CN1090305C - 废料热处理炉子和热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种用于热处理尤其废料热解的炉子，它包括一个绕其纵轴转动处理废料的基本上是圆筒形空腔(1)，一位于所述空腔周围的燃烧室(12)和一些用于向所述燃烧室(12)内注入燃料和助燃剂的设施(9a、9b、15)。按照本发明，注入燃料和助燃剂的设施(9a、9b、15)的取向均与所述燃烧室(12)壁相切，使这些设施所点发的单一或多根火舌以螺旋方式绕着含有废料的所述空腔(1)发旺。
Description
本发明涉及热处理和较专门的固体热分解，特别是工业废料和(或)混合料。
废料的热处理特别是其热分解是一种愈来愈多使用的工艺，因为与其他方法诸如排泄法、压实法或至少包括一固体清洗步序的称作“湿”处理法相比，它提供了若干优点。
然而，热处理有时具有以下缺点：
—需供给巨大的能量，因为固体应被加温到1000℃以上，加温的运转成本很高；
—有时废料具有很不均一的性质，所需运转灵活性与装置的热惯量和流量/氯气控制设施经常不相兼容。
在热解时，为排除所产生的诸如二氧化硫的污染物，必须加以控制和抑制，因为这些废弃物对环境当然是有害的。愈来愈严的标准使排除污染物的问题变得很敏感。
为了较专门地解决这些问题的这一个或另一个，已经提出了各种工艺。
如以申请者名义提出的专利申请FR2668774，叙述包括外部加热旋转式热解炉的一种装置，特别是一种具有捕集热解所生成污染物的专门设施。
以申请者名义提出的法国专利申请EN.94/06660，显示一种旋转式热解炉，包括一些位于同一热解炉内部的加热设施，以便降低能量和热惯量的消耗。
本发明具有这类装置的改进，鉴于它尤其设有：
本发明的目标是一种用于热处理尤其废料热解的炉子，它包括一个绕其纵轴转动处理废料的基本上是圆筒形空腔，一位于所述空腔周围的燃烧室和一些用于向所述燃烧室内注入燃料和助燃剂的设施。
按照本发明，注入燃料和助燃剂的设施的取向均与所述燃烧室壁相切，使这些设施所点发的单一或多根火舌以螺旋方式绕着含有废料的所述空腔发旺。
本发明另一个目标是所述炉子的运行方法。
—可使用未经专门处理的热解气体，即带有焦油和颗粒的热解气体，若是这两者不超限的话，就可能使用间接方式加热旋转圆筒；
—有一种消除污染问题的简单燃烧装置；
—有一种通过分段喷射燃料和(或)助燃剂以减少NOx排出的燃烧装置；
—补充干式处理的可能性，热解气体的脱氯已在旋转圆筒内开始。
本发明特别可以解决热解气体排放管路内的污染问题。
按照本发明，装置内压力的控制和监测也另外作了有利的考虑。
按照本发明，以上面临的目标均已达到，发明的目标就是一种用于热处理废料的炉子，它包括一个绕其纵轴转动以处理废料的基本上是圆筒形空腔，一位于所述空腔周围的燃烧室和一些用于向所述燃烧室内注入燃料和助燃剂的设施。
按照本发明，注入燃料和助燃剂的设施的取向均与所述燃烧室壁相切，使这些设施所点发的单一或多根火舌以螺旋方式绕着含有废料的所述空腔发旺。
有利的是，燃料和(或)助燃剂的引入设施都沿着空腔纵向地隔开布置，以便在所述燃烧室里实现分段燃烧。
按照特殊的方式，热处理炉还包括热解气体的出口，此出口与将所述热解气体，引导到所述燃烧室中的喷射燃料设施的管路连接。
按照本发明，热解气体再循环的管路包括一在所述管路中循环的固体与气体之间的分离设施和一喷射吸收剂的设施。
此外，旋转炉还可包括一些用于在燃烧室内部将压力保持在明显地等同于大气压力的设施。
并且不脱离本发明的范围，特别是保持压力的设施还包括一抽取燃烧烟尘的设施，一通过位于所述燃烧室内部的压力传感器进行操纵的流量控制阀
本发明另外还以一种热处理废料的方法为目标：它包括一基本上在圆筒形空腔内的废料热分解(圆筒形空腔绕着其纵轴旋转)，一通过位于所述空腔1周围的燃烧室内的一些设施使空腔加热的过程以及喷射在燃烧室内的燃料和助燃剂是与所述燃烧室内壁成切线地进行的。
在所述燃烧室内优先实行分段燃烧。
有利的是，燃烧方法还可包括一个来自空腔的热解气体脱氯步骤。
与本发明关联的其他详情、特点和优点将在读了下文、无限制性的供参考的附图的图解后更好地显露出来，图中：
一图1表示按照本发明实施方式的旋转炉纵向剖视示意图；
一图2是按照本发明旋转炉的横向剖视简图；
一图3表示按照本发明另一种实施方式的旋转炉的纵向剖视示意图。
因此图1所示是按照本发明的装置示意图。炉子包括一个每端通过密封接头4和5与固定部分2和3相连的加长圆筒旋转部分1。旋转部分1总是根据系统中流量和固体停留时间的要求或是水平状，或是略微倾斜。
废料由固定在炉头的固定件3上的管路6引入。废料在管路6的出口掉入旋转部分1，那里构成废料床7，随着在炉内的废料逐渐向固定部分2前进过程中，加热废料和使其热解。
固定部分2带有固相提取区2a，和一条管路8，管路8在其全长上保持一温度接近于旋转部分1出口废料的温度，且用于释放热解气体。
旋转部分1的加热借助于固定在明显是圆筒形的固定室12上的设施9，由热解气体的燃烧来保证，固定室全面地包住旋转圆筒体1的大部分。
设施9主要是一些喷注及控制燃料和空气流量的设施，空气由管路10引入，燃料由管路8引入，可产生一个或一些包围旋转部分1的火舌。
喷射设施的位置最好对着旋转圆筒的第一部分，该处的废料还是湿冷的，故该处需要的能量最多。
借助图2将更好地理解喷射设施9的定位，图中表示设施的安装方式显然是保证燃料和助燃剂的切向引入，且在室12的壁20的附近产生一发旺的火焰，喷射设施最好用耐火和绝缘材料制成。
由燃烧设施9产生的烟雾按全面地包围旋转部分1的螺旋运动从一端12a移向另一端12b，通过管路11从室12中排出。
室12对外界的密封由旋转密封或相当系统13来保证。
按照本发明的专门运行方式，只要通过管路10引入燃烧所需的一部分空气和通过附加管路14引入补充空气即可实行分段燃烧。分段燃烧方式在燃料含有氮气成分时可减少NOx的生成。
因此分段燃烧随着混合气体的形成而使火焰发旺。这一特点显然避免了在燃烧器上游产生燃料和空气混合时所存在的自燃问题。
分段燃烧另外还可改善沿旋转圆筒的热流。分段既可涉及空气也可涉及燃料，尽管燃料的分段一开始就不合宜的，因为它要求安上流量控制装置，所有这些装置增加了污染和热解气体堵塞通气管路的危险。
按照本发明的炉子，可以处理废料的温度优选于150～900℃之间，最好在400～600℃范围内。
有利的是，热解气体不需处理即点燃。因而可带走(或不带走)含碳氢化合物的颗粒，在室12内产生灰分。为此，室12下部还包括一些捕集并排放这些灰分的标准装置，如一些刮板(图1上未曾表示出来)。
引入燃料和空气的9a、9b和15可带有一些适应于用多尘气体运行的节流器(文丘里管)，以便具有足够高的流体初速度，使室12内的烟流到达出口11时保持其螺旋特性。热解气体和空气的标准初速度在10～250m/s之间，最好在50～100m/s间。热解气体和空气的速度不尽相同。在设施9a、9b和15的水平面上的节流器也可调节来自旋转圆筒的热解气体流量，这样即确保更稳定的燃烧。
当圆筒加热需求明显地低于热解气体内所含能量时，环路中所述提取气体的部分可通过管路16向外排出。相反情况下，即当热解气体能量不能满足炉子需求的能量时，例如能用附加燃料掺添入所述的热解气体中。
以能量观点为优化方式运行，特别须避免空气通过连接机构13进入燃烧室12，连接机构因为机械构造的原因总是不能完美地加以密封。因此重要的是，所述室12内的压力要时时刻刻保持在处于大气压力下；这点可如图1所指那样去做，举例说，借助于在再循环环路中所添加的一台抽烟机17而实现抽烟控制，再循环的流量由阀19控制，该阀根据位于室12内的传感器30从所获得压力信息开始而动作。
按照本发明的炉子的另一实施方式，如图3所示，图中在热解气体排出炉子后，加了一热解气体的脱氯步骤。图1所示炉子管路8由一条为避免焦油或固体物质沉积造成堵塞的独特管路替代，没有这条管路就不能这样做。所述管路的温度优先保持在接近于固定部分2出口的气体温度。该管路带有喷射吸收剂31的装置，最好与举例来说象文丘里管的那样的设施32连接，有助于混合吸收剂与热解气体。脱氯过程自始至终地在管路33的气体通路内展开。然后混合物优先进入气体——固体分离器34，该分离器例如可以是一台旋流器或有时是一组串联或并联布置的旋流器。基本上固体颗粒被清除的热解气体则通过管路35被送往燃烧设施9，而捕集在一起的固体则通过另一管路36排出。部分用过的吸收剂可有利地重新送入旋转室1内，在室内可重新加入热解气体的脱氯过程。
当然，次要的一些补充和(或)改进可由专业人员在不超出本发明的范围内在刚叙述过的炉子和工艺过程上进行。
Claims (10)
1.用于热处理尤其废料热解的炉子，它包括一绕其纵轴转动处理废料的基本上是圆筒形空腔(1)，一位于所述空腔周围的燃烧室(12)和一些用于向所述燃烧室(12)内注入燃料和助燃剂的设施(9a、9b、15)；其特征在于，注入燃料和助燃剂的设施(9a、9b、15)的取向均与所述燃烧室(12)壁相切，使这些设施所点发的单一或多根火焰以螺旋方式绕着含有废料的所述空腔(1)发旺；其中，注入燃料或助燃剂的设施(9a、9b、15)是不相同的且均沿着空腔纵向地隔开，以便在所述燃烧室(12)内实现分段燃烧。
2.按专利要求1的炉子，其特征在于，它还包括一个与管路(8；33、37)接通的热解气体出口，管路用于将一部分所述的热解流出气体引向在所述燃烧室(12)内的注入燃料设施(9b)。
3.按专利要求2的炉子，其特征在于，热解气体排气管路(37)包括一喷注吸收剂的设施(31)和一将所述管路内流动的气体与固体分离的设施(34)。
4.按专利要求3的炉子，其特征在于，喷注吸收剂的设施(31)配以如文丘里管的断面不恒定的设施(32)，以便提高流过设施(32)的流体流速和特定的气体混合物的密度。
5.按以上专利要求的任一项的旋转炉，其特征在于，它还包括一些用来将燃烧室(12)内的压力保持在显然是等于大气压力的设施(17、18、19、30)。
6.按专利要求5的炉子，其特征在于，所述保持压力的设施尤其包括一抽取燃烧烟尘的器具(17)，一由位于所述燃烧室(12)内部的压力传感器(30)操纵的流量控制阀(19)。
7.按上述专利要求的任意一项的炉子，其特征在于，旋转空腔(1)与第一和第二固定设施(3，2)协作，它通过第一固定设施(3)引入废料，以及处理过的废料从空腔流入第二固定设施(2)内。
8.按专利要求2至7中任意一项的炉子，其特征在于，向旋转炉(1)外部排出热解气体的所述管路(8；37)通向所述炉子(1)的固定端(2)。
9.废料的热处理方法，包括一在纵轴周围旋转的基本上是圆筒形空腔(1)内将废料热解的过程，一通过位于所述空腔(1)周围的燃烧室(12)内的一些设施(9a、9b、15)加热所述空腔(1)的过程，其特征在于，喷注入燃烧室(12)内的燃料和助燃剂是与所述燃烧室(12)的内壁成切线地进行的，并且在所述燃烧室(12)内实行分步燃烧。
10.按专利要求9的热处理方法，其特征在于，它还包括一将来自空腔(1)的热解气体予以脱氯的过程。
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