CN113831924A - 一种矩阵布局的非定量蠕变反应系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矩阵布局的非定量蠕变反应系统，包括反应釜组、加热装置，还包括垃圾输送通道和热气通道；反应釜组包括若干从上往下排布的釜体，所有釜体从上往下依次接通以形成垃圾输送通道；热气通道则沿着垃圾输送线路反向运动，总体由下往上，并形成若干矩形阵列化排布的单元加热腔，使得垃圾在输送过程中能够持续地被加热；并且本发明还设置若干沿加热通道布置的温度检测点，从而便于全面监测垃圾加热的状态。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，具体来说，是一种矩阵布局的非定量蠕变反应系统。
背景技术
生活垃圾是混合了多种不同有机材料的典型的非量化生物质。传统的非量化生物质处理方式，例如填埋、焚烧等方式对环境的影响十分显著，因而越来越难以被人们接受。现有的无氧裂解技术使用反应釜对，对通过对多物态有机物混合垃圾进行处理时，通过将反应釜内的温度、压力等参数进行控制的办法，使反应釜内的垃圾处于反应通道内，最终将多物态有机物混合垃圾转化为水、油、可燃气、生物碳等资源和无机质渣。传统的无氧裂解技术存在以下缺点：
1、传统的无氧裂解技术断续工作，效率低，在停机过程中对反应釜内的垃圾有较大影响，因此在再次开始工作时，需要较长的等待时间，总处理时间长，处理效率低；
2、传统的生物质裂解过程以确定的成分为基础，采取定温、定压力、定输出的控制方式，当待裂解物成分不定时，这样的全约束边界使得裂解效率远远低于理想效果；
3、由于所处理的生物质是非量化的(例如生活垃圾是未经分拣的)，每次处理时多物态有机物混合垃圾在反应釜内的反应情况和进程都不相同，将反应釜内温度和压力控制在同一范围是不合适的。
发明内容
本发明的目的是提供一种矩阵布局的非定量蠕变反应系统，以使垃圾在矩阵化分布的若干加热区域中进行裂解。
本发明的目的是这样实现的：一种矩阵布局的非定量蠕变反应系统，包括反应釜组、垃圾输送通道、加热装置；
所述反应釜组包括若干从上到下依次间隔排布并依次接通的釜体，每个釜体均横置，并内设有轴向输送装置，以驱使垃圾沿釜体的轴向进行输送；
所述垃圾输送通道引导垃圾从上往下输送，其包括物料入口管、底物料出口管，所述物料入口管接通最高的釜体的一轴端上侧，用于承接待处理的垃圾，所述底物料出口管接通最低的釜体的一轴端下侧，用于排出垃圾处理后产生的各类物料，任意相邻两釜体的轴向输送方向相反；
除最高的釜体之外的其他釜体外侧均设有与其同轴的、圆筒状的外加热筒，所述加热装置设于最低的釜体的外加热筒之下，并沿轴向均匀加热最低的釜体的外加热筒；
针对每个外加热筒与其对应的釜体，在外加热筒的内周壁与釜体的外周壁之间形成圆筒状热气腔，在圆筒状热气腔中设有若干片沿釜体轴向等间距排布的环形透气隔板，所述透气隔板固定连接外加热筒的内周壁和釜体的外周壁，所述透气隔板将圆环形热气腔分隔为若干相同的单元加热腔，每片透气隔板均开设有一个接通相邻两单元加热腔的透气孔，任意相邻两透气隔板的透气孔在径向上错开并处于径向上两相反的位置；
该系统形成有热气通道，所述热气通道用于引导热气流上升，使热气流路线沿物料输送路线延伸且方向相逆，最高的釜体设有与其同轴且沿其轴向横穿而过的、导热的热气排出管，所述热气排出管一端设为热气出口，另一端设为进气口并与其最接近的、第二高釜体的外加热筒的单元加热腔上侧接通；
任意相邻两外加热筒通过通气管接通，任意相邻两外加热筒的热气流方向相反；
所有单元加热腔在竖直排布面上呈均匀的矩形阵列化排布，除最高的釜体之外的其他每个釜体均设有若干个沿轴向等间距分布的温度检测点，每个温度检测点均对应一个单元加热腔，且在每个温度检测点上布置与电控装置信号连接的温度传感器。
本发明的有益效果在于：
1、能够生成热气流，使得热气流沿垃圾输送路线逆向运动，从而对垃圾进行均匀加热，并且若干加热点呈矩阵化排布，使得低温裂解过程能够顺利进行；
2、能够对每个釜体在轴向上进行全面加热，使得加热区域能够包围输送中的垃圾；
3、由于配置了若干温度检测点，便于全面监测垃圾加热的状态。
附图说明
图1是本发明的系统结构布置图。
图2是本发明的温度检测温点分布示意图。
图3是一号蠕变反应釜的冷空气入口和加热装置的示意图。
图4是釜体的局部的热气传导路线示意图。
图中：
零件的序号：1一号蠕变反应釜，2二号蠕变反应釜，3三号蠕变反应釜，4四号蠕变反应釜，5五号蠕变反应釜，6物料入口管，7上料装置，8物料输送管，9釜体，10底物料出口管，11液化气输送管，12加热火焰喷嘴，13外加热筒，14透气隔板，15单元加热腔，16冷空气入口，17通气管，18上导气管，19C形管，20热气排出管，21下弯管，21a热气出口；
温度检测点的序号：1A1一号釜测温点一，1A2一号釜测温点二,1A3一号釜测温点三,2A1二号釜测温点一,2A2二号釜测温点二,2A3二号釜测温点三,3A1三号釜测温点一,3A2三号釜测温点二,3A3三号釜测温点三,4A1四号釜测温点一,4A2四号釜测温点二,4A3四号釜测温点三，5A1五号釜测温点一,5A2五号釜测温点二。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
如图1-4所示，提出了一种矩阵布局的非定量蠕变反应系统，包括反应釜组、加热装置，还包括垃圾输送通道和热气通道。
上述反应釜组包括五个从上到下依次间隔排布并依次接通的釜体9，从上到下依次为五号蠕变反应釜5、四号蠕变反应釜4、三号蠕变反应釜3、二号蠕变反应釜2、一号蠕变反应釜1，每个釜体9均横置，釜体9可以微微向上倾斜0-5°，使得进料端为最高位置，并内设有轴向输送装置(比如受电机驱动的搅拌轴，在搅拌轴上布置若干叶片，以轴向输送垃圾)，以驱使垃圾沿釜体9的轴向进行缓慢输送。
上述垃圾输送通道的布置方式如下：
物料入口管6→五号蠕变反应釜5→上料装置7→四号蠕变反应釜4→物料输送管8→三号蠕变反应釜3→物料输送管8→二号蠕变反应釜2→物料输送管8→一号蠕变反应釜1→底物料出口管10。
物料入口管6接通五号蠕变反应釜5的一轴端上侧，用于承接待处理的垃圾，底物料出口管10接通最低的釜体9的一轴端下侧，用于排出垃圾处理后产生的各类物料(比如各种品质等级的碳化物)，任意相邻两釜体9的轴向输送方向相反。
五号蠕变反应釜5的另一轴端下侧通过上料装置7(是垃圾压缩上料装置)与四号蠕变反应釜4的一轴端上侧接通，四号蠕变反应釜4的与五号蠕变反应釜5接通的轴端处于五号蠕变反应釜5的另一轴端下侧正下方的位置。
下面的四号蠕变反应釜4、三号蠕变反应釜3、二号蠕变反应釜2、一号蠕变反应釜1依次接通，接通位置均在轴端位置。
本实施例的热气通道布局如下。
首先是加热方案：四号蠕变反应釜4、三号蠕变反应釜3、二号蠕变反应釜2、一号蠕变反应釜1的外侧均设有与其同轴的、圆筒状的外加热筒13，加热装置设于一号蠕变反应釜1的外加热筒13之下，并沿轴向均匀加热一号蠕变反应釜1的外加热筒13。加热装置包括：一沿最低的外加热筒13的轴向延伸的液化气输送管11，液化气输送管11接通液化气罐组；若干沿液化气输送管11长度方向等间距排布的加热火焰喷嘴12，从而使得一号蠕变反应釜1的外加热筒13能够在轴向上均匀受热。
其二是针对每个外加热筒13，在外加热筒13的内周壁与釜体9的外周壁之间形成圆筒状热气腔，在圆筒状热气腔中设有若干片沿釜体9轴向等间距排布的环形透气隔板14，透气隔板14的外圆边固定连接外加热筒13的内周壁，透气隔板14的内圆边固定连接釜体9的外周壁，透气隔板14将圆环形热气腔分隔为若干相同的单元加热腔15，每片透气隔板14均开设有一个接通相邻两单元加热腔15的透气孔，以釜体9的轴向视角看，任意相邻两透气隔板14的透气孔在径向上错开并处于径向上两相反的位置，如此布置，可使得热气流全部充满一个单元加热腔15后，才会进入下一个单元加热腔15，如此往复，可使得釜体9的对应垃圾的外周壁部分均能受热，从而形成圆柱形的加热带，使得轴向输送的垃圾能够在轴向、径向全面受热，充分保障裂解过程的顺利进行。
任意相邻两外加热筒13通过通气管17接通，任意相邻两外加热筒13的热气流方向相反。
其三是热气流的顺序，如下：
热气通道包括上导气管18、C形管19、下弯管21，第二高釜体9的外加热筒13的一个单元加热腔15依次通过上导气管18、C形管19与热气排出管20的进气端接通，下弯管21一端与热气排出管20的出气端接通并以该端为准向下弯折为圆弧形，以使下弯管21另一端为下端，热气出口21a设于下弯管21的下端。
在通气管17的引导下，热气流从一号蠕变反应釜1的外加热筒13逐层向上，直到四号蠕变反应釜4的外加热筒13的最后一个单元加热腔15，然后热气流依次通过上导气管18、C形管19、热气排出管20、下弯管21后，从下弯管21的热气出口21a排出。热气通道用于引导热气流上升，使热气流路线沿物料输送路线延伸且方向相逆。
其中，一号蠕变反应釜1的外加热筒13轴端下侧接通有冷空气入口16，冷空气入口16靠近底物料出口管10，外界新鲜的空气可以不断地从冷空气入口16进入热气通道，下弯管21的热气出口21a则设为热气通道的出气口，从而保障热气通道内形成持续流动的热气流。
五号蠕变反应釜5设有与其同轴且沿其轴向横穿而过的、导热的热气排出管20，热气排出管20一端设为热气出口21a，热气流在通过热气排出管20时，能够沿轴向加热进入五号蠕变反应釜5的垃圾。
其四，若干单元加热腔15在竖直排布面上呈均匀的矩形阵列化排布，相当于提供了矩形阵列化的若干加热点，给垃圾制造充分裂解的环境。
为了全面监控加热过程，本实施例设置若干温度检测点，每个温度检测点均配置一个温度传感器(比如热电偶)，均与电控装置连接，以全面反馈加热状态，便于控制人员能够全面监测加热状态。
如图2所示，若干温度检测点的布局如下：
针对一号蠕变反应釜1，设置一号釜测温点一1A1、一号釜测温点二1A2、一号釜测温点三1A3，依照热气流的方向，一号釜测温点一1A1、一号釜测温点二1A2、一号釜测温点三1A3沿外加热筒13轴向依次等间距分布，且等高设置，一号釜测温点二1A2设于外加热筒13的轴中位置，一号釜测温点一1A1和一号釜测温点三1A3分别靠近外加热筒13的两轴端位置，一号釜测温点一1A1相对接近冷空气入口16；
针对二号蠕变反应釜2，设置二号釜测温点一2A1、二号釜测温点二2A2、二号釜测温点三2A3，依照热气流的方向，二号釜测温点三2A3、二号釜测温点二2A2、二号釜测温点一2A1沿外加热筒13轴向依次等间距分布，且等高设置，二号釜测温点二2A2设于外加热筒13的轴中位置，二号釜测温点一2A1和二号釜测温点三2A3分别靠近外加热筒13的两轴端位置；
针对三号蠕变反应釜3，设置三号釜测温点一3A1、三号釜测温点二3A2、三号釜测温点三3A3，依照热气流的方向，三号釜测温点一3A1、三号釜测温点二3A2、三号釜测温点三3A3沿外加热筒13轴向依次等间距分布，且等高设置，三号釜测温点二3A2设于外加热筒13的轴中位置，三号釜测温点一3A1和三号釜测温点三3A3分别靠近外加热筒13的两轴端位置；
针对四号蠕变反应釜4，设置四号釜测温点一4A1、四号釜测温点二4A2、四号釜测温点三4A3，依照热气流的方向，四号釜测温点三4A3、四号釜测温点二4A2、四号釜测温点一4A1沿外加热筒13轴向依次等间距分布，且等高设置，四号釜测温点二4A2设于外加热筒13的轴中位置，四号釜测温点一4A1、四号釜测温点三4A3分别靠近外加热筒13的两轴端位置；
针对五号蠕变反应釜5，设置五号釜测温点一5A1、五号釜测温点二5A2，依照热气流的方向，五号釜测温点一5A1、五号釜测温点二5A2分别设于热气排出管20的进气端、出气端。
其中，一号蠕变反应釜1至四号蠕变反应釜4的测温点呈均匀矩阵化排布，从而便于全面监测垃圾加热的状态。一号蠕变反应釜1至四号蠕变反应釜4中，每个釜体9均设有若干个沿轴向等间距分布的温度检测点，每个温度检测点均对应一个单元加热腔15，且在每个温度检测点上布置与电控装置信号连接的温度传感器。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护范围之内。
Claims (5)
1.一种矩阵布局的非定量蠕变反应系统，包括反应釜组、垃圾输送通道、加热装置；
所述反应釜组包括若干从上到下依次间隔排布并依次接通的釜体(9)，每个釜体(9)均横置，并内设有轴向输送装置，以驱使垃圾沿釜体(9)的轴向进行输送；
所述垃圾输送通道引导垃圾从上往下输送，其包括物料入口管(6)、底物料出口管(10)，所述物料入口管(6)接通最高的釜体(9)的一轴端上侧，用于承接待处理的垃圾，所述底物料出口管(10)接通最低的釜体(9)的一轴端下侧，用于排出垃圾处理后产生的各类物料，任意相邻两釜体(9)的轴向输送方向相反；
其特征在于，除最高的釜体(9)之外的其他釜体(9)外侧均设有与其同轴的、圆筒状的外加热筒(13)，所述加热装置设于最低的釜体(9)的外加热筒(13)之下，并沿轴向均匀加热最低的釜体(9)的外加热筒(13)；
针对每个外加热筒(13)与其对应的釜体(9)，在外加热筒(13)的内周壁与釜体(9)的外周壁之间形成圆筒状热气腔，在圆筒状热气腔中设有若干片沿釜体(9)轴向等间距排布的环形透气隔板(14)，所述透气隔板(14)固定连接外加热筒(13)的内周壁和釜体(9)的外周壁，所述透气隔板(14)将圆环形热气腔分隔为若干相同的单元加热腔(15)，每片透气隔板(14)均开设有一个接通相邻两单元加热腔(15)的透气孔，任意相邻两透气隔板(14)的透气孔在径向上错开并处于径向上两相反的位置；
该系统形成有热气通道，所述热气通道用于引导热气流上升，使热气流路线沿物料输送路线延伸且方向相逆，最高的釜体(9)设有与其同轴且沿其轴向横穿而过的、导热的热气排出管(20)，所述热气排出管(20)一端设为热气出口(21a)，另一端设为进气口并与其最接近的、第二高釜体(9)的外加热筒(13)的单元加热腔(15)上侧接通；
任意相邻两外加热筒(13)通过通气管(17)接通，任意相邻两外加热筒(13)的热气流方向相反；
所有单元加热腔(15)在竖直排布面上呈均匀的矩形阵列化排布，除最高的釜体(9)之外的其他每个釜体(9)均设有若干个沿轴向等间距分布的温度检测点，每个温度检测点均对应一个单元加热腔(15)，且在每个温度检测点上布置与电控装置信号连接的温度传感器。
2.根据权利要求1所述的一种矩阵布局的非定量蠕变反应系统，其特征在于：在所述热气排出管(20)的进气、出气处均设有温度检测点，每个温度检测点上布置与电控装置信号连接的温度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种矩阵布局的非定量蠕变反应系统，其特征在于：所述加热装置包括：
一沿最低的外加热筒(13)的轴向延伸的液化气输送管(11)；
若干沿液化气输送管(11)长度方向等间距排布的加热火焰喷嘴(12)。
4.根据权利要求1所述的一种矩阵布局的非定量蠕变反应系统，其特征在于：针对每个外加热筒(13)，在中间的单元加热腔(15)设置温度检测点，在两个靠轴端的单元加热腔(15)设置温度检测点。
5.根据权利要求1所述的一种矩阵布局的非定量蠕变反应系统，其特征在于：所述热气通道包括上导气管(18)、C形管(19)、下弯管(21)，第二高釜体(9)的外加热筒(13)的一个单元加热腔(15)依次通过上导气管(18)、C形管(19)与热气排出管(20)的进气端接通，所述下弯管(21)一端与热气排出管(20)的出气端接通并以该端为准向下弯折为圆弧形，以使下弯管(21)另一端为下端，所述热气出口(21a)设于下弯管(21)的下端。
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