一種豎式無砂噴流炭化爐制造技術

本實用新型專利技術涉及環保領域，公開了一種豎式無砂噴流炭化爐，爐身為圓柱形、爐底為錐形，爐內壁襯有耐火材料，整體密封設置；炭化爐從下至上分為不燃區、精煉區和二次燃燒區；本裝置啟動采用點火燃燒器點火，加熱并引燃有機廢物，在精煉區將有機廢物燃燒并進行炭化，可燃氣體進入的二次燃燒區，進行完全燃燒，防止二惡英的發生，排氣出口與熱交換機連接；換熱后冷卻后的排氣經除塵器進行凈化，換熱后的熱空氣進入炭化爐，實施無外加燃料的炭化模式。本實用新型專利技術的優點在于：結構簡單、占地面積小、造價低、能耗低，炭化物孔隙率大、表面活性強，燃燒完全防止二惡英的發生。

【技術實現步驟摘要】
一種豎式無砂噴流炭化爐
本技術屬于高溫炭化爐領域，具體涉及一種豎式無砂噴流炭化爐。
技術介紹
現有的炭化爐生產廠家大部分都提倡間接加熱炭化爐、無砂/有砂噴流直接加熱焚燒爐和多段式炭化爐，如：CN201520999452.5一種有機質炭化系統、CN201520998710.8一種有機質炭化爐，其專利文獻均提及一種外加燃料的間接加熱炭化爐或者利用外加燃料的干燥爐來提供熱能的炭化爐，不僅燃料費用高，同時由于采用間隙加熱，其炭化過程中可燃氣體的釋放不充分、爐內溫度無法達到800℃以上，因此炭化產物活性差，無法滿足水處理凈化劑的使用要求，還存在炭化尾氣含有二噁英等環境問題；另外有砂焚燒系統的缺點，首先有砂相對無砂進氣能耗高，其次只要是焚燒就會產生飛灰，出來的固態物質不能資源化利用，仍屬于固態廢棄物，處置問題無法徹底解決。
技術實現思路
為克服上述技術問題，本技術提供了一種豎式無砂噴流炭化爐。為達到上述目的，本技術是通過以下的技術方案來實現的。一種豎式無砂噴流炭化爐，爐身為圓柱形、爐底為錐形，爐內壁襯有耐火材料，整體密封設置；炭化爐從下至上分為不燃區、精煉區和二次燃燒區；所述不燃區設置在爐底，不燃區設有炭化物出口(k)、第一循環排氣進口(i)和螺旋布氣器(5)；螺旋布氣器(5)設在錐形最低處，炭化物出口(k)由錐形直徑最大處垂直向下引出，第一循環排氣進口(i)設在錐形中部與炭化物出口位置相對；所述精煉區在爐身下部，在精煉區爐壁上安裝有點火燃燒器(2)、有機廢棄物噴射口、一次空氣噴口(l)、第二循環排氣進口(g)；點火燃燒器(2)與第二循環排氣進口(g)以爐身中心線對稱設置，有機廢棄物噴射口(f/h)分為兩個，分別為有機廢棄物上噴射口(f)和有機廢棄物下噴射口(h)，分別位于第二循環排氣進口(g)的上方與下方，一次空氣噴口(l)位于點火燃燒器(2)上方；所述二次燃燒區在爐身上部，在二次燃燒區爐壁上安裝有二次空氣噴口(d/e)、排氣出口(a)、第三循環排氣進口(c)；排氣出口(a)設在二次燃燒區頂部，二次空氣噴口(d/e)設在二次燃燒區中部；所述排氣出口(a)連接引風機，引風機出口分為兩路，一路與換熱器連接，換熱器加熱后的新鮮空氣分別與一次空氣噴口(l)、二次空氣噴口(d/e)、螺旋布氣器(5)連接；另一路分別與第一循環排氣進口(i)、第二循環排氣進口(g)、第三循環排氣進口(c)、螺旋布氣器(5)連接。本裝置啟動采用點火燃燒器在一次空氣噴口供應空氣的條件下點火，加熱并引燃有機廢物，利用一次燃燒在精煉區將有機廢物進行一部分燃燒，利用燃燒產生的熱進行炭化，此燃燒包含固體燃燒和氣化燃燒的混合燃燒，待整個系統二次燃燒熱回收循環正常運行則關閉燃燒器，實施無外加燃料的炭化模式。固體燃燒后落入不燃區，因不供應或少量供應空氣而缺氧，有機廢棄物燃燒被熄滅冷卻至著火溫度之下，通過氣蒸賦活，將污泥顆粒發泡變成孔隙率大、表面活性強的炭化物。在精煉區沒有被燃燒的可燃氣體進入上部的二次燃燒區，與二次供給空氣進行完全燃燒，排氣溫度800℃以上，防止二惡英的發生。二次燃燒區的排氣出口與熱交換機(氣流熱交換機、水冷熱交換機，可以單獨使用或者串聯使用)連接；熱交換機換熱后的排氣在引風機作用下，經過布袋除塵器對飛灰進行回收凈化；將未經過換熱和除塵的爐排氣通過第一循環排氣進口(i)、第二循環排氣進口(g)、第三循環排氣進口(c)、螺旋布氣器(5)直接通入爐內進行循環。新鮮空氣經熱交換加熱后少量通過螺旋布氣器(5)進入爐內，大部分通過一次空氣噴口(l)、二次空氣噴口(d/e)進入，可以維持爐內溫度，從而實現無外加燃料的可能。進一步地所述炭化物出口設有設有冷卻器(6)和螺旋輸送設備(4)。確保輸出的炭化物溫度<45℃。進一步地所述螺旋布氣器(5)內設有中空軸，在中空軸上設有螺旋葉片，在中空軸上設有多個噴氣口，噴氣口設在兩螺旋葉片之間且靠近上葉片位置，噴氣口開口水平向下，中空軸底部設有氣體螺旋進口(j)。氣體經氣體螺旋進口(j)進入，在螺旋葉片引流作用下確保氣流高速螺旋，且噴氣在螺旋葉片之下，由葉片遮擋上面污泥跌落，防止炭化物將排氣口堵塞。進一步地所述有機廢棄物噴射口偏心設置，在機廢棄物噴射口外設有物料吹送裝置。采用螺旋輸送模式進行連續向爐內添加固體物料，該進料方式存在物料分散不均勻弊端，存在消耗更多的循環風機能耗問題。采用螺旋輸送結合管道空氣吹送，經過有機廢棄物噴射口偏心旋轉吹入爐內，使得有機廢棄物顆粒隨著氣流旋轉懸浮流動，在此省去了常規焚燒爐中使用的砂，這樣的優化設計確保有機廢棄物均勻燃燒，杜絕了局部高溫熱點發生，在供應空氣的同時保持高溫并提高碳化狀態，而且使得循環氣流進入的阻力變小，從而大幅節省了能耗。進一步地所述精煉區與不燃區體積比為＝1∶0.5～1。進一步地所述二次空氣噴口有多個，分為上下兩層設置，層間距為250～500mm，每層設置3～6個二次空氣噴口；二次空氣噴口在垂直方向傾斜向下，在水平方向與爐身半徑呈10°～30°夾角。可以促進可燃氣體與二次供給空氣在爐內有效混合，完全燃燒至溫度800℃以上，防止二惡英的發生。進一步地在所述不燃區設有排氣循環噴流壓力計，在所述精煉區設有爐下溫度計，在所述二次燃燒區設有爐上部溫度計、爐內壓力計，排氣出口設有尾氣O2檢測計。進一步地還設有自動控制裝置，PLC自動控制裝置與排氣循環噴流壓力計、爐下溫度計、爐上部溫度計、尾氣O2檢測計、爐內壓力計通過信號線連接，PLC自動控制裝置與水冷螺旋輸送設備、物料吹送裝置、第一循環排氣進口(i)、第二循環排氣進口(g)、第三循環排氣進口(c)、氣體螺旋進口(j)、點火燃燒器(2)、二次空氣噴口(d/e)、一次空氣噴口(l)。采用全自動控制，其具體步驟為：1)爐底炭化物的輸出量可以通過底部排氣循環噴流壓力計(b3)來控制，如壓力顯示大則表明爐內炭化物積聚，則加大螺旋輸出轉速，因此由螺旋輸出炭化物來維持爐底部進氣壓力；2)通過變頻控制調節閥門開度來控制有機廢棄物的輸入量；3)通過爐上部溫度計(b1)檢測爐內燃燒區溫度來控制循環氣供應量，如溫度<800oC，則確保循環氣噴口流速前提下，調小氣量閥門，在啟動初期還可以控制點火燃燒器的燃料閥門；4)通過尾氣O2檢測計(b2)控制二次空氣供應量，如氧氣濃度超過限值，則確保噴口流速前提下，調節二次空氣噴口氣量閥門；5)爐內壓力計(b4)與接在排氣出口后方的引風機實施聯動控制，爐內壓力超過限值，則改變引風機轉速，從而控制爐內氣體的最佳排出量工作狀態；6)通過爐下溫度計(b5)控制一次空氣供應量，如果精煉區溫度<650oC，則在確保一次空氣噴口流速前提下，調大一次空氣噴口氣量閥門。有益效果：與現有技術相比，本技術的優點在于：采用直接接觸炭化方式，不需要額外的外加燃料(啟動點火除外)，解決了常規臥式間接炭化爐高溫炭化能耗高、炭化物活性低無法作為高性價比的水處理凈化材料等技術瓶頸，具有結構簡單、占地面積小、造價低、可連續運本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種豎式無砂噴流炭化爐，其特征在于，爐身為筒形、爐底為錐形，爐內壁襯有耐火材料，整體密封設置；炭化爐從下至上分為不燃區、精煉區和二次燃燒區；/n所述不燃區設置在爐底，不燃區設有炭化物出口(k)、第一循環排氣進口(i)和螺旋布氣器(5)；螺旋布氣器(5)設在錐形最低處，炭化物出口(k)由錐形直徑最大處垂直向下引出，第一循環排氣進口(i)設在錐形中部與炭化物出口位置相對；/n所述精煉區在爐身下部，在精煉區爐壁上安裝有點火燃燒器(2)、有機廢棄物噴射口、一次空氣噴口(I)、第二循環排氣進口(g)；點火燃燒器(2)與第二循環排氣進口(g)以爐身中心線對稱設置，有機廢棄物噴射口(f/h)分為兩個，分別為有機廢棄物上噴射口(f)和有機廢棄物下噴射口(h)，分別位于第二循環排氣進口(g)的上方與下方，一次空氣噴口(I)位于點火燃燒器(2)上方；/n所述二次燃燒區在爐身上部，在二次燃燒區爐壁上安裝有二次空氣噴口(d/e)、排氣出口(a)、第三循環排氣進口(c)；排氣出口(a)設在二次燃燒區頂部，二次空氣噴口(d/e)設在二次燃燒區中部；/n所述排氣出口(a)連接引風機，引風機出口后分為兩路，一路與換熱器連接，換熱器加熱后的新鮮空氣分別與一次空氣噴口(I)、二次空氣噴口(d/e)、螺旋布氣器(5)連接；另一路分別與第一循環排氣進口(i)、第二循環排氣進口(g)、第三循環排氣進口(c)、螺旋布氣器(5)連接。/n...

【技術特征摘要】
1.一種豎式無砂噴流炭化爐，其特征在于，爐身為筒形、爐底為錐形，爐內壁襯有耐火材料，整體密封設置；炭化爐從下至上分為不燃區、精煉區和二次燃燒區；
所述不燃區設置在爐底，不燃區設有炭化物出口(k)、第一循環排氣進口(i)和螺旋布氣器(5)；螺旋布氣器(5)設在錐形最低處，炭化物出口(k)由錐形直徑最大處垂直向下引出，第一循環排氣進口(i)設在錐形中部與炭化物出口位置相對；
所述精煉區在爐身下部，在精煉區爐壁上安裝有點火燃燒器(2)、有機廢棄物噴射口、一次空氣噴口(I)、第二循環排氣進口(g)；點火燃燒器(2)與第二循環排氣進口(g)以爐身中心線對稱設置，有機廢棄物噴射口(f/h)分為兩個，分別為有機廢棄物上噴射口(f)和有機廢棄物下噴射口(h)，分別位于第二循環排氣進口(g)的上方與下方，一次空氣噴口(I)位于點火燃燒器(2)上方；
所述二次燃燒區在爐身上部，在二次燃燒區爐壁上安裝有二次空氣噴口(d/e)、排氣出口(a)、第三循環排氣進口(c)；排氣出口(a)設在二次燃燒區頂部，二次空氣噴口(d/e)設在二次燃燒區中部；
所述排氣出口(a)連接引風機，引風機出口后分為兩路，一路與換熱器連接，換熱器加熱后的新鮮空氣分別與一次空氣噴口(I)、二次空氣噴口(d/e)、螺旋布氣器(5)連接；另一路分別與第一循環排氣進口(i)、第二循環排氣進口(g)、第三循環排氣進口(c)、螺旋布氣器(5)連接。


2.根據權利要求1所述的一種豎式無砂噴流炭化爐，其特征在于，所述炭化物出口(k)設有冷卻器(6)和螺旋輸送設備(4)。


3.根據權利要求1所述的一種豎式無砂噴流炭化爐，其特征在于，所述螺...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳智仁，徐暢，蔣素英，劉志剛，澤井正和，
申請(專利權)人：艾特克控股集團股份有限公司，江蘇大學，
類型：新型
國別省市：江蘇;32