專利名稱：應用廢棄物干蒸餾氣作為替代燃料的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及應用廢棄物干蒸餾氣作為替代能源的燃燒和焚化系統(tǒng)；更具體地說，在本發(fā)明涉及的燃燒和焚化系統(tǒng)中，通過干蒸餾高質(zhì)量廢棄物產(chǎn)生的干蒸餾氣被用作替代能源送至一定距離之外的焚化裝置或工業(yè)裝置而加以利用。
現(xiàn)有干蒸餾焚化裝置存在以下問題提供所需占地的費用很高，運行和維護管理困難，不可能實現(xiàn)干蒸餾氣的連續(xù)生產(chǎn)，因為廢棄物不能連續(xù)輸入和灰渣不能連續(xù)排出。這意味著現(xiàn)有設備只能以分批的形式工作，即在干蒸餾和焚化反應結束時將灰渣通過灰渣出口排出，然后再輸入新的一批廢棄物。為連續(xù)產(chǎn)生燃料，需使兩個或多個干蒸餾器交替工作，因為在分批運行中點火和熄火要求的非工作時間較長，正常的工作時間僅有幾個小時。此外，點火損失較大和干蒸餾氣的質(zhì)量較差使得燃料的燃燒值降低，H、CO和CH等氣體的產(chǎn)生比例變化較大使爆炸的危險性增大，氣體管道障礙可使干蒸餾器內(nèi)壓升高，等等。
現(xiàn)有干蒸餾焚化裝置還存在氣體干蒸餾效率低和維修成本高等問題，因為安裝在干蒸餾器下部的干蒸餾空氣入口面向干蒸餾器的上部，而干蒸餾空氣垂直射入，這樣會使灰渣沉積在下部的壁面，從而堵塞干蒸餾空氣的入射孔，使空氣難于均勻射入，進而導致發(fā)生非均勻干蒸餾反應。
此外，這種裝置也不能將干蒸餾氣供給到距干蒸餾器一定距離之外的分立焚化或燃燒裝置，因為不能防止干蒸餾氣中包含的焦油等粘滯性物質(zhì)造成的管道障礙，因此干蒸餾器和燃燒器必須直接連接或相互鄰近配置。
現(xiàn)有干蒸餾焚化裝置產(chǎn)生和供應干蒸餾氣的數(shù)量基于控制干蒸餾器和燃燒器的燃燒溫度和工作壓力變量，而對干蒸餾氣的流動并沒有采取后續(xù)措施，因此在管道障礙、運行中的點火、防爆和維修管理等方面存在著一些問題。
圖2A為按本發(fā)明連續(xù)進料器的結構圖。
圖2B、2C和2D為按本發(fā)明連續(xù)進料器幾個實施例的結構圖。
圖3為按本發(fā)明噴嘴管道型干蒸餾器的結構圖。
圖4為按本發(fā)明連續(xù)排渣器的結構圖。
圖5為按本發(fā)明加壓干蒸餾氣轉送燃燒器的結構圖。


圖1所示為按本發(fā)明采用干蒸餾氣作為替代燃料的系統(tǒng)的一個實施例，包括一個包含連續(xù)進料器(110)、一個噴嘴管道型干蒸餾器(120)和一個連續(xù)排渣器(130)的干蒸餾氣發(fā)生器(100)；一個包含傳輸管道(210)、干蒸餾氣控制閥門(220)、焦油清除器(230)、絕熱部件(240)、氣體-空氣混合噴嘴(250)和干蒸餾氣燃燒器(260)的加壓干蒸餾氣轉送燃燒器(200)；一個利用通過加壓干蒸餾氣轉送燃燒器的干蒸餾氣作為替代燃料的燃燒和焚化裝置(300)；以及一個控制干蒸餾速率、干蒸餾氣數(shù)量和燃燒氣體數(shù)量等參數(shù)的自動控制器，所述控制器與安裝在所述燃燒和焚化裝置的燃燒器、管道、干蒸餾氣爐以及加壓轉送燃燒器的氣體-空氣混合噴嘴(250)等部件上的各種傳感器相連。
所述連續(xù)進料器(110)在圖2中進行了詳細描繪，其結構為包括水平開合的第一滑動構件(111)和垂直開合的第二構件(112)的雙門結構，當廢棄物由起重機、傳送機等設備傳送到料斗時，在第一滑動構件開啟的情況下，廢棄物積聚在第二構件的上部并供給干蒸餾氣發(fā)生器(100)，而在第一構件關閉的同時第二構件立即開通。
在上述過程中，廢棄物連續(xù)進入干蒸餾氣發(fā)生器(100)，并因連續(xù)進料器(110)的雙門結構而可保持空氣的密封狀態(tài)。根據(jù)廢棄物的數(shù)量，連續(xù)進料器(110)可有圖2B、2C和2D所示等不同的形式。
在供料時，本發(fā)明連續(xù)進料器可連續(xù)地向干蒸餾氣發(fā)生器提供廢棄物且可防止空氣的進入，因此可改善因空氣進入、爆炸等因素造成的效率降低問題。
如圖3所示，噴管型干蒸餾器(120)具有內(nèi)管(121)和外管(122)，內(nèi)管同干蒸餾噴嘴(123)相連，干蒸餾空氣可通過干蒸餾空氣供給控制閥(124)進入內(nèi)管并進而通過干蒸餾噴嘴(123)噴射到干蒸餾氣發(fā)生器(100)中。本發(fā)明干蒸餾噴嘴(123)具有特殊形狀，可使干蒸餾空氣從垂直方向噴射到干蒸餾氣發(fā)生器(100)的下部，從而可防止現(xiàn)有干蒸餾焚化裝置中的空氣入口堵塞現(xiàn)象，干蒸餾空氣可均勻射入，從而使廢棄物產(chǎn)生干蒸餾氣的效率提高。
為減少干蒸餾反應產(chǎn)生的反應熱，外管(122)采用空氣冷卻或水冷，從而可使干蒸餾噴嘴半永久性使用。
噴管型干蒸餾器(120)安裝在干蒸餾氣發(fā)生器(100)的下面，由廢棄物連續(xù)進料器(110)供給的廢棄物堆積在噴管型干蒸餾器的上部，從而在干蒸餾空氣從干蒸餾噴嘴射入和點火時可引發(fā)其發(fā)生熱分解，導致干蒸餾氣的產(chǎn)生。
干蒸餾噴嘴的結構可使干蒸餾氣水平噴出，從而可防止現(xiàn)有干蒸餾焚化裝置中的噴口堵塞問題；均勻和預期數(shù)量的干蒸餾空氣可平穩(wěn)供應，熱分解產(chǎn)物和灰渣通過管道間的間隙自然降落到噴嘴的底部，從而可大大提高干蒸餾氣的產(chǎn)生效率和增加所產(chǎn)生的干蒸餾氣的熱值。
此外，對干蒸餾噴嘴和管道可制定特定的標準，從而可依據(jù)廢棄物的質(zhì)量和欲產(chǎn)生的干蒸餾氣數(shù)量對所需設備進行有效的生產(chǎn)、安裝和維修。
圖4表明一個灰渣連續(xù)排放器(130)，包括一個位于噴管型干蒸餾器(120)下部的用于堆積噴管型干蒸餾器干蒸餾反應產(chǎn)物和灰渣的灰渣收集器(131)、由驅(qū)動馬達帶動的用于在灰渣收集器下面進行排渣的排渣刮板(132)、排渣孔(133)和排渣槽(134)。
廢棄物在干蒸餾反應中失去積聚力和變成灰渣的物質(zhì)自動地由組成噴管型干蒸餾器的管道之間壓出，落入下面的灰渣收集器中，堆積的灰渣在旋轉的排渣刮板(132)的作用下不斷被推入排渣孔，并最終通過與排渣孔相連的可開通和關閉的排渣槽排出干蒸餾氣發(fā)生器之外。
此時，外部空氣不能進入干蒸餾氣發(fā)生器中，因為它被堆積在灰渣收集器、排渣槽和水箱等處的灰渣所阻擋。
本發(fā)明的連續(xù)排渣器具有現(xiàn)有干蒸餾焚化裝置所不具備的功能，它既便于制造又便于使干蒸餾氣發(fā)生器連續(xù)工作。
如圖5所示，加壓干蒸餾氣轉送燃燒器(200)與干蒸餾氣發(fā)生器的干蒸餾氣排出口(101)相連，包括干蒸餾氣傳輸管(210)、干蒸餾氣控制閥(220)、焦油清除部件(230)、熱絕緣部件(240)、氣體-空氣混合噴嘴(250)和干蒸餾氣燃燒器(260)等。干蒸餾氣由干蒸餾氣發(fā)生器的干蒸餾氣排出口通過傳輸管傳輸?shù)饺紵头倩b置以進行燃燒，熱絕緣部件通過減少干蒸餾氣在傳輸管道中的溫度降使焦油在管道內(nèi)壁上附著量降低，焦油清除部件可清除傳輸管道內(nèi)的液態(tài)焦油從而防止傳輸管道出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，干蒸餾氣控制閥可控制供給燃燒和焚化裝置的干蒸餾氣數(shù)量。
干蒸餾氣通過傳輸管道進入氣體-空氣混合噴嘴(250)并與燃燒空氣完全混合，所形成的具有均勻濃度的高質(zhì)量干蒸餾氣噴射到干蒸餾氣燃燒器(260)中，在干蒸餾氣燃燒器進行點火時，噴入的干蒸餾氣可直接提供所需的熱源和熱值。
由于采用了氣體-空氣混合噴嘴使干蒸餾氣與燃燒空氣相混合并加壓噴出以及與此相連的干蒸餾氣誘發(fā)作用，本發(fā)明加壓干蒸餾氣轉送燃燒器(200)不但可解決現(xiàn)有干蒸餾氣焚化裝置因焦油等物質(zhì)堵塞管道而難于將干蒸餾氣輸送到較遠距離的燃燒和焚化裝置的問題，而且使遠距離輸送干蒸餾氣成為可能。此外，由于采用了噴管型干蒸餾器和位于其下的燃燒和焚化裝置，本發(fā)明干蒸餾氣轉送燃燒器(200)可對干蒸餾氣的生產(chǎn)、傳輸和供給進行自動控制，從而不但便于系統(tǒng)的操作和維護管理，而且還有助于解決現(xiàn)有干蒸餾焚化裝置只能間接利用廢熱的問題，即只能間接利用在第二輔助燃燒器中燃燒干蒸餾氣產(chǎn)生的廢熱而不能將干蒸餾氣輸送到其它燃燒和焚化裝置加以利用，而只有在燃燒和焚化裝置中直接燃燒干蒸餾氣才能實現(xiàn)其作為替代燃料的目的。
燃燒和焚化裝置(300)提供的燃料可用于各種熱能利用裝置中，包括眾所周知的轉窯、流化床、加煤機等焚化裝置和干燥爐、加熱爐、熔化爐等工業(yè)燃燒裝置。本發(fā)明可應用在這些燃燒和焚化裝置中，采用干蒸餾氣作為高熱值補充燃料，從而可維持較高的燃燒溫度，大大減少因不充分燃燒所引起的各種有害氣體的排放。同時，本發(fā)明系統(tǒng)還可使燃燒和焚化裝置的燃料成本和維護費用大大降低。
自動控制器包括電子和測量部件，它可依據(jù)通過氣體-空氣混合噴嘴(250)供給的空氣變化使干蒸餾空氣供給控制閥(124)與干蒸餾氣控制閥(220)相互連鎖，從而可保證燃燒和焚化裝置所需干蒸餾氣的適當供應，在不能維持適當?shù)娜紵郎囟葧r，可依據(jù)燃燒溫度自動調(diào)節(jié)有關部件的控制閥以保證所需干蒸餾氣的適當供應。
本發(fā)明自動控制器可依據(jù)投入燃燒和焚化裝置的目標材料的質(zhì)量而調(diào)整燃燒溫度，從而可自動保持穩(wěn)定運行的條件，而且還可解決現(xiàn)有干蒸餾氣焚化裝置存在的點火、爆炸等一些運行中的問題，自動調(diào)節(jié)和有效保持適當?shù)母烧麴s速率和穩(wěn)定的干蒸餾壓力有利于燃燒裝置的便利運行。
如上所述，本發(fā)明利用廢棄物產(chǎn)生可用作燃料的干蒸餾氣有助于提高廢品的再利用效果，即通過干蒸餾氣發(fā)生器的連續(xù)運轉可利用較小的設備產(chǎn)生較大量的高質(zhì)量干蒸餾氣，并可將產(chǎn)生的干蒸餾氣輸送到較遠距離之外的焚化和工業(yè)燃燒裝置，從而使燃料成本大大降低。因為在較低的成本下可實現(xiàn)較高的燃燒溫度，所產(chǎn)生的這些氣體在作為補充燃料利用時可提高燃燒和焚化裝置的燃燒效率。同時，所產(chǎn)生的干蒸餾氣可減少燃燒中二氧化物等有害氣體的排放量，從而有助于改善大氣污染的問題，減少所需環(huán)保設備的規(guī)格和制造成本。同時，依據(jù)燃燒和焚化裝置所需的熱值，可對干蒸餾氣發(fā)生器干蒸餾空氣控制閥以及有關的傳輸和供給部件的控制閥進行自動調(diào)節(jié)，從而能自動控制燃燒和焚化裝置的燃燒條件，自動控制干蒸餾氣發(fā)生器的熱解速率，維持適當?shù)倪\行條件，使裝置的運行和維護簡化。此外，由于可對噴管型干蒸餾器等主要設備實行標準化，本發(fā)明可提高干蒸餾的效率，使設備更便于制造、安裝、維護和修理。
雖然為說明起見公開了本發(fā)明的最佳實施例，但熟悉本門技術的人們都會了解，在不超出本發(fā)明所申明的權利要求的范圍和要義下，對本發(fā)明作出增添、減少和修改是可能的。
權利要求
1.一種利用廢棄物干蒸餾氣作為替代燃料的系統(tǒng)，包括A)一個通過連續(xù)干蒸餾高質(zhì)量廢棄物產(chǎn)生干蒸餾氣的干蒸餾氣發(fā)生器；B)一個密封的干蒸餾氣傳輸和燃燒設備，包括1)一個帶有控制閥門的傳輸管道，所述控制閥門可控制所傳輸?shù)母烧麴s氣的數(shù)量，所述傳輸管道將干蒸餾氣發(fā)生器中產(chǎn)生的干蒸餾氣直接傳輸給分立的燃燒和焚化裝置；2)一個與所述傳輸管道直接相連的氣體-空氣混合噴嘴，它將來自傳輸管道的氣體與燃燒空氣混合并將混合后的氣體射入一個密封的轉送燃燒器；3)一個用于使所述射入混合氣體燃燒的燃燒器；以及C)一個與所述干蒸餾氣燃燒器相連的燃燒和焚化裝置。
2.如權利要求1所述利用廢棄物干蒸餾氣作為替代燃料的系統(tǒng)，其中所述干蒸餾氣發(fā)生器包括A)一個連續(xù)進料器，它可在氣密條件下將廢棄物連續(xù)地供給干蒸餾氣發(fā)生器；B)一個噴管型干蒸餾器，廢棄物由連續(xù)進料器進入所述干蒸餾器和堆積在其上部并通過熱解而產(chǎn)生干蒸餾氣；以及C)一個連續(xù)排渣器，在所述噴管型干蒸餾器噴管部熱解產(chǎn)生干蒸餾氣后失去積聚力的灰渣落入噴管間的空隙并通過所述連續(xù)排渣器連續(xù)排除，同時可保持沒有空氣從中流入。
3.如權利要求1所述利用廢棄物干蒸餾氣作為替代燃料的系統(tǒng)，其中所述密封的轉送燃燒器進一步包括A)一個安裝在傳輸管道上用于清除干蒸餾氣爐內(nèi)所產(chǎn)生焦油的焦油清除部件，它通過安裝在其上面的加熱器使液態(tài)落下并帶有粘性的焦油排出；和B)一個可減少干蒸餾氣在傳輸管道中溫度降落的熱絕緣部件。
4.如權利要求1所述利用廢棄物干蒸餾氣作為替代燃料的系統(tǒng)，進一步包括A)一個位于密封轉送燃燒器氣體-空氣混合噴嘴出口的檢測器，用于檢測密封轉送燃燒器氣體-空氣混合噴嘴供應的燃燒空氣流量；B)一個與所述干蒸餾氣發(fā)生器相連并由上述檢測器控制的干蒸餾空氣控制閥門，它可根據(jù)干蒸餾氣流量控制趕蒸餾氣的產(chǎn)生量；以及C)一個與密封轉送燃燒器干蒸餾氣控制閥門連鎖的自動控制部件，它可對干蒸餾速率進行自動控制，并可自動維持干蒸餾裝置內(nèi)的穩(wěn)定壓力。
5.如權利要求1所述利用廢棄物干蒸餾氣作為替代燃料的系統(tǒng)，其中所述燃燒和焚化裝置包括轉窯、焚化爐、流化床、鍋爐或干燥爐、加熱爐和熔化爐等工業(yè)燃燒裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用連續(xù)干蒸餾廢棄物產(chǎn)生的干蒸餾氣作為替代燃料的燃燒和焚化系統(tǒng),可應用于各種需要熱源的燃燒和焚化裝置中。更具體地說,涉及的燃燒和焚化系統(tǒng)包括:一個通過連續(xù)干蒸餾高質(zhì)量廢棄物產(chǎn)生干蒸餾氣的干蒸餾氣發(fā)生器;一個通過傳輸管道并可控制干蒸餾氣供給數(shù)量的干蒸餾氣傳輸和燃燒部件,用于將干蒸餾氣發(fā)生器中產(chǎn)生的干蒸餾氣直接傳輸給分立的燃燒和焚化裝置;一個與干蒸餾氣傳輸和燃燒部件相連的采用干蒸餾氣作為替代(補充)燃料和熱源的燃燒和焚化裝置;以及一個自動控制器,它可對所述干蒸餾氣傳輸和燃燒部件氣體－空氣混合噴嘴的壓力和燃燒空氣流量相關的干蒸餾空氣供給控制閥和干蒸餾氣控制閥等進行適當調(diào)節(jié),從而使干蒸餾氣發(fā)生器保持穩(wěn)定的干蒸餾速率和壓力。在這種系統(tǒng)中,利用干蒸餾氣作為替代(補充)燃料可實現(xiàn)低成本、高溫度燃燒,廢棄物的再利用效果可望提高,焚化和工業(yè)燃燒裝置消耗的替代燃料量大大減少將導致燃料成本的下降,同時還能減少二氧化物等有害氣體的排放量。
文檔編號C10B53/00GK1390291SQ00815544
公開日2003年1月8日 申請日期2000年4月8日 優(yōu)先權日1999年10月11日
發(fā)明者鄭元桃, 陳炯鑽 申請人:東國產(chǎn)業(yè)株式會社