CN105688570A - 一种病畜热解炭化处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种病畜热解炭化处理系统，包括旋风除尘器、喷淋处理塔、油水分离器、燃烧器和热裂解炭化炉，所述油水分离器包括锥形进口、竖直通道、锥形出口和锥形隔板，所述油水分离器下端设置有沉降室，所述沉降室最下端设置有排水通道，所述排水通道连接在喷淋处理塔内的喷头上；所述旋风除尘器外表面设置有加热套，所述加热套和旋风除尘器之间设置有加热线圈；所述燃烧器包括燃料排出组件、空气管道、燃烧器壁、引燃器、文丘里管，所述燃料排出组件包括排出端头、燃料提升管和火焰稳定结构，所述火焰稳定结构设置在燃烧器壁的轴线的一侧的第一内侧。本发明克服了NOx排放量大的问题，充分利用热解碳化产生的气体，降低尾气净化的压力。

Description

一种病畜热解炭化处理系统
技术领域
本发明涉及一种病畜热解炭化处理系统，尤其涉及一种对病畜在干化和热解炭化过程中产生的高温烟气进行处理和回收利用的设备。
背景技术
随着我国畜牧业的快速发展，病死、非正常死亡的禽畜动物尸体日益增多，已成为影响动物疫病防控和畜牧业可持续发展的突出问题。病死、非正常死亡的禽畜动物尸体通常均携带有大量的细菌和病原体，这些禽畜动物尸体如未经无害化处理或任意处置，不仅会严重污染环境，还可能传播重大的动物疫病，它不仅危害了畜牧业生产安全，甚至会引起严重的公共卫生事件，影响畜牧业的可持续发展和社会的和谐发展。
2015年08月12日公开的申请号为201520154881.2的发明创造公开了一种病畜热解炭化处理装置，该发明创造利用热裂解碳化炉的倾斜设置有效地提高了病畜动物尸体减量化、无害化和连续化处理的效率。
然而，该设备在使用过程中存在以下问题：
(1)在该装置中其尾气中含有的NOx较高，需进行后续烟气的净化处理，环保性能不够高。
(2)在该装置中热解碳化产生的气体没有得到充分利用，浪费资源的同时，还提高了尾气净化的压力，提高了成本，而且设备复杂，笨重。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处，克服了NOX排放量大的问题，充分利用热解碳化产生的气体，降低尾气净化的压力，降低了成本，简化了设备。
一种病畜热解炭化处理系统，包括旋风除尘器、喷淋处理塔、油水分离器、燃烧器和热裂解炭化炉，所述热裂解炭化炉在工作过程中产生的高温烟气经烟气进料管进入旋风除尘器内除尘；所述旋风除尘器上设置有烟气进料管，所述旋风除尘器通过气体输送管连接在喷淋处理塔之前，所述油水分离器设置在喷淋处理塔正下方；所述油水分离器和所述喷淋处理塔的外壁为筒形并同轴设置，气体输送管设置在喷淋处理塔和油水分离器之间；所述油水分离器包括锥形进口、竖直通道、锥形出口和锥形隔板，所述锥形进口设置在锥形出口正上方，所述竖直通道上端与锥形进口连通，所述竖直通道下端与锥形出口连通；所述锥形隔板下端连接在所述油水分离器的外壁内侧，所述锥形隔板上端位于锥形进口下端和锥形隔板下端之间；所述锥形隔板与所述竖直通道之间形成环形出口；所述油水分离器下端设置有沉降室，所述沉降室呈倒锥形与油水分离器的外壁连接，所述沉降室的轴线与油水分离器的轴线重合；所述沉降室最下端设置有排水通道，所述排水通道连接在喷淋处理塔内的喷头上；所述旋风除尘器外表面设置有加热套，所述加热套和旋风除尘器之间设置有加热线圈；所述燃烧器包括燃料排出组件、空气管道、燃烧器壁、引燃器、文丘里管，所述燃料排出组件包括排出端头、燃料提升管、火焰稳定结构；所述燃烧器壁环绕的空气通路穿过燃烧器壁延伸；所述火焰稳定结构设置在燃烧器壁的轴线的一侧的第一内侧；所述火焰稳定结构设置在燃烧器壁的出口端处；所述文丘里管设置在轴线的另一侧第二内侧；所述文丘里管的真空吸气管延伸至燃烧器壁的出口端以外；所述空气管道还设置有导叶，导叶一端延伸至文丘里管的前边缘；经过喷淋处理塔的烟气进入所述燃烧器的空气通路内进行燃烧反应并产生高温烟气对热裂解炭化炉进行外热式供热。
作为改进，所述油水分离器的外壁内侧设置有传感器；所述油水分离器的外壁上设置有轻质油出口和重质油出口，所述轻质油出口位于所述锥形隔板上端和下端之间，所述重质油出口位于锥形隔板下端和沉降室上端之间。
作为改进，所述锥形出口内设置有旋转元件，所述旋转元件为圆盘形，所述旋转元件的轴线与竖直通道的轴线重合；所述旋转元件位于锥形出口上端和下端之间。
作为改进，所述竖直通道内设置有排气管道，所述排气管道上端呈圆弧形向下弯曲；所述排气管道上端开口位于锥形进口上端和下端之间，所述排气管道下端位于竖直通道下端和旋转元件上端之间。
作为改进，所述传感器可以是压力传感器，所述压力传感器至少为两个，两个压力传感器位于锥形隔板下端和沉降室上端之间；两个压力传感器上下垂直设置，分别位于重质油出口的上端之上和重质油出口的下端之下。
作为改进，所述喷淋处理塔内设置有横篦，所述横篦设置在喷淋处理塔外壁内侧上，位于气体输送管之上；所述喷淋处理塔内至少设置有一个喷头，所述喷头设置在所述横篦上部；所述横篦上设置有填料层，所述填料层上端位于所述喷头之下。
作为改进，所述喷淋处理塔顶端开设有气体通道口，所述气体通道口连接气体通道，所述气体通道中设置有结露板，所述结露板是一种带孔的折线形板块，所述结露板位于气体通道口处。
作为改进，所述环形出口与所述竖直通道同轴线；所述竖直通道的轴线与所述油水分离器的轴线重合。
本发明的有益效果：
(1)本发明利用油水分离器的特殊结构，使得重质油和轻质油在油水分离阶段可以依靠自身密度使重质油和轻质油得以分开收集，避免增加后续工艺和工时对收集到的重质油和轻质油进行分离，减少了工时，降低了成本，提高了设备的利用效率，而且喷淋处理塔、油水分离器、沉降室和锥形隔板同轴线，保证了喷淋处理塔和油水分离器运转时的稳定性。
(2)本发明油水分离器的的锥形出口内设置的旋转元件可以对油水分离器内的液体进行搅拌，在加速重质油和轻质油分离的同时，旋转元件旋转时还可以达到这样一种预料不到的效果：即，旋转元件旋转时，旋转元件上部可形成低压区，方便竖直通道内的液体向下流通；另外，旋转元件旋转时还可以对旋转元件下部液体施加压力，迫使锥形出口下方的液体向油水分离器四周流动，使其中的重质油和轻质油向上浮起，避免部分重质油和轻质油滞留在锥形出口附近难以排出。
(3)本发明的竖直通道内设置有排气管道，避免锥形出口内聚集空气，阻碍竖直通道内液体向下流动。
(4)本发明利用加热线圈对旋风除尘器进行加热，使得旋风除尘器内与高温烟气接触面的表面温度高于烟气露点温度，避免漏点腐蚀现象的产生，同时保证烟气在二级处理塔内保持了较高的温度，利用高温烟气与喷头喷淋出来的水接触时产生的大量雾状水滴，对烟气内可冷凝的成分进行冷凝吸附，同时还可以利用水分蒸发时的吸热反应对可冷凝成分进行冷凝，另外，利用加热线圈加热时可以对加热温度有更灵活的控制。
(5)本发明先通过旋风除尘器进行单独的除尘处理再通过喷淋处理塔内的喷头进行了喷淋处理，而粉尘上是极易附着大量重质油和轻质油成分的，先进行单独的除尘处理相当于先一步除去烟气中的重质油和轻质油成分，从而更彻底的除去烟气中的重质油和轻质油成分，同时粉尘本身也得以更为彻底的清除。
(6)本发明采用的填料层使得上升的气体与下降的喷淋液体的接触时间更长，接触更加充分，气体中重质油和轻质油成分的冷凝过程进行的更加充分，重质油和轻质油的分离更为彻底。
(7)高温烟气经过本发明旋风除尘器的处理，气体中固体颗粒含量极少，因此可以对沉降室内的水分进行循环利用，避免经常对沉降室内的水进行净化处理，在节约了水资源的同时也减少了成本；同时循环水中含有部分重质油和轻质油，这部分重质油和轻质油随水经填料层下降时，借助油本身的黏性可以降低液体在填料层内下降的速度，从而增大液体与上升气体的接触时间，使接触更加充分，气体中重质油和轻质油成分的冷凝过程更加充分，重质油和轻质油的分离更为彻底。
(8)本发明提供的燃烧装置偏心非对称的设置克服了现有的燃烧器供热炉膛内温度过高导致较多NOx的生成的问题，能有效控制温度从而降低NOx的生成；文丘里管的设置使得燃烧器偏心设置的效果更明显，及时充分的将混合气体转移燃烧，使得燃烧充分且燃烧分布均匀；导叶的设置使空气管道内的空气流速差更明显加快了流入文丘里管的空气流速，使文丘里管的工作效果更佳，从而进一步促进了燃烧器低NOx生成的效果；而且本发明还有一个难以预料的效果，将从喷淋处理塔出来的气体通入燃烧器的空气通路，可以利用该气体的余热对空气进行预热，对降低NOx生成有一定效果，并且能对喷淋处理塔出来的气体燃烧去除一些可燃有害气体
附图说明
为了更清楚的说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明一种病畜热解炭化处理系统的整体结构示意图。
图2为旋风除尘器、喷淋处理塔及油水分离器的结构示意图。
图3为旋风除尘器的整体结构示意图。
图4为燃烧器的整体结构示意图。
图5为喷淋处理塔及油水分离器的结构示意图。
图6为燃烧器右视示意图。
图7为燃烧器文丘里管的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地说明。
实施例
图1为本发明一种病畜热解炭化处理系统的整体结构示意图、图2为旋风除尘器、喷淋处理塔及油水分离器的结构示意图、图3为旋风除尘器的整体结构示意图、图4为燃烧器的整体结构示意图、图5为喷淋处理塔及油水分离器的结构示意图、图6为燃烧器右视示意图、图7为燃烧器文丘里管的结构示意图。如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，本实施例中提供的是一种病畜热解炭化处理系统，包括旋风除尘器2、喷淋处理塔3、油水分离器4、燃烧器5和热裂解炭化炉6，所述热裂解炭化炉6在工作过程中产生的高温烟气经烟气进料管1进入旋风除尘器2内除尘；所述旋风除尘器2上设置有烟气进料管1，所述旋风除尘器2通过气体输送管21连接在喷淋处理塔3之前，所述油水分离器4设置在喷淋处理塔3正下方；所述油水分离器4和所述喷淋处理塔3的外壁30为筒形并同轴设置，气体输送管21设置在喷淋处理塔3和油水分离器4之间；所述油水分离器4包括锥形进口41、竖直通道42、锥形出口43和锥形隔板44，所述锥形进口41设置在锥形出口43正上方，所述竖直通道42上端与锥形进口41连通，所述竖直通道42下端与锥形出口43连通；所述锥形隔板44下端连接在所述油水分离器4的外壁30内侧，所述锥形隔板44上端位于锥形进口41下端和锥形隔板44下端之间；所述锥形隔板44与所述竖直通道42之间形成环形出口45；所述油水分离器4下端设置有沉降室4a，所述沉降室4a呈倒锥形与油水分离器4的外壁30连接，所述沉降室4a的轴线与油水分离器4的轴线重合；所述沉降室4a最下端设置有排水通道48，所述排水通道48连接在喷淋处理塔3内的喷头33上；所述旋风除尘器2外表面设置有加热套20，所述加热套20和旋风除尘器2之间设置有加热线圈22；所述燃烧器5包括燃料排出组件51、空气管道52、燃烧器壁53、引燃器54、文丘里管55，所述燃料排出组件51包括排出端头511、燃料提升管512、火焰稳定结构513；所述燃烧器壁53环绕的空气通路56穿过燃烧器壁53延伸；所述火焰稳定结构513设置在燃烧器壁53的轴线531的一侧的第一内侧532；所述火焰稳定结构513设置在燃烧器壁53的出口端534处；所述文丘里管55设置在轴线531的另一侧第二内侧533；所述文丘里管55的真空吸气管551延伸至燃烧器壁53的出口端534以外；所述空气管道52还设置有导叶57，导叶57一端延伸至文丘里管55的前边缘552；经过喷淋处理塔3的烟气进入所述燃烧器5的空气通路55内进行燃烧反应并产生高温烟气对热裂解炭化炉6进行外热式供热；所述油水分离器4的外壁30内侧设置有传感器4b；所述油水分离器4的外壁30上设置有轻质油出口46和重质油出口47，所述轻质油出口46位于所述锥形隔板44上端和下端之间，所述重质油出口47位于锥形隔板44下端和沉降室4a上端之间；所述锥形出口43内设置有旋转元件410，所述旋转元件410为圆盘形，所述旋转元件410的轴线与竖直通道42的轴线重合；所述旋转元件410位于锥形出口43上端和下端之间；所述竖直通道42内设置有排气管道49，所述排气管道49上端呈圆弧形向下弯曲；所述排气管道49上端开口位于锥形进口41上端和下端之间，所述排气管道49下端位于竖直通道42下端和旋转元件410上端之间；所述传感器4b可以是压力传感器，所述压力传感器至少为两个，两个压力传感器位于锥形隔板44下端和沉降室4a上端之间；两个压力传感器上下垂直设置，分别位于重质油出口47的上端之上和重质油出口47的下端之下；所述喷淋处理塔3内设置有横篦31，所述横篦31设置在喷淋处理塔3外壁30内侧上，位于气体输送管21之上；所述喷淋处理塔3内至少设置有一个喷头33，所述喷头设置在所述横篦31上部；所述横篦31上设置有填料层32，所述填料层32上端位于所述喷头33之下；所述喷淋处理塔3顶端开设有气体通道口34，所述气体通道口34连接气体通道35，所述气体通道35中设置有结露板36，所述结露板36是一种带孔的折线形板块，所述结露板36位于气体通道口34处；所述环形出口45与所述竖直通道42同轴线；所述竖直通道42的轴线与所述油水分离器4的轴线重合；所述重质油出口47和轻质油出口46管道内设置有阀门；所述排水通道48内设置有阀门用以调节油水分离器内的液面高度。
工作过程：病畜在干化和热解炭化过程中产生的高温烟气先自烟气进料管1进入旋风除尘器2，除去烟体中携带的粉尘颗粒，烟气经过旋风除尘器2后经过气体输送管21进入喷淋处理塔3，烟气向上经过横篦31和填料层32，在填料层内与向下的喷淋液体接触，可冷凝部分随喷淋液体经油水分离器4流向沉降室4a，喷淋液体从竖直通道42经过旋转元件410的搅拌流出锥形出口43，密度小的轻质油经环形出口45从轻质油出口46分离出去；密度稍大的重质油留在锥形隔板44之下从重质油出口47分离出去。具体来说就是：当重质油出口上面的压力传感器4b达到预先设定的压力P，同时重质油出口下面的压力传感器达到P+Δp时，开启重质油出口阀门，使重质油分离出去。当重质油出口上面的压力传感器未达到预先设定的压力P，或者重质油出口下面的压力传感器大于P+Δp时，关闭重质油出口阀门。沉降室下层的水分经排水通道48流向喷头33。需要指出的是，所述Δp为所述重质油在所述油水分离器4内所述两个压力传感器4b之间的压力差；调节排水通道48内的阀门可以对排水通道48排出的排水量进行微调。烟气中不可冷凝部分从气体通道口34进入气体通道35内。烟气中不可冷凝部分经过结露板36时，含有大量水蒸汽的烟气接触温度较低的结露板36，使得大量水蒸汽冷凝成小水珠，小水珠沿着结露板36向下流动进入喷淋处理塔3中对烟气中的重质油和轻质油成分进行冷凝；另外，结露板36上的小水珠还有一个预料不到的效果，即：结露板36上的水珠在未落入喷淋处理塔3之前，在结露板36上形成类似于水帘的效果，可以对少量未完全冷凝的重质油和轻质油成分进行冷凝。由于本发明利用旋风除尘器、喷淋处理塔将干化和热解炭化过程中产生的气相产物进行喷淋液化处理，所得到的气相产物更为纯净，杂质更少，可以直接与本发明提供的燃烧器配合使用，本发明提供的燃烧器利用其偏心非对称的设置，使燃烧区域分为稀薄燃烧区C和富燃区D，富燃区D空气含量相对燃料来说是不足的，所以温度不能达到其最高温度，而稀薄燃烧区C空气含量相对来说是过量的，燃料少火焰温度升不上去，由于导叶的作用，进入文丘里管的空气流速较快在文丘里管的真空吸气管内形成低压，富燃区D的不完全燃烧产物被吸入文丘里管内与进入的空气混合排出在稀薄燃烧区C继续燃烧。经过喷淋处理塔的烟气内氧含量本身就极低，其中的可冷凝成分被充分分离，使得二级气相产物通入燃烧器后起到类似于惰性气体的作用，进一步抑制NOx的形成；此外，通过燃烧器的燃烧过程使得热解碳化产生的气体得到充分利用进行供热的同时，还可以降低尾气对大气的污染。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种病畜热解炭化处理系统，其特征在于：包括旋风除尘器(2)、喷淋处理塔(3)、油水分离器(4)、燃烧器(5)和热裂解炭化炉(6)，所述热裂解炭化炉(6)在工作过程中产生的高温烟气经烟气进料管(1)进入旋风除尘器(2)内除尘；所述旋风除尘器(2)上设置有烟气进料管(1)，所述旋风除尘器(2)通过气体输送管(21)连接在喷淋处理塔(3)之前，所述油水分离器(4)设置在喷淋处理塔(3)正下方；所述油水分离器(4)和所述喷淋处理塔(3)的外壁(30)为筒形并同轴设置，气体输送管(21)设置在喷淋处理塔(3)和油水分离器(4)之间；所述油水分离器(4)包括锥形进口(41)、竖直通道(42)、锥形出口(43)和锥形隔板(44)，所述锥形进口(41)设置在锥形出口(43)正上方，所述竖直通道(42)上端与锥形进口(41)连通，所述竖直通道(42)下端与锥形出口(43)连通；所述锥形隔板(44)下端连接在所述油水分离器(4)的外壁(30)内侧，所述锥形隔板(44)上端位于锥形进口(41)下端和锥形隔板(44)下端之间；所述锥形隔板(44)与所述竖直通道(42)之间形成环形出口(45)；所述油水分离器(4)下端设置有沉降室(4a)，所述沉降室(4a)呈倒锥形与油水分离器(4)的外壁(30)连接，所述沉降室(4a)的轴线与油水分离器(4)的轴线重合；所述沉降室(4a)最下端设置有排水通道(48)，所述排水通道(48)连接在喷淋处理塔(3)内的喷头(33)上；所述旋风除尘器(2)外表面设置有加热套(20)，所述加热套(20)和旋风除尘器(2)之间设置有加热线圈(22)；所述燃烧器(5)包括燃料排出组件(51)、空气管道(52)、燃烧器壁(53)、引燃器(54)、文丘里管(55)，所述燃料排出组件(51)包括排出端头(511)、燃料提升管(512)、火焰稳定结构(513)；所述燃烧器壁(53)环绕的空气通路(56)穿过燃烧器壁(53)延伸；所述火焰稳定结构(513)设置在燃烧器壁(53)的轴线(531)的一侧的第一内侧(532)；所述火焰稳定结构(513)设置在燃烧器壁(53)的出口端(534)处；所述文丘里管(55)设置在轴线(531)的另一侧第二内侧(533)；所述文丘里管(55)的真空吸气管(551)延伸至燃烧器壁(53)的出口端(534)以外；所述空气管道(52)还设置有导叶(57)，导叶(57)一端延伸至文丘里管(55)的前边缘(552)；经过喷淋处理塔(3)的烟气进入所述燃烧器(5)的空气通路(55)内进行燃烧反应并产生高温烟气对热裂解炭化炉(6)进行外热式供热。
2.如权利要求1所述的一种病畜热解炭化处理系统，其特征在于：所述油水分离器(4)的外壁(30)内侧设置有传感器(4b)；所述油水分离器(4)的外壁(30)上设置有轻质油出口(46)和重质油出口(47)，所述轻质油出口(46)位于所述锥形隔板(44)上端和下端之间，所述重质油出口(47)位于锥形隔板(44)下端和沉降室(4a)上端之间。
3.如权利要求1所述的一种病畜热解炭化处理系统，其特征在于：所述锥形出口(43)内设置有旋转元件(410)，所述旋转元件(410)为圆盘形，所述旋转元件(410)的轴线与竖直通道(42)的轴线重合；所述旋转元件(410)位于锥形出口(43)上端和下端之间。
4.如权利要求3所述的一种病畜热解炭化处理系统，其特征在于：所述竖直通道(42)内设置有排气管道(49)，所述排气管道(49)上端呈圆弧形向下弯曲；所述排气管道(49)上端开口位于锥形进口(41)上端和下端之间，所述排气管道(49)下端位于竖直通道(42)下端和旋转元件(410)上端之间。
5.如权利要求2所述的一种病畜热解炭化处理系统，其特征在于：所述传感器(4b)可以是压力传感器，所述压力传感器至少为两个，两个压力传感器位于锥形隔板(44)下端和沉降室(4a)上端之间；两个压力传感器上下垂直设置，分别位于重质油出口(47)的上端之上和重质油出口(47)的下端之下。
6.如权利要求1所述的一种病畜热解炭化处理系统，其特征在于：所述喷淋处理塔(3)内设置有横篦(31)，所述横篦(31)设置在喷淋处理塔(3)外壁(30)内侧上，位于气体输送管(21)之上；所述喷淋处理塔(3)内至少设置有一个喷头(33)，所述喷头设置在所述横篦(31)上部；所述横篦(31)上设置有填料层(32)，所述填料层(32)上端位于所述喷头(33)之下。
7.如权利要求1所述的一种病畜热解炭化处理系统，其特征在于：所述喷淋处理塔(3)顶端开设有气体通道口(34)，所述气体通道口(34)连接气体通道(35)，所述气体通道(35)中设置有结露板(36)，所述结露板(36)是一种带孔的折线形板块，所述结露板(36)位于气体通道口(34)处。
8.如权利要求1所述的一种病畜热解炭化处理系统，其特征在于：所述环形出口(45)与所述竖直通道(42)同轴线；所述竖直通道(42)的轴线与所述油水分离器(4)的轴线重合。
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