[发明专利]一种卧式水冷壁式等离子体气化炉

说明书

本发明公开了一种卧式水冷壁式等离子体气化炉，气化炉为卧式结构，炉膛分为三段，从进料端至出口端方向依次为热解气化段、二次燃烧段、合成气重整段；气化炉进料侧的顶端偏心布置一根等离子炬；热解气化段与进料系统相连；二次燃烧段与热解气化段衔接位置布设补风口，补风口为切向进气；气化炉合成气重整段末端设合成气出口。本发明气化炉为卧式结构，内壁设置三段式水冷壁，保护整个炉膛，无需设置耐火层，大幅降低气化炉造价；不用考虑快速升温对耐火材料寿命的影响，可快速启炉投料运行。

技术领域

本发明属于气化炉领域，涉及一种等离子体气化炉，特别涉及一种卧式水冷壁式等离子体气化炉。

背景技术

等离子气化技术最早起源于20世纪60年代，美国NASA用其进行材料的抗热实验，70年代开始用于冶金和材料热处理行业，80年代开始处理医学等固体废弃物，近年来开始尝试用于处理城市和工业垃圾。不同于传统的垃圾焚烧方式，等离子气化技术几乎可将垃圾100％转化为可回收的副产品，其中的有机物转化为洁净燃气(主要是CO和H2)，可以直接燃烧或用于提炼成更高等级的燃料和化学品，而无机物熔融产生的无害的玻璃态熔渣冷却后可用作建筑材料，从而实现真正的垃圾无害化处理和资源化应用，是垃圾焚烧最具潜力的一种替代技术。随着等离子发生器技术的不断完善(寿命长、运行稳定)和等离子体自耗电的不断下降，利用等离子气化技术将我国城市和工业垃圾转化为能源的时机已经成熟。

现有等离子体气化炉，多为立式结构，炉膛内壁由耐火材料砌筑而成，由于耐火材料价格昂贵，导致气化炉造价较高，同时因耐火材料密度较大，导致气化炉设备本体较重，不易运输、挪动。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供一种卧式水冷壁式等离子体气化炉，该等离子体气化炉特点：气化炉内壁设有三段式水冷壁，无需设置耐火层，大幅降低气化炉造价；不用考虑快速升温对耐火材料寿命的影响，可快速启炉投料运行。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种卧式水冷壁式等离子体气化炉，包括炉体，所述炉体为卧式结构，在炉体的两端分别为进料端和出口端，从进料端至出口端之间依次为相互连通的热解气化段、二次燃烧段和合成气重整段；在进料端的端面偏心布置一个与炉体中心轴线平行的等离子体炬；

在所述进料端设有进料口，在所述出口端设有合成气出口；在热解气化段与二次燃烧段连接处的炉壁外周向套有密封补风筒，在补风筒上开设有补风口，补风口为切向进气；在补风筒对应的炉壁上设有贯通炉壁的进风孔；

所述热解气化段、二次燃烧段和合成气重整段对应的炉壁均为水冷壁，且三段水冷壁之间不连通；

在每段水冷壁上均设有冷却水进水口和冷却水出水口，且每段水冷壁上的冷却水进水口比冷却水出水口更靠近出口端。

本发明还包括如下技术特征：

具体的，所述进料端对应的炉壁为圆筒形结构，且所述进料口设在进料端的侧壁上，进料口的中心轴线与进料端的中心轴线垂直但不相交；进料口直接连通至炉体内；

所述热解气化段对应的炉壁包括连接进料端的圆筒形的前段和连接二次燃烧段的锥形扩口状的后段；所述二次燃烧段对应的炉壁为圆筒形结构；所述合成气重整段对应的炉壁包括连接二次燃烧段的圆筒形的前段和锥形缩口状的后段。

具体的，在所述合成气重整段的锥形缩口状的后段对应的炉壁的端面上设有所述合成气出口，合成气出口的中心轴线与炉体的中心轴线平行。

具体的，所述水冷壁包括水冷壁内层、水冷壁外层以及位于水冷壁内层和水冷壁外层之间的中间层，在中间层上设有螺旋冷却叶片。

本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：