[发明专利]侧吸式等离子垃圾气化反应室及其气化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及生活垃圾等离子气化发电技术，尤其涉及一种侧吸式等离子垃圾气化反应室及其气化工艺。

背景技术

我国生活垃圾处理方式主要是填埋和焚烧。填埋不仅侵占大量土地，还污染地下水，是不得已而为之的选择。尽管如此，对于土地资源紧张的地区已没有多少场地可供填埋使用。焚烧法虽然减容比高，并能回收能量，但却因二噁英等污染问题遭到公众强烈反对，急需发展新一代的绿色环保、节能降耗的替代焚烧技术。

等离子体是物质第四态，具有许多异于固态、液态和气态的独特的物理化学性质，如温度和能量密度都很高、可导电和发光、化学性质活泼并能加强化学反应等，环保性能优良。

等离子体废物处理技术始于1970年代初期，最初主要用于低放射性废物、化学武器和常规武器销毁，于1990年代进入民用。由于等离子体设备技术含量高，投资巨大，运行成本高，多用于销毁多氯联苯(PCBs)、POPs、废农药、焚烧飞灰和医疗废物等危险废物。近十年来，随着技术的发展，成本逐渐得到控制，且政府对垃圾处理问题的重视和公众环保意识的提高，等离子体处理生活垃圾的技术也逐渐成为国内外的研究热点。

目前全球从事等离子体废物处理技术研究的单位有二十余家，技术还处于商业化的门槛阶段，多数未达到实用化阶段。现阶段所使用的技术都是采用等离子体炬对垃圾进行直接的高温气化，通过电弧放电产生高达7000℃的等离子体，将垃圾加热至很高的温度，从而迅速有效地摧毁废物。可燃的有机成分充分裂解气化，转化成可燃性气体，可以用于发电或作为可燃气，一般称为“合成气”(主要成分是CO+H₂)。不可燃的无机成分经等离子体高温处理后成为无害的渣体。

然而现阶段的等离子垃圾气化技术尚有许多不足之处，首先，用等离子体炬直接气化垃圾需要极大地功率，其耗电率可达其产电能力的30％-45％，由于耗电过高导致运营成本大大增加，使其不具备商业运行的价值。其二，该方法气化垃圾，后续气体净化过程还需加二噁英处理装置，增加了先期的一次性投入，使其设备成本大幅提高。第三，使用等离子体炬直接气化垃圾，由于其温度场分布不均，使垃圾不能完全被高温处理，排出的废渣中会有大量的二噁英和其他有害物质，致使其废渣的处理又成为一道难题。

发明内容

鉴于现有技术所存在的上述问题，本发明旨在公开一种侧吸式等离子垃圾气化反应室及其气化工艺，利用垃圾本身的热值产生燃气，再使用等离子体炬对所产生的燃气和炉渣进一步加工，去除其内所含的有害物质，并加大气体产量，减少废渣排放，降低了垃圾气化的一次性投入成本及运营成本，并使燃气更加纯净，从而更具使用意义和推广价值。

本发明技术的解决方案是这样实现的：

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200mm。