CN104194809A - 一种连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备 - Google Patents

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徐助要
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罗军胜
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Abstract

本发明公开了一种连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备，微波干燥机(1)的出口对接上料提升机(2)的进口，上料提升机(2)的出口对接储料仓(3)，进料斗(3)的出口对接进料螺旋输送机(4)的进口，所述的螺旋输送机(4)的出口对接微波裂解炉体(5)，所述的微波裂解炉体(5)的出口对接出料螺旋输送机(6)，所述的微波裂解炉体(5)上设有控温装置、氧分压检测装置、安全阀、气氛管路系统(7)、微波馈入系统(8)、废气收集及分离系统(9)、冷却水路系统(10)、控制系统(11)和气氛系统(12)。本发明是一种加热温度低，反应速度快，处理生物质与有机垃圾品质高的连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备。

Description

一种连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备
技术领域
本发明涉及一种微波裂解设备，特别是涉及一种连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备。
技术背景
现在各地的生活垃圾及有机质麦杆、桔杆、棉杆等基本上都是进行焚烧，在焚烧过程中对空气产大量的雾霾，严重危害着人内健康。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种加热温度低、反应速度快、处理材料品质高的连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备。
为了解决上述技术问题，本发明提供的连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备，微波干燥机的出口对接上料提升机的进口，所述的上料提升机的出口对接进料斗，所述的进料斗的出口对接进料螺旋输送机的进口，所述的进料螺旋输送机的出口对接微波裂解炉体，所述的微波裂解炉体的出口对接出料螺旋输送机，所述的微波裂解炉体上设有控温装置、氧分压检测装置、安全阀、气氛管路系统、微波馈入系统、废气收集及分离系统、冷却水路系统、控制系统和气氛系统。
所述的微波干燥机进行生物质与有机垃圾加热干燥，包括微波抑制进料口、微波干燥段、气帘、微波抑制出料口和传动系统。
所述的上料提升机主要由驱动张紧机构、驱动装置、电动机、链轮组、链条、提升料斗、主机架、限位开关、装紧装置组组成；通过提升料斗的往复运动，把物料从工厂地面输送到所述的进料斗，所述的进料斗上设有料位计与提升机控制系统联动。
所述的进料斗位于所述的进料螺旋输送机上部，所述的进料斗的下部装有进料关风机法兰与所述的进料螺旋输送机的进料口法兰连接。
所述的微波裂解炉体包括裂解一段、裂解二段、微波馈入系统、缓冷段、水冷段、下搅拌机构和测温装置；从所述的气氛系统的气嘴中吹进的保护气体，调节裂解段的含氧量；所述的微波馈入系统馈入微波使进入裂解段的物料达到一定的温度，并通过微波裂解炉体上设置的所述的控温装置测出每小段物料的即时温度，再通过所述的控制系统来控制反应的温度。
所述的出料螺旋输送机位于所述的微波裂解炉体的裂解段的水冷段之后，其进料口法兰与裂解段下法兰连接，出料口法兰与出料仓进料口法兰连接；主要由传动机构、水冷水套、出料口、进料口组成；两端装有轴承座，轴承座中安装有石墨套和密封油封，以防漏波和漏气；下面装有两个安装支耳，支耳与机架平台的出料螺旋机支架连接；旋转接头主要用途是引入冷却水将螺旋机轴进行冷却。
所述的冷却水路系统为外冷却循环水系统，所述的外冷却循环水系统分为供水系统、风冷系统和回水系统，供水系统包括水泵、压力表、管道和各种阀门，风冷系统主要指圆形玻璃钢冷却塔，供水系统将蓄水池中的水通过水泵打入圆形玻璃钢冷却塔进水口，水在圆形玻璃钢冷却塔中被冷却，然后冷却了的水汇集到圆形玻璃钢冷却塔底部，经管道回到凉水池。
所述的气氛系统包括主进气管、支进气管和氧分析仪接口，主进气管上有四个供与保护气瓶连接的宝塔式直通接头和气压表，每个宝塔式直通接头后面均接有一个球阀，接入时将宝塔式直通接头插入保护气瓶输气管内，然后用卡箍扎紧接头处；通过保护气瓶上所装减压装置上的调压阀调节所需的压力向管道供气，保护气体通过各路支气管进入炉体各进气口，各支路上均装有玻璃转子流量计和球阀，通过球阀调节各支路的供气量。
所述的微波馈入系统的微波传导系统有两种形式：平置微波传导系统和竖置微波传导系统；所述的微波馈入系统的微波发生器由磁控管和激励腔及其供电电源组成的微波源为20～100KW/915MHz微波源系统。
所述的微波馈入系统的微波馈入方式是通过波导从所述的微波裂解炉体的顶部馈入。
采用上述技术方案的连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备，微波干燥机进行生物质与有机垃圾加热干燥，螺旋输送机是将生物质与有机垃圾通过进料斗进入进料螺旋输送机，微波裂解炉体是将生物质与有机垃圾进行裂解。本发明是一种加热温度低，反应速度快，处理生物质与有机垃圾品质高的连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备。
连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备是一种连续进料连续出料的大型裂解设备，实现高品质、生产效率高，低能耗，生物质与有机垃圾微波裂解设备。能广泛应用于大、中、小城市的生活垃圾裂解及有机质麦杆、桔杆、棉杆等。能减少雾霾提高空气质量，为国家节能减排造福人民。连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备取代现在的焚烧等传统办法。
本发明的主要用途及特点:
本装备可在可控气氛下对各类生物质与有机垃圾进行微波裂解。该装备适合用于连续性批量生产作业，可实现高品质、高效率、低能耗有机垃圾微波裂解。
使用方便、操作简单、高效节能、安全可靠和均匀稳定加热，大幅度提高产品一致性和成品率；
安全可靠的全微波屏蔽抑制腔体设计；
配备功率连续可调式高稳定性长寿命的专用工业微波源；
具有简便快捷的操作控制系统；
外形美观、机构紧凑，使用维护方便。
附图说明
图1为本发明主视图。
图2为本发明俯视图。
图3为干燥机装置结构示意图。
图4为上料机装置结构示意图。
图5为微波裂解炉体结构示意图。
图6为出料螺旋机。
图7为微波传导系统。
图8为外循环冷却水系统。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
参见图1和图2，一种连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备，微波干燥机1的出口对接上料提升机2的进口，上料提升机2的出口对接进料斗3，进料斗3的出口对接进料螺旋输送机4的进口，进料螺旋输送机4的出口对接微波裂解炉体5，微波裂解炉体5的出口对接出料螺旋输送机6，微波裂解炉体5上设有控温装置、氧分压检测装置、安全阀、气氛管路系统7、微波馈入系统8、废气收集及分离系统9、冷却水路系统10、控制系统11和气氛系统12。
参见图3，微波干燥机1进行生物质与有机垃圾加热干燥，包括微波抑制进料口、微波干燥段、气帘、微波抑制出料口和传动系统；物料通过传动进入干燥段；物料输送速度通过传动系统的变频调速电机来调节物料的输送速度。
参见图4，上料提升机2主要由驱动张紧机构、驱动装置、电动机、链轮组、链条、提升料斗、主机架、限位开关、装紧装置组组成；通过提升料斗的往复运动，把物料从工厂地面输送到所述的进料斗3，进料斗3上设有料位计与提升机控制系统联动，当物料低于料位计所在平面时，料位计发出少料警报，人工进行上料，当上料斗中物料达到饱和量(物料稍稍超出上料斗口沿而不跌落)时，停止加料。
进料斗3位于进料螺旋输送机4上部，进料斗3的下部装有进料关风机法兰与进料螺旋输送机4的进料口法兰连接，物料通过进料斗3进入进料螺旋输送机4，进料斗3上设有料位计对进料斗3中物料料位进行检测，当物料低于料位计所在平面时，料位计发出上料信号，然后进行人工上料。
参见图5，微波裂解炉体5包括裂解一段、裂解二段、微波馈入系统、缓冷段、水冷段、下搅拌机构和测温装置；微波裂解炉体5上设置有气氛系统12，从气氛系统12的气嘴中吹进二氧化碳(或其它保护气体)，可以调节裂解段的含氧量；微波裂解炉体5上设置有微波馈入系统8，微波馈入系统8馈入微波使进入裂解段的物料达到一定的温度，并通过微波裂解炉体5上设置的控温装置测出每小段物料的即时温度，再通过控制系统11来控制反应的温度；当物料进入到缓冷段设备体时，因本段有保温材料，主要使物料温度缓慢下降冷却到一定的温度以保证其工艺要求；当物料进入到水冷段时，因本段无保温材料且设置水冷套，通过水冷套中的冷却循环水强行带走物料冷却时散发的热量，从而加速物料的冷却以达到相应的工艺要求。
参见图6，出料螺旋输送机6位于微波裂解炉体5的裂解段的水冷段之后，其进料口法兰与裂解段下法兰连接，出料口法兰与出料仓进料口法兰连接；将裂解完了剩下活性碳从裂解段送至出料仓；主要由传动机构、水冷水套、出料口、进料口组成；本机无保温材料，物料进入本机向后移动时，冷却水在水冷水套中不断循环，带走物料散发的大量热量，从而使物料达到快速冷却的目的；两端装有轴承座，轴承座中安装有石墨套和密封油封，以防漏波和漏气；本机下面装有两个安装支耳，当本机安装好后支耳与机架平台的出料螺旋机支架连接；旋转接头主要用途是引入冷却水将螺旋机轴进行冷却。
参见图6，出料仓13位于出料螺旋机之后，主要由进料口、维护口、仓体、观察窗、出料口、关风机组成，进料口与出料螺旋机出料口对接，中间夹关风机，出料口上接关风机，关风机的作用是当出料仓中料满时控制出料；仓体上的观察窗是用来观察出料仓的装料情况；出料时，先关停出料螺旋机并关闭出料仓进料口关风机，然后打开出料仓出料口关风机放料，当出料仓出料时物料下落不是很顺畅时，可打开维护口盖板，用棍棒搅动出料仓中的物料促使其加速下落，维护口的另一个作用是清洁观察窗的玻璃；维护口盖板上有两个气嘴，当出料仓中的物料放完时，先关闭出料仓出口关风机，再打开其中一个气嘴上的球阀，另一个气嘴通入二氧化碳(或其它保护气体)以置换出料仓中的氧气，置换完成后，关闭球阀，停止通气，打开出料仓进料口关风机，开启出料螺旋机进行下一批出料。
参见图8，冷却水路系统10为外冷却循环水系统，所述的外冷却循环水系统分为供水系统、风冷系统和回水系统，供水系统包括水泵、压力表、管道和各种阀门，风冷系统主要指圆形玻璃钢冷却塔，供水系统将蓄水池中的水通过水泵打入圆形玻璃钢冷却塔进水口，水在圆形玻璃钢冷却塔中被冷却，然后冷却了的水汇集到圆形玻璃钢冷却塔底部，经管道回到凉水池。
参见图1和图5，气氛系统12包括主进气管、支进气管和氧分析仪接口，主进气管上有四个供与保护气瓶连接的宝塔式直通接头和气压表，每个宝塔式直通接头后面均接有一个球阀，接入保护气瓶的数量根据工艺要求由用户自定，接入时将宝塔式直通接头插入保护气瓶输气管内，然后用卡箍扎紧接头处；通过保护气瓶上所装减压装置上的调压阀调节所需的压力向管道供气，保护气体通过各路支气管进入炉体各进气口，各支路上均装有玻璃转子流量计和球阀，可通过球阀调节各支路的供气量；本装置在裂解装料之前，应先关闭出料仓出料口关风机，打开出料仓进料口关风机，从出料仓进气口充入保护气体，并从氧分析仪接口接入氧分析仪不定时地测量装置内的氧含量，当含氧量达到要求后才可进料；在进料的过程中要从进料螺旋机的气帘上的进气口充入保护气体，然后开启微波进行干燥和裂解反应，在反应的过程中，各微波馈入口均设有进气口，可通过球阀调节向各微波馈入口通入少量保护气体，以防此处温度过高和炭黑的吸附；整个反应过程要随时监控装置的含氧量。
参见图5，保温系统包括炉管、搅动轴、盖板、热电偶套管、保温板、散棉等，将裂解下段与缓冷段炉体连接、缓冷段炉体与水冷段连接后，用高温胶泥将炉管和水冷段上法兰胶合，各陶瓷纤维板在装设备前必须排胶干净，现场裁切错缝装配各陶瓷纤维板，先装入炉管四周陶瓷纤维板，然后在四个角上塞入散棉，再按此方法往上安装；安装热电偶套管时，先用专用开孔器在炉管上打适当大小的孔，插入热电偶套管；在炉腔内壁两侧与外层保温板插入保温板条(不能正对微波馈入口),以确保保温板与两侧均有间隙；用高温胶泥将盖板与干燥段炉体胶合，要求不漏气。
参见图7，所述的微波馈入系统的微波传导系统有两种形式：平置微波传导系统和竖置微波传导系统；系统的微波发生器由磁控管和激励腔(头)及其供电电源组成的微波源(又称微波发生器)为20～100KW/915MHz微波源系统。
参见图5和图7，所述的微波馈入系统8的微波馈入方式是通过波导从所述的微波裂解炉体5的顶部馈入而非侧面馈入。
以上发明仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域技术人员根据本发明所揭示内容所做的等效修饰或变化，皆纳入权利要求书中所记载的保护范围内。

Claims (10)

1.一种连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备，其特征是：微波干燥机(1)的出口对接上料提升机(2)的进口，所述的上料提升机(2)的出口对接进料斗(3)，所述的进料斗(3)的出口对接进料螺旋输送机(4)的进口，所述的进料螺旋输送机(4)的出口对接微波裂解炉体(5)，所述的微波裂解炉体(5)的出口对接出料螺旋输送机(6)，所述的微波裂解炉体(5)上设有控温装置、氧分压检测装置、安全阀、气氛管路系统(7)、微波馈入系统(8)、废气收集及分离系统(9)、冷却水路系统(10)、控制系统(11)和气氛系统(12)。
2.根据权利要求1所述的连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备，其特征是：所述的微波干燥机(1)进行生物质与有机垃圾加热干燥，包括微波抑制进料口、微波干燥段、气帘、微波抑制出料口和传动系统。
3.根据权利要求1或2所述的连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备，其特征是：所述的上料提升机(2)主要由驱动张紧机构、驱动装置、电动机、链轮组、链条、提升料斗、主机架、限位开关、装紧装置组组成；通过提升料斗的往复运动，把物料从工厂地面输送到所述的进料斗(3)，所述的进料斗(3)上设有料位计与提升机控制系统联动。
4.根据权利要求1或2所述的连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备，其特征是：所述的进料斗(3)位于所述的进料螺旋输送机(4)上部，所述的进料斗(3)的下部装有进料关风机法兰与所述的进料螺旋输送机(4)的进料口法兰连接。
5.根据权利要求1或2所述的连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备，其特征是：所述的微波裂解炉体(5)包括裂解一段、裂解二段、微波馈入系统、缓冷段、水冷段、下搅拌机构和测温装置；从所述的气氛系统(12)的气嘴中吹进的保护气体，调节裂解段的含氧量；所述的微波馈入系统(8)馈入微波使进入裂解段的物料达到一定的温度，并通过微波裂解炉体(5)上设置的所述的控温装置测出每小段物料的即时温度，再通过所述的控制系统(11)来控制反应的温度。
6.根据权利要求1或2所述的连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备，其特征是：所述的出料螺旋输送机(6)位于所述的微波裂解炉体(5)的裂解段的水冷段之后，其进料口法兰与裂解段下法兰连接，出料口法兰与出料仓进料口法兰连接；主要由传动机构、水冷水套、出料口、进料口组成；两端装有轴承座，轴承座中安装有石墨套和密封油封，以防漏波和漏气；下面装有两个安装支耳，支耳与机架平台的出料螺旋机支架连接；旋转接头主要用途是引入冷却水将螺旋机轴进行冷却。
7.根据权利要求1或2所述的连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备，其特征是：所述的冷却水路系统(10)为外冷却循环水系统，所述的外冷却循环水系统分为供水系统、风冷系统和回水系统，供水系统包括水泵、压力表、管道和各种阀门，风冷系统主要指圆形玻璃钢冷却塔，供水系统将蓄水池中的水通过水泵打入圆形玻璃钢冷却塔进水口，水在圆形玻璃钢冷却塔中被冷却，然后冷却了的水汇集到圆形玻璃钢冷却塔底部，经管道回到凉水池。
8.根据权利要求1或2所述的连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备，其特征是：所述的气氛系统(12)包括主进气管、支进气管和氧分析仪接口，主进气管上有四个供与保护气瓶连接的宝塔式直通接头和气压表，每个宝塔式直通接头后面均接有一个球阀，接入时将宝塔式直通接头插入保护气瓶输气管内，然后用卡箍扎紧接头处；通过保护气瓶上所装减压装置上的调压阀调节所需的压力向管道供气，保护气体通过各路支气管进入炉体各进气口，各支路上均装有玻璃转子流量计和球阀，通过球阀调节各支路的供气量。
9.根据权利要求1或2所述的连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备，其特征是：所述的微波馈入系统(8)的微波传导系统有两种形式：平置微波传导系统和竖置微波传导系统；所述的微波馈入系统(8)的微波发生器由磁控管和激励腔及其供电电源组成的微波源为20～100KW/915MHz微波源系统。
10.根据权利要求1或2所述的连续式微波加热生物质与有机垃圾裂解设备，其特征是：所述的微波馈入系统(8)的微波馈入方式是通过波导从所述的微波裂解炉体(5)的顶部馈入。
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