本发明专利技术涉及一种生活垃圾的低二噁英等离子气化‑燃烧一体化转化装置，包括：上吸式气化炉：由从上至下依次连接的连续进料装置、气化炉体和旋转除灰装置组成；均相转化反应器：入口直接密封连接所述的上吸式气化炉上部的产气出口；气化产气燃烧器：入口直接密封连接所述的均相转化反应器的产物出口；生活垃圾原料通过连续进料装置进入气化炉体，经过等离子气化反应转化为气化气，随后进入均相转化反应器，发生均相转化反应，均相转化产物进入气化产气燃烧器，进行分级燃烧，等离子气化反应过程产生的灰渣由旋转除灰装置去除。与现有技术相比，本发明专利技术在有效控制了二噁英污染物的同时，显著降低了等离子能耗，提高了系统的经济性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生活垃圾转化装置，尤其涉及一种低二噁英排放的生活垃圾等离子气 化-燃烧一体化转化装置。
技术介绍
我国生活垃圾清运量至2013年已达17238. 6万吨，受限于昂贵的土地资源，填埋 技术处理压力巨大。以焚烧为首的热化学转化技术由于占地小、减量化程度高、能量可回收 等特点逐渐受到重视，至2013年焚烧技术的垃圾处理量比重已达26. 88 %，但其应用和推 广受制于二噁英污染物的排放。二噁英污染物（PCDD/F)在焚烧过程中的生成主要有2个 途径：燃烧区后部的高温气相合成和炉膛尾部的低温催化异相合成。 针对焚烧过程中的二噁英生成途径，研究人员提出了"3T技术"以促进燃烧区域的 充分氧化裂解，控制燃烧烟气中的烃类组分，同时在炉膛尾部利用"急冷技术"快速通过二 噁英异相催化合成的温度窗口。但在气固异相反应条件下，完全的氧化裂解较难实现，烟气 中未燃尽的烃类组分不可避免，且炉膛尾部氧气充裕的情况下，易发生迪肯反应大量生成 活性氯，通过氯化烃类形成C-C1，并进一步合成二噁英。因此在实际工程中，仍需通过活性 炭吸附来满足环保要求，投资和运行成本高昂。 鉴于氧对迪肯反应和从头合成等二噁英合成关键反应的促进作用，欠氧条件下的 热化学转化技术逐渐受到重视，而等离子气化技术凭借高度无害化的特点引起了广泛关 注。目前应用较多的等离子气化工艺中，多为借助等离子炬产生的高温、高反应性的气化介 质，在气化炉内形成局部超高温，使整个料床呈熔融状，从而保障二噁英的完全裂解，同时 熔融后的灰渣以玻璃渣的形式排出炉膛，不具有反应性和污染性。这种方式尽管能保障产 物的清洁，但以巨大的能耗作为代价，目前情况下仍不是一个可持续的解决方案。另一方 面，有研究机构提出仅将等离子用于气化灰渣的处理，这种方式在保障灰渣玻璃化的同时 有效降低了等离子炬的能耗，但对于料床上层析出的挥发分中的二噁英及其前驱物缺乏有 效的控制。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述现有技术存在的缺陷，在保障二噁英控制效果的前提下，提 供了一种能耗低、经济性好的生活垃圾等离子气化-燃烧一体化转化装置。 本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种生活垃圾的低二噁英等离子气 化-燃烧一体化转化装置，包括：上吸式气化炉：包括从上至下依次连接的连续进料装置、 气化炉体和旋转除灰装置；均相转化反应器：入口直接密封连接所述的上吸式气化炉上部 的产气出口；气化产气燃烧器：入口直接密封连接所述的均相转化反应器的产气出口。 生活垃圾原料通过连续进料装置进入气化炉体，发生等离子气化反应，气化产气 进入均相转化反应器，发生均相转化反应，均相转化产物进入气化产气燃烧器，进行分级供 氧燃烧，等离子气化反应过程产生的灰渣由旋转除灰装置去除。 所述的连续进料装置包括密封料仓、锁气器和进料电机，所述的锁气器设置在密 封料仓下部，防止等离子气化反应产生的气体进入密封料仓。锁气器连接进料电机，通过进 料电机调节锁气器的转速以控制进料速率。 所述的旋转除灰装置包括旋转炉蓖和除灰电机，所述的旋转炉蓖设置在气化炉体 的底部、灰仓的上方，并连接除灰电机，通过除灰电机调节旋转炉蓖的转速以控制气化灰渣 落入灰仓的速率。灰仓一侧设有气化介质入口，等离子态的气化介质从该气化介质入口进 入灰仓，使其中的气化灰渣熔融并玻璃化，随后气化介质从底部进入气化炉体参与气化反 应。 所述的均相转化反应器用于创造一个气化产物均相转化的反应空间，均相转化反 应的温度不低于700°C，停留时间不少于2秒。等离子气化反应产生的气体中含有充裕的 H2，在均相转化反应过程中，气化产气中的C-Cl和可能生成C-Cl的活性氯中的Cl在所设计 的反应条件下都将与H结合成稳定的HCl分子，从而实现对C-Cl的抑制。考虑到C-Cl是 二噁英分子中能量最低的键，也是二噁英与一般烃类分子的区别所在，这种Cl向HCl的定 向转移可以从源头控制二噁英的生成。同时，产气中的焦油也会由于加氢裂解反应而大量 转化为小分子烃类。均相转化反应器外壁布置有夹套，气化产气燃烧产生的高温烟气可通 过夹套为均相转化反应提供所需的热量。 所述的气化产气燃烧器中，燃烧所需的氧气采用分级供给的方式，即在气化产气 燃烧器上不同位置设置至少两个氧气入口分级供氧，目的是为了避免燃烧过程中的富氧气 氛（空气过量系数大于0. 7)和高温条件（温度高于900°C )的同时满足。一方面，高温条 件下〇会夺取HCl分子中的H，使均相转化中被固定的Cl重新成为活性氯，有机会形成C-Cl 并转化为二噁英相关物质；另一方面，高温富氧条件下，有利于热力型和燃料型氮氧化物的 生成。气化产气燃烧产生的高温烟气通过均相转化反应器的夹套，为均相转化反应提供所 需的热量。 与现有技术相比，本专利技术具有以下优点： (1)采用均相转化反应器，通过气化产气均相转化的方法，利用其中充裕的氏将 Cl都固定在稳定的HCl分子中，避免C-Cl的形成，从源头抑制二噁英的生成，抑制效果显 著； (2)气化产气的燃烧采用分级供氧的方式，能有效避免高温条件下HCl中的Cl重 新转化为活性氯、从而形成C-C1。同时，该燃烧方式还能有效抑制氮氧化物的生成。 (3)由于均相转化方法对气体产物中二噁英的有效控制，等离子仅需用于气化灰 渣的玻璃化处理，能耗显著降低，经济性明显提高。另一方面，均相转化所需热量来源于产 气燃烧生成的高温烟气，进一步提高了系统的热效率。【附图说明】 图1为本专利技术的结构示意图； 图2为本专利技术基础实验中得到的氏对C-Cl形成抑制作用的实验结果； 图中标识为：1密封料仓，2锁气器，3进料电机，4气化炉体，5旋转炉蓖，6除灰电 机，7气化介质入口，8灰仓，9产气出口，10均相转化反应器，11气化产气燃烧器，12第一氧 气入口，13第二氧气入口，14烟气管道。【具体实施方式】 下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施 例。 实施例1 如图1所示，一种生活垃圾的低二噁英等离子气化-燃烧一体化转化装置，包括： 上吸式气化炉：包括从上至下依次连接的连续进料装置、气化炉体4和旋转除灰装置；均相 转化反应器10 :入口直接密封连接上吸式气化炉上部的产气出口 9 ;气化产气燃烧器11 : 入口直接密封连接均相转化反应器10的产气出口； 连续进料装置包括密封料仓1、锁气器2和进料电机3,锁气器2设置在密封料仓1 下部，防止等离子气化反应产生的气体进入密封料仓1。锁气器2连接进料电机3,通过进 料电机3调节锁气器2的转速以控制进料速率。 旋转除灰装置当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生活垃圾的低二噁英等离子气化‑燃烧一体化转化装置，其特征在于，该装置包括：上吸式气化炉：包括从上至下依次连接的连续进料装置、气化炉体（4）和旋转除灰装置；均相转化反应器（10）：入口直接密封连接所述的上吸式气化炉上部的产气出口（9）；气化产气燃烧器（11）：入口直接密封连接所述的均相转化反应器（10）的产气出口；生活垃圾原料通过连续进料装置进入气化炉体（4），进行等离子气化反应，产生的气体进入均相转化反应器（10），发生均相转化反应，均相转化产物进入气化产气燃烧器（11），进行分级供氧燃烧，等离子气化反应过程产生的灰渣由旋转除灰装置排出。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗永浩，张睿智，曹阳，殷仁豪，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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