一种生活垃圾卧式旋转热解反应釜
技术领域
本发明涉及生活垃圾的干馏热解设备,具体地,属于一种生活垃圾的卧式旋转热解反应釜,属于环保设备领域。
背景技术
有关生活垃圾干馏和裂解的设备已有报导,在ZL201120082883.7中公开了《一种有效遏制二噁英的垃圾干馏热解气化装置》,属于一种“气化——焚烧”相联合的产气炉,生活垃圾原料在炉内与空气直接接触发生氧化燃烧,将不可避免地产生相当量的二噁英(PCDFs),燃气产物中含有45%以上的氮气,导致燃气热值低;
传统的螺旋杆干馏热解反应器,属于反应器的壳体不动,而是反应器内部的螺旋杆旋转的一种干馏热解反应器,在高温和产量加大时,螺旋的推力加大,并导致螺旋叶易受热变形,螺杆易受热弯曲,导致螺杆两端难密封,反应器内部的裂解气体外泄,存在严重的安全隐患。
本发明的目的就是要克服现有技术设备的缺陷,提供在热处理设备的外层和/或内部进行联合受热方式给热处理设备内的原料进行加热或防止结焦;即,将生活垃圾原料与高温无机热载体在热处理设备内部直接接触加热,和/或在热处理设备的外层配置高温烟气加热室采用间接加热,使热处理设备内的生活垃圾原料发生热裂解产生燃油或/和不含氮气的高热值燃气,生产中不产生二恶因、热利用效率高、传热快、设备不结焦、渣中不含油、生产连续化的一种生活垃圾卧式旋转热解反应釜;
发明内容
一种生活垃圾卧式旋转热解反应釜,包括卧式圆柱形壳体,它通过壳体下部几组能灵活转动的圆形托轮(每组为二个托轮)支撑于地面上;
所述的壳体外壁套装有与其直径相同的圆周齿轮盘,所述的圆周齿轮盘与小齿轮盘相对合,用调速电机驱动所述的小齿轮盘转动,小齿轮盘带圆周动齿轮盘转动,并使卧式圆柱形壳体跟随同步旋转;
所述的卧式圆柱形壳体外围是固定不动的隔热保温层,所述的卧式圆柱形壳体与隔热保温层之间是高温烟气加热室;其中,给卧式圆柱形壳体加热的高温烟气从加热室一端烟气进口进,经过所述的加热室,从另一端烟气出口排出;
所述的卧式圆柱形壳体内筒壁上均匀地分布层层螺纹形钢板或集料板,它能使卧式圆柱形壳体内的物料在所述的卧式圆柱形壳体旋转时向前或向后移动;
所述的卧式圆柱形壳体的一端与固定不动的进料仓配置联接,所述的卧式圆柱形壳体的另一端与固定不动的排料仓配置联接,当卧式圆柱形壳体旋转时,其二端的进料仓和排料仓及圆柱形壳体外层的隔热保温层之间不跟随旋转;
所述的卧式圆柱形壳体的进料仓或排料仓上配置温度计和压力表;
所述的卧式圆柱形壳体与其两端固定不动的进料仓和排料仓之间以及与固定不动的保温层之间均采用公知的机械密封、填料密封或其它密封结构进行连接;
所述的卧式圆柱形壳体一端进料仓的侧面外部分别配置需要裂解的燃油进口、进料机和高温热载体的卸料管,所述进料机的出料口和高温热载体的卸料管伸入到卧式圆柱形壳体的内部;
所述卧式圆柱形壳体另一端排料仓的出料装置有二种结构形式,可以任选其中的一种,第一种出料装置结构是:所述的排料仓的下部配置低温热载体和热处理后的剩余物形成的混合物卸料管,所述的排料仓的顶部或侧面配置气相产物出口;第二种出料装置结构是:所述的排料仓的中心配置卧式螺旋出料机,所述卧式螺旋出料机的进料口配置在排料仓的内部并与卧式圆柱形壳体内部相通,所述卧式螺旋出料机的出料口配置在排料仓的外部;所述排料仓的顶部或侧面配置气相产物出口;
所述的卧式旋转热解反应釜(14)外壳高温烟气加热室(17)的烟气温度维持在500-1200℃,压力是常压;卧式旋转热解反应釜(14)内的操作温度为300-800℃,压力可以是微负压、常压或稍高于常压;
将一定量的高温无机热载体(如高温焚烧炉的灰烬或其它高温下的颗粒状热载体)与生活垃圾原料直接接触,能使生活垃圾原料直接受热而快速的发生热裂解,特别地,无机热载体与生活垃圾混合后,能防止生活垃圾中的废塑料组分受热产生的热融物粘附在反应釜的釜壁上发生结焦,阻塞反应釜的大难题;
在装料前,所述的原料经过粉碎或不粉碎,要求原料的尺寸不大于30厘米,在装料过程中应尽量避免旋转的热解反应釜(14)中存留的气相产物不外泄;
所述的生活垃圾原料,进一步包括:医疗废弃物、污泥、餐厨垃圾,农业废弃物、林业废弃物,畜禽养殖废弃物、制药业废弃物,工业固体有机废弃物,油沙、重油、废机油、废塑料、废橡胶,以及其它有机废弃物。
本发明的设备具有如下优点:
(1)生活垃圾原料与高温热载体直接接触,传热快,热效率高;
(2)卧式旋转热解反应釜处于连续化的旋转之中,其内部是高温热载体传热,适合生活垃圾、污泥,废塑料、废橡胶、生物质废弃物的热处理,具有釜内壁不结焦、不变形,密封性好,生产规模处理量大,设备寿命长的优点;
(3)燃气产品中不含氮气,燃气热值高;
(4)在完全无氧的条件下干馏热解生活垃圾,不产生二恶因;
附图说明
图1是发明设备的结构图或卧式旋转热解反应釜的第一种出料装置结构图;
图2是本发明的卧式旋转热解反应釜的A-A剖面结构示意图;
图3是本发明的卧式旋转热解反应釜的第二种出料装置结构图;
附图中,1-进料机,2-高温热载体的卸料管,3-隔热保温层,4-燃油进口,5-小齿轮盘,6-调速电机,7-圆形托轮,8-低温热载体和热处理后的剩余物形成的混合物卸料管,9-圆周齿轮盘,10-卧式圆柱形壳体,11-烟气进口,12-烟气出口,13-气相产物出口,14-卧式旋转热解反应釜,15-进料仓,16-低温热载体和热处理后的剩余物形成的混合物,17-加热室,18-排料仓,19-螺纹形钢板或集料板,20-卧式螺旋出料机,21-卧式螺旋出料机的出料口;
具体实施方案
下面结合附图1、图2和图3,进一步阐述本发明的设备,但不受其限制;
一种生活垃圾卧式旋转热解反应釜(14),包括卧式圆柱形壳体(10),它通过卧式圆柱形壳体(10)下部几组能灵活转动的圆形托轮(每组为二个托轮)(7)支撑于地面上;卧式圆柱形壳体(10)外壁套装有与其直径相同的圆周齿轮盘(9);圆周齿轮盘(9)与小齿轮盘(5)相对合,用调速电机(6)驱动小齿轮盘(5)转动,而小齿轮盘(5)带动圆周齿轮盘(9)转动,并使卧式圆柱形壳体(10)跟随同步旋转;卧式圆柱形壳体(10)外围是固定不动的隔热保温层(3),卧式圆柱形壳体(10)与隔热保温层(3)之间是高温烟气加热室(17);其中,给卧式旋转热解反应釜(14)加热的高温烟气从加热室(17)一端烟气进口(11)进,经过加热室(17),从另一端烟气出口(12)排出;卧式圆柱形壳体(10)内筒壁上均匀地分布层层螺纹形钢板或集料板(19),它能使卧式圆柱形壳体(10)内的物料在卧式圆柱形壳体(10)旋转时向前或向后移动;卧式圆柱形壳体(10)的一端与固定不动的进料仓(15)配置联接,卧式圆柱形壳体(10)的另一端与固定不动的排料仓(18)配置联接,当卧式圆柱形壳体(10)旋转时,其二端的进料仓(15)和排料仓(18)及卧式圆柱形壳体(10)外层的隔热保温层(17)之间不跟随旋转;可旋转的卧式圆柱形壳体(10)与其两端固定不动的进料仓(15)和排料仓(18)之间以及与固定不动的隔热保温层(3)之间均采用公知的机械密封、填料密封或其它密封方法进行连接;卧式圆柱形壳体(10)一端进料仓(15)的侧面外部分别配置需要裂解的燃油进口(4)、进料机(1)和高温热载体的卸料管(2),所述进料机(1)的出料口和高温热载体的卸料管(2)伸入到卧式圆柱形壳体(10)的内部;所述卧式圆柱形壳体(10)另一端排料仓(18)的出料装置有二种结构形式,可以任选其中的一种,第一种出料装置结构是:参见附图1,排料仓(18)的下部配置低温热载体和热处理后的剩余物形成的混合物(16)卸料管(8),并经所述的卸料管(8)将混合物(16)排出,所述排料仓(18)的顶部或侧面配置气相产物出口(13);第二种出料装置结构是:参见附图,2,排料仓(18)的中心配置卧式螺旋出料机(20),所述卧式螺旋出料机(20)的进料口配置在排料仓(18)的内部并与卧式圆柱形壳体(10)内部相通,所述卧式螺旋出料机(20)的出料口(21)配置在排料仓(39)的外部;所述排料仓(18)的顶部或侧面配置气相产物出口(13);所述的卧式圆柱形壳体的进料仓或排料仓上配置温度计和压力表;
本发明设备的操作:将一定量的焚烧炉排出的500-1000℃的高温无机炉灰渣或高温无机热载体通过高温热载体的卸料管(2)落入密封的卧式旋转热解反应釜(14)内,用电机(6)驱动小齿轮盘(5)运转,小齿轮盘(5)带动圆周齿轮盘(9)转动并驱动卧式圆柱形壳体(10)转动,同时地,将生活垃圾原料用往复式或螺旋式进料机(1)连续化的送入到密封的卧式旋转热解反应釜(14)内,并直接与500-1000℃高温无机炉灰渣或高温无机热载体直接接触进行混合,用高温热载体给原料直接加热,同时地,采用高温烟道气给卧式旋转热解反应釜(14)的外壳加热室(17)进行间接加热,卧式旋转热解反应釜(14)内的生活垃圾原料受热后温度不断上升至分解温度,使其操作温度为300-600℃保持0.1-0.8小时,生活垃圾原料中的有机物因受热而不断地转变成气相物质,即发生干馏或热裂化反应,分解生成气相产物和热处理的剩余物(主要成分是残炭渣),所述的热处理的剩余物与卧式旋转热解反应釜(14)内的无机热载体形成固体混合物,所述的固体混合物受卧式旋转热解反应釜(14)内壁上的螺旋带或集料板(19)的输送作用,从卧式旋转热解反应釜(14)的加料一端不断地在旋转中移向出料的另一端,卧式旋转热解反应釜(14)中产生的气相产物不断地从气相产物出口(13)被排出,利用公知的气相产物收集与回收装置处理气相产物,并得到燃油或燃气产品;不断地将卧式旋转裂解反应釜(14)内产生的低温热载体和热处理后的剩余物形成的混合物(16)从排料仓(18)中排出;将所述的混合物(16)从卧式旋转热解反应釜(14)排出,可以采用如下二种出料装置中的任何一种装置实施:
第一种出料装置的操作是:参照图1,旋转的卧式圆柱形壳体(10)利用其内壁上的螺旋带或集料板(19)的输送作用不断地将物料输送到排料仓(18)内,经过排料仓(18)下部的低温热载体和热处理后的剩余物形成的混合物(16)卸料管(8)排出,所述的卸料管(8)的出料口与外界密闭的收集罐联通,或是与外界的输送设备的进料口连接相通;
第二种出料装置的操作是:参照图3,旋转的卧式圆柱形壳体(10)利用其内壁上的集料板(19)作用,不断地将卧式圆柱形壳体(10)内的物料向上刮起,在落入到配置在排料仓(18)中心的卧式螺旋出料机(20)的装料斗内,通过所述卧式螺旋出料机(20)的螺杆的输送作用,经过卧式螺旋出料机(20)的出料口(21)排出。