CN106433707A - 一种热叶片式电子垃圾热解装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及垃圾处理技术领域，尤其涉及一种热叶片式电子垃圾热解装置，该装置包括：电子垃圾热解反应器和电加热系统，其中，所述电子垃圾热解反应器包括：物料热解组件和反应器壳体；所述物料热解组件包括螺旋套管和推进螺旋；所述电加热系统包括：电热丝与电源旋转接头，所述电热丝的两端沿所述推进螺旋的螺旋轴伸出与所述电源旋转接头连接。该装置采用螺旋叶片加热，将推进螺旋轴叶片内部安装电热丝，使物料在通过螺旋推进的同时通过由内至外的热量传递，且在推进过程中通过高温叶片对物料进行直接加热，减少了保温层厚度，提高热量利用率，降低生产制造成本，同时由于加热螺旋叶片随着螺旋轴一起旋转，使得温度更加均匀。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，尤其涉及一种热叶片式电子垃圾热解装置。
背景技术
电子垃圾热解过程中由于温度的不断变化，物料在不同的温度下进行热解产生的产物有所不同，通过实验及相关资料的数据整理发现，温度在300~400℃之间，热解气产生速度加快，同时温度在500~550℃之间产生焦油，由于温度升高焦油在产生以后迅速蒸发成气态的油气混合物，温度在650~700℃之间使残余固体碳化形成固渣残炭。由于采用外部加热方式对物料进行加热，使得温度难以控制，温度测量不够准确，热量集中于管壁，通过管壁向物料传热，传热效率低下，产生焦油容易粘结，使得装置效率低。如公开号为CN101020833A的专利文献公开了一种生物质电磁感应热解液化反应器，其特点是：它包括在支撑架上设置螺旋输料器，螺旋输料器是由壳体，在壳体上绕置电感线圈；电感线圈为绕置于壳体圆筒上的至少一层空芯管，空芯管的空芯为冷却液流通道；出渣管的下端口置于水封槽内；螺旋轴与电机的减速器轴连接；在螺旋轴的轴向上设有排气槽口，该反应器采用电感应加热作为卧式炉型的热源，只是更改了外热源的加热方式并没有解决散热损失及固定位置加热的问题，且采用空芯管水冷的方式进行冷却，使得大量热量被冷却水吸收，降低了设备效率。因此如何设计一种高效、保温和降低成本的电子垃圾热解装置成为本领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种热叶片式电子垃圾热解装置，该装置采用螺旋叶片加热，将推进螺旋轴叶片内部安装电热丝，使物料在通过螺旋推进的同时通过由内至外的热量传递，且在推进过程中通过高温叶片对物料进行直接加热，减少了保温层厚度，提高热量利用率，降低生产制造成本，同时由于加热螺旋叶片随着螺旋轴一起旋转，使得温度更加均匀。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
本发明提出了一种热叶片式电子垃圾热解装置，根据本发明的实施例，该装置包括：电子垃圾热解反应器和电加热系统，其中，所述电子垃圾热解反应器包括：物料热解组件和反应器壳体，所述物料热解组件横跨所述反应器壳体的两侧，并且所述物料热解组件的两个末端裸露在所述反应器壳体的外部；所述物料热解组件包括螺旋套管和推进螺旋, 其中，所述螺旋套管自所述反应器壳体一侧沿所述反应器壳体内腔延伸穿过所述反应器壳体的另一侧，所述螺旋套管的两个末端裸露在所述反应器壳体的外部，使得所述反应器壳体与所述螺旋套管之间形成密闭空间；所述电加热系统包括：用于提供反应热源的电热丝与电源旋转接头，所述推进螺旋的螺旋轴一端与电机相连,另一端与所述电源旋转接头连接，所述电热丝缠绕在所述推进螺旋的叶片上，所述电热丝的两端沿所述推进螺旋的螺旋轴伸出与所述电源旋转接头连接。
发明人发现，根据本发明实施例的该装置，采用螺旋叶片加热，将推进螺旋轴叶片内部安装电热丝，使物料在通过螺旋推进的同时通过由内至外的热量传递，反应器内压力波动小，压力可控范围在3~5KPa，反应器内温度波动在±5℃，温度均匀，且在推进过程中通过高温叶片对物料进行直接加热，减少反应器内温度不均、焦油粘结、散热量大等问题，内部螺旋焦油粘结得到极大的改善，焦油粘料量可以控制在2%以下，同时增加产气的连续性，散热损失小，装置效率高，减少了保温层厚度，提高热量利用率，降低生产制造成本，此外由于加热螺旋叶片随着螺旋轴一起旋转，采用叶片加热的方式为装置提供热源，所述电加热系统中的电热丝通过和电源旋转接头连接，实现均匀加热，温度控制更加精准。
根据本发明的实施例，裸露在所述反应器壳体外部的所述螺旋套管上设置有进料管、渣料出口和油气出口，并且所述进料管位于所述螺旋套管左上部，所述渣料出口位于所述螺旋套管右下部，所述油气出口位于所述螺旋套管右上部。
根据本发明的实施例，所述推进螺旋位于所述螺旋套管内部，并且所述推进螺旋包括螺旋轴和螺旋叶片，所述螺旋叶片固定于所述螺旋轴上并被设置为与所述螺旋轴同轴转动，所述螺旋轴的两端伸出所述螺旋套管，所述螺旋叶片的长度与所述螺旋套管相同，所述螺旋叶片的、沿螺旋前进方向的背面设有凹槽，用于容置所述电热丝，并使所述电热丝沿所述凹槽以螺旋方式缠绕在所述推进螺旋的叶片上。
根据本发明的实施例，位于出料端处的所述电热丝固定于所述螺旋轴上，优选的，固定于螺旋轴内部，与所述螺旋轴同轴转动，其两端沿出料端的螺旋轴伸出与所述电源旋转接头连接。
根据本发明的实施例，所述电热丝缠绕回路至少为2条，所述回路之间平行布置且采用陶瓷套管进行绝缘；所述电热丝直径为1.4mm，总长为15米。
根据本发明的实施例，所述反应器壳体是保温壳体。
根据本发明的实施例，所述保温壳体的内部填充有保温材料。
根据本发明的实施例，所述螺旋套管是耐热钢壳体，厚度是5-8mm。
根据本发明的实施例，所述保温材料是保温棉和石棉板，且保温棉填充需要压实，以保证保温性。
根据本发明的实施例，采用叶片加热的方式为所述热解装置提供热源。
本发明至少具有以下有益效果：本发明所述装置采用螺旋叶片加热，将推进螺旋轴叶片内部安装电热丝，使物料在通过螺旋推进的同时通过由内至外的热量传递，反应器内压力波动小，压力可控范围在3~5KPa，反应器内温度波动在±5℃，温度均匀，且在推进过程中通过高温叶片对物料进行直接加热，减少反应器内温度不均、焦油粘结、散热量大等问题，内部螺旋焦油粘结得到极大的改善，焦油粘料量可以控制在2%以下，同时增加产气的连续性，散热损失小，装置效率高，减少了保温层厚度，提高热量利用率，降低生产制造成本，此外由于加热螺旋叶片随着螺旋轴一起旋转，采用叶片加热的方式为装置提供热源，所述电加热系统中的电热丝通过和电源旋转接头连接，实现均匀加热，温度控制更加精准。
附图说明
图1是本发明的热叶片式电子垃圾热解装置结构图。
图2是本发明的热叶片式电子垃圾热解装置的电热丝设置示意图。
图3是本发明的热叶片式电子垃圾热解装置的推进螺旋侧视图。
图4是图3的陶瓷套管局部安装放大图。
图5是图4的A-A剖视图。
其中，1、推进螺旋；2、进料管；3、渣料出口；4、油气出口；5、螺旋套管；6、保温壳体；7、保温材料；8、螺旋轴；9、螺旋叶片；10、电机； 11、电热丝；12、电源旋转接头；13、陶瓷套管；14、焊接卡套。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明提出了一种热叶片式电子垃圾热解装置，根据本发明的实施例，图1是本发明的热叶片式电子垃圾热解装置结构图，参照图1所示，该装置包括：电子垃圾热解反应器和电加热系统，其中，所述电子垃圾热解反应器包括：物料热解组件和反应器壳体，根据本发明的一些实施例，优选的，本发明所述反应器壳体为保温壳体6，所述保温壳体的内部填充有保温材料7，根据本发明的实施例，所属保温材料的具体种类不受限制，本发明优选为保温棉和石棉板，且保温棉填充需要压实，以保证保温性。
根据本发明的实施例，参照图1所示，所述物料热解组件横跨所述反应器壳体的两侧，并且所述物料热解组件的两个末端裸露在所述反应器壳体的外部；所述物料热解组件包括螺旋套管5和推进螺旋1, 其中，所述螺旋套管的具体材质不受限制，只要能够耐高温防腐蚀即可，根据本发明的一些实施例，本发明所述螺旋套管优选为耐热钢壳体，并且其厚度为5-8mm，所述螺旋套管自所述反应器壳体一侧沿所述反应器壳体内腔延伸穿过所述反应器壳体的另一侧，所述螺旋套管的两个末端裸露在所述反应器壳体的外部，使得所述反应器壳体与所述螺旋套管之间形成密闭空间。
根据本发明的实施例，参照图1所示，裸露在所述反应器壳体外部的所述螺旋套管上设置有进料管2、渣料出口3和油气出口4，并且所述进料管位于所述螺旋套管左上部，所述渣料出口位于所述螺旋套管右下部，所述油气出口位于所述螺旋套管右上部，当电子垃圾物料从所述进料管进入所述反应器，在所述推进螺旋的推进下以一定速度推进热解，产生的固渣从所述渣料出口排出，热解产生的气体从所述油气出口排出。
根据本发明的实施例，图2是本发明的热叶片式电子垃圾热解装置的电热丝设置示意图，图3是本发明的热叶片式电子垃圾热解装置的推进螺旋侧视图，参照图1、图2和图3所示，所述推进螺旋位于所述螺旋套管内部，并且所述推进螺旋包括螺旋轴8和螺旋叶片9，所述螺旋叶片固定于所述螺旋轴上并被设置为与所述螺旋轴同轴转动，所述螺旋轴的两端伸出所述螺旋套管，所述螺旋叶片的长度与所述螺旋套管相同，所述螺旋叶片的且沿螺旋前进方向的背面设有多道凹槽，用于容置所述电热丝，并使所述电热丝沿所述凹槽以螺旋方式缠绕在所述推进螺旋的叶片上，电热丝之间采用陶瓷套管13进行绝缘，通过焊接卡套14使陶瓷套管与电热丝固定在螺旋叶片上，采用螺旋叶片加热，将推进螺旋轴叶片内部安装电热丝，使物料在通过螺旋推进的同时通过由内至外的热量传递，且在推进过程中通过高温叶片对物料进行直接加热，减少反应器内温度不均、焦油粘结、散热量大等问题，内部螺旋焦油粘结得到极大的改善，散热损失小，装置效率高，减少了保温层厚度，提高热量利用率，降低生产制造成本，此外由于加热螺旋叶片随着螺旋轴一起旋转，采用叶片加热的方式为装置提供热源，实现均匀加热，温度控制更加精准。
根据本发明的实施例，图4是图3的陶瓷套管局部安装放大图，图5是图4的A-A剖视图，参照图4和图5所示，每条电热丝之间具有间隔的设有陶瓷套管进行绝缘处理，并且在所述电热丝最外层包裹的所述陶瓷套管上装有“凸”形的焊接卡套，将所述陶瓷套管固定在所述电热丝上，其中，所述焊接卡套由半圆和两个锁死端组成，所述电热丝左右两侧为对称结构设置，两侧焊接卡套进行卡接锁死，从而将所述电热丝固定缠绕在整个螺旋叶片上。
根据本发明的实施例，参照图1、图2和图3所示，所述电加热系统包括：用于提供反应热源的电热丝11与电源旋转接头12，所述推进螺旋的螺旋轴一端与电机10相连,另一端与所述电源旋转接头连接，所述电热丝缠绕在所述推进螺旋的叶片上，位于出料端处的所述电热丝固定于所述螺旋轴上，根据本发明的一些实施例，优选的，本发明所述电热丝固定于螺旋轴内部，防止电热丝损坏，并且其与所述螺旋轴同轴转动，其两端沿出料端的螺旋轴伸出与所述电源旋转接头连接，采用叶片加热的方式为装置提供热源，所述电加热系统中的电热丝通过和电源旋转接头连接，实现均匀加热，温度控制更加精准。
根据本发明的实施例，所述电热丝缠绕所述螺旋叶片的回路数量不受限制，只要能够达到满足本发明所述装置需要的热源即可，根据本发明的一些实施例，本发明所述缠绕回路优选为至少2条，并且所述回路之间进行绝缘处理，所述绝缘处理的具体方式不受限制，可以为气体材料、液体材料和固体材料绝缘，根据本发明的一些实施例，本发明优选为固体材料绝缘，且更优选的采用陶瓷套管13进行绝缘，所述回路之间平行布置。
根据本发明的实施例，所述电热丝的具体参数不受限制，只要能够满足本发明所述装置的需求即可，根据本发明的一些具体实施例，本发明所述电热丝的直径为1.4mm，总长为15米。
根据本发明的实施例，将电子垃圾物料放入所述进料管，所述推进螺旋在所述外部电机的带动下以一定转速转动，同时给缠绕在所述螺旋叶片上的电热丝通电加热，所述物料进入到所述反应器的螺旋套管内之后，随着温度的升高而逐渐被热解，当物料在进行热解时，被所述推进螺旋逐渐向前推进，直至所出料端前被热解完毕，所述螺旋叶片的、沿螺旋前进方向的背面设有多道凹槽，用于容置所述电热丝，并使所述电热丝沿所述凹槽以螺旋方式缠绕在所述推进螺旋的叶片上，采用螺旋叶片加热，将推进螺旋轴叶片内部安装电热丝，使物料在通过螺旋推进的同时通过由内至外的热量传递，且在推进过程中通过高温叶片对物料进行直接加热，减少反应器内温度不均、焦油粘结、散热量大等问题，内部螺旋焦油粘结得到极大的改善，散热损失小，装置效率高，减少了保温层厚度，提高热量利用率，降低生产制造成本，此外由于加热螺旋叶片随着螺旋轴一起旋转，采用叶片加热的方式为装置提供热源，实现均匀加热，温度控制更加精准。
发明人发现，根据本发明实施例的该装置，采用螺旋叶片加热，将推进螺旋轴叶片内部安装电热丝，使物料在通过螺旋推进的同时通过由内至外的热量传递，反应器内压力波动小，压力可控范围在3~5KPa，反应器内温度波动在±5℃，温度均匀，且在推进过程中通过高温叶片对物料进行直接加热，减少反应器内温度不均、焦油粘结、散热量大等问题，内部螺旋焦油粘结得到极大的改善，焦油粘料量可以控制在2%以下，同时增加产气的连续性，散热损失小，装置效率高，减少了保温层厚度，提高热量利用率，降低生产制造成本，此外由于加热螺旋叶片随着螺旋轴一起旋转，采用叶片加热的方式为装置提供热源，所述电加热系统中的通过和电源旋转接头连接，实现均匀加热，温度控制更加精准。
实施例1：所述电加热系统采用电热丝加热，电热丝直径为1.4mm，总长为15m，绕置于螺旋叶片上，电子垃圾物料（主要为电路板、电线或键盘）被制成3-6mm的颗粒，进口物料量为1kg/h，最终得到的热解渣料为0.8kg/h，产生的热解油气为0.286 Nm3/h，实现了连续进出物料，热解过程中，温度持续保持在650℃，热源稳定性好。
油气化验成分如下：
表1 电子垃圾热解气成分
| 名称 | H2 | CO2 | O2 | N2 | CH4 | CO |
| 含量(%) | 42.4 | 8.1 | 1.4 | 5.1 | 20.1 | 22.9 |
实施例2：电加热系统采用电热丝加热，电热丝直径为1.4mm，总长为10m，绕置于叶片上，电子垃圾物料被制成3-6mm的颗粒，进口物料量为1kg/h，最终得到的热解渣料为0.8kg/h，产生的热解油气为0.286 Nm3/h，实现了连续进出物料。热解过程中，温度持续保持在650℃，热源稳定性很好。电热丝回路为4条，温度波动在±20℃波动。
油气化验成分如下：
表1 电子垃圾热解气成分
| 名称 | H2 | CO2 | O2 | N2 | CH4 | CO |
| 含量(%) | 40.4 | 8.3 | 2.2 | 7.6 | 19.1 | 22.4 |
对热解后的固体残留物进行检测，发现主要成分是不可热解的碳和金属，金属主要包括铜、镍和铁，不含有树脂及玻璃纤维等可热解的成分，热解效果好。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是点连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。
Claims (10)
1.一种热叶片式电子垃圾热解装置，其特征在于，包括：电子垃圾热解反应器和电加热系统，其中，
所述电子垃圾热解反应器包括：物料热解组件和反应器壳体，所述物料热解组件横跨所述反应器壳体的两侧，并且所述物料热解组件的两个末端裸露在所述反应器壳体的外部；
所述物料热解组件包括螺旋套管和推进螺旋, 其中，所述螺旋套管自所述反应器壳体一侧沿所述反应器壳体内腔延伸穿过所述反应器壳体的另一侧，所述螺旋套管的两个末端裸露在所述反应器壳体的外部，使得所述反应器壳体与所述螺旋套管之间形成密闭空间；
所述电加热系统包括：用于提供反应热源的电热丝与电源旋转接头，所述推进螺旋的螺旋轴一端与电机相连,另一端与所述电源旋转接头连接，所述电热丝缠绕在所述推进螺旋的叶片上，所述电热丝的两端沿所述推进螺旋的螺旋轴伸出与所述电源旋转接头连接。
2.根据权利要求1所述的电子垃圾热解装置，其特征在于，裸露在所述反应器壳体外部的所述螺旋套管上设置有进料管、渣料出口和油气出口，并且所述进料管位于所述螺旋套管左上部，所述渣料出口位于所述螺旋套管右下部，所述油气出口位于所述螺旋套管右上部。
3.根据权利要求1所述的电子垃圾热解装置，其特征在于，所述推进螺旋位于所述螺旋套管内部，并且所述推进螺旋包括螺旋轴和螺旋叶片，所述螺旋叶片固定于所述螺旋轴上并被设置为与所述螺旋轴同轴转动，所述螺旋轴的两端伸出所述螺旋套管，所述螺旋叶片的长度与所述螺旋套管相同，所述螺旋叶片的、沿螺旋前进方向的背面设有凹槽，用于容置所述电热丝，并使所述电热丝沿所述凹槽以螺旋方式缠绕在所述推进螺旋的叶片上。
4.根据权利要求1所述的电子垃圾热解装置，其特征在于，位于出料端处的所述电热丝固定于所述螺旋轴上，且固定于螺旋轴内部，与所述螺旋轴同轴转动，其两端沿出料端的螺旋轴伸出与所述电源旋转接头连接。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电子垃圾热解装置，其特征在于，所述电热丝缠绕回路至少为2条，所述回路之间平行布置且采用陶瓷套管进行绝缘；所述电热丝直径为1.4mm，总长为15米。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的电子垃圾热解装置，其特征在于，所述反应器壳体是保温壳体。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的电子垃圾热解装置，其特征在于，所述保温壳体的内部填充有保温材料。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的电子垃圾热解装置，其特征在于，所述螺旋套管是耐热钢壳体，厚度是5-8mm。
9.根据权利要求7所述的电子垃圾热解装置，其特征在于，所述保温材料是保温棉和石棉板，且保温棉填充需要压实，以保证保温性。
10.根据权利要求1所述的电子垃圾热解装置，其特征在于，采用叶片加热的方式为所述热解装置提供热源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611137010.5A CN106433707A (zh) | 2016-12-12 | 2016-12-12 | 一种热叶片式电子垃圾热解装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201611137010.5A CN106433707A (zh) | 2016-12-12 | 2016-12-12 | 一种热叶片式电子垃圾热解装置 |
Publications (1)
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| CN106433707A true CN106433707A (zh) | 2017-02-22 |
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| CN201611137010.5A Pending CN106433707A (zh) | 2016-12-12 | 2016-12-12 | 一种热叶片式电子垃圾热解装置 |
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| CN (1) | CN106433707A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109248538A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-01-22 | 湖南顶立科技有限公司 | 一种冷凝装置 |
| CN112856947A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-05-28 | 陈东美 | 一种环保家具木质原料干燥处理系统及其干燥处理方法 |
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2016
- 2016-12-12 CN CN201611137010.5A patent/CN106433707A/zh active Pending
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|---|---|---|---|---|
| CN109248538A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-01-22 | 湖南顶立科技有限公司 | 一种冷凝装置 |
| CN112856947A (zh) * | 2021-01-13 | 2021-05-28 | 陈东美 | 一种环保家具木质原料干燥处理系统及其干燥处理方法 |
| CN112856947B (zh) * | 2021-01-13 | 2023-05-02 | 仙游县凹凸传奇古典家具有限公司 | 一种环保家具木质原料干燥处理系统及其干燥处理方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 102200 Beijing City, Changping District science and Technology Park Chang Huai Lu No. 155 Applicant after: Shenwu science and technology group Limited by Share Ltd Address before: 102200 Beijing city Changping District Machi Town cow Road No. 18 Applicant before: Beijing Shenwu Environment Energy Technology Group Co., Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information |