CN104140827A - 一种热解煤或垃圾有机废弃物的旋转反应釜 - Google Patents

一种热解煤或垃圾有机废弃物的旋转反应釜 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热解煤或垃圾有机废弃物的旋转反应釜，该旋转反应釜内部配置的搅拌输送器能防止物料受热结焦后产生的物料不移动导致的阻塞，适合煤、生活垃圾、污泥，废塑料、废橡胶、生物质废弃物的热处理，具有旋转反应釜内壁不结焦、不变形，密封性好，产量高，传热效率好，燃气产品中不含氮气，燃气热值高，生产中不产生二恶因的优点。

Description

一种热解煤或垃圾有机废弃物的旋转反应釜
技术领域
本发明涉及一种热解煤或垃圾有机废弃物的旋转反应釜，属于化工及环保设备领域。
背景技术
有关煤的干馏或热分解已有报导，在公开号CN1103045276A中公开了《(一种粉煤热解炉》，属于立式热解炉，存在产量低，设备内壁易结焦，传热效率差的缺陷，在公开号CN202246560U中公开了《循环煤气热载体流化床粉煤热解装置》，采用空气作为气化剂，煤气产物中含有惰性氮气，导致煤气热值低，并存在对原料煤的径粒有一定的要求，对块煤需要粉碎到规范的颗粒才能进入热解设备，增加了生产成本；
有关生活垃圾干馏热解的设备已有报导，在本申请人授权的USP6，133，491，USP6，270，630B1和ZL98117823.5中，公开了《用生活垃圾和/或有机废弃物制取烃类的方法和设备》，利用卧式旋转热解反应釜热分解生活垃圾；实践表明，原料中受热后的熔融物质易粘附在反应釜内壁结焦结块，阻塞旋转反应釜，特别地，当旋转反应釜外壳加热室的温度偏低时，旋转反应釜内的温度也低，导致进入反应釜内的原料不易快速熔化、气化或分解，易阻塞在原料的加料口一端，反应釜旋转时反应釜内的物料不往前移动，不能正常生产；
通常地，煤在热解时，弱粘性煤能在热处理设备内壁上结焦，形成焦块；生活垃圾或有机废弃物中的某些成分(如废塑料)受热熔融后易在热解设备内壁上粘附结焦形成块状物质，阻塞热处理设备，使反应釜内的物料在反应釜旋转式不移动，并影响传热；传统的卧式旋转热解反应釜虽然有提高煤或垃圾有机废弃物热解产量的优点，但易出现反应釜内壁结焦结块，阻塞反应釜，经常出现停产检修或安全问题；因为旋转热解反应釜内壁上只配置将物料掀起的固定式导料板，不能及时排除和解决旋转中的热解反应釜内部物料的阻塞问题；
本发明的目的就是要克服现有设备存在的缺陷，提供一种热解设备内部配置搅拌输送器、热解设备内部不结焦、不阻塞、热利用效率高、传热快、生产连续化的一种热解煤或垃圾有机废弃物的旋转反应釜。
发明内容
一种热解煤或垃圾有机废弃物的旋转反应釜包括：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一端的进料仓下部与另一端的排料仓下部之间固定和配置电力驱动的可旋转的搅拌输送器，所述的可旋转的搅拌输送器能够使卧式圆柱形壳体内的物料移动，防止物料的阻塞；当卧式圆柱形壳体旋转时，其二端的进料仓，排料仓，进料仓与进料仓之间的搅拌输送器，以及圆柱形壳体外层的隔热保温层均不跟随旋转；
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的进料仓与搅拌输送器的旋转轴之间，以及所述的卧式圆柱形壳体另一端的排料仓与搅拌输送器的旋转轴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备用物料的进口和进料机，所述进料机的出料口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热处理后的剩余物的卸料管，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；
所述的热解煤或垃圾有机废弃物的旋转反应釜(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；
可以定期或不定期地启动热解煤或垃圾有机废弃物的旋转反应釜(14)内的搅拌输送器(24)，不断地将所述的旋转反应釜(14)内的物料从进料仓(15)移向排料仓(18)，以防止物料受热产生的热融物粘附在所述的旋转反应釜(14)内壁上发生结焦结块，阻塞所述的旋转反应釜(14)；
在装料前，所述的煤或生活垃圾有机废弃物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；
所述的煤，包括各种类的劣质煤，优质煤，气化煤，煤干石，以及粉状煤或块状煤；所述的生活垃圾有机废弃物，包括：生活垃圾、医疗废弃物、污泥、餐厨垃圾，农业废弃物、林业废弃物，养殖业废弃物、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)卧式旋转热解反应釜处于连续化的旋转之中，其内部的搅拌输送器能防止物料受热结焦后产生的物料不移动导致的阻塞，适合煤、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；
(2)燃气产品中不含氮气，燃气热值高；
(3)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旋转反应釜的第一种出料装置结构图；
图2是本发明旋转反应釜的A-A剖面结构示意图；
图3是本发明旋转反应釜的第二种出料装置结构图；
附图中，1-进料机，2-可旋转的搅拌输送器的旋转轴，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-热解煤或垃圾有机废弃物的旋转反应釜(或称为：旋转反应釜)，15-进料仓，16-热处理后的剩余物，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；22-温度计，23-压力表，24-可旋转的搅拌输送器；
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；
一种热解煤或垃圾有机废弃物的旋转反应釜(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；
所述的卧式圆柱形壳体(10)一端的进料仓(15)下部与另一端的排料仓(18)下部之间固定配置由电机(25)驱动的可旋转的搅拌输送器(24)，所述的可旋转的搅拌输送器(24)能够使卧式圆柱形壳体(10)内的物料移动，防止物料的阻塞；当卧式圆柱形壳体(10)旋转时，其二端的进料仓(15)，排料仓(18)，进料仓(15)与排料仓(18)之间的搅拌输送器(24)，以及圆柱形壳体(10)外层的隔热保温层(3)均不跟随旋转；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；所述的卧式圆柱形壳体(10)一端的进料仓(15)与搅拌输送器(24)的旋转轴(2)之间，以及所述的卧式圆柱形壳体(10)另一端的排料仓(18)与搅拌输送器(24)的旋转轴(2)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(10)一端进料仓(15)的侧面外部分别配置备用物料进口(4)、进料机(1)；所述进料机(1)的出料口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)的下部配置热处理后的剩余物(16)卸料管(8)，并经所述的卸料管(8)将剩余物(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：将煤或生活垃圾有机废弃物原料用往复式或螺旋式进料机(1)连续化的送入到密封的旋转反应釜(14)内，同时地，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，利用燃气、煤、油等热源给加热炉加热产生高温烟气，利用高温烟道气给旋转反应釜(14)的外壳加热室(17)进行间接加热，旋转反应釜(14)内的煤或生活垃圾有机废弃物受热后温度不断上升至分解温度，使其操作温度为300-850℃，煤或生活垃圾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(主要成分是炭)，所述的热处理的剩余物受旋转反应釜(14)内壁上的螺旋带或集料板(19)的输送作用，从旋转反应釜(14)的加料一端不断地在旋转中移向出料的另一端；可以定期或不定期地启动旋转反应釜(14)内的搅拌输送器(24)，不断地将旋转反应釜(14)内的物料从进料仓(15)移向排料仓(18)，以防止物料受热产生的热融物粘附在旋转反应釜(14)内壁上发生结焦结块，阻塞旋转反应釜(14)；旋转反应釜(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、燃气、或煤气产品；不断地将旋转反应釜(14)内产生的热处理后的剩余物(如焦炭、残炭)(16)从排料仓(18)中排出；将所述的剩余物(16)从旋转反应釜(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)下部的热处理后的剩余物(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。

Claims (1)

1.一种热解煤或垃圾有机废弃物的旋转反应釜(14)，其特征在于：该旋转反应釜(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，给卧式圆柱形壳体(10)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；
所述的卧式圆柱形壳体(10)一端的进料仓(15)下部与另一端的排料仓(18)下部之间固定配置由电机(25)驱动的可旋转的搅拌输送器(24)，所述的可旋转的搅拌输送器(24)能够使卧式圆柱形壳体(10)内的物料移动，防止物料的阻塞；当卧式圆柱形壳体(10)旋转时，其二端的进料仓(15)，排料仓(18)，进料仓(15)与排料仓(18)之间的搅拌输送器(24)，以及圆柱形壳体(10)外层的隔热保温层(3)均不跟随旋转；
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；所述的卧式圆柱形壳体(10)一端的进料仓(15)与搅拌输送器(24)的旋转轴(2)之间，以及所述的卧式圆柱形壳体(10)另一端的排料仓(18)与搅拌输送器(24)的旋转轴(2)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(10)一端进料仓(15)的侧面外部分别配置备用物料进口(4)、进料机(1)；所述进料机(1)的出料口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：排料仓(18)的下部配置热处理后的剩余物(16)卸料管(8)，并经所述的卸料管(8)将剩余物(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：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。
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