[发明专利]一种可用于危险废物处理的集成高温气化装置

说明书

本发明公开了一种可用于危险废物处理的集成高温气化装置，包括螺旋进料机（2）、回转窑、燃烧室（7）、螺旋出渣机（14）、进气管组（9）；燃烧室（7）竖直设置，燃烧室（7）下端通过卸灰阀（13）连接所述螺旋出渣机（14），回转窑水平设置，回转窑后端密封连接在燃烧室（7）内，回转窑后端底部设有出料口（8），回转窑前端伸出燃烧室（7）外，回转窑前端设置螺旋进料机（2），燃烧室（7）下部连接所述进气管组（9）。本发明将回转窑后段置于燃烧室内，构成了气化反应的高温还原段，解决了现有技术中回转窑气化效率低的问题，通过窑内及燃烧室内气体及温度检测装置，在燃烧室底部进行补气设计，优化燃烧室内的温度分布及气体组分分布等，从而提高碳转化率。

技术领域

本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种用于危险废物处理的集成高温气化装置。

背景技术

危险废物处理通常采用高温焚烧的方式以达到有害危险物质的彻底分解，采用的技术是回转窑加二燃室，通过回收部分热量达到节能与环保共赢。

气化是含碳原料在欠氧环境下的非完全燃烧，生产可燃的合成气，合成气可直接用于燃烧，或经净化后用于发电，或生产甲烷、氢气，或进一步合成甲醇或烯烃。

气化技术具有传统焚烧处理不具备的优势如下：

1、原料来源广泛：如各种危险废弃物、废料、淤泥等，增加了这些资源的经济价值，降低了危废处理成本；

2、产品的灵活性：气化合成气可以转变成多种高附加值产品，可用于发电、产汽、合成油、基础化学原料、氢气等，企业可根据实际情况进行选择，做到经济效益最大化。

3、近零排放：气化技术可以适用当前最严格的环保要求，具有极低的NO_x 排放、SO₂排放、粉尘排放、重金属污染等。

4、效率高：气化技术可与先进发电技术联合，效率更高，单位价值更高，效率可由40%提高到60%。

除去发电和产汽用途，各种气化过程最核心的主线就是尽可能多的将原料化学能转化为产品化学能，这就要求尽量控制反应过程中的燃烧放热，使热量在反应过程中得到充分利用，提高碳转化率，提高CO、H₂、CH₄的产率等。

气化过程中，含碳废弃物经过烘干、干馏、热解、炭化、焦炭气化及完全燃烧等几个不同的阶段，合成气产品主要包括CH4、CO、H2、H2O、焦油等物质。

典型的气化过程有多段耦合气化、流化床气化、气流床气化、固定床气化、旋转窑炉气化等，各具特点，其中旋转窑炉气化与其他气化类型相比，具有适应任何规格类型燃料、制造运行费用低等优势，但由于以往的技术难于控制反应进程，使该炉型不能深度气化，未能大范围推广使用。

美国US 20130119315A1的专利（GAS DISTRIBUTOR FOR A ROTARY KILN）设计了一种旋转空气分配器，能有效提高了原料与空气的混合，提高了碳转化率，氧气分配喷嘴以不同的角度沿长度和周向进行布置，并在主轴内配有活塞调节装置，使氧气可以分布到需要的位置，不需要的位置也不让氧气进入。

以上各种技术改进均是围绕着优化空气分配进行的，或者通过优化空气分配满足各段反应的需求，或者通过搅动物料促进气固相的传热传质。但都还存在着各种不足，旋转空气分配器在一定程度上优化了空气分配，但与主床层物料的混合仍不够充分，还是优先与气相空间组分发生反应，提升碳转化率不足，且又额外增加了旋转部件，使密封问题更加突出。耐火材料上嵌入金属分配通道的空气分配技术也在一定程度上促进了混合，但由于壳体的旋转，较大比例的空气仍然是先进入气相空间并与气相组分混合反应。壳体上安装物料搅拌提升装置有效促进了物料的混合，但仍面临窑头窑尾密封的问题。

发明内容