核心技术

VPG立式连续热解气化技术

      热解气化是指利用大分子有机物的热不稳定性,控制反应环境内空气供应量在理论空气量之下、保持一定温度范围内使垃圾吸热,垃圾中的大分子有机化合物裂解成小分子量物质的物理化学反应过程。热解后的残留物进行高温燃烧能达到大量减容、无害化目的;热解气化产生的混合烟气进行富氧燃烧。高温燃气进入余热锅炉换热后,蒸汽可另作它用。此种技术已成为环保部主推的医废处理技术。

      VPG立式连续热解气化焚烧系统是深圳市汉环科技有限公司技术人员经多年研制开发出的高效垃圾处理设备,由自动进料系统、焚烧系统、尾气处理系统、自动检测与控制系统、余热利用系统等构成。该系统具有技术先进、性能稳定可靠、焚烧效果好、运行成本低等优势。


       


一、适应对象

适合于中小规模的城镇生活垃圾;

特别适合于医疗废物等特种垃圾;

部分可燃工业废弃物。


二、VPG立式连续热解气化焚烧炉主要运行参数

垃圾热值:1500-5500KCal/Kg

垃圾含水率:<50%

焚烧效率:>99.9%

焚毁去除率:>99.99%

残渣热灼减率:<3%

垃圾减容率:90%-95%

烟气在二燃室停留时间:>2s

二恶英浓度:<0.1TEQng/Nm3


三、VPG立式旋转热解气化焚烧炉焚烧机理

热解气化炉(一燃室)从上往下,依次为干燥段、热解段、燃烧段、燃烬段和冷却段。

垃圾首先在干燥段由热解段上升的烟气干燥,其中的水分挥发。在热分解段和气化燃烧段分解为一氧化碳、氢、气态烃类(甲烷等)等可燃物进入混合烟气中。

热解气化后的残留物(液态焦油、油的化合物(醋酸、丙酮、复合碳氢化合物)、较纯的固定碳以及垃圾本身含有的无机灰土和惰性物质)进入燃烧段充分燃烧,燃烧温度达到1100~1300℃。燃烧段产生的热量用来提供热解段和干燥段所需的热量。燃烧段产生的残渣经过燃烬段继续燃烧后,进入冷却段。由炉底的一次供风冷却(同时达到预热一次风之目的),经炉排机械挤压、破碎后,由排渣系统排出炉外。热解气化炉产生的混合烟气进入二燃室燃烧。

由热解气化炉底部送入的一次风穿过残渣层,给燃烬段、燃烧段及热解气化燃烧段提供充分的助燃氧。空气在上行燃烧过程中消耗了大量氧,经过燃烬段、燃烧段及热解气化燃烧段这几段燃烧区域后,氧含量大大降低,从而形成贫氧(亦称欠氧)环境,满足了热解气化工况。立式炉型和底部送风方式满足了垃圾在关键的热分解气化阶段温度和反应空气量(欠氧和无氧)的条件,并能使参与反应的垃圾维持在这个环境下足够的时间。

由此可以看出,垃圾在热解气化炉内经热解后实现了能量的两级分配,热解气体成分进入二燃室焚烧,热解后的残留物在热解气化炉的燃烧段焚烧;垃圾的热分解、气化、燃烧形成了沿向下运动方向的动态平衡,在投料和排渣系统连续稳定运行的外部条件下,炉内各反应段的物理化学过程也连续、稳定地进行,因此热解气化炉可以连续地、正常地运转。

烟气进入二燃室采用切向进口,增加二燃室湍动程度;二燃室进口处采用二次补风,补充烟气中的氧气,通过燃烧器的助燃,使热解过程产生的可燃物在二燃室的富氧、高温条件下充分燃烧。烟气在二燃室的停留时间超过2秒,焚烧温度达到1100℃以上。二燃室烟气螺旋流动状况同时起到了旋风除尘的作用,烟气夹带的粉尘很大一部分在二燃室的底部收集起来,由排灰装置排出二燃室。


四、炉型特点

①垃圾的焚烧彻底、无遗漏。一燃室炉膛中部高温燃烧区域的温度达1100℃以上。垃圾中的有机物与病原体焚毁彻底,焚烧后全部形成结焦状残炭,热灼减量可达<3%。

②一燃室的热解气化还原性工况,炉压低,空气扰动小,因此烟气中尘含量低。烟气中飞灰和颗粒物少,大大减轻了飞灰对余热锅炉管束的冲刷磨损和烟尘净化系统的负荷,大大降低了运行和维护保养费用。

③垃圾热解和分段燃烧使一燃室形成还原性的热解环境,热解反应产生的大量CO将燃料生成的氮氧化物(NOx)再次还原为N,因而在还原性气氛中降低了生成NOx的反应率,抑制了NOx在这一燃烧区中的生成量,实现了空气分级低NOx燃烧,系统的NOx排量小于200mg/m3,尾气处理不必设置脱硝环节。另外由于炉内的还原性工况使得炉内污染物触媒的生成量大大降低,加之通过控制二燃室的温度和助燃空气过剩系数,从而使得二噁英、CH4等污染物质的生成得到很大程度抑制。

④竖式炉内物料的向下移动和气体的相对向上移动,使炉内的能量分布合理,热解气化区利用了焚烧段的高温缺氧气体,热分解产生的产物残碳焦油等又参与焚烧段的富氧燃烧反应,残渣被一次风冷却,排灰过程热损失量小,整个过程对垃圾自身热能的利用效率最高。

⑤系统很好地实现了气密封性操作,无漏风,因而鼓引风机的功率消耗大大降低,运行和投资成本低。

⑥灰渣在炉内熔融后冷却破碎成块状物排出,重金属等有害物质被固定在固相中。残渣经过浸出毒性检测合格后可用作建筑材料。残渣在水封槽里浸湿后排出,工作现场绝无粉尘飞扬,真正实现了清洁生产。



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