推進(jìn)裝置，第二進(jìn)料門打開(kāi)，物料經(jīng)過(guò)第二進(jìn)料門到達(dá)第三進(jìn)料門上，將推進(jìn)裝置撤出，第二進(jìn)料門關(guān)閉，進(jìn)而將進(jìn)料裝置向爐體內(nèi)推進(jìn)，打開(kāi)第三進(jìn)料門，物料由第三進(jìn)料門落入爐體內(nèi)。通過(guò)將進(jìn)料裝置設(shè)置為三重門互鎖進(jìn)料裝置，使得進(jìn)料裝置的三重進(jìn)料門不會(huì)同時(shí)打開(kāi)或者關(guān)閉，利用三重門的互鎖，使得在物料投入爐體內(nèi)的過(guò)程中，在進(jìn)料時(shí)最大程度的控制了冷空氣的滲入，從而減小了冷空氣以及物料與上升熱人工煤氣的對(duì)沖，即避免了產(chǎn)生爐頂部空氣紊流，影響人工煤氣順流排出，降低了引爆的潛在安全隱患，提高了氣化爐使用的安全性。

一個(gè)優(yōu)選方案中，所述穩(wěn)壓裝置2為水封式自動(dòng)穩(wěn)壓裝置。

在上述方案中，采用水封式自動(dòng)穩(wěn)壓裝置，在煙氣出口關(guān)閉的狀態(tài)下，可以有效的控制爐體內(nèi)氣體的壓力，在氣壓稍大時(shí)，氣體經(jīng)由水封式自動(dòng)穩(wěn)壓裝置慢慢的排出爐體，而當(dāng)氣壓過(guò)大時(shí)，所述穩(wěn)壓裝置被氣體頂開(kāi)，快速的釋放氣體，從而避免了爐體因壓強(qiáng)過(guò)大而發(fā)生爆炸的威脅，提高了氣化爐的防爆能力，即提高了氣化爐的安全性能。

一個(gè)優(yōu)選方案中，所述排出裝置3和所述爐體1間還設(shè)置有氣動(dòng)擋板4。

在上述方案中，通過(guò)在爐體和排出裝置間設(shè)置氣動(dòng)擋板，使得在需要排出爐內(nèi)廢料熱解氣化后的固液殘留時(shí)，將氣動(dòng)擋板打開(kāi)，使得殘留物直接落入排出裝置中，便于氣化爐的殘留物排出。

一個(gè)優(yōu)選方案中，所述排出裝置3的底板與側(cè)板間活動(dòng)連接，所述排出裝置3的側(cè)壁上還連接有推動(dòng)裝置31。

在上述方案中，排出裝置的底板和側(cè)板活動(dòng)連接，當(dāng)推動(dòng)所述推動(dòng)裝置使排出裝置向爐體一側(cè)偏移后，當(dāng)?shù)装咫x開(kāi)底部平面時(shí)，底板與側(cè)板一側(cè)分離，熱解氣化殘留物由底板側(cè)掉出，待傾倒干凈后，通過(guò)推動(dòng)裝置將排出裝置拉回原位，則底板重新和側(cè)板連接，使得殘留物的傾倒非常方便快捷。

一個(gè)優(yōu)選方案中，還包括渣料提升裝置5，其設(shè)置于所述排出裝置3的一側(cè)，且在未提升狀態(tài)時(shí)頂面低于所述排出裝置3的底板10-20厘米。

在上述方案中，將渣料提升裝置設(shè)置為在未提升狀態(tài)時(shí)頂面低于所述排出裝置的底板10-20厘米，使得底板打開(kāi)后，熱解氣化的殘留物傾倒至所述渣料提升裝置內(nèi)，而又因熱解氣化爐一般均為部分入土安裝，因而在排出裝置將熱解氣化殘留物傾倒至渣料提升裝置后，所以需要渣料提升裝置將殘留物運(yùn)送至地面，以方便相關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行處理。

一個(gè)優(yōu)選方案中，還包括進(jìn)氣裝置6，其設(shè)置于所述爐體1的側(cè)方，并與所述空氣箱13氣路連接。

在上述方案中，在爐體的側(cè)方設(shè)置于空氣箱氣路連接的進(jìn)氣裝置，使得通入空氣箱內(nèi)的空氣量可以得到控制，進(jìn)而控制通入爐體內(nèi)的空氣量，以便于廢料在渦旋氣流氣道內(nèi)充分熱解氣化，從而提高人工煤氣的出氣量和出氣率。

一個(gè)優(yōu)選方案中，所述爐體1頂部還設(shè)置有熱反射裝置18，所述熱反射裝置18為由弧形鋼制面板上貼覆反射膜制成。

在上述方案中，通過(guò)在爐體頂部設(shè)置熱反射裝置，使得煙氣出口排出的可燃?xì)鉁囟鹊玫接行У奶岣?，以利于其第二次高溫空氣燃燒?/p>

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開(kāi)如上，但其并不僅僅限于說(shuō)明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。