一種高溫等離子垃圾氣化裂解爐的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于垃圾處理設備，具體涉及一種高溫等離子垃圾氣化裂解爐。
【背景技術】
[0002]我國人口 13億多，垃圾產量52萬噸/天，人均產量1.02公斤/天，各大中小城市都不同程度地出現垃圾圍城現象。目前處理城市垃圾仍然是以衛生填埋為主，堆肥與焚燒為輔，填埋和堆肥需要占用大量土地及空間，同時污染當地環境及地下水，被公認為是垃圾處理的最后的選擇。而垃圾焚燒能一定程度上實現減量化和無害化的處理，則由于其潛在的二次污染(如會產生二惡英、重金屬)而遭到公眾的質疑。
[0003]美國西屋公司早在20世紀60年代就開始為美國航天局建造等離子炬，用于阿波羅太空計劃中的航空飛船的外殼材料在5500°C下的測試。在90年代末，第一個中試規模的等離子氣化項目在日本建成，主要用于將生活垃圾、污水污泥，以及廢舊汽車粉碎后的殘留物轉化成新能源。
[0004]近些年來，一些公司(如AlterNRG公司)在中國上海、武漢、貴州等地積極推進建設商業化規模的等離子體垃圾處理項目，上海、武漢垃圾處理項目已處于調試建設中。
[0005]80年代后期我國引進國外技術進行了一些等離子研宄試驗。隨著不斷的發展及改進，目前國內等離子點火裝置基本上都是利用直流電流在空氣介質氣壓0.005?0.02MPa的條件下接觸引弧，在強磁場控制下獲得350kW以下的直流空氣等離子體，等離子體隨著功率的不同，電弧后形成的中心溫度也各有不同，350kW功率可產生T > 5500°C的局部中心高溫區，溫度梯度由內向外逐步減弱，電弧長度最長達400mm，主要應用在電站鍋爐煤粉點火上，通過商家不斷改進優化等離子體煤粉點火在技術上、性能上基本達到成熟狀態。但應用于垃圾氣化裂化爐及其工藝上國內暫無。
【發明內容】
[0006]發明目的:為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種用等離子發生器高熱密度及高溫電弧將垃圾氣化裂解產生合成氣，提供熱能、蒸汽發電等，煉制多種可燃油和氣體，排出的灰渣形成一種玻璃狀產物的垃圾氣化裂解爐。
[0007]技術方案:為解決上述技術問題，本發明提供的其包括控制柜、爐本體、設在爐本體一側的給料系統，設在爐本體底端的落料系統以及設在爐本體一側的出氣口 ；所述爐本體下端設有一組等離子發生器，設在離子發生器上端并與爐本體中心垂直線呈一定夾角的一組旋轉噴嘴(3)，在爐本體外側分別設有一組溫度熱電偶及氧量檢測器(19)，所述控制柜分別與溫度熱電偶、氧量檢測器、等離子發生器、落料系統以及旋轉噴嘴連通，控制柜通過內部程序控制旋轉噴嘴和等離子發生器。所述控制柜的內部程序為:
O當控制柜接受到溫度熱電偶III的最低溫度檢測為< 1500°C，開啟所有的等離子發生器，當溫度為1600°C，停運一個等離子發生器，當溫度為1650°C，停運兩個等離子發生器，每隔50°C停掉一個等離子發生器，依次類推； 2)控制柜根據爐內垃圾燃燒種類設定爐內氧含量闕值，當爐內氧含量高于此闕值時，減少旋噴嘴數量或者降低旋風噴嘴輸入端壓力；
3)控制柜設定落渣閥落料承重闕值，啟動落渣閥I時，廢渣就落到落渣閥II上，此時落渣閥II處于關閉狀態，當落渣閥II達到設定承重闕值時，落渣閥I關閉后再啟動落渣閥II，廢渣落出，不落渣兩道閥門處關閉狀態。
[0008]進一步地，所述等離子發生器可安裝2個或多個，安裝2個時形成對稱結構，多個安裝時形成均布對心噴射結構，安裝角度向上傾斜，等離子電弧火苗可基于接近。由于氣化爐內溫度分布不同，有機垃圾進入氣化爐在落料管附件氣化，較難氣化的垃圾在下落過程中隨著溫升氣化，對應更難氣化的垃圾如鐵肩、玻璃等，落入到高溫區在缺氧的情況下氣化裂解，直到最后燒毀熔溶。
[0009]進一步地，所述旋風噴嘴可安裝4個、6個或更多，形成均布形式一組，安裝時不正對爐體中心，與爐體中心成一定的夾角，同時向上有所傾斜。空氣風進入爐膛形成一組向上傾斜并繞中心旋轉的旋流風。一是給垃圾氣化過程中補氧，氣化裂解產生CO和H2，二是讓落下的垃圾形成旋流狀態，輕質垃圾形成懸浮狀，降低垃圾下降速度。
[0010]進一步地，所述給料系統包括垃圾料倉、與垃圾料倉相連的下料管、設在垃圾料倉與下料管之間的給料機、盲板法蘭設在下料管端部，下料管且有一定的斜度。經粉碎干燥過的垃圾由給料機控制給料，垃圾落到下料管后經斜坡落入到爐內。盲板法蘭起密封作用，停爐時拆開盲法蘭可清洗檢修通道道。
[0011]進一步地，所述防爆門的盲板用薄鋁板制作，以免氣化爐升壓突然無處釋放起到泄壓安全作用，防爆門在停爐時可以打開，可做人孔用，方便氣化爐檢修。
[0012]進一步地，所述溫度熱電偶1、溫度熱電偶I1、溫度熱電偶II分別用來檢測爐內各段溫度，控制爐內溫度，根據設定溫度要求可增加或減少等離子投入工作的數量。進一步地，所述落料系統包括落渣口、以及分別設在落渣口的落渣閥I和落渣閥II，需要排渣時，兩道落渣門交替開啟，落渣過程中始終有一門處關閉狀態保持密封。
[0013]進一步地，所述爐本體外側分別設有一溫度表和壓力表。
[0014]進一步地，所述爐本體上設有一爐體支撐腳。
[0015]進一步地，所述爐本體內外側涂有一層耐火材料。
[0016]本發明中，高溫等離子對垃圾進行氣化裂解，從垃圾中提取可回收的物品和轉換簡單碳基和氫氣的合成氣，也可以直接參與燃燒或用于提煉成更高等級的燃料和化學品。氣化裂化爐排出的合成氣經過冷卻可接收儲存起來，可直接參與熱風爐、蒸汽鍋爐燃燒提供熱風、產生蒸汽或發電等，也可用來提煉可燃氣體、乙醇、丙醇、柴油、重油等化學品，從落渣門排出的灰渣冷卻后是一種玻璃狀物質，由于其緊密的結構，非常適合作為建筑材料和防火材料使用。利用等離子氣化技術將城市固體廢棄物轉化為能源是一項新技術，具有很大的潛力。
[0017]有益效果:本發明相對于現有技術而言具有以下優點:
本發明采用高溫等離子體能發出大于5500°C的電弧溫度，利用等離子發生器高熱密度及高溫電弧加熱氣化裂解爐到1500°C以上，甚至更高溫度將垃圾氣化裂解產生合成氣，提供熱能，煉制多種燃油和可燃氣體，適應于任何固體廢棄垃圾，如廢塑料、廢輪胎橡膠、廢金屬件、碎玻璃、醫療廢棄物等危險品的處理，所排出的灰渣形成一種玻璃狀產物，實現真正的垃圾無害化處理，無二噁英、重金屬等有毒物質產生。所有垃圾氣化裂解產生的合成氣從出氣口排出，經過冷卻可接收儲存起來，可直接參與熱風爐、蒸汽鍋爐燃燒提供熱風、產生蒸汽或發電等，也可用來提煉可燃氣體、乙醇、丙醇、柴油、重油等化學品。從落渣門排出的灰渣冷卻后是一種玻璃狀物質，通過其它工藝可分離出貴重金屬材料，其灰渣由于其緊密組織結構，非常適合作為建筑材料使用。本發明對在環保能源等方面具有重大經濟社會價值。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明的結構示意圖。
[0019]圖2是本發明中的150KW等離子電弧尺寸溫度圖。
[0020]圖3是本發明中氣化爐溫度控制簡圖。
[0021]圖4是本發明中落渣閥控制邏輯圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0023]如圖1所示，一種高溫等離子垃圾氣化裂解爐，包括控制柜、爐本體2、設在爐本體2 —側的給料系統、設在爐本體底端的落料系統以及設在爐本體一側的出氣口 7 ;所述爐本體下端設有一組等離子發生器4，設在離子發生器4上端并與爐本體中心垂直線呈一定夾角的一組旋轉噴嘴3，在爐本體外側分別設有一組溫度熱電偶及氧量檢測儀19。所述控制柜分別與溫度熱電偶、氧量檢測器19、等離子發生器4、落料系統以及旋轉噴嘴3連通，控制柜通過內部程序控制旋轉噴嘴3和等離子發生器4。
[0024]給料系統的部件垃圾料倉1、下料管5、給料機6、盲板法蘭18連接為一個整體，垃圾料倉I高于氣化裂解爐，給料機6連接垃圾料倉I和下料管5，下料管5傾斜連接在爐本體2上部，上所述的連接采用鋼板、管道焊接方式，盲板法蘭18連接在下料管5左端面，連接方式采用盲法蘭中間加