阅读说明：本技术 一种用于处理废固和废水的气化装置 (Gasification device for treating waste solids and wastewater ) 是由 樊强 陶继业 刘刚 李小宇 任永强 许世森 于 2019-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于处理废固和废水的气化装置,气化装置壳体内设置有分程隔板,分程隔板上开设有通孔,水冷壁底部的出口及下降管顶部的出口均与所述通孔相连通,下降管的下端插入于渣池内,组合式开工-废水烧嘴自气化装置壳体的顶部插入于气化装置壳体后插入于水冷壁内,各废固烧嘴穿过气化装置壳体的侧壁后插入于水冷壁内；水冷壁的顶部设置有循环冷却水入口,水冷壁的底部设置有循环冷却水出口,气化装置壳体的顶部设置有氮气入口；下降管的内壁上设置有若干激冷喷嘴,其中,各激冷喷嘴的入口与激冷水输入管道相连通,气化装置壳体的侧壁上设置有合成气出口,该装置能够有效的处理废固及废水,同时能够有效的降温除灰。(The invention discloses a gasification device for treating waste solids and waste water.A pass partition plate is arranged in a shell of the gasification device, a through hole is formed in the pass partition plate, an outlet at the bottom of a water-cooled wall and an outlet at the top of a down pipe are communicated with the through hole, the lower end of the down pipe is inserted into a slag pool, a combined start-up and waste water burner nozzle is inserted into the water-cooled wall after being inserted into the shell of the gasification device from the top of the shell of the gasification device, and each waste solids burner nozzle penetrates through the side wall of the shell of the gasification device and then is inserted into the water-cooled wall; the top of the water-cooled wall is provided with a circulating cooling water inlet, the bottom of the water-cooled wall is provided with a circulating cooling water outlet, and the top of the shell of the gasification device is provided with a nitrogen inlet; the inner wall of the down pipe is provided with a plurality of chilling nozzles, wherein the inlets of the chilling nozzles are communicated with a chilling water input pipeline, and the side wall of the shell of the gasification device is provided with a synthesis gas outlet.)

一种用于处理废固和废水的气化装置

技术领域

本发明属于能源化工技术领域，涉及一种用于处理废固和废水的气化装置。

背景技术

目前，中国经济飞速发展，与此同时带来了大量的环境问题，总体上看，我国环境污染形势依然严峻，雾霾天气多发、城市河道水体黑臭、“垃圾围城”、土壤污染、危废处置以及农村环境污染等问题突出，污染治理任重道远。

目前的工业废水种类繁多，成分复杂，难以降解，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物难以回收。工业固废如煤泥、焦炭、半焦、石油焦、煤矸石、垃圾、污泥、粉煤灰等，也存在处理难，污染大的问题。尤其像煤矿和焦化厂产生的这些废固无法及时处理，造成大面积的堆积，易产生扬尘和污染。针对这些废固和废水现有的处理工艺都存在流程长，能耗高投资大的难题。工程上现有的一些装置在处理废固和废水方面都是单一处理，要么只处理废固，要么只处理废水，而且在运行过程中或多或少都出现一些问题。

因此，针对以上问题，开发一种既能处理废固又能处理废水，同时能有效除灰降温的气化装置是一项十分有意义的任务。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于处理废固和废水的气化装置，该装置能够有效的处理废固及废水，同时能够有效的降温除灰，且能耗及成本较低。

为达到上述目的，本发明所述的用于处理废固和废水的气化装置包括气化装置壳体、组合式开工-废水烧嘴、激冷水输入管道、废固烧嘴以及设置于气化装置壳体内的水冷壁、下降管及渣池；

气化装置壳体内设置有分程隔板，其中，分程隔板上开设有通孔，水冷壁底部的出口及下降管顶部的出口均与所述通孔相连通，下降管的下端***于渣池内，组合式开工-废水烧嘴自气化装置壳体的顶部***于气化装置壳体后***于水冷壁内，各废固烧嘴穿过气化装置壳体的侧壁后***于水冷壁内；

水冷壁的顶部设置有循环冷却水入口，水冷壁的底部设置有循环冷却水出口，气化装置壳体的顶部设置有氮气入口；

下降管的内壁上设置有若干激冷喷嘴，其中，各激冷喷嘴的入口分别与相对应的激冷夹套相连通，气化装置壳体的侧壁上设置有合成气出口，其中，所述合成气出口正对下降管。

气化装置壳体的顶部设置有用于固定组合式开工-废水烧嘴的顶部法兰。

气化装置壳体底部的侧面设置有渣池补水口，气化装置壳体的底部设置有渣水出口。

水冷壁的底部与分程隔板的上表面密封连接，下降管的上部与分程隔板的下表面密封连接。

所述水冷壁为盘管结构或者列管结构。

水冷壁的内壁上设置有耐火材料层。

所述下降管包括下降管筒体，所述下降管筒体通过若干夹套隔板分隔为若干激冷夹套，其中，激冷喷嘴设置于所述激冷夹套的内壁上，一个激冷夹套对应一根激冷水输入管道，激冷夹套与对应激冷水输入管道相连通。

各激冷夹套上激冷喷嘴的数目均大于等于3。

废固烧嘴的数目为2-8个，且各废固烧嘴沿周向依次布置，废固烧嘴水平***水冷壁内。

废固烧嘴的进料包括废固及氧化剂，其中，废固为煤泥、焦炭、半焦、石油焦、煤矸石、垃圾或污泥制成的粉末；氧化剂为纯氧、富氧、或纯氧/富氧与水蒸汽/二氧化碳的混合物；

组合式开工-废水烧嘴具有点火、开工及废水进料功能，且废水为机废水、无机废水或生活污水，组合式开工-废水烧嘴点火开工时所用燃料为液化石油气、天然气或柴油，助燃剂为仪表空气或氧气。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的用于处理废固和废水的气化装置在具体操作时，水冷壁内部构成气化反应室，组合式开工-废水烧嘴喷入的废水与废固烧嘴喷入的废固及气化剂在气化反应室内进行气化，以形成高温合成气，此时组合式开工-废水烧嘴喷入的废水与高温合成气充分混合，从而将废水中难处理的有毒有害含碳物质在高温下转化为CO、CO₂及H₂，同时实现合成气的降温，降温后的合成气下行进入到下降管中进一步进行降温，然后通入渣池中，其中，灰渣在差池中沉降，洁净的合成气在经合成气出口排出，以实现有效处理废固及废水，同时有效降温除灰的目的，能耗及成本较低。

进一步，本发明采用带激冷夹套和激冷喷嘴的下降管来给高温合成气降温除灰，极大的提高除灰及换热效果，降低后续除尘系统的能耗和投资。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中下降管4的布局示意图。

其中，1为气化装置壳体、2为水冷壁、3为分程隔板、4为下降管、5为渣池、6为合成气出口、7为循环冷却水入口、8为循环冷却水出口、9为渣水出口、10为激冷水输入管道、11为渣池补水口、12为组合式开工-废水烧嘴、13为废固烧嘴、14为氮气入口、15为激冷喷嘴、16为顶部法兰、41为下降管筒体、42为激冷夹套、43为夹套隔板。

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，本发明所述的用于处理废固和废水的气化装置包括气化装置壳体1、组合式开工-废水烧嘴12、激冷水输入管道10、若干废固烧嘴13以及设置于气化装置壳体1内的水冷壁2、下降管4及渣池5；气化装置壳体1内设置有分程隔板3，其中，分程隔板3上开设有通孔，水冷壁2底部的出口及下降管4顶部的出口均与所述通孔相连通，下降管4的下端***于渣池5内，组合式开工-废水烧嘴12自气化装置壳体1的顶部***于气化装置壳体1后***于水冷壁2内，各废固烧嘴13穿过气化装置壳体1的侧壁后***于水冷壁2内；水冷壁2的顶部设置有循环冷却水入口7，水冷壁2的底部设置有循环冷却水出口8，气化装置壳体1的顶部设置有氮气入口14；下降管4的内壁上设置有若干激冷喷嘴15，其中，各激冷喷嘴15的入口与激冷水输入管道10相连通，气化装置壳体1的侧壁上设置有合成气出口6，其中，所述合成气出口6正对下降管4，其中，下降管4为圆柱形筒体中空结构。

气化装置壳体1的顶部设置有用于固定组合式开工-废水烧嘴12的顶部法兰16；气化装置壳体1底部的侧面设置有渣池补水口11，气化装置壳体1的底部设置有渣水出口9。

水冷壁2的底部与分程隔板3的上表面密封连接，下降管4的上部与分程隔板3的下表面密封连接；分程隔板3与气化装置壳体1内壁通过焊接固定。

所述水冷壁2为盘管结构或者列管结构；水冷壁2的内壁上设置有耐火材料层。

参考图2，所述下降管4包括下降管筒体41，所述下降管筒体41通过若干夹套隔板43分隔为若干激冷夹套42，其中，激冷喷嘴15设置于所述激冷夹套42的内壁上，一个激冷夹套42对应一根激冷水输入管道10，激冷夹套42与对应激冷水输入管道10相连通。

各激冷夹套42上激冷喷嘴15的数目均大于等于3；废固烧嘴13的数目为2-8个，且各废固烧嘴13沿周向依次布置，废固烧嘴13水平***水冷壁2内。

水冷壁2内部构成气化反应室Ⅰ；本发明的运行压力为0.5～5MPa，反应温度1200℃～1800℃，采用液态排渣方式，气化装置壳体1作为压力容器承受气化压力。

所述组合式开工-废水烧嘴12集成有点火、开工及废水进料的功能。进料废水包括有机废水、无机废水及生活污水等，组合式开工-废水烧嘴12在点火开工时所用燃料可以为液化石油气、天然气及柴油，助燃剂为仪表空气或氧气。

废固烧嘴13的进料包括废固及氧化剂，其中，废固可以为煤泥、焦炭、半焦、石油焦、煤矸石、垃圾及污泥等原料制成的粉末，氧化剂可以为纯氧、富氧、或纯氧/富氧与水蒸汽/二氧化碳的混合物。

本发明的工作原理为：

废固与废水在气化反应室Ⅰ内与气化剂发生共气化反应，以生成高温合成气，各废固烧嘴13水平方向***于水冷壁2内，以确保难气化的废固在反应区具有较长的反应停留时间及扰动强度，使粉废固颗粒得到充分反应，反应温度高达1600℃，此时组合式开工-废水烧嘴12喷入的废水进入气化反应室Ⅰ内与高温合成气充分进行混合，使废水中难处理的有毒有害含碳物质(如焦油、酚、萘、蒽、醌)在高温下转化为CO、CO₂及H₂，同时使合成气降温，降温后的合成气下行进入下降管4中与激冷喷嘴15喷入的雾化激冷减温水充分润湿及换热，使合成气除灰并降温至300℃以下后进入渣池5中，灰渣在渣池5中沉降后随渣水经渣水出口9排出，洁净的合成气在渣池5中反向后沿下降管4与气化装置壳体1之间的间隙上行并经合成气出口6排出。