CN103017490A

CN103017490A - 一种环保节能回转干燥筒炉系统装备

Info

Publication number: CN103017490A
Application number: CN2012105625984A
Authority: CN
Inventors: 沈斌
Original assignee: SICHUAN GANGLION ENVIRONMENT PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SICHUAN GANGLION ENVIRONMENT PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-12-22
Filing date: 2012-12-22
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2032-12-22
Also published as: CN103017490B

Abstract

一种环保节能回转干燥筒炉系统装备，属节能减排治理污染综合回收副产品的装备。它包括热能供应段、物料干燥段和催化反应回收段，热能供应段依次连接物料干燥段和催化反应回收段。其关键技术是热能供应段包括加燃料装置和燃烧段，燃烧段包括干馏段、氧化段、还原段和聚能拱；物料干燥段具有回转干燥筒；催化反应回收段包括催化装置和吸附塔，吸附塔底部连接存酸池和硝酸池，存酸池连接浓缩器，浓缩器连接硫酸池。本发明采用干法活性炭双塔串连吸附蒸气解析回收硫酸副产品和硝酸产品，实现对苯并[a]芘、二恶英，挥发份有机物和微细颗粒物pm2.5的高效净化。实现资源节约型、环境友好型的文明生态社会。

Description

一种环保节能回转干燥筒炉系统装备

技术领域：

一种环保节能回转干燥筒炉系统装备，属节能减排治理污染综合回收副产品的装备。它涉及到燃煤，燃油或燃气作能源的燃烧设备，同时对燃料或产品中产生的污染物一并综合治理和回收系统工艺装备。

背景技术：

当前，随着科学社会的不断进步和经济的持续发展，人类在享受工业化，城镇化带来的各种成果和喜悦，不断追求工业文明的同时，不得不面对环境污染和资源枯竭等严峻的问题。我国大量污染物的排放，已严重破坏了人们生存环境，加剧了地球的生态危机。如火电，建材水泥，陶瓷，冶金，矿产稀土，化工行业等有关物料需要煅烧和干燥（烘干）工序，在干燥过程中必然从烟气中产生有害气体，加上物料中的污染物，若得不到有效治理，排放到大气中致使污染大气，从而破坏生态环境和危害人们身体健康。加之厨房油烟通常是室内污染转移到室外污染，没有彻底净化，还有全国当前机动车保有量遂年攀升，据交通部公布:已达到21900万辆，排放的氮氧化物，一氧化碳，二氧化碳，碳氢化合物，粉尘和微细颗粒物，pm2.5，加之航海舰船，包括我国的航母都大量冒黑烟，这是世界环保业的癌症，它们对大气的污染和对人们的身体健康损害是相当严重的，诸如以上实例和回转筒炉在干燥过程中，若不有效节能，也将加速资源的枯竭；污染环境的污染物，若不回收综合利用，造成环境污染，同时又浪费了宝贵的资源。以往致迄今，令人痛心疾首！

发明内容：

本发明要解决的问题就是针对以上不足而提供一种既高效节能，又能对烟气中的污染物有效治理，而且将有害物经多项催化为副产品的回转干燥筒炉系统装备。其技术方案如下：

它包括热能供应段、物料干燥段和催化反应回收段，热能供应段依次连接物料干燥段和催化反应回收段。其关键技术是热能供应段包括加燃料装置和燃烧段，燃烧段包括干馏段、氧化段、还原段和聚能拱；物料干燥段具有回转干燥筒，回转干燥筒内中心是燃烧腔，燃烧腔内安装聚能环，各个聚能环通过传热辐射片相连，燃烧腔外壁至回转干燥筒内壁是物料干燥腔，在回转干燥筒靠近催化反应回收段一端设有进料口，回转干燥筒靠近热能供应段一端设有出料口；在回转干燥筒与催化反应回收段之间安装旋风收料器，旋风收料器连接引风机，引风机另一端连接催化反应回收段；催化反应回收段包括催化装置和吸附塔，催化装置连接吸附塔，吸附塔顶端通过管道连接气体反应室，吸附塔底部连接存酸池和硝酸池，存酸池连接浓缩器，浓缩器连接硫酸池。

与现有技术相比本发明具有的有益效果是：

1、本发明燃烧段包括干馏段、氧化段、还原段，具备了反应的空间和时间，满足了反应条件：自然产生聚集充足的富氧催化黑烟为甲烷，一氧化碳气态充分燃烧殆尽，从而将黑烟全部转化为热能被利用，从而节能9%。再其节能途径是：煤料中掺入水和水箱自产生蒸气，经风机31吸收蒸气鼓入阶梯式炉篦33与推碳机32科学合理的配合下，参与赤热的二氧化碳反应生成O₂，和H₂，从而新增能源有效利用，以此节能6%。

2、炉膛内发明阶梯式S型聚能拱11，回转干燥筒内安装聚能环16，吸收热能产生强烈的高能红外线辐射波，辐射给加热的产品或锅炉管内的水，从而提高热效率10%～20%，相应节能10%～20%。

3、这种结构克服了机械不安全燃烧造成的损失，如黑碳渣，进冷风降温。

4、本发明多相催化烟气中的二氧化硫，二氧化氮，效率高。用干法活性炭吸附SO₂、NO₂，方便，经济，运行中无须时刻加入脱硫剂，一次投入长期使用不废。解析过程中，有少量流失的细炭，半年打开人孔37.9补充一点脱硫剂照常吸硫吸氮，节约了水资源。双塔轮流吸附、解析，周而复始配合进行，投资省，脱硫脱硝与循环资源回收效率高。适用于电厂、冶金、化工、水泥、稀土、炭素、垃圾焚烧的尾气治理和资源回收。

5、本发明实现了社会效益，环境生态文明效益，节能减排产生30%的经济效益。且化害为利，变害为宝，资源回收综合利用，产生可观的综合经济效益。

6、本发明采用干法活性炭双塔串连吸附蒸气解析回收硫酸副产品和硝酸产品，实现对苯并[a]芘、二恶英，挥发性有机物和微细颗粒物pm2.5的高效净化，达零排放标准。实现资源节约型、环境友好型的文明生态社会。

附图说明：

图1，是本发明结构示意图；

图2，是本发明回转干燥筒结构示意图；

图3，是图2A-A示意图；

图4，是本发明催化装置结构示意图；

图5，是本发明吸附塔结构示意图；

图6，是图5B-B示意图；

图7，是本发明气体反应室结构示意图；

图8，是本发明炉篦结构示意图；

图9，是本发明另一加燃料装置结构示意图。

具体实施方式：

参见图1-图9，本发明装备包括热能供应段、物料干燥段和催化反应回收段，热能供应段依次连接物料干燥段和催化反应回收段。热能供应段包括加燃料装置和燃烧段，燃烧段包括干馏段8、氧化段9、还原段10和聚能拱11，燃烧段位于炉膛内；物料干燥段具有回转干燥筒14，回转干燥筒14外壁由支撑座上的转动装置15支撑，回转干燥筒14内中心是燃烧腔13，燃烧腔13内安装聚能环16，各个聚能环16通过传热辐射片16.1相连，聚热后析释辐射热，燃烧腔13外壁至回转干燥筒14内壁是物料干燥腔30，在回转干燥筒14靠近催化反应回收段一端设有进料口12.2，回转干燥筒14靠近热能供应段一端设有出料口12.1，物料由进料口12.2逆向接触火焰和聚能环辐射热能后，经转动装置15旋转至出料口12.1；在回转干燥筒14与催化反应回收段之间安装旋风收料器17，旋风收料器17通过风管18连接引风机24，物料的尾料及尘粒在引风机29负压作用下，进入旋风收料器17，引风机24另一端连接催化反应回收段；催化反应回收段包括催化装置19和吸附塔，催化装置19连接吸附塔，吸附塔顶端通过管道连接气体反应室25，吸附塔底部连接存酸池26和硝酸池27，存酸池26连接浓缩器23，浓缩器23连接硫酸池36。

所述吸附塔为相连的第一吸附塔37.1和第二吸附塔37.2，两吸附塔下端通过烟气管19.2连接，烟气管19.2通过第一烟气阀门19.3和第二烟气阀门19.4分别控制第一吸附塔37.1和第二吸附塔37.2，两吸附塔上部通过蒸气管20连接，蒸气管20通过第一蒸气阀门20.1和第二蒸气阀门20.2分别控制第一吸附塔37.1和第二吸附塔37.2，蒸气管20连接蒸气堡22。

所述吸附塔内壁安装主管37.3，主管37.3上分层设有分流管37.4，各分流管上分布有孔眼37.10，各分流管上还依次铺设菱形孔钢板网37.5、不锈钢网37.6和纱布37.7，纱布37.7上堆集有吸附二氧化硫、氮氧化物的活性炭颗粒物37.8。

所述吸附塔分2-5层，各层设有人孔37.9。

所述催化装置19是在壳体19.6内安装催化床19.5，催化床19.5分为前端和后端两部分，壳体19.6两侧开口，供催化床19.5前后移动，催化床19.5由第一气缸19.1控制移动。

所述催化床19.5的下框上安装滚轮19.7，便于催化床19.5移动。

所述气体反应室25由竖立的隔板分为气液分离腔和气体通道腔，气液分离腔和气体通道腔内装有反应液25.2，气液分离腔和气体通道腔的上方相通，在气液分离腔的反应液上方安装气液分离器25.3，在气体通道腔的反应液上方安装导流槽25.4，在气液分离腔壁上连接进气管25.1，进气管25.1另一端安装在吸附塔上，在气体通道腔壁上安装排气管25.5，图中25.6是水位控制阀。

所述加燃料装置包括航轨葫芦吊6、储料仓4、煤料斗5和推碳机32，推碳机32一端连接炉篦33，另一端连接气水分离器2，气水分离器2连接空压机36。

所述炉篦33的各个角为圆角10.1，利于推碳，消除应力，延长使用奉命。

所述加燃料装置还包括外环管（38）和内环管39，内环管39位于外环管38内，方便使用天然气等燃气。

当采用煤作能源时，煤料斗5经航轨葫芦吊6吊卸到储料仓4卸煤，经液压顶或空压机36提供空气动力，由LPC数控1按时发出指令，空气经高压管进入气水分离器2，经电磁阀3进入三通管35，再将气流分配到第二气缸34内定时运行。由于煤燃烧过程全是化学反应的过程，即干燥、干馏，氧化还原反应过程，当煤从储料仓4经推碳机32推过隔热拱旋7，煤含的水分被蒸发，煤快速进入干馏段8，此时热效反应加快，煤燃烧产生的火焰进入回转干燥筒14内的燃烧腔13，加热聚能环16和传热辐射片16.1。

当采用油、液化气或天然气作能源时，将预热的空气从外环管38借助空压机36调控进入燃烧段，内环管39接入天然气，经控制阀喷射至燃烧段，燃烧产生的火焰进入回转干燥筒14内的燃烧腔13，加热聚能环16和传热辐射片16.1，从而产生红外线辐射波，使能量系统优化节能，提高热能效率30％。

物料干燥段对例如冶金粉末、砂轮粉末、红钒铬钠或水泥等诸多化工物料进行干燥，物料由进料口12.2逆向接触火焰和聚能环辐射热能回转烘干后，经转动装置15旋转至出料口12.1排出打包入库。

催化反应回收段为污染物催化及干法活性炭吸附—解析转化成副产品段：

当物料干燥段锻烧或干燥时，尾气中产生诸多有害废气体如一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、粉尘和微细颗粒物pm2.5，尾气中的物料和尘粒在引风机29负压作用下经旋风收料器17由风管18吸入气相催化装置19，通过气相催化、生物酶催化反应，同时介面扩大传质深化反应（如pm2.5微细颗粒被匹配的综合吸附剂吸附和特殊剂吸收分解和固留）。催化反应时催化床19.5可在壳体19.6上通过滚轮19.7由第一气缸19.1控制前后移动，当催化床前端位于壳体内时，催化床后端位于壳体外，催化床前端催化工作，催化床后端自动降温，反之亦然，催化床前端和催化床后端交替工作、自动降温。当催化反应后，关闭第二烟气阀门19.4和第一蒸气阀门20.1，烟气经烟气管19.2进入第一吸附塔37.1，有害废气体自下而上被活性炭吸附饱和后，关闭第一烟气阀门19.3和第二蒸气阀门20.2，打开第一蒸气阀门20.1和蒸气管20，向第一吸附塔37.1通入蒸气。蒸气由上至下喷入，经由主管37.3，再由分流管37.4经孔眼37.10喷散到菱形孔钢板网37.5，再经中细（200）目不锈钢网37.6，至表层沙布37.4后，渗透到吸附二氧化硫、氮氧化物的活性碳颗粒物37.5空穴中对吸附饱和的硫分子加热加压强行解析。蒸气解析的同时，打开第二烟气阀门19.4，烟气经烟气管19.2进入第二吸附塔37.2，有害废气体自下而上被活性炭吸附饱和后，关闭第二烟气阀门19.4，打开第二蒸气阀门20.2，向第二吸附塔37.2通入蒸气解析活性炭。两个吸附塔轮流吸附有害废气体，并轮流解析活性炭内稀硫酸和稀硝酸，周而复始工作。

经催化反应后的稀硫酸经吸附塔底部阀门流入存酸池26，再抽入浓缩器23进行蒸发浓缩为浓硫酸入储酸池24待售。经加热温差作用分离出的硝酸进入硝酸池27由泵28抽进储硝酸罐。吸附塔反应后残留的废气经进气管25.1进入气体反应室25的气液分离腔，与反应液25.2反应后，气体由气液分离器25.3通过导流槽25.4顺向分流，再由排气管25.5排出，再由烟囱21排空，反应物从阀门25.7排出。此装置和方法适于在缺水的国家和节约水资源地区通用。可用于电厂、化工、建材水泥、冶金、陶瓷、耐火及各种锅炉等诸多行业。若要脱氮可同时一并吸收处理后再分离。该装置缩小尺寸后适用于厨房抽油烟机净化挥发性有机物，还可用于加油站、机动车船的尾气高效治理。

Claims

1.一种环保节能回转干燥筒炉系统装备，包括热能供应段、物料干燥段和催化反应回收段，热能供应段依次连接物料干燥段和催化反应回收段，其特征是热能供应段包括加燃料装置和燃烧段，燃烧段包括干馏段（8）、氧化段（9）、还原段（10）和聚能拱（11）；物料干燥段具有回转干燥筒（14），回转干燥筒（14）内中心是燃烧腔（13），燃烧腔（13）内安装聚能环（16），各个聚能环（16）通过-传热辐射片（16.1）相连，燃烧腔（13）外壁至回转干燥筒（14）内壁是物料干燥腔（30），在回转干燥筒（14）靠近催化反应回收段一端设有进料口（12.2），回转干燥筒（14）靠近热能供应段一端设有出料口（12.1）；在回转干燥筒（14）与催化反应回收段之间安装旋风收料器（17），旋风收料器（17）连接引风机（24），引风机（24）另一端连接催化反应回收段；催化反应回收段包括催化装置（19）和吸附塔，催化装置（19）连接吸附塔，吸附塔顶端通过管道连接气体反应室（25），吸附塔底部连接存酸池（26）和硝酸池（27），存酸池（26）连接浓缩器（23），浓缩器（23）连接硫酸池（36）。

2.根据权利要求1所述环保节能回转干燥筒炉系统装备，其特征是吸附塔为相连的第一吸附塔（37.1）和第二吸附塔（37.2），两吸附塔下端通过烟气管（19.2)连接，烟气管（19.2)通过第一烟气阀门19.3和第二烟气阀门19.4分别控制第一吸附塔（37.1）和第二吸附塔（37.2），两吸附塔上部通过蒸气管（20）连接，蒸气管（20）通过第一蒸气阀门20.1和第二蒸气阀门20.2分别控制第一吸附塔（37.1）和第二吸附塔（37.2），蒸气管（20）连接蒸气堡（22）。

3.根据权利要求2所述环保节能回转干燥筒炉系统装备，其特征是吸附塔内壁安装主管（37.3），主管（37.3）上分层设有分流管（37.4），各分流管上分布有孔眼（37.10），各分流管上还依次铺设菱形孔钢板网（37.5）、不锈钢网（37.6）和纱布（37.7），纱布（37.7）上堆集活性炭颗粒物（37.8）。

4.根据权利要求3所述环保节能回转干燥筒炉系统装备，其特征是吸附塔分2-5层，各层设有人孔（37.9）。

5.根据权利要求1所述环保节能回转干燥筒炉系统装备，其特征是催化装置（19）是在壳体（19.6）内安装催化床（19.5），催化床（19.5）分为前端和后端两部分，壳体（19.6）两侧开口，供催化床（19.5）前后移动。

6.根据权利要求5所述环保节能回转干燥筒炉系统装备，其特征是催化床（19.5）的下框上安装滚轮（19.7）。

7.根据权利要求1所述环保节能回转干燥筒炉系统装备，其特征是气体反应室（25）由竖立的隔板分为气液分离腔和气体通道腔，气液分离腔和气体通道腔内装有反应液（25.2），气液分离腔和气体通道腔的上方相通，在气液分离腔的反应液上方安装气液分离器（25.3），在气体通道腔的反应液上方安装导流槽（25.4），在气液分离腔壁上连接进气管（25.1），进气管（25.1）另一端安装在吸附塔上，在气体通道腔壁上安装排气管（25.5）。

8.根据权利要求1所述环保节能回转干燥筒炉系统装备，其特征是加燃料装置包括航轨葫芦吊（6）、储料仓（4）、煤料斗（5）和推碳机（32），推碳机（32）一端连接炉篦（33），另一端连接气水分离器（2），气水分离器（2）连接空压机（36）。

9.根据权利要求8所述环保节能回转干燥筒炉系统装备，其特征是炉篦（33）的各个角为圆角（10.1）。

10.根据权利要求1所述环保节能回转干燥筒炉系统装备，其特征是加燃料装置还包括外环管（38）和内环管（39），内环管（39）位于外环管（38）内。