CN110566974A - 新型热解装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型热解装置，属于热解领域，其技术方案要点是包括上层加热腔，上层加热腔内部设有沿其长度方向水平设置的上层反应器，上层反应器内部设有用于推动在其内部移动的上料装置，反应器的一端连接有与其连通的下层反应器，下层反应器内部设有出料装置，下层反应器的外部包覆有下层加热腔，下层反应器下方的下层加热腔内设有加热装置，上层反应器与下层反应器之间连接有将二者连通的烟气通道，上层反应器的一端开设有进料口，下层反应器的一端开设有出料口，所述加热装置包括固设于下层加热腔内侧壁上的烧嘴以及固设于下层加热腔内部底面上的耐火砖。本发明达到了能够使增强热解反应的效果，应用于熔化炉中。
Description
技术领域
本发明涉及热解领域，更具体的说，它涉及一种新型热解装置。
背景技术
有机污染物种类繁多，对我国生态环境造成极大破坏，威胁着人类健康。目前，热解技术作为有机污染物处理的有效手段，能够真正实现有机污染物的无害化处理资源化利用。热解技术起源于煤热解。早在17世纪后期英国、德国即开始了中低温热解的研究。1805年低温热解开始在英国实现工业化生产，至今已有200多年的历史。1860年德国建立较大的褐煤低温热解工厂制取灯油和石蜡。我国的煤中低温热解工业始于抗日战争期间。20世纪60年代，由于炼油和石油化工的迅速发展，煤中低温热解工业陷入低潮。90年代至今，随着石油资源日益紧缺，国际油价不断上涨，中低温热解技术研发进入了新的发展时期。
然而通常的煤炭热解技术不适用于有机污染物的处理，由于有机污染物在地域分布上，呈多点分布，位置不均、不集中，需要开发出灵活可移动处理系统，一直是行业重点。但是，目前的可移动式处理系统由于空间受限，无法没有限制地增加其长度，导致物料在装置中行程较短，无法处置完全。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种新型热解装置，其通过平行设置的上层反应器与下层反应器解决了占地空间的问题，进而使得物料在热解的过程中能够具有较长的行程，能够使得物料被热解的更加完全。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种新型热解装置，包括上层加热腔，上层加热腔内部设有沿其长度方向水平设置的上层反应器，上层反应器内部设有用于推动在其内部移动的上料装置，反应器的一端连接有与其连通的下层反应器，下层反应器内部设有驱动物料在其内部沿与上层反应器内部物料相反方向移动的出料装置，下层反应器的外部包覆有下层加热腔，下层反应器下方的下层加热腔内设有加热装置，上层反应器与下层反应器之间连接有将二者连通的烟气通道，上层反应器的一端开设有进料口，下层反应器的一端开设有出料口，所述加热装置包括固设于下层加热腔内侧壁上的烧嘴以及固设于下层加热腔内部底面上的耐火砖。
通过采用上述技术方案，将上层反应器与下层反应器平行的沿竖直方向分布设置，能够降低装置所占空间，提高装置处理量，同时创造性的采用烧嘴向耐火砖喷射火焰，通过耐火砖将热量向下层反应器辐射的方式，配合使热解过程中产生的高温烟气通过烟气通道向上层反应器中飘散并向上层反应器释放热量的方式，能够极大的提高设备热效率，同时还能够降低装置局部过热的可能，延长了装置的使用寿命。
较佳的：所述上层反应器有多个且沿垂直于上层加热腔的水平方向间隔分布在上层加热腔内部，每一个上层反应器有且仅有一个下层反应器与其连通，下层加热腔将所有下层反应器包覆，且下层反应器沿垂直于上层加热腔的水平方向间隔分布，上层反应器与下层反应器互相平行。
通过采用上述技术方案，能够在不需要增加装置长度的前提下提高装置的处理能力，能够一次性对更多的物料进行处理，充分利用了竖向空间，相比于现有技术减小了占地面积，上层反应器与下层反应器互相平行且其二者内部的物料移动方向相反，这种紧凑的布局使得工作人员只需要对上层加热腔和下层加热腔共同的进行外层保温即可。
较佳的：所述下层加热腔的外侧壁上固设有用于支撑上层加热腔的支撑杆。
通过采用上述技术方案，能够是的上层反应器稳定的连接在下层反应器的上方，同时能够减小烟气通道的受力，提高了工作稳定性。
较佳的：所述烧嘴朝向耐火砖倾斜设置。
通过采用上述技术方案，能够使得烧嘴喷射出的高温火焰第一时间接触耐火砖，减小了高温火焰直接喷射在下层反应器的侧壁或者下层加热腔的内侧壁上的可能。
较佳的：所述上料装置包括固设于上层反应器内部的上层螺旋输送机，所述出料装置包括固设于下层反应器内部的下层螺旋输送机。
通过采用上述技术方案，采用螺旋输送的方式使得上层反应器内部的物料与下层反应器内部的物料移动，物料的移动过程稳定，且在物料移动过程中能够产生翻滚，使得物料更加均匀的接受到热量，能够使得物料的热解反应更加充分。
较佳的：所述上层加热腔内部固设有折流板，背向上层反应器内部物料的移动方向设置。
通过采用上述技术方案，通过折流板延长高温烟气在上层加热腔中停留时间，增强传热效果，而且折流板不断被高温烟气直接接触加热，升温后的高温折流板对上层反应器产生辐射传热，进一步提高传热效果和热效率。
较佳的：所述下层反应器的外侧壁上固定连接有多个翅片，翅片以下层反应器长度方向的中心线为轴线沿周向间隔分布。
通过采用上述技术方案，翅片能够增大下层反应器与下层加热腔内部空气的接触面积，进而增加了下层反应器的受热面积，能够增强传热效果，进一步提高物料的热解效果。
较佳的：上层反应器与下层反应器之间的连接处固设有膨胀节。
通过采用上述技术方案，在上层反应器与下层反应器的连接处设置膨胀节，能够有效的避免因为上下层温度差造成的不同热膨胀量导致的装置变形，能够保证装置安全稳定长周期运行。
综上所述，本发明相比于现有技术具有以下有益效果：
1. 通过平行设置的上层反应器与下层反应器解决了占地空间的问题，进而使得物料在热解的过程中能够具有较长的行程，能够使得物料被热解的更加完全；
2. 能够在不需要增加装置长度的前提下提高装置的处理能力，能够一次性对更多的物料进行处理，充分利用了竖向空间，相比于现有技术减小了占地面积，上层反应器与下层反应器互相平行且其二者内部的物料移动方向相反，这种紧凑的布局使得工作人员只需要对上层加热腔和下层加热腔共同的进行外层保温即可。
附图说明
图1为实施例的示意图；
图2是实施例中为表示加热装置结构的示意图。
附图标记：1、上层加热腔；11、上层反应器；12、进料口；13、上料装置；131、上层螺旋输送机；14、上层高温油气出口；15、烟气出口；2、下层加热腔；21、下层反应器；22、出料口；23、出料装置；231、下层螺旋输送机；24、下层高温油气出口；25、翅片；3、膨胀节；31、支撑杆；32、烟气通道；33、折流板；4、加热装置；41、烧嘴；42、耐火砖。
具体实施方式
实施例：一种新型热解装置，参见图1和图2，包括水平设置的上层加热腔1，上层加热腔1内部固定连接有四个沿其长度方向设置的上层反应器11，四个上层反应器11之间互不抵接，且四个反应器的端部互相对齐，即相邻两个上层反应器11的端部分别在竖直平面上对齐。上层反应器11的侧壁顶部开设有将其内部与外界连通的进料口12。上层反应器11内部固定连接有用于将物料从进料口12处运输至上层反应器11的另一端处的上料装置13，本实施例中的上料装置13为于上层反应器11固定连接的上层螺旋输送机131。上层反应器11侧壁外的上层加热腔1的内部固定连接有背向上层反应器11内部物料移动方向设置的折流板33，折流板33从上层加热腔1的一端延伸至另一端。上层加热腔1的侧壁底面固定连接有三个竖直设置的支撑杆31，支撑杆31的顶端与上层加热腔1的底面固定连接，底端固定连接有沿上层加热腔1长度方向设置的下层加热腔2，下层加热腔2内部固定连接有四个沿上层反应器11长度方向设置的下层反应器21，四个下层反应器21的端部分别于四个上层反应器11的端部对齐。进料口12正下方的下层反应器21侧壁底面开设有将下层反应器21与外界连通的出料口22，下层反应器21内部固定连接有用于将物料从下层反应器21背向进料口12的端部运输到出料口22处的出料装置23，本实施例中的出料装置23为与下层反应器21固定连接的下层螺旋输送机231。上层反应器11背向进料口12的端部底面固定连接有与其内部连通的膨胀节3，膨胀节3竖直设置，膨胀节3的顶端与上层反应器11固定连接，底端固定连接在下层反应器21背向出料口22端的顶部侧壁上，且膨胀节3将上层反应器11与下层反应器21连通，物料通过膨胀节3从上层反应器11内部移动至下层反应器21内部，每一个上层反应器11均只与一个下层反应器21连通。上层加热腔1的侧壁顶端开设有将其与外界连通的烟气出口15，烟气出口15位于上层加热腔1靠近进料口12一端处。上层反应器11的侧壁顶部开设有将其与外界连通的上层高温油气出口14，上层高温油气出口14位于上层反应器11靠近膨胀节3的一端处，下层反应器21的侧壁顶面固定连接将其与外界连通的下层高温油气出口24，下层高温油气出口24位于出料口22处的下层反应器21侧壁顶部。上层加热腔1的侧壁底面固定连接有与其内部连通的烟气通道32，烟气通道32的顶端与上层加热腔1固定连接，底端固定连接在下层加热腔2的侧壁顶面上。下层加热腔2的内部底面上固定连接有多个耐火砖42，耐火砖42沿水平方向均匀分布在下层加热腔2内部，且耐火砖42在竖直向下的方向上将下层加热腔2的内部底面覆盖。下层加热腔2的侧壁上固定连接有朝向耐火砖42方向喷射火焰的烧嘴41，烧嘴41对称的分布在下层加热腔2的相对的两个侧壁上，且烧嘴41沿下层加热腔2的长度方向均匀分布。下层反应器21的侧壁上固定连接有用于增大受热面积的翅片25，翅片25均匀分布在水平设置的下层反应器21的侧壁下半部分，且翅片25沿下层反应器21的长度方向间隔分布。
物料由进料口12进入装置上层反应器11中，通过上层反应器11中的上层螺旋输送机131的转动不断推动物料向膨胀节3方向移动，并通过膨胀节3进入下层反应器21中。下层反应器21采用辐射传热为主对流传热为辅的加热方式，通过在装置下层反应器21壳体上对称布置的多个烧嘴41，直接燃烧天然气或煤气或自产不凝气等燃料供热，为防止局部高温损害装置，故特殊设计烧嘴41燃烧方向下倾斜，在下层反应器21内部底面铺设耐火砖42，燃烧火焰直接加热耐火砖42，被加热到高温的耐火砖42向下层反应器21进行辐射传热，在下层反应器21下部设置翅片25，增加下层反应器21受热面积，增强传热。燃气燃烧产出的高温烟气向上运动，进一步加热下层反应器21。物料在下层反应器21中被加热后，发生热解反应，产出高温油气通过下层反应器21上的下层高温油气出口24排出，热解产出的固体，被下层反应器21中的下层螺旋输送机231推送入出料口22排出；高温烟气通过烟气通道32进入上层反应器11壳体中，加热上层反应器11，物料在上层反应器11中，首先受热蒸发，产出水蒸气，通过上层反应器11的上层高温油气出口14排出，物料在炉内进一步受热后，升高至一定温度后，发生热解反应，轻烃类和其他易分解物质发生热解反应，产出高温油气通过上层反应器11的上层高温油气出口14排出炉外，高温烟气在上层加热腔1中流动，在上层加热腔1中设置多个折流板33，延长高温烟气在上层加热腔1中停留时间，增强传热，而且折流板33不断被高温烟气直接接触加热，升温后的高温折流板33对上层反应器11产生辐射传热，进一步增强了热解反应的效果。
该新型热解装置使用时的工作原理如下：将上层反应器11与下层反应器21平行的沿竖直方向分布设置，能够降低装置所占空间，提高装置处理量，同时创造性的采用烧嘴41向耐火砖42喷射火焰，通过耐火砖42将热量向下层反应器21辐射的方式，配合使热解过程中产生的高温烟气通过烟气通道32向上层反应器11中飘散并向上层反应器11释放热量的方式，能够极大的提高设备热效率，同时还能够降低装置局部过热的可能，延长了装置的使用寿命。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种新型热解装置，其特征在于：包括，上层加热腔(1)，上层加热腔(1)内部设有沿其长度方向水平设置的上层反应器(11)，上层反应器(11)内部设有用于推动在其内部移动的上料装置(13)，上层反应器（11）的一端连接有与其连通的下层反应器(21)，下层反应器(21)内部设有驱动物料在其内部沿与上层反应器(11)内部物料相反方向移动的出料装置（23），下层反应器(21)的外部包覆有下层加热腔(2)，下层反应器(21)下方的下层加热腔(2)内设有加热装置(4)，上层反应器(11)与下层反应器(21)之间连接有将二者连通的烟气通道(32)，上层反应器(11)的一端开设有进料口(12)，下层反应器(21)的一端开设有出料口(22)，所述加热装置(4)包括固设于下层加热腔(2)内侧壁上的烧嘴(41)以及固设于下层加热腔(2)内部底面上的耐火砖(42)。
2.根据权利要求1所述的新型热解装置，其特征在于：所述上层反应器(11)有多个且沿垂直于上层加热腔(1)的水平方向间隔分布在上层加热腔(1)内部，每一个上层反应器(11)有且仅有一个下层反应器(21)与其连通，下层加热腔（2）将所有下层反应器(21)包覆，且下层反应器(21)沿垂直于上层加热腔(1)的水平方向间隔分布，上层反应器(11)与下层反应器(21)互相平行。
3.根据权利要求2所述的新型热解装置，其特征在于：所述下层加热腔(2)的外侧壁上固设有用于支撑上层加热腔(1)的支撑杆(31)。
4.根据权利要求3所述的新型热解装置，其特征在于：所述烧嘴(41)朝向耐火砖(42)倾斜设置。
5.根据权利要求4所述的新型热解装置，其特征在于：所述上料装置(13)包括固设于上层反应器(11)内部的上层螺旋输送机(131)，所述出料装置（23）包括固设于下层反应器(21)内部的下层螺旋输送机(231)。
6.根据权利要求5所述的新型热解装置，其特征在于：所述上层加热腔(1)内部固设有折流板（33），折流板（33）背向上层反应器(11)内部物料的移动方向设置。
7.根据权利要求6所述的新型热解装置，其特征在于：所述下层反应器(21)的外侧壁上固定连接有多个翅片(25)，翅片(25)以下层反应器(21)长度方向的中心线为轴线沿周向间隔分布。
8.根据权利要求7所述的新型热解装置，其特征在于：上层反应器(11)与下层反应器(21)之间的连接处固设有膨胀节(3)。
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