CN107520245A - 外热式热脱附回转窑 - Google Patents

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何云飞
陈美平
杨勇
张文
牛静
田立斌
尹立普
张博
殷晓东
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Abstract

本发明提供一种外热式热脱附回转窑，包括相互气密隔绝的炉管与炉膛，炉管一端为进料端，另一端为出料端，所述炉膛包覆在所述炉管的两端之间的外部，向所述炉管提供热量。所述炉膛具有串联连接的至少两段，相邻的两段之间以挡板形成气密隔绝，在挡板上设有阀门。各炉膛内设有至少一对燃烧器，每一对燃烧器呈相对地设置在炉膛靠近底部位置的相对两侧，并且每一对燃烧器在炉膛的轴向上相互错开。在所述炉管的进料端、出料端分别增设窑头罩，窑尾罩，所述窑头罩、窑尾罩与炉管之间分别交错设置有挡气板，在挡气板之间持续通入氮气以保持正压环境。

Description

外热式热脱附回转窑
技术领域
本发明涉及土壤修复设备，特别涉及一种土壤间接热脱附设备。
背景技术
我国存在大量POPs、PCBs、石油烃类污染场地。针对此类污染土壤，采用热脱附技术修复时，产生大量有毒、易燃易爆的尾气。传统热脱附窑炉密封性差，尾气容易逸散至环境中，造成二次污染，威胁人员安全。此外，传统热脱附窑炉为内热式，尾气与明火接触，不宜用于处理高浓度有机物污染土壤，否则会带来爆炸风险。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种外热式热脱附回转窑，解决现有技术中存在的上述技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种外热式热脱附回转窑，其特征在于：包括相互气密隔绝的炉管与炉膛，炉管一端为进料端，另一端为出料端，所述炉膛包覆在所述炉管的两端之间的外部，向所述炉管提供热量。
所述的外热式热脱附回转窑，其中：所述炉膛具有串联连接的至少两段，相邻的两段之间以挡板形成气密隔绝，在挡板上设有阀门。
所述的外热式热脱附回转窑，其中：最靠近进料端的炉膛设有排风口，所述排风口连通有负压设备。
所述的外热式热脱附回转窑，其中：各炉膛内设有至少一对燃烧器，每一对燃烧器呈相对地设置在炉膛靠近底部位置的相对两侧，并且每一对燃烧器在炉膛的轴向上相互错开。
所述的外热式热脱附回转窑，其中：每一对燃烧器的燃烧温度独立控制。
所述的外热式热脱附回转窑，其中：靠近出料端的炉膛内设置较多的燃烧器，靠近进料端的炉膛内设置较少的燃烧器。
所述的外热式热脱附回转窑，其中：在所述炉管的进料端、出料端分别增设窑头罩、窑尾罩，所述窑头罩、窑尾罩与炉管之间分别交错设置有挡气板，在挡气板之间持续通入氮气以保持正压环境。
所述的外热式热脱附回转窑，其中：进料设备、出料设备分别穿过窑头罩、窑尾罩再与炉管相连，进料设备、出料设备均配备有空气锁。
所述的外热式热脱附回转窑，其中：所述窑头罩、窑尾罩与炉管之间分别交错设置有挡气板。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：
1、本发明将炉管与炉膛完全隔离开，可避免炉管尾气与明火发生接触而产生的爆炸。
2、本发明的炉膛具有串联连接的至少两段，可便于控制各段炉膛的温度，，使之符合土壤的升温曲线。
3、本发明的每一对燃烧器相对设置，并且在炉膛的轴向上相互错开，以使得炉膛内热风能够围绕炉管旋转，增加热风行程，使热能得到充分利用。
4、本发明在炉管的进料端、出料端分别增设窑头罩，可防止炉管中的尾气泄露。
5、本发明增加防爆阀，提高了安全性。
附图说明
图1是本发明提供的外热式热脱附回转窑的结构原理图；
图2是燃烧器的外部管道连接示意图；
图3是窑头罩、窑尾罩与炉管之间通入氮气的结构示意图。
附图标记说明：炉管1；进料端11；出料端12；窑头罩13；窑尾罩14；防爆阀15；挡气板16；炉膛2；挡板21；阀门22；排风口24；燃烧器25；空气管道26；燃气管道27。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种外热式热脱附回转窑，包括相互气密隔绝的炉管1与炉膛2，炉管1一端为进料端11，另一端为出料端12，所述炉膛2包覆在所述炉管1的两端之间的外部，向所述炉管1提供热量。
而且，所述炉膛2具有串联连接的至少两段，相邻的两段之间以挡板21形成气密隔绝，在挡板21上设有阀门22，最靠近进料端11的炉膛2设有排风口24，所述排风口24连通有负压设备(如风机)。
各炉膛2内设有至少一对燃烧器25(参见图2)，每一对燃烧器25呈相对地设置在炉膛2靠近底部位置的相对两侧，并且每一对燃烧器25在炉膛2的轴向上相互错开，以使得炉膛2内热风能够围绕炉管1旋转，增加热风行程，使热能得到充分利用。
如图2所示，所述燃烧器25连通有空气管道26与燃气管道27，而且，每一对燃烧器25的燃烧温度可以独立控制，从而可以灵活地调节各个炉膛2的加热温度。
通过所述阀门22与负压设备可以调控风量，炉膛尾气在负压的作用下被不断抽出并排放。其优点是：(1)通过调整挡板21阀门22和风机，可以实现对各个炉膛2内风速的单独控制，保证炉膛2内热风充分加热炉管1，避免热量浪费；(2)土壤进行热脱附时，土壤由进料端11进料，温度较低，由出料端12出料，温度较高，对应的炉膛2的温度也应当相适应。本发明可以分别调整各个炉膛2的温度，使之符合土壤的升温曲线，还可以避免靠近进料端11的炉膛2的温度过高而造成的热量浪费；(3)靠近出料端12的炉膛2的高温尾气进入靠近进料端11的炉膛2后，可以为后者提供热量，降低了能源消耗。
而本发明采用的燃烧器25的结构，具有的优点是：(1)每一对燃烧器25两侧分布的方式保证炉膛2温度变化均匀；(2)燃烧器25的对向而且错开的分布方式，使得炉膛2内热风围绕炉管1旋转，炉膛2热风行程长，热能利用充分；(3)每组燃烧器25独立控制，保证了炉管1各处温度的可调节性，修复土壤时可以有针对性地调节土壤在炉管1内的温度变化曲线，确保土壤修复达标。
一般来说，土壤进行热脱附时，土壤由进料端11进料，温度较低，由出料端12出料，温度较高，因此，靠近出料端12的炉膛2内设置较多的燃烧器25，靠近进料端11的炉膛2内设置较少的燃烧器25，会更加符合土壤的升温曲线。
为了防止炉管1中的尾气泄露，本发明还在所述炉管1的进料端11、出料端12分别增设窑头罩13、窑尾罩14，而且如图3所示，所述窑头罩13、窑尾罩14与炉管1之间分别交错设置有挡气板16，在挡气板16之间持续通入氮气(N2)，以使挡气板16之间的气压为微正压，避免外界空气进入炉管1内。
此外，进料设备、出料设备分别穿过窑头罩13、窑尾罩14再与炉管1相连，进料设备、出料设备均配备有空气锁，可以防止空气由进料端11和出料端12进入炉管1，破坏炉管内的绝氧环境。
而且，在炉管1的进料端11设置有防爆阀15。当炉管尾气为易燃易爆气体时，若窑头罩13、窑尾罩14的挡气板16处的氮气压力不够，则空气可能被吸入炉管1，空气中氧气与炉管尾气混合后存在爆炸风险。防爆阀15在炉管尾气爆炸时可以卸除气体压力，防止设备损坏、保护人员安全。
上述结构的优点是：(1)窑头罩13、窑尾罩14的挡气板16处的微正压环境可以保护大气不进入窑头罩13、窑尾罩14，同时也保证炉管尾气不从进料端11、出料端12溢出；(2)氮气能够防止大气进入炉管1，保证炉管1的密封性，在炉管尾气易燃易爆时可防止危险发生；(3)窑头罩13、窑尾罩14的挡气板16处的氮气风速小、气体层稳定，有良好的保温作用，避免窑头、窑尾外热对流造成的热量损失，从而节约了能量；(4)进、出料设备与炉管1相连的一端位于窑头罩13、窑尾罩14的内侧，接口缝隙处由氮气填充，可有效防止空气进入炉管1；(5)进、出料设备均设有空气锁，可以防止空气由进料端和出料端进入炉管1，破坏炉管内的绝氧环境。

Claims (9)

1.一种外热式热脱附回转窑，其特征在于：包括相互气密隔绝的炉管与炉膛，炉管一端为进料端，另一端为出料端，所述炉膛包覆在所述炉管的两端之间的外部，向所述炉管提供热量。
2.根据权利要求1所述的外热式热脱附回转窑，其特征在于：所述炉膛具有串联连接的至少两段，相邻的两段之间以挡板形成气密隔绝，在挡板上设有阀门。
3.根据权利要求2所述的外热式热脱附回转窑，其特征在于：最靠近进料端的炉膛设有排风口，所述排风口连通有负压设备。
4.根据权利要求2所述的外热式热脱附回转窑，其特征在于：各炉膛内设有至少一对燃烧器，每一对燃烧器呈相对地设置在炉膛靠近底部位置的相对两侧，并且每一对燃烧器在炉膛的轴向上相互错开。
5.根据权利要求4所述的外热式热脱附回转窑，其特征在于：每一对燃烧器的燃烧温度独立控制。
6.根据权利要求4所述的外热式热脱附回转窑，其特征在于：靠近出料端的炉膛内设置较多的燃烧器，靠近进料端的炉膛内设置较少的燃烧器。
7.根据权利要求1所述的外热式热脱附回转窑，其特征在于：在所述炉管的进料端、出料端分别增设窑头罩、窑尾罩，所述窑头罩、窑尾罩与炉管之间分别交错设置有挡气板，在挡气板之间持续通入氮气以保持正压环境。
8.根据权利要求7所述的外热式热脱附回转窑，其特征在于：进料设备、出料设备分别穿过窑头罩、窑尾罩再与炉管相连，进料设备、出料设备均配备有空气锁。
9.根据权利要求1所述的外热式热脱附回转窑，其特征在于：在炉管的进料端设置有防爆阀。
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