CN107671115A - 离心薄层热解炭化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于污染土壤的无害化及资源化处理装置，尤其是涉及一种离心薄层热解炭化装置,包括进料收集槽、进料密闭装置、定量给料装置、离心薄层热解炭化装置、出料密闭装置和出料冷却装置,还包括热源提供装置、蒸馏器、除雾器和吸附器；整体设备安装于一个撬块上，离心薄层热解炭化装置与物料接触部分材料采用特殊高耐磨钢并喷涂高温防粘结的涂料；在离心力作用下，物料与加热蒸发面连续摩擦及刮刀装置的双重作用下从而保证了无粘结现象；离心薄层热解炭化装置采用离心力布料和出料方式；系统装置配有除雾器和吸附器；系统装置配有热量及不凝气回收装置；系统装置整体密闭，无气体外泄，安全环保；系统装置采用间接加热方式，无二次污染排放。

Description

离心薄层热解炭化装置

技术领域

本发明涉及一种用于污染土壤的无害化及资源化处理装置，尤其是涉及一种离心薄层热解炭化装置。

背景技术

我国受污染土壤(主要石油，化工，医药，农药等行业产生的苯系物，半挥发性有机物(SVOCs)，石油烃类(TPH)，多环芳烃(PAHs)，氯代烃，多氯联苯(PCBs)有机氯化物(CVOCs)及农药等有机物)重金属等污染的土壤面积高达上千万公顷，其中矿区污染土壤200万公顷，石油污染土壤约500万公顷，固废堆放污染土壤约5万公顷，已对我国生态环境质量、食品安全和社会经济持续发展构成严重威胁，造成水体，大气污染严重影响人体健康。

我国的污染土壤修复研究，目前正经历着由实验室研究向实用规模研究的过渡阶段，存在修复成本高，周期长，难度大等难题。土壤修复的各种技术都有特定的应用范围和局限性，尤其是物理、化学的方法，容易导致土壤结构破坏，土壤养分流失和生物活性下降。生物修复尤其植物修复目前是环境友好的修复方法，但土壤污染多是复合型污染，植物修复也面临技术难题。

目前针对这一情况中国企业已逐渐研发出土壤的热解技术，目前主要的热解技术有电磁热解、低温热解和低温振动热解，例如中国专利CN 103056157A公开了一种汞污染土壤的低温热解处理修复方法，其特征在于：将被汞污染的土壤挖掘后进行破碎风干，使土壤含水率 不高于10％；然后将风干后的土壤投入热解装置中，热解装置的初始温度为250℃，在30分钟内加热升温至400℃以内，将土壤中蒸发出来的汞蒸汽经过气体回收装置进行冷凝回收。

再例如中国专利CN 104858222A公开了一种土壤修复电磁热解蒸汽旋转炉，采用卧式旋转炉窑形式，主要由进料口、电磁感应加热装置、分解液蒸汽喷射装置、绝缘隔热层、出气口、出料口、旋转支座等部分组成。

通过上述的中国公开的针对土壤修复的技术方案，我们可以看出目前针对土壤修复的技术或是针对某一种特殊土壤进行针对性的处理或是采用垃圾焚烧的原理进行土壤的粗放式的处理。

但上述两大类土壤处理要么是针对性较强很难普及的推广，要么是过于粗放的处理使得能源的浪费较大对环境的影响因素也较多，还会造成二次的污染。

此外，我国土壤修复的设备大部分依赖进口，缺乏自主技术。大规模的工程应用时，尚需解决很多实际问题，如投资费用高、环境因素影响，二次污染控制等。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种用于污染土壤的无害化及资源化处理且处理量大，设备结构简单，运行成本低、体积小，便于运输及就地化处理的离心薄层热解炭化装置。

为实现以上技术目的,本发明的技术方案是:一种离心薄层热解炭化装置，包括进料收集槽、进料密闭装置、定量给料装置、加热夹 套、离心薄层热解炭化装置、上层出料刮刀装置、下层布料刮刀装置、出料密闭装置和出料冷却装置，所述进料收集槽、进料密闭装置、定量给料装置、加热夹套、离心薄层热解炭化装置、出料密闭装置和出料冷却装置依次连通，所述上层出料刮刀装置和下层布料刮刀装置设在离心薄层热解炭化装置中，还包括热源提供装置、蒸馏器、除雾器和吸附器，所述蒸馏器、除雾器、吸附器和热源提供装置依次连通，所述热源提供装置还与离心薄层热解炭化装置连通，还包括自动控制装置，所述自动控制装置离心薄层热解炭化装置分别和进料收集槽、进料密闭装置、定量给料装置、离心薄层热解炭化装置、上层出料刮刀装置、下层布料刮刀装置、出料密闭装置、出料冷却装置、热源提供装置电连接。

作为优选，所述进料收集槽采用传送带作为输送装置。

作为优选，所述加热夹套采用空气加热夹套。

作为优选，所述离心薄层热解炭化装置内壁设有耐磨钢铁层，所述耐磨钢铁层表面还喷涂由高温防粘结的涂料。

作为优选，所述离心薄层热解炭化装置采用离心布料出料方式。

从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：离心薄层热解炭化装置设置有上下层刮刀装置(根据不同物料调节转速或更换不同型号刮刀装置)；离心薄层热解炭化装置与物料接触部分材料采用特殊高耐磨钢并喷涂高温防粘结的涂料；在离心力的作用下，物料与加热蒸发面连续摩擦及在刮刀装置的双重作用下从保证了无粘结现象；离心薄层热解炭化装置采用离心力布料和出料方式；系统装置配有除雾器 和吸附器；系统装置配有热量及不凝气回收装置；热源提供装置使用的能源为天然气/柴油/生物质燃料；系统装置整体密闭，无气体外泄，安全环保；系统装置采用间接加热方式，产生烟气无二噁英问题，无二次污染排放。

附图说明

图1为本发明的离心薄层热解炭化装置的结构示意图。

附图说明：1、进料收集槽，2、进料密闭装置，3、定量给料装置，4、加热夹套，5、离心薄层热解炭化装置，6、上层出料刮刀装置，7、下层布料刮刀装置，8、出料密闭装置，9、出料冷却装置，10、热源提供装置，11、蒸馏器，12、除雾器，13、吸附器，14、排放空冷器，15、离心薄层热解炭化装置。

具体实施方式

如图1所示，一种离心薄层热解炭化装置，包括进料收集槽1、进料密闭装置2、定量给料装置3、加热夹套4、离心薄层热解炭化装置5、上层出料刮刀装置6、下层布料刮刀装置7、出料密闭装置8和出料冷却装置9，所述进料收集槽1、进料密闭装置2、定量给料装置3、加热夹套4、离心薄层热解炭化装置5、出料密闭装置8和出料冷却装置9依次连通，所述上层出料刮刀装置6和下层布料刮刀装置7设在离心薄层热解炭化装置5，还包括热源提供装置10、蒸馏器11、除雾器12和吸附器13，所述蒸馏器11、除雾器12、吸附器13和热源提供装置10依次连通，所述热源提供装置10还与离心薄层热解炭化装置5连通，还包括自动控制装置15，所述自动控制装置离心薄层热解炭化装置15 分别和进料收集槽1、进料密闭装置2、定量给料装置3、加热夹套4、离心薄层热解炭化装置5、上层出料刮刀装置6、下层布料刮刀装置7、出料密闭装置8、出料冷却装置9、热源提供装置10电连接，整体设备安装于一个撬块上。

所述进料收集槽1采用传送带作为输送装置。

所述加热夹套4采用空气加热夹套。

还包括排放空冷器14，所述排放空冷器14也与加热夹套4连通。

所述离心薄层热解炭化装置5内壁设有耐磨钢铁层，所述耐磨钢铁层表面还喷涂由高温防粘结的涂料。

所述上层出料刮刀装置6和下层布料刮刀装置7的转速和旋转方向可不一致。

本发明具有如下的优点：离心薄层热解炭化装置设置有上下层刮刀装置(根据不同物料调节转速或更换不同型号刮刀装置)；离心薄层热解炭化装置与物料接触部分材料采用特殊高耐磨钢并喷涂高温防粘结的涂料；在离心力的作用下，物料与加热蒸发面连续摩擦及在刮刀装置的双重作用下从保证了无粘结现象；离心薄层热解炭化装置采用离心力布料和出料方式；系统装置配有除雾器和吸附器；系统装置配有热量及不凝气回收装置；热源提供装置使用的能源为天然气/柴油/生物质燃料；处理量大，设备结构简单，运行成本低，体积小，便于运输及就地化处理，系统装置整体密闭，无气体外泄，安全环保；系统装置采用间接加热方式，产生烟气无二噁英问题，无二次污染排放

具体实施时的流程如下：

待处理的物料进入进料收集槽1由底部的输送装置输送至进料密闭装置2采用空气隔绝，再由定量给料装置3按照设定进料量将物料连续进入离心薄层热解炭化装置5，所述离心薄层热解炭化装置5外面套有烟气夹套4，在上层出料刮刀装置6和下层布料刮刀装置7的旋转作用下物料被打在离心薄层热解炭化装置5的腔体内壁上并在腔体内壁的加热面上并形成一层薄膜，从而实现对物料进行加热和干燥完成水份和有机物污染物的蒸发，处理合格的固渣经过密闭装置8采用空气隔绝排出离心薄层热解炭化装置5，再由出料冷却装置9进行物料冷却后排放至收集槽中。

离心薄层热解炭化装置5中产生的热解气体进入蒸馏器11中进行处理并回收有价值的物料，并对气体进行冷凝，对冷凝后的污水进行后续的处理；蒸馏器11中产生的气体经过除雾器12和吸附器13处理后再进入热源提供装置10中进行高温无害化处理，热源提供装置10使用的能源为天然气/柴油/生物质燃料。

装置5中的烟气夹套4产生的尾气经过排放空冷器14降温处理后一部分排放至大气中，另一部分继续送入热源提供装置10中进行再次利用。

整套离心薄层热解炭化装置中进料收集槽1的运料速度和进料密闭装置的密闭时间、定量给料装置3的给料量、上层出料刮刀装置6和下层布料刮刀装置7的旋转速度、出料冷却装置的冷却时间、热源提供装置10的气体温度以及蒸馏器11的温度和除雾器12、吸附器13 的关开均由自控装置15进行控制。

现有技术中对于土壤的处理按热介质与物料接触的方式可分为：直接加热式：将燃烧室产生的热气与物料直接进行接触混合，使污泥得以加热，且水分得以蒸发并最终得到干物料产品，是对流干化技术的一种实际运用，代表设备有转鼓、流化床等；间接加热式：将燃烧炉产生的热气通过蒸气、热油介质传递，加热器壁，从而使器壁另一侧的湿物料受热、水分蒸发而加以去除，是传导干化技术的应用；代表设备有螺旋、圆盘、薄层、碟片、桨式等；“直接一间接”联合式干燥：即是"对流一传导技术"的结合，代表设备有转鼓，桨式等；热辐射加热式。代表设备有带式、螺旋式等。

类似设备存在缺点及问题：1、物料粘结问题；2、尾气处理和臭味控制，处理不当易造成二次污染；3、设备安全，操作不当易出现安全事故；4.热效率低，运行能耗较高；5、设备无法连续性运行和装置稳定性差，对进料物料性质要求苛刻；6、系统配套设备较多，操作复杂；7、系统投资较高；8、仅适用于干化物料，温度较低不能达到热解炭化目的

本发明具有现有技术无法取代的优势：

蒸发面积与加热面积几乎等同，体积比同等设备小1/4；物料在处理过程中在刮刀装置和离心力作用下物料形成薄膜层与加热面充分接触，接触面积大接触速度快，热效率高出其它干燥设备4-6倍。

无废气/风尘产生和排放；能耗消耗少；系统装置整体密闭，无气体外泄，安全环保；不论含水率高低，物料性质无特殊要求均能处 理，适用范围广；整个过程排放烟气量小，气流速度慢、粉尘夹带少，还原性气氛下重金属的挥发会大为减弱，主要留在了固相残余物中，二噁英几乎零排放；装置连续24小时运行，随时启停，单机处理量大；操作简单，维护容易，可无人值守；系统装置撬装结构便于安装和运输；体积小巧，实现现场处置。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种离心薄层热解炭化装置，包括进料收集槽(1)、进料密闭装置(2)、定量给料装置(3)、加热夹套(4)、离心薄层热解炭化装置(5)、上层出料刮刀装置(6)、下层布料刮刀装置(7)、出料密闭装置(8)和出料冷却装置(9)，所述进料收集槽(1)、进料密闭装置(2)、定量给料装置(3)、加热夹套(4)、离心薄层热解炭化装置(5)、出料密闭装置(8)和出料冷却装置(9)依次连通，所述上层出料刮刀装置(6)和下层布料刮刀装置(7)设在离心薄层热解炭化装置(5)中，还包括热源提供装置(10)、蒸馏器(11)、除雾器(12)和吸附器(13)，所述蒸馏器(11)、除雾器(12)、吸附器(13)和热源提供装置(10)依次连通，所述热源提供装置(10)还与离心薄层热解炭化装置(5)连通，还包括自动控制装置(15)，所述自动控制装置离心薄层热解炭化装置(15)分别和进料收集槽(1)、进料密闭装置(2)、定量给料装置(3)、离心薄层热解炭化装置(5)、上层出料刮刀装置(6)、下层布料刮刀装置(7)、出料密闭装置(8)、出料冷却装置(9)、热源提供装置(10)电连接。

2.根据权利要求1所述的离心薄层热解炭化装置，其特征在于：所述进料收集槽(1)采用传送带作为输送装置。

3.根据权利要求1所述的离心薄层热解炭化装置，其特征在于：所述加热夹套(4)采用空气加热夹套。

4.根据权利要求1所述的离心薄层热解炭化装置，其特征在于：所述离心薄层热解炭化装置(5)内壁设有耐磨钢铁层，所述耐磨钢铁层表面还喷涂由高温防粘结的涂料。

5.根据权利要求1所述的离心薄层热解炭化装置，其特征在于：所述离心薄层热解炭化装置(5)采用离心布料出料方式。

6.根据权利要求1所述的离心薄层热解炭化装置，其特征在于：所述上层出料刮刀装置(6)和下层布料刮刀装置(7)的转速和旋转方向可不一致。