[发明专利]卧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，尤其涉及一种卧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卧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：

一种卧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；

所述初级气化区内设置挫动式炉蓖、链式炉调和自动整平装置，初级气化区的进气口设置于所述炉蓖和炉调之间，出气口位于初级气化区的顶部；

所述挫动式炉蓖呈长方体结构，设置于初级气化区的中部，是上下两层分体结构；下层炉蓖是固定炉蓖，由多个不锈钢齿条均匀平行放置并通过其两端固定连接于下层炉蓖挡板上形成，所述齿条的横截面为侧边为圆弧，上下边为直线的弧边平行四边形，所述固定炉蓖固定于所述初级气化区的耐火材料壁上；上层炉蓖是活动炉蓖，由多个横截面为三角形的不锈钢齿条均匀平行放置并通过其两端固定连接于上层炉蓖挡板上形成，所述上层炉蓖与液压推动装置连接并在后者的作用下左右挫动；在未发生挫动状态下，所述上下炉蓖的齿条的尖端相抵，整个炉蓖没有缝隙；上层炉蓖在液压推动装置作用下向下层炉蓖齿条方向挫动状态下，挫动的反方面形成20-500mm空隙；即所述挫动炉蓖工作时，活动炉篦动作在液压推动装置带动下，根据原料大小，向左推动20-500mm距离，再向右推动相同距离，即使原料碎裂并从空隙中排至下个系统。

所述链式炉调位于初级气化区的底部；