阅读说明：本技术 一种多原料分级进料的气化炉 (Gasification furnace for multi-raw material grading feeding ) 是由 许世森 陶继业 刘刚 樊强 陈智 刘沅 李小宇 任永强 于 2019-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种多原料分级进料的气化炉,水冷壁、分程隔板、下降筒及渣池自上到下依次分布,点火开工一体化烧嘴自水冷壁的顶部插入于水冷壁内,浆料烧嘴自水冷壁侧面的中部插入于水冷壁内,分程隔板的中部开设有通孔,水冷壁的底部出口与下降筒的顶部入口通过该通孔相连通,下降筒的底部出口插入于渣池内,其中,浆料烧嘴上方的水冷壁形成第一反应室,浆料烧嘴下方的水冷壁形成第二反应室,下降筒内形成激冷罐,各粉料烧嘴插入于第一反应室内；下降筒顶部的内壁上设置有激冷环,其中,激冷环与激冷水接口相连通,该气化炉能够实现固体废弃物及废液的资源化利用,氧气消耗较低,且能够避免产生二噁英。(The invention discloses a gasification furnace with multi-raw material graded feeding, wherein a water-cooled wall, a pass partition plate, a descending cylinder and a slag pool are sequentially distributed from top to bottom, an ignition and start-up integrated burner is inserted into the water-cooled wall from the top of the water-cooled wall, a slurry burner is inserted into the water-cooled wall from the middle part of the side surface of the water-cooled wall, a through hole is formed in the middle part of the pass partition plate, a bottom outlet of the water-cooled wall is communicated with a top inlet of the descending cylinder through the through hole, and a bottom outlet of the descending cylinder is inserted into the slag pool; the inner wall of the top of the descending cylinder is provided with the chilling ring, wherein the chilling ring is communicated with the chilling water interface, the gasification furnace can realize resource utilization of solid waste and waste liquid, the oxygen consumption is low, and dioxin generation can be avoided.)

一种多原料分级进料的气化炉

技术领域

本发明属于能源化工技术领域，涉及一种多原料分级进料的气化炉。

背景技术

固体废弃物、废液的减量化、无害化和资源化处理是当前全社会面临的重要课题，特别是含有毒有害的的固废和废液，往往处置困难，处理代价高。目前，针对废弃物的特性，其处置方式包括焚烧、填埋、发酵等处理方式。填埋和发酵不仅占地大，还可能造成土壤、水体、大气的二次污染；焚烧可以有效的实现废弃物减量化，但焚烧大量释放危害巨大的二噁英。此外，一些固体废弃物、废液热值低，难以实现焚烧。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种多原料分级进料的气化炉，该气化炉能够实现固体废弃物及废液的资源化利用，氧气消耗较低，且能够避免产生二噁英。

为达到上述目的，本发明所述的多原料分级进料的气化炉包括点火开工一体化烧嘴、浆料烧嘴、气化炉壳体以及设置于气化炉壳体内的水冷壁、分程隔板、下降筒及渣池；

水冷壁、分程隔板、下降筒及渣池自上到下依次分布，点火开工一体化烧嘴自水冷壁的顶部***于水冷壁内，浆料烧嘴自水冷壁侧面的中部***于水冷壁内，分程隔板的中部开设有通孔，水冷壁的底部出口与下降筒的顶部入口通过该通孔相连通，下降筒的底部出口***于渣池内，其中，浆料烧嘴上方的水冷壁形成第一反应室，浆料烧嘴下方的水冷壁形成第二反应室，分程隔板以下形成激冷罐，各粉料烧嘴***于第一反应室内；

下降筒顶部的内壁上设置有激冷环，其中，激冷环与激冷水接口相连通；

气化炉壳体的侧面设置有合成气出口、水冷壁上水口及水冷壁排水口，其中，所述合成气出口正对所述下降筒，水冷壁的底部入口与水冷壁上水口相连通，水冷壁的顶部出口与水冷壁排水口相连通。

渣池的底部设置有排渣口。

下降筒与气化炉壳体的内壁之间设置有若干破泡器，其中，各破泡器位于合成气出口的下方，且各破泡器自上到下依次分布。

各粉料烧嘴沿周向依次分布，各粉料烧嘴上均设置有粉料通道及氧气通道，粉料通道内通入的粉料为煤粉或者固体废弃物制成的粉料，粉料通道内通入的粉料输送介质为CO₂或惰性气体。

第二反应室的内壁上设置有耐火材料层。

浆料烧嘴水平固定于第一反应室与第二反应室之间的喉部，浆料烧嘴的数目大于等于2，浆料烧嘴喷出的浆料为煤浆或者固体废弃物制浆，其中，制浆所用的水为含有有机物的废水。

向点火开工一体化烧嘴内通入的燃料为柴油或者燃气，向点火开工一体化烧嘴内通入的助燃剂为氧气、富氧或者空气。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的多原料分级进料的气化炉在具体操作时，将固体废弃物制粉，将废液制浆，在工作时，所述气化炉采用两级进料的方式，先将制成的干粉与氧气在第一反应室内发生气化反应，产生高温合成气，高温合成气下行至第二反应室的入口处，此时将浆料与少量氧气喷入第二反应室内，通过高温合成气显热使浆料中的水分快速蒸发，有效降低第二反应室内气化过程中的氧消耗量，同时浆料与氧气及水蒸气在第二反应室内发生气化反应，气化反应产生的合成气下行至激冷罐内进行快速激冷，从而彻底避开二噁英的生成条件，冷凝后的灰渣从排渣口排出，冷却后的合成气经合成气出口排出，以实现对固体废弃物及废液的资源化利用，为固废、废液的资源化、无害化和减量化体用提供了有效的途径。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为气化炉壳体、2为水冷壁、3为点火开工一体化烧嘴、4为粉料烧嘴、5为浆料烧嘴、6为分程隔板、7为激冷环、8为激冷水接口、9为下降筒、10为破泡器、11为排渣口、12为合成气出口、13为水冷壁上水口、14为水冷壁排水口、I为第一反应室、II为第二反应室、III为激冷罐。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的多原料分级进料的气化炉包括点火开工一体化烧嘴3、浆料烧嘴5、气化炉壳体1以及设置于气化炉壳体1内的水冷壁2、分程隔板6、下降筒9及渣池；水冷壁2、分程隔板6、下降筒9及渣池自上到下依次分布，点火开工一体化烧嘴3自水冷壁2的顶部***于水冷壁2内，浆料烧嘴5自水冷壁2侧面的中部***于水冷壁2内，分程隔板6的中部开设有通孔，水冷壁2的底部出口与下降筒9的顶部入口通过该通孔相连通，下降筒9的底部出口***于渣池内，其中，浆料烧嘴5上方的水冷壁2形成第一反应室I，浆料烧嘴5下方的水冷壁2形成第二反应室II，分程隔板6以下形成激冷罐III，各粉料烧嘴4***于第一反应室I内；下降筒9顶部的内壁上设置有激冷环7，其中，激冷环7与激冷水接口8相连通；气化炉壳体1的侧面设置有合成气出口12、水冷壁上水口13及水冷壁排水口14，其中，所述合成气出口12正对所述下降筒9，水冷壁2的底部入口与水冷壁上水口13相连通，水冷壁2的顶部出口与水冷壁排水口14相连通，渣池的底部设置有排渣口11。

需要说明的是，下降筒9与气化炉壳体1的内壁之间设置有若干破泡器10，其中，各破泡器10位于合成气出口12的下方，且各破泡器10自上到下依次分布；第二反应室II的内壁上设置有耐火材料层。

具体的，各粉料烧嘴4沿周向依次分布，各粉料烧嘴4上均设置有粉料通道及氧气通道，粉料通道内通入的粉料为煤粉或者固体废弃物制成的粉料，粉料通道内通入的粉料输送介质为CO₂或惰性气体。

浆料烧嘴5水平固定于第一反应室I与第二反应室II之间的喉部，浆料烧嘴5的数目大于等于2，浆料烧嘴5喷出的浆料为煤浆或者固体废弃物制浆，其中，制浆所用的水为含有有机物的废水；向点火开工一体化烧嘴3内通入的燃料为柴油或者燃气，向点火开工一体化烧嘴3内通入的助燃剂为氧气、富氧或者空气。

本发明的工作原理为：

本发明的主要工作原理包括粉料含碳有机物的高温气化原理、浆料预蒸发气化原理及避免废弃物气化过程二噁英的原理。

含碳有机物的粉料与纯氧在高温欠氧氛围下发生气化反应，生成合成气，浆料气化与含碳有机物的粉料高温汽化类似，但浆料中通常含有40％左右水分，因而在气化过程中氧耗量高、气化效率低，本发明利用一级气化的高温合成气显热对浆料进行预蒸发，使其气化特性与粉料气化类似，以提高气化效率，降低氧耗。高温气流床纯氧气化反应温度高，复杂结构的有机分子被打碎成CO及H₂，气化后的高温合成气通过水激冷实现快速冷却，从而彻底避开二噁英的生成条件，为固废、废液的资源化、无害化和减量化体用提供了有效的途径。

本发明的具体工作过程为：

锅炉水通过水冷壁上水口13进入水冷壁2中受热，受热后从水冷壁排水口14排出，点火开工一体化烧嘴3实现气化炉点火及气化炉升温、升压，气化炉内部升到预设压力后，依次投入粉料烧嘴4及浆料烧嘴5，并退出点火开工一体化烧嘴3，气化原料和氧气通过粉料烧嘴4和浆料烧嘴5分别进入第一反应室I及第二反应室II中发生气化反应，反应产生的高温合成气携带熔融炉渣向下进入下降筒9中，激冷水通过激冷水接口8进入激冷环7，激冷水通过激冷环7的分配及导流在下降筒9内壁形成均匀水膜，对下降筒9进行保护，合成气在激冷罐III内与水接触换热，实现高温合成气降温及饱和，同时洗涤大部分的灰渣，激冷后的合成气从合成气出口12排出，为避免激冷换热过程中出现气泡造成假液位及带水，通过破泡器10避免激冷传质过程中产生大量气泡，冷凝后的炉渣和渣水从排渣口11排出气化炉。

实施例一

本实施例以焦化厂在焦炉煤气生产化工产品实现综合利用为例，为实现碳氢的配比，设置一台煤气化装置，同时该厂有焦炉煤气除尘收集的焦粉灰、生化废水处理的污泥和含有酚、萘等有机废水等固废和废液。

气化炉采用两级进料。第一级进料采用4支粉料烧嘴4，将粉煤和焦粉灰掺配进行制粉及干燥，以CO₂作为输送气体通过粉料烧嘴4送入气化炉；二级进料采用粉煤、生化池底污泥及有机废水进行混合制浆，经浆液泵加压后通过浆料烧嘴5送入气化炉。

气化炉气化压力为3.0MPa，气化温度约1500℃。

气化炉投料前：通过水冷壁上水口13及水冷壁排水口14建立水冷壁2的水循环系统；通过激冷水接口8及激冷环7向激冷罐III内供水，通过控制激冷水接口8的进水量和排渣口11的渣水排出量，以激冷罐III处于适当液位。

点火开工一体化烧嘴3的燃料采用柴油或燃气，助燃剂为氧气、富氧或空气，可实现-0.02～1.0Mpa稳定燃烧，气化炉压力升压至1.0MPa后，依次投入粉料烧嘴4。

下降筒9内壁附着有均匀的液膜，高温煤气携带熔融的炉渣通过下降筒9进入激冷罐III的底部与激冷水混合换热，液态渣被激冷成玻璃态固体小颗粒，通过排渣口11排出气化炉，高温合成气冷却、饱和后从合成气出口12排出。