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申请/专利权人：陈曙平

摘要：本发明公开一种将城市生活垃圾和工业有机固体垃圾直接气化为低温洁净燃气，灰渣缩减为玻璃固熔体建材，重金属富集回收为有价金属的垃圾升华燃气炉，它包括有密闭加料箱、上下炉体、炉底缸池、液压推料长杆组、燃气回流装置、液压控制台七个部分。工作过程如下：垃圾由炉顶加料箱间歇密闭加入炉内，与吹入空气和回流燃气，在炉底燃烧，在不添加辅助燃料的情况下形成1300‑1500℃的高温状态，气化垃圾熔化残渣；高温气体上升经还原、热解、吸附、过滤转化为温度≤120℃的洁净优质燃气，由炉中部输出；高温熔渣流入炉底缸池与辅助材料共熔形成残渣液，沉淀分离为玻璃固熔体建材，贵重金属富集池底回收。本发明具有结构简单、操作简便、能耗更低、环境影响更小，单位生产能力大等特点。

主权项：1.一种垃圾升华燃气炉，本体为矩形、椭圆形或圆形横截面的立式结构，其特征在于：包括密闭加料箱、上炉体、下炉体、炉底缸池、液压推料长杆组、燃气回流装置、液压控制台七个部分，上炉体为钢箱体，上炉体上部配置有密闭加料箱、推料杆液压缸和回流燃气出口，上炉体下部插入下炉体构成一定的空框便于汇集燃气，下炉体上部为张开锥形箱体，下炉体上部设置有主燃气出口，主燃气出口与空框侧壁连通，下炉体中部为钢箱体，下炉体下部为双层水冷夹套收缩锥形箱体，并配有空气分布管和燃气回流分布管，下炉体下部对接于炉底缸池上，液压推料长杆组包括多个液压缸，其中每个液压缸配接推料杆，推料杆附有朝下张开的棘爪，棘爪固定或活动设置在推料杆上，推料杆由炉顶插入下炉体中部。

全文数据：垃圾升华燃气炉技术领域本发明涉及固体废物环境治理领域中的一种垃圾处理设施，具体是指将城市生活垃圾和工业有机固体垃圾直接气化为低温洁净燃气，灰渣缩减为玻璃固熔体建材，重金属富集回收为有价金属的垃圾升华燃气炉。背景技术随着城市化进程的加速，城市垃圾成数量级增长，而垃圾处理技术和设施略显滞后，主要还是采取焚烧方式和填埋方式治理。我国垃圾焚烧设施多数还是引进或仿制或改进国外炉排式焚烧炉，焚化温度局限在1000℃左右，炉膛炉排结构复杂，维护困难，大部分炉型需补充燃料，方能运行，资源再利用单一，要配备庞大的二次燃烧系统和烟气净化设施，灰渣和烟尘富含重金属和二噁英有毒有害。近几年也出现很多垃圾处理新的技术，以瑞士热选公司为代表的两步法气化熔融焚烧技术，是将垃圾气化过程和熔融焚烧过程分别置于两个相对独立的设备中进行，然后再整合为一个整体工艺，其工艺繁杂系统设备庞大，投资、运行、维护费用较高；以日本钢铁公司NKK式为代表的直接气化熔融焚烧技术是目前较优秀的垃圾处理工艺，但也需外加辅助燃料，也需用二次加氧燃烧，还需配置庞大的烟气治理设施。发明内容本发明目的在于提供一种固体废物环境治理领域中的一种垃圾处理设施，具体是指将城市生活垃圾和工业有机固体垃圾直接气化为洁净燃气，灰渣缩减为玻璃固熔体建材，重金属富集回收为有价金属的垃圾升华燃气炉。为达到上述目的，本发明垃圾升华燃气炉本体可为矩形、椭圆形或圆形横截面的立式结构，包括有密闭加料箱、上炉体、下炉体、炉底缸池、液压推料长杆组、燃气回流装置、液压控制台七个部分：a、密闭加料箱包括加料箱体、平推液压缸控制的上推门、斜推液压缸控制的下开门配置炉顶；b、上炉体为钢箱体，上部配置有密闭加料箱、推料杆液压缸和回流燃气出口，下部插入下炉体构成一定的空框便于汇集燃气；c、下炉体上部为张开锥形箱体设置有主燃气出口，中部也为钢箱体，下部为双层水冷夹套收缩锥形箱体配有空气分布管和燃气回流分布管，对接于炉底缸池上；d、炉底缸池为钢槽内用耐高温材料砌筑的熔融渣液蓄池，设有高位溢流出口和低位有价金属回收孔；e、液压推料长杆组包括多个液压缸配接附有朝下张开的固定或活动的棘爪的推料杆，由炉顶插入下炉体中部；f、燃气回流装置包括回流冷凝器，回流分离器，回流风机，回流分布管在炉外连接于炉顶和炉底；g、液压控制台包括液压油泵、液压控制阀组，电子控制器和连接各液压缸的管线。工作过程具体如下：垃圾由炉顶加料箱间歇密闭加入炉内，与吹入的0-400℃空气或富氧空气和回流燃气，在炉底一起燃烧，在不添加辅助燃料的情况下形成1300-1500℃的高温状态，气化垃圾熔化残渣；1300-1500℃的炉底高温气体，上升经推料杆操控形成有序的还原、热解、吸附、过滤等反应，转化为温度≤120℃的无固体颗粒，无焦油的高热值燃气，主燃气由炉中部输出使用；部分燃气继续上升蒸发上炉料的水份，由炉顶抽入炉外回流装置，经脱水除尘后，又回流到炉底参与燃烧；1300-1500℃高温的熔融渣流入炉底缸池与辅助材料共熔形成残渣液，沉淀分离后溢流炉外水淬成玻璃固熔体建材；重金属富集池底一定量后放出池外回收。本发明垃圾升华燃气炉采用上述结构和工作过程具有如下特性：1、本发明控制1300-1500℃高温气化垃圾熔化灰渣，能快速氧化垃圾增加单位处理能力，又能更快更完全的升华为气体，生产更高热值的燃气；同时灰渣共熔为高温渣液，经沉淀分离为无毒、无害、不溶性的玻璃固熔体；重金属沉淀富集为有价金属；有毒有害的二噁英和病菌等被彻底分解杀灭。2、本发明控制吹入0-400℃空气或富氧空气与垃圾和回流燃气共同燃烧，能够保持炉内气化和熔化稳定在1300-1500℃高温下连续运行，能够有效减少燃气中的氮气成分，直接增大输出燃气中的可燃成份。3、本发明设置燃气回流装置，使部分燃气炉内、炉外循环，蒸发干燥上炉体炉料，将水份带出炉外除去，使炉顶空料位形成微负压辅助水份蒸发，脱水后的燃气回流炉底加入燃烧，弥补垃圾热值不够的短板，充分保证在炉底形成1300-1500℃的高温状态进行气化和熔化。4、本发明设计分上、下炉体结构，连接处空框设置主燃气输出口，下炉体底部设水冷夹套配有空气和回流燃气分部管；上炉体是加料蓄料、前期干燥，下炉体是垃圾气化主体包含燃烧氧化、气化还原、热解干溜以及厚料层间吸附过滤反应。5、本发明设置推料长杆组，具有准确控制推动炉料下移压实，杜绝空炉、结炉的事故发生，保证各层反应正常有序。6、本发明设置炉底缸池，承接熔融渣液的汇集、共熔、分离反应和排放，使气化反应能够稳定在1300-1500℃的高温环境下进行；省略了常规煤气发生炉配备的炉篦除渣机构，避免了气化温度受灰渣熔点温度的限制。7、本发明采用液压控制台电子操控运行，使运行更经济、运转更平稳、运作更简单，为垃圾智慧治理建立了基础。附图说明：图1为本发明垃圾升华燃气炉的正剖视图；图2为本发明垃圾升华燃气炉的侧视图；附图标注如下：1、液压控制台，2、平推液压缸，3、上推门，4、加料箱，5、下开门，6、斜推液压缸，7、上炉体，8、主燃气出口，9、下炉体，10、水冷夹套，11、空气分布管，12、回流分布管，13、炉底缸池，14、推料长杆，15、推料液压缸，16、回流出口，17、回流冷凝器，18、回流分离器，19、回流风机。I、垃圾原料，II、辅助原料，III、空气，IV、主燃气，V、残渣液，VI、有价金属，VII、夹套冷水，VIII、夹套热水，IX、回流燃气冷溢水，X、回流燃气洗涤水。具体实施方式：以下实施案例不构成对本发明《垃圾升华燃气炉》权利要求的限制。粗选后的垃圾原料I和辅助原料II由吊斗加入密闭加料箱4后，根据垃圾燃烧氧化速度和上炉体内7垃圾料位的高低，控制加料箱4上的平推油缸2关闭上推门3和斜推油缸6打开下开门5将垃圾加入上炉体7内；控制推料液压缸15的往复频率，带动推料长杆14将炉料有序的向下推入各反应层；经过上炉体7干燥层、下炉体9吸附过滤层、热解干馏层进入炉底部的气化还原层、燃烧氧化层，最后垃圾缩减为温度1300-1500℃熔融渣液汇集于炉底缸池13进行沉淀分离，上层清熔融残渣液V由高位溢流口徐徐排出炉外，水淬后转化为玻璃固熔体建材；底层沉淀富集的重金属，一定量后由低位底孔放出回收有价金属VI。0-400℃空气或富氧空气III，由配置于炉底部水冷夹套10上的空气分布管11连续吹入炉底燃烧氧化层，氧化炉底垃圾和回流分布管12加入的燃气，产生1300-1500℃的高温气化垃圾并熔化残渣；氧化高温气体逆流而上，在气化还原层进行还原吸热，在热解干馏层进行还原、分解吸热，在下炉体9吸附过滤层进行吸附过滤和蒸发垃圾水份吸热，最后形成温度≤120℃很少固体颗粒和焦油的洁净燃气，主燃气IV在上、下炉体7、9间汇集，由主燃气IV出口8输出直接使用或蓄存。部分燃气在回流风机19抽动下沿炉料间继续上升，蒸发干燥上炉体7垃圾中的水份，经炉顶燃气回流出口16进入燃气回流装置，由回流冷凝器17和回流分离器18除去回流燃气中的水份、焦油和灰尘后，再由回流风机19将回流燃气经配置于水冷夹套10锥体箱上的回流分布管12吹入炉底，使气化和熔化温度维持在1300-1500℃状态下燃烧。同时根据炉内燃烧温度和状况，操控回流风机19调节回流燃气流量，使上炉体7垃圾蒸发干燥维持在温度100-120℃的微负压状态运行。本发明垃圾升华燃气炉炉内燃烧运行机理：燃烧氧化层：吹入空气III气体中的氧与末气化的碳和回流气中的碳氢燃气进行燃烧反应，提供1300-1500℃的气化和熔化温度和热量。气化还原层：逆流上升的氧化气体在气化还原层进行复杂的还原反应，反应变化温度在1300-700℃之间。热解干馏层：气体上升到此层段，温度在700-300℃之间，垃圾中的高分子塑料、橡胶、木质素、纤维素等被提前分解为混杂的碳氢化合气体和焦油、炭黑、无机固体等，同时也消耗大量热量使上升气体温度降到300℃以下。吸附过滤层：热解后的上升气体进入厚实的吸附过滤层，燃气中的固体颗粒和焦油在厚实的垃圾层被吸附过滤下来，形成温度≤120℃的洁净燃气，主燃气IV在干燥层中部汇集输出。干燥层：部分燃气由回流风机带动继续上升蒸发干燥上炉体垃圾的水份，并抽出炉外冷凝去除。灰渣熔融：燃烧氧化层产生的1300-1500℃高温将氧化后的灰渣和辅助物料直接熔化为熔融液体，汇集于炉底缸池内进行共熔反应形成流动较好的灰渣熔融液，分离重金属沉淀富集于池底，清渣液溢流出炉外水淬为不溶性玻璃固熔体。

权利要求：1.一种垃圾升华燃气炉本体可为矩形、椭圆形或圆形横截面的立式结构，其特征在于：包括有密闭加料箱、上炉体、下炉体、炉底缸池、液压推料长杆组、燃气回流装置、液压控制台七个部分构成。2.按权利要求1所述的垃圾升华燃气炉，其特征在于：密闭加料箱包括加料箱体、平推液压缸控制的上推门、斜推液压缸控制的下开门配置炉顶。3.按权利要求1所述的垃圾升华燃气炉，其特征在于：上炉体为钢箱体，上部配置有密闭加料箱、推料杆液压缸和回流燃气出口，下部插入下炉体构成一定的空框便于汇集燃气。4.按权利要求1所述的垃圾升华燃气炉，其特征在于：下炉体上部为张开锥形箱体设置有主燃气出口，中部也为钢箱体，下部为双层水冷夹套收缩锥形箱体配有空气分布管和燃气回流分布管，对接于炉底缸池上。5.按权利要求1所述的垃圾升华燃气炉，其特征在于：炉底缸池为钢槽内用耐高温材料砌筑的熔融渣液蓄池，设有高位溢流出口和低位有价金属回收孔。6.按权利要求1所述的垃圾升华燃气炉，其特征在于：液压推料长杆组包括多个液压缸配接附有朝下张开的固定或活动的棘爪的推料杆，由炉顶插入下炉体中部。7.按权利要求1所述的垃圾升华燃气炉，其特征在于：燃气回流装置包括回流冷凝器，回流分离器，回流风机，回流分布管在炉外连接于炉顶和炉底。8.按权利要求1所述的垃圾升华燃气炉，其特征在于：液压控制台包括液压油泵、液压控制阀组，电子控制器和连接各液压缸的管线。9.按权利要求1所述的垃圾升华燃气炉，其特征在于，其工作过程如下：垃圾由炉顶加料箱间歇密闭加入炉内，与吹入的0-400℃空气或富氧空气和回流燃气，在炉底一起燃烧，在不添加辅助燃料的情况下形成1300-1500℃的高温状态，气化垃圾熔化残渣；1300-1500℃的炉底高温气体，上升经推料长杆操控形成的有序的还原、热解、吸附、过滤等反应，转化为温度≤120℃的无固体颗粒，无焦油的高热值燃气，主燃气由炉中部输出使用；部分燃气继续上升蒸发上炉料的水份，由炉顶抽入炉外燃气回流装置，经脱水除尘后，又回流到炉底参与燃烧；1300-1500℃高温熔融渣流入炉底缸池与辅助材料共熔形成残渣液，沉淀分离后溢流炉外水淬成玻璃固熔体建材；重金属富集池底一定量后放出池外回收。

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