CN110791301A - 易熔金属热载体传热加工工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种易熔金属热载体传热加工工艺方法，属于工业加工领域、废旧资源回收处置领域及科研试验过程中的实用技术，可用于物料的高温热解加工过程。在大规模的煤炭、油砂、油页岩的加工以及废旧轮胎、塑料、油泥等有机物无害化处理技术的需求上，有一定的推广前景。本发明所采用的技术方案，是以熔融态的易熔金属做热载体工质，将其置于专用容器当中，先用外热式热源加热，达到所需温度后，再将被加工物料加入其中，在外力作用下形成密切接触的混相状态，以使载热体将所吸收和蓄积的热量快速均匀地传导给被加工物料，实现对被加工物料热解处理的目的。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种易熔金属热载体传热加工工艺方法，属于工业加工领域、废旧资源回收处置领域及科研试验过程中的实用技术，可用于物料的高温热解加工过程。在大规模的煤炭、油砂、油页岩的加工以及废旧轮胎、塑料、油泥等有机物无害化处理技术的需求上，有一定的推广前景。
技术背景
在传统上，上述材料物质的加热处理要有数百甚至上千摄氏度的温度环境。加热过程多选择热源与物料相隔离的干馏方法，干馏方法过程存在热能传递慢，加工耗时长，热能消耗多以及传热不匀的问题。例如低变质煤热解生产兰炭的工艺过程中，如采用干馏外热工艺，一个生产过程要耗时10多个小时，期间需要500℃～700℃的高温烟气不间断加热，因此，时间与热能的耗费成本难以合理化。而另一种的直接加热内燃生产工艺的时耗与能耗较低，但开放环境下空气中氮气的混杂，使得产品煤气的价值大为降低。又如，在废旧资源回收以及固体废物处置行业，对废轮胎、废塑料、废矿物油(包含油泥)、地沟油等有害废物的处置利用中，最合理的工艺过程就是热裂解。热裂解产物的无害化程度最高，转化出的产品价值也较大，但是由于处理对象没有流动性或流动性较差，使得加热过程的受热均匀性很差，易出现“过火”与“夹生”的问题。
易熔金属热载体传热加工工艺方法，是选择低熔点的单质金属以及其合金为工质材料，在熔融的可流动状态下，作为热载体，对材料或物料直接接触传热加热的方法过程。所选的易熔金属材料，包括有锡、铅及锡基铅基合金。从无毒的要求考虑，首选的是锡和无铅的锡基合金。
以熔融态的易熔金属做热载体工质直接加热物料的方式，可以针对性地解决目前常规热解工艺过程中存在的传热问题。
发明内容
本发明解决问题所采用的技术方案是：以熔融态的易熔金属做热载体，置于专用容器当中，先用热源将其加热，再将被加工物料加入其中，在外力作用下形成密切接触的混相状态，以使载热体将所吸收和蓄积的热量快速均匀地传导给被加工物料，实现对被加工物料热解处理的目的。
本发明的有益效果是：
(1)对加工产物不污染且分离条件好。金属热载体与绝大多数的加热对象不发生化学反应，可与被加热物料直接接触，同时，金属热载体的比重远大于加工物料及转化物，且与其不润湿、不亲和，因而分离过程很容易。
(2)大幅节省加热时间和提高加热效率。由于金属有着优良的导热性，吸收热源能量的速度快，且又与被加工物料直接接触，又能迅速均匀地将吸收和积蓄的热量传递出去，其优势大大超出目前间接加热的干馏工艺。
(3)使用过程消耗低。金属导热体化学稳定性好，在无氧环境下不易氧化损失；其饱和蒸汽压很高，基本不存在挥发损失；与加工物料及转化物易分离，夹带损失小。
(4)具有广泛的适用性。金属热载体工作温度跨度大，从200℃到1000℃以上，能适合绝大多数的对象使用；
(5)工艺过程安全环保性能好。金属热载体本身无可燃性与爆炸性，除铅以外无毒性，使用过程也不产生废物排放。
(6)技术经济性能好。系统装置构造简单，设备紧凑，投资小；工艺过程简单，操作简便易行。
具体实施方式
金属载热体加热热解物料的过程在封闭的条件下进行，相应的设备装置为一腔体容器，集载热体加热与物料热解功能为一体。工作时，先将用作载热体的固态易熔金属装入容器，再启动容器外的热源，以外热形式加热，使固态的易熔金属熔融为液态。当温度达到所需数值时，即可将物料加入其中，通过外力作用，使熔融金属热载体与被处理物料混相接触，即可实现要求。
本发明的工艺方法，符合热工工程与化工工程所涉及的基础理论和基本原理，所涉及的易熔金属为单质金属元素或其合金，相对廉价易得；相应专用设备的工况苛刻性低于普通的工业窑炉，可以参照工业锅炉的规范进行设计和选材制作。
Claims (1)
1.一种易熔金属热载体传热加工工艺方法，在本工艺方法中，将低熔点的易熔金属元素单质以及其合金，在加热条件下使之熔融，达到可流动状态，将其作为直接加热处理材料物料的热载体工质使用。
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