热解气化炉的制作方法

本发明涉及环保设备技术领域，特别涉及一种热解气化炉。

背景技术：

对生物质(生活垃圾及多种生物废料包含在其中)采用直接气化熔融焚烧技术是当今世界各国特别是工业发达国家正在致力开发的、面向二十一世纪的新一代技术。它将生物质中的有机成分热解气化和无机成分熔融为一体。在该项工艺技术中用来实施热解气化的工业设备称之为气化炉，它是生物质热分解气化工艺技术系统中的核心设备。它产生的可燃气是低焓人工煤气。上吸式气化炉的物料一般都是由炉顶加入，气化剂(空气)由炉底部经过炉栅进入气化炉，产出的燃气(人工煤气)通过气化炉内的各个反应区，从气化炉上部排出。在气化炉中，气流流动方向与向下移动的物料运动方向相反，向下流动的生物质原料被向上流动的热气体烘干脱出水分，干生物质进入炉膛层的热分解区后得到更多热量，发生裂解反应，析出挥发份。产出的炭进入还原区，与氧化区产生的热气体发生还原反应，生成一氧化碳(CO)和氢气(H2)等。其主要成分是CO、H2、CH4(甲基烷)等易爆温室气体。所以这种常规传统的上顶部进料气化炉在进料时如带有冷空气渗入，再加之物料与上升热人工煤气对冲，易产生炉顶部空气紊流，影响人工煤气顺流排出，这些因素成为了引爆的潜在安全隐患。另外，炉顶部入料使入炉料在炉膛中央部形成“▲”料堆，易造成炉膛内的桥架空洞现象，严重阻碍炉内可持续的均匀燃烧温度场的工况形成。

当前，气化炉的炉膛耐火层都是成平面墙壁式结构，而由于当前生物质中的有机成分含量日渐增多，废料中的各类金属、陶瓷、玻璃等需高温熔融的固渣增多，这样在炉膛内易形成渣壁粘联，使炉膛壁使用寿命下降和损害。另外，入炉料中的塑胶成分与它们粘联成板、块、结、堆、渣而造成桥架空洞现象。这些传统气化炉的不足是掣肘气化炉推广及运用的主要原因。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种热解气化炉，其能够有效的提高气化炉在焚烧过程中的湍流度，产气速率高，产气量大，固废减容量明显，且功耗低。

本发明还有一个目的是提供一种热解气化炉，其能够在炉体内形成涡旋循环气道，使得生物质的热解更加充分，有效的防止炉膛壁桥架式结焦；且结构简单，使用安全。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种热解气化炉，用于对生物质进行热解气化，包括：

炉体，其为由内层和外层套设而成的具有夹层的双层结构，所述炉体的内层横切面成由多个内凹圆弧连接而成的环状，所述内层上设置有多个通孔，所述炉体的夹层中设置有空气箱，所述通孔与所述空气箱管路连接；所述炉体的上部的侧壁上设置有烟气出口和进料装置；所述炉体的下部的侧壁上设置有点火装置；

稳压装置，其设置于所述炉体的顶部；

排出装置，其设置于所述炉体的底部。

优选的是，所述的热解气化炉中，所述炉体的底部设置有连通于所述空气箱的通气管路，所述通气管路上布置有多个气孔。

优选的是，所述的热解气化炉中，所述进料装置设置为三重门互锁进料装置，所述三重门互锁进料装置具体包括：

第一进料门，其与地面水平的方向设置；

第二进料门，其设置于所述炉体的内层上，所述第二进料门的方向与所述第一进料门的方向垂直，并与所述第一进料门互锁；

第三进料门，其设置于所述第二进料门的前方，所述第三进料门的方向与所述第一进料门的方向平行，并与所述第二进料门互锁；

推进装置，其连接于所述进料装置的侧壁上，所述推进装置向所述炉体内推进时，迫使所述第二进料门打开，以将物料推送至所述第三进料门上。

优选的是，所述的热解气化炉中，所述稳压装置为水封式自动稳压装置。

优选的是，所述的热解气化炉中，所述排出装置和所述炉体间还设置有气动挡板。

优选的是，所述的热解气化炉中，所述排出装置的底板与侧板间活动连接，所述排出装置的侧壁上还连接有推动装置。

优选的是，所述的热解气化炉中，还包括：

渣料提升装置，其设置于所述排出装置的一侧，且在未提升状态时顶面低于所述排出装置的底板10-20厘米。

优选的是，所述的热解气化炉中，还包括：

进气装置，其设置于所述炉体的侧方，并与所述空气箱气路连接。

优选的是，所述的热解气化炉中，所述炉体顶部还设置有热反射装置，所述热反射装置为由弧形钢制面板上贴覆反射膜制成。

本发明至少包括以下有益效果：

将炉体的内层设置成横切面成由多个内凹圆弧连接而成的环状，使气体的附壁效应和传热面积加大，提高燃烧湍流度并防止结焦。通过在炉体夹层中设置能向炉腔内通入空气的空气箱，符合流体热力学原理(湍流燃烧态)，使得气化炉在使用过程中，采用了以上这种气流供给方式，大大提高了湍流度，明显改善传热与热传质的效果。同时，湍流度的提高使废料和空气混合程度明显加强，使得废料气化更加彻底，避免了炉膛壁桥架式结焦，提高了气化炉的使用寿命，也提高了出气量。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的热解气化炉的整体结构示意图；

图2为本发明的热解气化炉的炉体横切面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1和图2所示，本发明提供一种热解气化炉，用于对生物质进行热解气化，包括：炉体1，其为由内层11和外层12套设而成的具有夹层的双层结构，所述炉体1的内层11横切面成由多个内凹圆弧连接而成的环状，所述内层11上设置有多个通孔111，所述炉体1的夹层中设置有空气箱13，所述通孔111与所述空气箱13管路连接；所述炉体1的上部的侧壁上设置有烟气出口14和进料装置15；所述炉体1的下部的侧壁上设置有点火装置16；稳压装置2，其设置于所述炉体1的顶部；排出装置3，其设置于所述炉体1的底部。

在上述方案中，热解气化炉的工作过程为：通过点火装置向点火进口处通入高焓燃气，开启点火电极，启动燃气点火，通过火焰控制器确认火焰形成，即点火成功；由进料装置将废料投入所述热解气化炉内进行燃烧；向空气箱内通入空气，使得炉体内形成涡旋循环气道，切断点火火焰；待炉内废料气化反应后，由烟气出口排出低焓人工煤气。

通过涡旋气道的应用，使得炉内的湍流度得到明显的提高，湍流度的大小直接影响废料焚烧中二恶英的解构，以及其它未完全燃烧成分的多少和无害化效果。同时通过将炉体内层制成横切面成由多个内凹圆弧连接而成的环状结构，使气体的附壁效应和传热面积明显加大，提高燃烧湍流度，并且这种特殊结构的内层还可防止渣垢桥架形成，因而保证了炉膛内的气化剂(空气)的流动畅通，以保证旋流式燃烧的形成和持续，即使人工煤气的出气量和出气率得到了保证。

一个优选方案中，所述炉体1的底部设置有连通于所述空气箱13的通气管路17，所述通气管路17上布置有多个气孔。

在上述方案中，在炉体底部设置上能够通入空气的通气管路，使得炉体底部的管路与炉体侧壁上的管路形成一个整体的，全方位的提供空气的涡旋循环气道，从而有效的避免了空气紊流，提高了湍流度，使废料和空气混合的程度明显加强，废料的热解气化更加彻底。同时，因在炉底也增加了通气管路，使得从炉体上部投入的废料在气体作用下利于平铺在炉体底部，而不至于形成三角形废料堆积，不利于废料的充分热解气化。

一个优选方案中，所述进料装置15设置为三重门互锁进料装置，所述三重门互锁进料装置具体包括：第一进料门151，其与地面水平的方向设置；第二进料门152，其设置于所述炉体1的内层11上，所述第二进料门152的方向与所述第一进料门151的方向垂直，并与所述第一进料门151互锁；第三进料门153，其设置于所述第二进料门152的前方，所述第三进料门153的方向与所述第一进料门151的方向平行，并与所述第二进料门152互锁；推进装置154，其连接于所述进料装置15的侧壁上，所述推进装置154向所述炉体1内推进时，迫使所述第二进料门152打开，以将物料推送至所述第三进料门153上。

在上述方案中，三重门互锁进料装置的具体工作方式为：将物料由第一进料门投入所述进料装置，然后所述第一进料门关闭，向炉体内推进所述推进装置，第二进料门打开，物料经过第二进料门到达第三进料门上，将推进装置撤出，第二进料门关闭，进而将进料装置向炉体内推进，打开第三进料门，物料由第三进料门落入炉体内。通过将进料装置设置为三重门互锁进料装置，使得进料装置的三重进料门不会同时打开或者关闭，利用三重门的互锁，使得在物料投入炉体内的过程中，在进料时最大程度的控制了冷空气的渗入，从而减小了冷空气以及物料与上升热人工煤气的对冲，即避免了产生炉顶部空气紊流，影响人工煤气顺流排出，降低了引爆的潜在安全隐患，提高了气化炉使用的安全性。

一个优选方案中，所述稳压装置2为水封式自动稳压装置。

在上述方案中，采用水封式自动稳压装置，在烟气出口关闭的状态下，可以有效的控制炉体内气体的压力，在气压稍大时，气体经由水封式自动稳压装置慢慢的排出炉体，而当气压过大时，所述稳压装置被气体顶开，快速的释放气体，从而避免了炉体因压强过大而发生爆炸的威胁，提高了气化炉的防爆能力，即提高了气化炉的安全性能。

一个优选方案中，所述排出装置3和所述炉体1间还设置有气动挡板4。

在上述方案中，通过在炉体和排出装置间设置气动挡板，使得在需要排出炉内废料热解气化后的固液残留时，将气动挡板打开，使得残留物直接落入排出装置中，便于气化炉的残留物排出。

一个优选方案中，所述排出装置3的底板与侧板间活动连接，所述排出装置3的侧壁上还连接有推动装置31。

在上述方案中，排出装置的底板和侧板活动连接，当推动所述推动装置使排出装置向炉体一侧偏移后，当底板离开底部平面时，底板与侧板一侧分离，热解气化残留物由底板侧掉出，待倾倒干净后，通过推动装置将排出装置拉回原位，则底板重新和侧板连接，使得残留物的倾倒非常方便快捷。

一个优选方案中，还包括渣料提升装置5，其设置于所述排出装置3的一侧，且在未提升状态时顶面低于所述排出装置3的底板10-20厘米。

在上述方案中，将渣料提升装置设置为在未提升状态时顶面低于所述排出装置的底板10-20厘米，使得底板打开后，热解气化的残留物倾倒至所述渣料提升装置内，而又因热解气化炉一般均为部分入土安装，因而在排出装置将热解气化残留物倾倒至渣料提升装置后，所以需要渣料提升装置将残留物运送至地面，以方便相关人员对其进行处理。

一个优选方案中，还包括进气装置6，其设置于所述炉体1的侧方，并与所述空气箱13气路连接。

在上述方案中，在炉体的侧方设置于空气箱气路连接的进气装置，使得通入空气箱内的空气量可以得到控制，进而控制通入炉体内的空气量，以便于废料在涡旋气流气道内充分热解气化，从而提高人工煤气的出气量和出气率。

一个优选方案中，所述炉体1顶部还设置有热反射装置18，所述热反射装置18为由弧形钢制面板上贴覆反射膜制成。

在上述方案中，通过在炉体顶部设置热反射装置，使得烟气出口排出的可燃气温度得到有效的提高，以利于其第二次高温空气燃烧。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。