具体实施方式

以下对本发明技术方案的具体实施方式详细描述，但本发明并不限于以下描述内容：

本发明提供一种生活垃圾气化装置，主体为气化炉，如图2和3所示：

所述的气化炉，由上至下包括立方体段和四棱锥段，立方体段和四棱锥段此之间相通；所述的立文体段内部设置有多个结构相同的垃圾仓(数量至少为3个)；所述的四棱锥段的末端设置有卸料阀16，四棱锥段的外部设置有水封槽17，且卸料阀位于水封槽内部；

所述的垃圾仓，为立式的片状长方体结构，多个垃圾仓在水平方向进行排布；所述的垃圾仓，其顶端设置有V形的料斗2，料斗与垃圾仓的内部相通，料斗内配设有能够沿着垃圾仓上下滑动的压缩头1，压缩头向下滑行将位于料头内的垃圾压入垃圾仓内；所述的垃圾仓，其末端设置有对辊破碎机15；

所述的垃圾仓，仓体由上至下分为干燥段、干馏段、气化段和冷却段，干燥段、干馏段、气化段和冷却段彼此之间相通，其中：所述的干燥段的外部设置有加热室I7，所述的干馏段和气化段的外部设置有加热室II 9，所述的冷却段的外部设置有冷却室13；所述的冷却段位于对辊破碎机15的上方。

本发明中，所述的水封槽17，为中空的、开口设计的槽体结构，其底部设置有孔洞，孔洞内穿插有出料管，出料管的输入端与所述的锁风卸料阀相连通、出料管的输出端连接有卸料器；所述的出料管的管体外部与孔洞密封连接，所述的水封槽内盛放有水，水位的高度高于卸料阀的垂直高度。

本发明中，所述的压缩头，连接有压缩机，压缩机安装在料斗的上方；压缩机控制压缩头上升和下降。

本发明中，所述的对辊破碎机15，对辊破碎机的剪切轴作为垃圾仓冷却段的仓底，需要出料时剪切轴转动，把气化后的残渣破碎并排出到卸料阀。

本发明中，所述的干燥段，外壁上开设有出气口I；所述的干馏段，外壁上开设有出气口II；所述的气化段，外壁上开设有出气口III；所述的气化炉，外壁由上至下在对应出气口I、出气口II、出气口III的位置上分别开设蒸汽出口4、裂解气出口8和合成气出口10；所述的出气口I与所述的蒸汽出口4相连通，所述的出气口II与裂解气出口8相连通，所述的出气口III与所述的合成气出口10相连通。

本发明中，所述的蒸汽出口4连接有蒸汽管道，蒸汽管道的末端连接有罗茨泵I，罗茨泵I的出口通过管道与存储蒸汽装置和/或需要蒸汽作为气化剂的装置相连接；所述的裂解气出口8连接有裂解气管道，裂解气管道的末端连接有罗茨泵II，罗茨泵II的出口通过管道与存储裂解气和/或需要裂解气作为加热能源的装置相连接；所述的合成气出口10连接有合成气管道，合成气管道的末端连接有罗茨泵III，罗茨泵III的出口通过管道与发电装置或燃气管网或需要合成气的装置相连接。

本发明中，所述的气化段，外壁上开设有进气口；所述的气化炉，外壁在对应进气口的位置开设有气化剂入口18；所述的进气口与所述的气化剂入口相连通，且气化剂入口位于合成气出口的下方；所述的气化剂入口通过管道与罗茨泵I的出口相连接。

本发明中，所述的蒸汽出口4、裂解气出口8、合成气出口10、气化剂入口18，内部均设置有防堵结构6，防堵结构是嵌在垃圾仓内壁向下开口的槽形结构，槽内分别设置蒸汽收集管、裂解气收集管、合成气收集管和气化剂分配管；防堵结构6作用是收集裂解气或合成气，防止固体堵塞气体管道。

本发明中，所述的加热室II 9，由上至下包括上加热室II和下加热室II，上加热室II为干馏段加热、下加热室II为气化段加热；所述的加热室I 7、上加热室II、下加热室II的结构相同：外壁由上至下设置有出口I和进口I，气化炉的外壁由上至下在对应出口I和进口I的位置上设置有加热气排放口5和加热气进口11；加热能源由加热气进口11进入到加热室I 7、上加热室II、下加热室II中分别为其提供能源，燃烧后产生的气体由加热气排放口排出。

本发明中，所述的冷却室13，外壁由上至下设置有出口II和进口II，气化炉的外壁由上至下在对应出口II和进口II的位置上设置有预热空气出口12和预热空气进口14；冷空气由预热空气进口14进入到冷却室中，受热后产生的热空气由预热空气出口12排出。

本发明装置在使用时配设有发电机或者外接电源，为装置中需要电力的结构提供电源。

本发明首先提供一种利用上述装置进行生活垃圾气化方法，流程图如图1所示：

(1)干燥处理：将生活垃圾在不高于250℃的条件下进行干燥处理4-8小时；干燥处理结束后，生活垃圾经干燥热裂解产生蒸汽和干燥垃圾；干燥垃圾进行干馏处理，蒸汽一部分伴随干燥垃圾进行干馏处理、另一部分直接抽出作为气化剂使用；

(2)干馏处理：步骤(1)中经过干燥处理后得到的干燥垃圾在不高于800℃的条件下进行干馏处理6-10小时；干馏处理结束后，干燥垃圾经过干馏产生裂解气和垃圾焦；一部分混有蒸汽的裂解气抽出作为加热能源使用，另一部分混有蒸汽的裂解气伴随垃圾焦一起进行气化处理；伴随干燥垃圾一起进行干馏处理的部分蒸汽在不高于800℃的条件下保持水蒸气的状态，混有蒸汽裂解气部分抽出后剩余的裂解气(含蒸汽)伴随垃圾焦一起进行气化处理；

(3)气化处理：步骤(2)中裂解气中蒸汽和步骤(1)中直接抽出的蒸汽同时作为气化剂使用，步骤(2)中经过干馏处理后得到垃圾焦和作为气化剂使用的蒸汽在不高于950℃的条件下进行气化反应产生合成气和气化残渣，裂解气在高温下进一步裂解成为合成气的一部分，气化处理得时间为6-10小时；合成气中含有氨气、硫化物等杂质，将合成气抽出进行净化去掉杂质，净化后作为产品气使用，当裂解气满足不了工艺需要时，将部分合成气与步骤(2)中抽出的裂解气一同作为加热能源使用；

(4)冷却处理：步骤(3)中产生的气化残渣，经冷却至室温后排放。

下面结合具体的实施例，对本发明进行阐述：

实施例1：

一种生活垃圾气化装置，主体为气化炉：

气化炉由上至下包括立方体段和四棱锥段，立方体段和四棱锥段此之间相通；所述的立文体段内部设置有多个结构相同的垃圾仓(本实施例中为3个)；所述的四棱锥段的末端设置有卸料阀16，四棱锥段的外部设置有水封槽17，且卸料阀位于水封槽内部；所述的水封槽17，为中空的、开口设计的槽体结构，其底部设置有孔洞，孔洞内穿插有出料管，出料管的输入端与所述的锁风卸料阀相连通、出料管的输出端连接有卸料器；所述的出料管的管体外部与孔洞密封连接，所述的水封槽内盛放有水，水位的高度高于卸料阀的垂直高度；

所述的垃圾仓，为立式的片状长方体结构，多个垃圾仓在水平方向进行排布；所述的垃圾仓，其顶端设置有V形的料斗2，料斗与垃圾仓的内部相通，料斗内配设有能够沿着垃圾仓上下滑动的压缩头1，压缩头连接有压缩机，压缩机安装在料斗的上方；压缩头向下滑行将位于料头内的垃圾压入垃圾仓内；所述的垃圾仓，其末端设置有对辊破碎机15；对辊破碎机的剪切轴作为垃圾仓冷却段的仓底，需要出料时剪切轴转动，把气化后的残渣破碎并排出到卸料阀；

所述的垃圾仓，仓体由上至下分为干燥段、干馏段、气化段和冷却段，干燥段、干馏段、气化段和冷却段彼此之间相通，其中：所述的干燥段的外部设置有加热室I7，所述的干馏段和气化段的外部设置有加热室II 9，所述的冷却段的外部设置有冷却室13；所述的冷却段位于对辊破碎机15的上方；

所述的加热室II 9，由上至下包括上加热室II和下加热室II，上加热室II为干馏段加热、下加热室II为气化段加热；所述的加热室I 7、上加热室II、下加热室II的结构相同：外壁由上至下设置有出口I和进口I，气化炉的外壁由上至下在对应出口I和进口I的位置上设置有加热气排放口5和加热气进口11；加热能源由加热气进口11进入到加热室I 7、上加热室II、下加热室II中分别为其提供能源，燃烧后产生的气体由加热气排放口排出；所述的冷却室13，外壁由上至下设置有出口II和进口II，气化炉的外壁由上至下在对应出口II和进口II的位置上设置有预热空气出口12和预热空气进口14；冷空气由预热空气进口14进入到冷却室中，受热后产生的热空气由预热空气出口12排出；

所述的干燥段，外壁上开设有出气口I；所述的干馏段，外壁上开设有出气口II；所述的气化段，外壁上开设有出气口III；所述的气化炉，外壁由上至下在对应出气口I、出气口II、出气口III的位置上分别开设蒸汽出口4、裂解气出口8和合成气出口10；所述的出气口I与所述的蒸汽出口4相连通，所述的出气口II与裂解气出口8相连通，所述的出气口III与所述的合成气出口10相连通；

所述的蒸汽出口4连接有蒸汽管道，蒸汽管道的末端连接有罗茨泵I，罗茨泵I的出口通过管道与存储蒸汽装置和/或需要蒸汽作为气化剂的装置相连接；所述的裂解气出口8连接有裂解气管道，裂解气管道的末端连接有罗茨泵II，罗茨泵II的出口通过管道与存储裂解气和/或需要裂解气作为加热能源的装置相连接；所述的合成气出口10连接有合成气管道，合成气管道的末端连接有罗茨泵III，罗茨泵III的出口通过管道与发电装置或燃气管网或需要合成气的装置相连接；

所述的气化段，外壁上开设有进气口；所述的气化炉，外壁在对应进气口的位置开设有气化剂入口18；所述的进气口与所述的气化剂入口相连通，且气化剂入口位于合成气出口的下方；所述的气化剂入口通过管道与罗茨泵I的出口相连接；

所述的蒸汽出口4、裂解气出口8、合成气出口10、气化剂入口18，内部均设置有防堵结构6，防堵结构是嵌在垃圾仓内壁向下开口的槽形结构，槽内分别设置蒸汽收集管、裂解气收集管、合成气收集管和气化剂分配管；

本发明装置在使用时配设有发电机或者外接电源，为装置中需要电力的结构提供电源。

实施例2：

一种生活垃圾气化方法，采用实施例1中的装置进行，该装置中3个垃圾仓同时进料，同时进行操作，每个垃圾仓的相同阶段的操作参数都是相同的，本实施例中处理的生活垃圾的含水量30-50％，包括以下步骤：

(1)干燥处理：压缩头1用以将生活垃圾从料斗2中压入垃圾仓3，料斗与垃圾仓之间没有加热装置，其功能是密封作用，根据实际处理量，每天分多次将生活垃圾挤压进垃圾仓中向料斗内投放生活垃圾，各个垃圾仓同时进料，各工艺参数相同。启动压缩头，压缩头1将放置于料斗2中的生活垃圾压送至气化炉的垃圾仓3内，压缩头下降将生活垃圾压送至垃圾仓的干燥段后返回垃圾仓的顶部密封住垃圾仓，打开加热室I 7对干燥段内的生活垃圾进行加热，在250℃的条件下对生活垃圾进行干燥处理6h，生活垃圾经干燥热裂解产生蒸汽和干燥垃圾，一部分蒸汽由蒸汽出口4抽出作为气化剂使用，一部分蒸汽将伴随干燥垃圾一起进入干馏处理；

(2)干馏处理：步骤(1)中的干燥处理结束后，继续向料斗内投放生活垃圾，压缩头将生活垃圾压送至干燥段后返回垃圾仓的顶部密封住垃圾仓、而原干燥段内的产生的干燥垃圾和部分蒸汽则被新投入的生活垃圾挤压至干馏段，干燥段内物料继续重复步骤(1)中的干燥处理；对挤压入干馏段的干燥垃圾进行干馏处理：打开上加热室II对干馏段中的干燥垃圾进行加热，干燥垃圾在650℃的条件下进行干馏处理8h，干燥垃圾经过干馏产生裂解气和垃圾焦，裂解气以CH₄为主，含量少量其它低分子烃烯、焦油、H₂S、NH₃等杂质，可以将部分裂解气可从裂解气出口抽出，用作系统的能源；一部分裂解气和蒸汽由裂解气出口(8)抽出为加热室I和加热室II提供加热能源，另一部分裂解气和蒸汽将伴随垃圾焦进入气化处理；

(3)气化处理：步骤(2)中的干馏处理结束后，继续向料斗内投放生活垃圾，压缩头将生活垃圾压送至干燥段后返回垃圾仓的顶部密封住垃圾仓、原干燥段内的产生的干燥垃圾和部分蒸汽被新投入的生活垃圾挤压至干馏段，原干馏段内的产生垃圾焦和部分裂解气及蒸汽则被干燥垃圾挤压至气化段，干燥段内物料继续重复步骤(1)中的干燥处理，干馏段内的物料继续重复步骤(2)中的干馏处理，对挤压入气化段的垃圾焦进行气化处理：将步骤(1)中由蒸汽出口4抽出的蒸汽再从气化剂入口18送入气化炉段(每个垃圾仓抽出的蒸汽返回自己的垃圾仓作为气化剂使用，也可以输送至其他的垃圾仓作为气化剂使用)，伴随垃圾焦存在蒸汽和步骤(1)中直接抽出的蒸汽同时作为气化剂使用，打开下加热室II对气化段内的垃圾焦进行加热，垃圾焦和作为气化剂使用的蒸汽在900℃的条件下进行气化反应8h产生合成气(CO和H₂称为合成气)和气化残渣；合成气中含有氨气、硫化物等杂质，将合成气由合成气出口10抽出后进入净化系统进行净化，净化后作为产品气用以发电或送入燃气管网使用，当裂解气提供的热量不能满足工艺需要时部分合成气与步骤(2)中抽出的裂解气一同作为燃料为加热室I和加热室II提供加热能源；

(4)冷却处理：步骤(3)中的气化处理结束后，继续向料头内投放生活垃圾，压缩头将生活垃圾压送至干燥段后返回垃圾仓的顶部密封住垃圾仓、原干燥段内的产生干燥垃圾和部分蒸汽被新投入的生活垃圾挤压至干馏段，原干馏段内的产生的垃圾焦和部分裂解气、蒸汽被干燥垃圾挤压至气化段，而原气化段内的产生的气化残渣被垃圾焦挤压至冷却段，干燥段内物料继续重复步骤(1)中的干燥处理，干馏段内的物料继续重复步骤(2)中的干馏处理，气化段内的物料继续重复步骤(3)中的气化处理，对挤压入冷却段的气化残渣进行气化处理：打开冷却室13对冷却段中的气化残渣进行冷却，冷却至室温后，打开冷却段底部的对辊破碎机15，对辊卸料装置将冷却后的气化残渣破碎且出料落入气化炉的底部，打开卸料阀16，破碎的气化残渣经过管道由卸料器出料排出；继续向料斗投放生活垃圾从而形成循环的生产过程。

经过检测，步骤(2)中收集到的裂解气主要成分为氢气约40％～60％)、甲烷(20％～30％)，一氧化碳(5％～10％)，和氮气(5％～10％)，其余为非烷烃、二氧化碳、氧气，以及部分杂质；步骤(3)中收集到的合成气的主要成分为氢气(40％-60％)、一氧化碳(25％～40％)，和氮气(5％～10％)，二氧化碳(5％～10％)。

实施例3：

一种生活垃圾气化方法，采用实施例1中的装置进行，A、B、C全部一次性进料，但各个垃圾仓处于不同的阶段，采用不同的工艺参数(相同阶段的工艺参数相)。运行一段时间后，A垃圾仓处于干燥阶段，B垃圾仓处于裂解阶段，C垃圾仓处于气化阶段。

本实施例中3个垃圾仓，从左至右依次命名为A仓、B仓和C仓：

(1)先向C仓中投放生活垃圾，压缩头将生活垃圾押送至垃圾仓干燥段、干馏段和气化段中，打开加热室I和加热室II，在250℃的条件下生活垃圾进行干燥处理，干燥处理的时6小时，此时C仓整体只进行干燥处理，从蒸汽出口抽出的蒸汽暂时待用；

(2)C仓干燥处理结束时，向B仓的干燥段、干馏段和气化段中同样投放生活垃圾；接下来提高C仓的温度，在650℃的条件下进行干馏处理，干馏处理的时间8小时，干馏处理产生的裂解气从C仓的裂解气出口抽出后为加热室I和加热室II提供加热能源；同时打开B仓的加热室I和加热室II，B仓按照步骤(1)参数进行干燥处理，干燥处理结束后产生的蒸汽从B仓的蒸汽出口抽出的蒸汽暂时待用；

(3)C仓干馏处理结束时，向A仓的干燥段、干馏段和气化段中同样投放生活垃圾；接下来继续提高C仓的温度，在850℃的条件下进行气化处理，气化处理的时间为8小时，此时C仓处于气化阶段，气化处理产生的合成气从C仓的合成气出口抽出后送入净化系统；同时提高B仓的温度，B仓按照步骤(2)参数进行干馏处理，此时B仓处于裂解阶段，产生的裂解气从B仓的裂解气出口抽出后为加热室I和加热室II提供加热能源；同时打开A仓的加热室I和加热室II，A仓按照步骤(1)参数进行干燥处理，此时A仓处于干燥阶段，也就是说，此时三个仓在同一时刻处于不同的反应阶段(A垃圾仓处于干燥阶段，B垃圾仓处于裂解阶段，C垃圾仓处于气化阶段)；A仓在干燥阶段产生的蒸汽从A仓的蒸汽出口抽出后从C仓的气化剂入口进入C仓，为C仓提供气化剂；

(4)C仓气化处理结束后进行冷却处理，冷却处理结束后出料，出料结束后进料，并且新进的生活垃圾按照步骤(1)的操作进行干燥处理；在C仓进行上述冷却、进料、出料和干燥处理时提高A仓的温度，A仓按照步骤(2)的参数进行干馏处理，使A仓处于裂解阶段，产生的裂解气从A仓的裂解气出口抽出后为加热室I和加热室II提供加热能源；同时提高B仓的温度，B仓按照步骤(3)的参数进行气化处理，使B仓处于气化阶段，B仓所需要的蒸汽来源于步骤(1)C仓抽出的蒸汽和此时C仓新的生活垃圾进行干燥处理时抽出的蒸汽；

(5)B仓气化处理结束后进行冷却处理，冷却处理结束后出料，出料结束后进料，并且新进的生活垃圾按照步骤(1)的操作进行干燥处理；在B仓进行上述冷却、进料、出料和干燥处理时提高C仓的温度，使C仓处于裂解阶段；同时提高A仓的温度，使A仓处于气化阶段，A仓所需要的蒸汽来源于步骤(2)B仓抽出的蒸汽和此时B仓的生活垃圾进行干燥处理时抽出的蒸汽；

如此的通过以上三个循环，完成了干燥、裂解和气化三个流程，称之为序批式生产工艺，裂解气和合成气可以分开收集，其中裂解气用作本工艺能源，气体中的焦油、H2S等通过燃烧转化为CO2、H2O等无污染气体，或易于处理的SO2等成分，降低了生产成本。所收集的合成气杂质较少，净化成本大大降低。

上述实例只是为说明本发明的技术构思以及技术特点，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。