[发明专利]侧吸式等离子垃圾气化反应室及其气化工艺

权利要求书

1.一种侧吸式等离子垃圾气化反应室，包括上料装置、初级气化区、点火装置及炉温监测系统、炉内料位监测系统、进出口气体温度监测系统、进出口压力监测系统和火焰监测系统，其特征在于：

还包括自动整平-碎焦装置和等离子反应区；

所述上料装置为自动上料装置，位于初级气化区的顶部，包括两级闸板阀、一个料仓以及一个高低位料位监测器，所述料仓位于两级闸板阀之间，高低位料位检测器位于其料仓内部；

所述初级气化区，下部设置星型卸料器；

所述整平-碎焦装置，包括动力部分、整平部分和碎焦部分；动力部分位于初级气化区的顶部，由液压推动装置和减速电机组成；整平部分和碎焦部分位于初级气化区的内部，分别套装固定于中心轴上，所述整平部分由整平转臂组成，所述碎焦部分由两组以上的搅动杆组成；所述液压推动装置的缸头与减速电机相连接，减速电机的输出端与中心轴相连接，所述中心轴、减速电机的输出轴及缸头的中心线与所述初级气化区的中心线重合；

所述点火装置为自动点火装置，位于所述初级气化区的中部，包括油枪、点火器和推进系统；

所述等离子反应区是由二级细化区和气体精炼区两部分组成的一体结构，内径为800～2000mm，气体精炼区位于二级细化区上部；所述二级细化区顶部进渣口通过输送管路连接于初级气化区的排渣口，三支等离子体炬安装于二极细化区底部料层上方并位于同一水平面绕所述二极细化区相互之间呈120°夹角并与地面呈45°夹角，底部设置排渣口；所述气体精炼区底部的进气口通过输送管路连接于初级气化区的出气口，三支等离子体炬安装于所述气体精炼区底部缩径口上方并位于同一水平面绕所述气体精炼区相互之间呈120°夹角并与地面呈45°夹角，所述缩径口直径为100-200mm。

2.根据权利要求1所述的气化反应室，其特征在于：

所述初级气化区的耐火层由硅酸铝耐火混凝土浇筑形成，保温层由陶瓷纤维包裹而成，其进气口位于初级气化区顶部；其出气口位于初级气化区的侧面；所述气体精炼区的耐火层由碳纤维耐火混凝土浇筑而成，外围由不锈钢和陶瓷纤维保温层包裹。

3.根据权利要求1所述的生物质气化反应室，其特征在于：

所述自动整平-碎焦装置的所述液压推动装置的行程为50-500mm，所述减速电机的转速为5-20rpm。

4.根据权利要求1所述的生物质气化反应室，其特征在于：

所述炉温监测系统包括4-16个热电偶，均匀分布于所述初级气化区内。

5.一种如权利要求1所述的气化反应室的垃圾气化工艺，包括如下步骤：

(a)自动上料：经过预处理的垃圾原料进入自动上料系统，第一道闸板阀打开，原料进入料仓，料位监测装置检测到高位信号时，第一道闸板阀关闭，之后第二道闸板阀打开，原料进入初级气化区，料位监测装置检测到低位信号时，第二道闸板阀关闭；

(b)初级气化：经过预处理的垃圾原料进入初级气化区后，在微波料位监测仪检测到高位信号后，停止进料，由自动整平-碎焦装置进行整平，之后由自动点火系统进行点火，火焰监测装置监测火焰达到预定指标后，油枪退出炉膛，大气联通管关闭，开始气化；气化过程为缺氧燃烧，供气量为完全燃烧的28-35％，其中初级气化区内的原料分为5层，分别为干燥层、热解层、氧化层、还原层、灰烬层，炉温监测系统不间断向控制台传输各个料层的温度，通过对进气量控制和整平-碎焦装置的动作对炉内的5个层面进行控制和调整；所述整平-碎焦装置对结焦炉灰渣或大颗粒炉渣进行打碎；炉渣通过星型卸料器送入等离子二级细化区；所产生的混合气经输送管路送到等离子气体精炼区进行气体精炼；

(c)等离子二级细化：初级气化产生的炉渣，通过输送管道以星型卸料器送至等离子二级细化区，由三支等离子体炬相互呈120°夹角，与地平面呈45°角，配合蒸汽对炉渣进行高温裂解，利用6000℃以上的高温将炉渣中未反应完全的有机物再次气化，产生CO和H₂，并除掉炉渣中的二噁英和呋喃，最后剩余1/125-1/100的炉渣，其成分为熔融状态的无机物和金属，通过排渣系统排出，二级细化所产生的气体经输送管路送至等离子气体精炼区进行气体精炼；

(d)等离子气体精炼：初级气化和二级细化所产生的混合气，通过输送管道分别送至等离子气体精炼区，精炼区底部通过缩径处理，使燃气由于其惯性作用形成一条直径100-200mm的烟柱，三支等离子体炬相互呈120°夹角，与地平面呈45°角，均匀分布于烟柱周围，形成直径150-300mm的焰心区域，对气体进行高温精炼，利用6000℃以上的高温热能破坏气体中二噁英、呋喃和木焦油等有害物质的化学键，使其完全分解，并在降温后不能重新聚合，之后气体进入过滤装置。