權(quán)利要求

1.回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置，其特征在于：包括進(jìn)料口(1)、窯頭密封機(jī)身(2)、窯身(3)、窯尾密封機(jī)身(4)、排料口(5)、氣化劑入口(6)、合成氣出口(8)、支撐組件和驅(qū)動組件，所述窯身(3)連接在窯頭密封機(jī)身(2)與窯尾密封機(jī)身(4)之間并保持傾斜的轉(zhuǎn)動，所述窯頭密封機(jī)身(2)上設(shè)有進(jìn)料口(1)和合成氣出口(8)，所述合成氣出口(8)位于窯頭密封機(jī)身(2)上遠(yuǎn)離窯身(3)一側(cè)，所述窯尾密封機(jī)身(4)上遠(yuǎn)離窯身(3)一側(cè)設(shè)有排料口(5)和氣化劑入口(6)，所述驅(qū)動組件用于驅(qū)動窯身(3)在支撐組件的支撐作用下進(jìn)行轉(zhuǎn)動，所述窯身(3)用于對進(jìn)料口(1)加入的有機(jī)固廢原料以及具有蓄熱作用的惰性顆粒物進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并在其內(nèi)部形成物料移動床。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置，其特征在于：所述惰性顆粒物表面負(fù)載使粗合成氣發(fā)生裂解、降低焦油含量并調(diào)控合成氣各組分濃度的催化劑。 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置，其特征在于：所述催化劑為合成負(fù)載型催化劑，包括Ni基催化劑和分子篩催化劑。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置，其特征在于：所述惰性顆粒物為惰性陶瓷球狀顆?；蚩招膱A柱狀的陶瓷拉西環(huán)，惰性顆粒的直徑不大于有機(jī)固廢原料顆粒的直徑。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置，其特征在于：所述支撐組件包括第一帶托輪架(9)和第二帶托輪架(14)，所述的第一帶托輪架(9)和第二帶托輪架(14)均與窯身(3)轉(zhuǎn)動連接。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置，其特征在于：所述驅(qū)動組件包括齒圈(10)、齒輪(11)、變速箱(12)和電機(jī)(13)，所述齒圈(10)套在窯身(3)上并與其外壁相連，所述齒圈(10)與齒輪(11)嚙合，所述電機(jī)(13)的輸出軸與變速箱(12)的動力輸入端相連，所述齒輪(11)與變速箱(12)的動力輸出端相連。 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置，其特征在于：所述窯身(3)內(nèi)壁敷設(shè)耐高溫高鋁質(zhì)耐火層。 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置，其特征在于：所述窯身(3)與水平面的傾斜角度為15±5°，轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍為5-10r/min。 9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置，其特征在于：所述窯尾密封機(jī)身(4)內(nèi)設(shè)有與氣化劑入口(6)連通的等壓風(fēng)室(7)。 10.回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置的使用方法，它包括權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的一種回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置，其特征在于，它包括以下步驟： S1、將用于點(diǎn)火的易燃物質(zhì)通過進(jìn)料口(1)加入窯身(3)，從氣化劑入口(6)以合適的流量送入空氣然后點(diǎn)燃易燃物質(zhì)使易燃物質(zhì)在爐內(nèi)燃燒一定的時(shí)間對窯身(3)進(jìn)行預(yù)熱； S2、窯身(3)預(yù)熱結(jié)束后，將易燃物質(zhì)切換為有機(jī)固廢原料和惰性顆粒物通過進(jìn)料口(1)加入窯身(3)，同時(shí)氣化劑入口(6)切換為氣化劑，有機(jī)固廢原料和惰性顆粒物在窯身(3)內(nèi)不斷翻轉(zhuǎn)，在一定的溫度和壓力條件下，有機(jī)固廢原料在氣化劑的作用下發(fā)生氣化反應(yīng)，生成含CO、H2和CH4的可燃?xì)怏w合成氣，從合成氣出口(8)排出； S3、有機(jī)固廢原料氣化產(chǎn)生的灰渣從排料口(5)排出，氣化處理完成。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)固體廢棄物氣化生產(chǎn)合成氣領(lǐng)域，特別是涉及一種回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置及其方法。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，有機(jī)固體廢棄物產(chǎn)量在逐年增加，其處理處置不僅需要消耗大量的人力、物力和財(cái)力，而且處置不當(dāng)會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；另一方面，有機(jī)固體廢棄物又是“放錯位置的資源”，將其資源化利用，既可以緩解能源短缺的問題，又可以在一定程度上降低碳排放，在當(dāng)前的“雙碳”目標(biāo)和“減污降碳，協(xié)同增效”的政策下，實(shí)現(xiàn)有機(jī)固體廢棄物資源化利用尤為重要；

目前有機(jī)固體廢棄物處理處置方式主要有填埋、堆肥和焚燒，其中填埋和堆肥由于占用大量土地，資源化水平較低，還會造成二次污染，并不是綠色經(jīng)濟(jì)的處理模式；有機(jī)固體廢棄物焚燒技術(shù)雖然可以最大限度的實(shí)現(xiàn)減量化和資源化，但燃燒產(chǎn)物中含有大量的有毒有害氣體，對自然環(huán)境和身體健康帶來嚴(yán)重的威脅；

有機(jī)固體廢棄物氣化技術(shù)是目前可行性最高的處理方式之一，不僅可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)固體廢棄物高效清潔利用，而且可以獲得合成氣等氣化產(chǎn)品，從而顯著拓展有機(jī)固體廢棄物應(yīng)用范圍，提高其應(yīng)用價(jià)值；

現(xiàn)有的有機(jī)固體廢棄物氣化技術(shù)一般包括預(yù)處理系統(tǒng)、氣化系統(tǒng)和合成氣凈化系統(tǒng)等，其存在問題有：有機(jī)固體廢棄物種類繁多，組分復(fù)雜多變，需要較為復(fù)雜的預(yù)處理工序；氣化效率提升困難；

上述問題嚴(yán)重限制了有機(jī)固體廢棄物氣化技術(shù)推廣和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置及其使用方法,以解決有機(jī)固體廢棄物種類繁多導(dǎo)致的預(yù)處理工序復(fù)雜且氣化效率低的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置，包括進(jìn)料口、窯頭密封機(jī)身、窯身、窯尾密封機(jī)身、排料口、氣化劑入口、合成氣出口、支撐組件和驅(qū)動組件，所述窯身連接在窯頭密封機(jī)身與窯尾密封機(jī)身之間并保持傾斜的轉(zhuǎn)動，所述窯頭密封機(jī)身上設(shè)有進(jìn)料口和合成氣出口，所述合成氣出口位于窯頭密封機(jī)身上遠(yuǎn)離窯身一側(cè)，所述窯尾密封機(jī)身上遠(yuǎn)離窯身一側(cè)設(shè)有排料口和氣化劑入口，所述驅(qū)動組件用于驅(qū)動窯身在支撐組件的支撐作用下進(jìn)行轉(zhuǎn)動，所述窯身用于對進(jìn)料口加入的有機(jī)固廢原料以及具有蓄熱作用的惰性顆粒物進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并在其內(nèi)部形成物料移動床。

更進(jìn)一步的，所述惰性顆粒物表面負(fù)載使粗合成氣發(fā)生裂解、降低焦油含量并調(diào)控合成氣各組分濃度的催化劑。

更進(jìn)一步的，所述催化劑為合成負(fù)載型催化劑，包括Ni基催化劑和分子篩催化劑。

更進(jìn)一步的，所述惰性顆粒物為惰性陶瓷球狀顆?；蚩招膱A柱狀的陶瓷拉西環(huán)，惰性顆粒的直徑不大于有機(jī)固廢原料顆粒的直徑。

更進(jìn)一步的，所述支撐組件包括第一帶托輪架和第二帶托輪架，所述的第一帶托輪架和第二帶托輪架均與窯身轉(zhuǎn)動連接。

更進(jìn)一步的，所述驅(qū)動組件包括齒圈、齒輪、變速箱和電機(jī)，所述齒圈套在窯身上并與其外壁相連，所述齒圈與齒輪嚙合，所述電機(jī)的輸出軸與變速箱的動力輸入端相連，所述齒輪與變速箱的動力輸出端相連。

更進(jìn)一步的，所述窯身內(nèi)壁敷設(shè)耐高溫高鋁質(zhì)耐火層。

更進(jìn)一步的，所述窯身與水平面的傾斜角度為15±5°，轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍為5-10r/min。

更進(jìn)一步的，所述窯尾密封機(jī)身內(nèi)設(shè)有與氣化劑入口連通的等壓風(fēng)室。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置的使用方法，包括上述回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置，它包括以下步驟：

S1、將用于點(diǎn)火的易燃物質(zhì)通過進(jìn)料口加入窯身，從氣化劑入口以合適的流量送入空氣然后點(diǎn)燃易燃物質(zhì)使易燃物質(zhì)在爐內(nèi)燃燒一定的時(shí)間對窯身進(jìn)行預(yù)熱；

S2、窯身預(yù)熱結(jié)束后，將易燃物質(zhì)切換為有機(jī)固廢原料和惰性顆粒物通過進(jìn)料口加入窯身，同時(shí)氣化劑入口切換為氣化劑，有機(jī)固廢原料和惰性顆粒物在窯身內(nèi)不斷翻轉(zhuǎn)，在一定的溫度和壓力條件下，有機(jī)固廢原料在氣化劑的作用下發(fā)生氣化反應(yīng)，生成含CO、H 2和CH 4的可燃?xì)怏w合成氣，從合成氣出口排出；

S3、有機(jī)固廢原料氣化產(chǎn)生的灰渣從排料口排出，氣化處理完成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、能夠利用窯身的旋轉(zhuǎn)，將加入的有機(jī)固廢原料和惰性顆粒物進(jìn)行旋轉(zhuǎn)加熱，加熱過程形成移動床運(yùn)動層，利用惰性顆粒物的蓄熱特性，配合窯身轉(zhuǎn)動加熱和移動床的運(yùn)動特性，能夠使有機(jī)固廢原料受熱均勻，并且可形成超絕熱氣化，從而簡化了有機(jī)固廢原料的預(yù)處理工序的同時(shí)提高了氣化效率，提高裝置對氣化原料的含水率、灰分和組分變化的適應(yīng)能力；

2、能夠利用惰性顆粒物負(fù)載催化劑，降低氣化過程中的焦油含量，同時(shí)調(diào)節(jié)合成氣中的各氣體的占比；

3、通過氣化劑入口設(shè)置在尾部，形成逆流式進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，有利于使氣化劑得到有效預(yù)熱，進(jìn)一步提高有機(jī)固體廢棄物的氣化效率。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明所述的一種回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

進(jìn)料口1；窯頭密封機(jī)身2；窯身3；窯尾密封機(jī)身4；排料口5；氣化劑入口6；等壓風(fēng)室7；合成氣出口8；第一帶托輪架9；齒圈10；齒輪11；變速箱12；電機(jī)13；第二帶托輪架14。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地闡述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

參見附圖說明本實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置，包括進(jìn)料口1、窯頭密封機(jī)身2、窯身3、窯尾密封機(jī)身4、排料口5、氣化劑入口6、合成氣出口8、支撐組件和驅(qū)動組件，所述窯身3連接在窯頭密封機(jī)身2與窯尾密封機(jī)身4之間并保持傾斜的轉(zhuǎn)動，所述窯頭密封機(jī)身2上設(shè)有進(jìn)料口1和合成氣出口8，所述合成氣出口8位于窯頭密封機(jī)身2上遠(yuǎn)離窯身3一側(cè)，所述窯尾密封機(jī)身4上遠(yuǎn)離窯身3一側(cè)設(shè)有排料口5和氣化劑入口6，所述驅(qū)動組件用于驅(qū)動窯身3在支撐組件的支撐作用下進(jìn)行轉(zhuǎn)動，所述窯身3用于對進(jìn)料口1加入的有機(jī)固廢原料以及具有蓄熱作用的惰性顆粒物進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并在其內(nèi)部形成物料移動床，所述惰性顆粒物表面負(fù)載使粗合成氣發(fā)生裂解、降低焦油含量并調(diào)控合成氣各組分濃度的催化劑，所述催化劑為合成負(fù)載型催化劑，包括Ni基催化劑和分子篩催化劑，所述惰性顆粒物為惰性陶瓷球狀顆?；蚩招膱A柱狀的陶瓷拉西環(huán)，惰性顆粒的直徑不大于有機(jī)固廢原料顆粒的直徑，防止惰性顆粒影響氣化劑與有機(jī)固廢原料的接觸。

本實(shí)施例中，所述驅(qū)動組件包括齒圈10、齒輪11、變速箱12和電機(jī)13，所述齒圈10套在窯身3上并與其外壁相連，所述齒圈10與齒輪11嚙合，所述電機(jī)13的輸出軸與變速箱12的動力輸入端相連，所述齒輪11與變速箱12的動力輸出端相連，電機(jī)13運(yùn)轉(zhuǎn)通過變速箱12帶動齒輪11進(jìn)行轉(zhuǎn)動，齒輪11會帶動齒圈10轉(zhuǎn)動，從而帶動窯身3進(jìn)行轉(zhuǎn)動。

本實(shí)施例中，所述窯身3內(nèi)壁敷設(shè)耐高溫高鋁質(zhì)耐火層，能夠延長窯身3的使用壽命。

本實(shí)施例中，所述窯身3與水平面的傾斜角度為15±5°，轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍為5-10r/min，平衡原料在窯身3的運(yùn)動時(shí)間和氣化效率。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置的使用方法，它包括上述的回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置，它包括以下步驟：

S1、將用于點(diǎn)火的易燃物質(zhì)通過進(jìn)料口1加入窯身3，從氣化劑入口6以合適的流量送入空氣然后點(diǎn)燃易燃物質(zhì)使易燃物質(zhì)在爐內(nèi)燃燒一定的時(shí)間對窯身3進(jìn)行預(yù)熱；

S2、窯身3預(yù)熱結(jié)束后，將易燃物質(zhì)切換為有機(jī)固廢原料和惰性顆粒物通過進(jìn)料口1加入窯身3，同時(shí)氣化劑入口6切換為氣化劑，有機(jī)固廢原料和惰性顆粒物在窯身3內(nèi)不斷翻轉(zhuǎn)，在一定的溫度和壓力條件下，有機(jī)固廢原料在氣化劑的作用下發(fā)生氣化反應(yīng)，生成含CO、H2和CH4的可燃?xì)怏w合成氣，從合成氣出口8排出；

S3、有機(jī)固廢原料氣化產(chǎn)生的灰渣從排料口5排出，氣化處理完成。

在上述過程中，由于蓄熱的惰性顆粒的參與，使得整體蓄熱能力得到提升，進(jìn)一步提升對有機(jī)固廢原料含水率和灰分變化的適應(yīng)能力；更具體的解釋為窯身3轉(zhuǎn)動的同時(shí)可使窯內(nèi)有機(jī)固廢原料不斷翻轉(zhuǎn)，并且由于有機(jī)固廢原料氣化反應(yīng)是由窯頭逐漸向窯尾方向進(jìn)行，隨著窯尾不斷排料，窯內(nèi)的有機(jī)固廢原料在窯身3內(nèi)會形成向窯尾方向移動的反應(yīng)層，即為物料移動床；由于蓄熱能力的提升和窯身3的不斷轉(zhuǎn)動使得窯內(nèi)有機(jī)固廢原料可以均勻的受熱，同時(shí)利用移動床運(yùn)動層超絕熱氣化的優(yōu)勢，使得氣化的效率得到了提高，且此種處理方式不需要對有機(jī)固廢原料進(jìn)行過多工序的處理，從而降低前期處理的壓力，提升經(jīng)濟(jì)效益，排料口5排出的灰渣可以用于高附加值利用，如制備白炭黑、電極材料等，此外還可以用作建筑材料、水處理和路基材料等，有機(jī)固廢原料直徑不宜過大、含水率不應(yīng)過高，粒徑小于150mm，自然風(fēng)干處理即可滿足進(jìn)料調(diào)節(jié)；

控制進(jìn)入窯身3的氣化劑流量和氣化原料兩者的關(guān)系，即維持爐內(nèi)最佳的空氣系數(shù)，保持爐內(nèi)貧氧狀態(tài)，有利于提高有機(jī)固體廢棄物的氣化效率；

催化劑的合理使用能夠有目的性的調(diào)控合成氣的各個(gè)組分濃度，提高合成氣中H 2的含量，成為一種制氫手段，也可使有機(jī)固體廢棄物氣化生產(chǎn)合成氣有更寬廣的應(yīng)用范圍。

以上公開的本發(fā)明實(shí)施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實(shí)施方式。根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。

回轉(zhuǎn)窯與移動床復(fù)合氣化裝置及其方法.pdf