[发明专利]TFB富氧气化室及气化炉

说明书

本发明公开了一种TFB富氧气化室及气化炉，气化室包括下部的变截面段和上部的上直段，变截面段包括下部的下锥段，选用高导热耐磨壁面。高导热耐磨壁面由密封钢板、水冷管排和碳化硅耐火材料层组成，其中密封钢板作为外壁面设置在最外层，碳化硅耐火材料层作为内壁面，水冷管排设置在碳化硅耐火材料层中且靠近密封钢板设置。上直段选用膜式水冷壁壁面，且其内壁面敷设有高铝耐火层，下锥段的水冷管排与过渡直段的膜式水冷壁壁面通过集箱相连。气化炉包括气化室以及依次相连的余热锅炉和净化装置。本发明具有气化强度大、气化效率高、运行稳定可控等优点。

技术领域

本发明涉及一种TFB富氧气化室及气化炉，尤其涉及一种能够用于城市生活垃圾的TFB富氧气化室及气化炉，属于气化燃烧技术领域。

背景技术

当前生活垃圾热处理比较成熟的方法是焚烧。由于生活垃圾成分复杂、形态多变、热值较低，为了达到燃烧充分、减少污染物排放等目的，热解焚烧或气化焚烧等技术也得到了发展。但以获得气化气为目标产物的垃圾气化技术始终面临着诸如气化效率较低、气化炉稳定性较差、合成气中污染物含量较高、合成气热值较低，经济性较差等问题。

专利文献CN101850350A提出了一种城市固体垃圾富氧气化的处理方法，提出将城市生活垃圾控制在含水率25%以内，再输送至气化炉内利用富氧气作为流化介质，进行气化。并通过基于Gibbs最小自由能的化学热力学平衡计算发现，富氧气化条件下，随着富氧量的增加，反应时间缩短，反应温度更高，反应更加充分，有利于提高气化效率。

由于富氧气化时往往通过增加纯氧量减少空气量，这意味着提高氧气浓度会减少载气量，从而导致流化气速大幅降低，因此专利文献CN106635178A提出了以氧气和载气混合形成的富氧混合气通入流化床气化炉的流化床富氧气化方法，其载气为二氧化碳或水蒸气。并且认为氧气与C发生燃烧反应的放热量被二氧化碳或水蒸气与C气化反应的吸热量部分抵消了，避免了流化床气化炉内的局部飞温现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种TFB富氧气化室及气化炉，一方面采用TFB炉型下锥段底部避免了湍动床内的流化风速大幅降低；另一方面通过在下锥段（密相区）采用具有高导热性能的碳化硅耐火层，过渡直段及上锥段采用裸露膜式水冷壁结构，使得气化室在富氧气化过程中产生的热量能够快速传导，避免了局部飞温。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

TFB富氧气化室，包括下部的变截面段和上部的上直段，所述变截面段包括从下往上的下锥段、过渡直段和上锥段；所述下锥段底部设置有一次气化剂配送装置，能够配送富氧气作为一次气化剂；所述下锥段选用高导热耐磨壁面，所述高导热耐磨壁面包括密封钢板、水冷管排和碳化硅耐火材料层，所述密封钢板作为外壁面设置在最外层，所述碳化硅耐火材料层作为内壁面，所述水冷管排设置在所述碳化硅耐火材料层中且靠近所述密封钢板设置；所述过渡直段、上锥段和上直段选用膜式水冷壁壁面，且所述上直段内壁面敷设有高铝耐火层；所述下锥段的水冷管排与所述过渡直段的膜式水冷壁壁面通过集箱相连。

上述技术方案中，所述碳化硅耐火材料层选用含量大于等于60%的碳化硅质耐火材料，优选大于等于85%。

上述技术方案中，所述一次气化剂配送装置还包括蒸汽配送装置。

上述技术方案中，所述气化室还包括二次气化剂配送装置和三次气化剂配送装置，能够配送喷入富氧或纯氧作为二次气化剂和三次气化剂以形成分级气化；所述二次气化剂配送装置包括设置在所述下锥段上部的下二次气化剂配送喷口和设置在所述上锥段上部的上二次气化剂配送喷口，所述三次气化剂配送装置包括设置在所述上直段下部的三次气化剂配送喷口。

TFB富氧气化炉，包括如上所述的气化室以及依次相连的余热锅炉和净化装置，所述余热锅炉选用包括下行通道和上行通道的折返烟道，所述气化室顶部一侧设置有气化气出口与余热锅炉的下行通道入口相连通。

进一步的，所述余热锅炉的上行通道中设置有对流受热面。