CN115178576A - 废弃物再生处理设备 - Google Patents
废弃物再生处理设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115178576A CN115178576A CN202210529981.3A CN202210529981A CN115178576A CN 115178576 A CN115178576 A CN 115178576A CN 202210529981 A CN202210529981 A CN 202210529981A CN 115178576 A CN115178576 A CN 115178576A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- furnace
- treatment furnace
- cavity
- shell
- heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 134
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 title claims abstract description 90
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 title claims abstract description 90
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 155
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 69
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 60
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 29
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 claims abstract description 16
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000010786 composite waste Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 167
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 92
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 claims description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 39
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 38
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 38
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 38
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 19
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 18
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 12
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 143
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 44
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 44
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 44
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 23
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 13
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 12
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 11
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 9
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 6
- 239000011208 reinforced composite material Substances 0.000 description 6
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 5
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 4
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 4
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 3
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 2
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/40—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
- B09B3/45—Steam treatment, e.g. supercritical water gasification or oxidation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22G—SUPERHEATING OF STEAM
- F22G3/00—Steam superheaters characterised by constructional features; Details of component parts thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
- F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/44—Details; Accessories
- F23G5/46—Recuperation of heat
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B2101/00—Type of solid waste
- B09B2101/75—Plastic waste
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本申请提供了一种废弃物再生处理设备,用于纤维增强复合材料废弃物,所述废弃物再生处理设备包括再生处理炉、过热蒸汽发生器和热能转换燃烧炉,所述再生处理炉包括处理炉腔,所述处理炉腔用于容置所述纤维增强复合材料废弃物,过热蒸汽发生器能够与所述处理炉腔连通,并向所述处理炉腔内输送过热蒸汽,热能转换燃烧炉,分别与所述处理炉腔、所述过热蒸汽发生器连通,所述热能转换燃烧炉能够对来自于所述处理炉腔的裂解气点燃并形成无毒热气,并能够将所述无毒热气输送至所述过热蒸汽发生器和/或所述再生处理炉。本申请中提供的废弃物再生处理设备节约了纤维回收的成本,实现纤维的无损伤回收,同时回收过程具有尾气零排放、零污染的特点。
Description
技术领域
本申请涉及材料废弃物回收领域,特别地涉及一种废弃物再生处理设备。
背景技术
碳纤维复合材料具有重量轻,强度高,模量高,耐腐蚀等优点,被广泛应用于航空航天、体育休闲、 汽车、建筑及桥梁加固等领域。目前我国碳纤维复合材料仍以热固性树脂基为主,市场占有量90%以 上,而热固性树脂基复合材料在自然条件下不可以降解。因此当务之急是要开发出大规模、连续化、低 成本、低能耗的回收和再利用技术,以实现产业的可持续、绿色、低碳发展。
发明内容
为了解决或至少部分地解决上述技术问题,本申请提供了一种废弃物再生处理设备,用于纤维增强 复合材料废弃物,废弃物再生处理设备包括:
再生处理炉,再生处理炉包括处理炉腔,处理炉腔用于容置纤维增强复合材料废弃物;
过热蒸汽发生器,能够与处理炉腔连通,并向处理炉腔内输送过热蒸汽;
热能转换燃烧炉,分别与处理炉腔、过热蒸汽发生器连通,热能转换燃烧炉能够对来自于处理炉腔 的裂解气点燃并形成无毒热气,并能够将无毒热气输送至过热蒸汽发生器和/或再生处理炉。
本申请提供的废弃物再生设备,用于纤维增强复合材料废弃物,废弃物再生处理设备包括再生处理 炉、过热蒸汽发生器和热能转换燃烧炉,再生处理炉包括处理炉腔,处理炉腔用于容置纤维增强复合材 料废弃物,纤维增强复合材料废弃物在处理炉腔内被加热,树脂基体和纤维分离,树脂基体汽化分解产 生裂解气,裂解气被输送至热能转换燃烧炉内进行充分燃烧,从而获得洁净热源。过热蒸汽发生器,能 够与处理炉腔连通,并向处理炉腔内输送过热蒸汽;过热蒸汽发生器产生的过热蒸汽可以作为保护气体, 能够起到隔绝氧气的作用,防止碳纤维增强复合材料废弃物中的树脂与氧气反应,产生有害气体。与此同时,过热蒸汽也能够作为传热介质,用来分离碳纤维增强复合材料废弃物中的碳纤维与基体树脂,得 到干净、无积炭残留、强度达原生碳纤维的90%以上、性能优良的再生碳纤维。热能转换燃烧炉分别与 处理炉腔、过热蒸汽发生器连通,热能转换燃烧炉能够对来自于处理炉腔的裂解气点燃并形成无毒热气, 并能够将无毒热气输送至过热蒸汽发生器和/或再生处理炉。
本申请中提供的废弃物再生处理设备通过过热蒸汽对纤维增强复合材料废弃物加热和无氧保护,保 证纤维增强复合材料废弃物能够得到有效热裂解,而热裂解后产生的裂解气能够被热能转换燃烧炉内被 充分燃烧并生成洁净热源,洁净热源能够为过热蒸汽发生器和/或再生处理炉提供热源,节约了纤维回 收的成本,实现纤维的无损伤回收,同时回收过程具有尾气零排放、零污染的特点。
其中,热能转换燃烧炉中生成的洁净热源被输送至再生处理炉后,可以作为加热热源,也可以对碳 纤维表面的积碳进行清除,使得通过热能转换燃烧炉回收的热源能够发挥更多的作用,进一步降低成本。
可选地,再生处理炉包括处理炉壳、进气组件、第一排气组件、第二排气组件和加热装置,处理炉 腔设在处理炉壳内;进气组件设在处理炉壳上并与处理炉腔相连通,过热蒸汽发生器能够通过进气组件 与处理炉腔连通,以向处理炉腔内输送过热蒸汽;第一排气组件设在处理炉壳上并与处理炉腔连通;第 二排气组件设在处理炉壳上并与处理炉腔连通,处理炉腔通过第二排气组件能够与热能转换燃烧炉连 通,以将裂解气排向热能转换燃烧炉内;加热装置设在处理炉壳上,加热装置能够对处理炉腔的内部加 热。
可选地,再生处理炉还包括控制组件,设在处理炉壳上,控制组件用于调控处理炉腔的内部温度和 /或处理炉腔内的内部压力。
可选地,再生处理炉还包括:内壳,设在处理炉壳的内部,内壳具有处理炉腔,内壳和处理炉壳之 间具有与处理炉腔不连通的加热室,加热装置位于加热室内;控制组件包括第一温度传感器和第二温度 传感器,第一温度传感器用于检测处理炉腔内的温度,第二温度传感器用于检测加热室内的温度。
可选地,再生处理炉还包括:补热进气口,设在处理炉壳上,并与加热室连通。
可选地,处理炉壳的一侧具有料口;再生处理炉还包括炉门和密封件,炉门活动设在处理炉壳上, 以开闭料口;密封件设在炉门上,在炉门封闭料口的情况下,密封件夹设在炉门和处理炉壳之间。
可选地,再生处理炉还包括冷却组件,冷却组件设在密封件的一侧。
可选地,再生处理炉还包括第一保温层,第一保温层设于内壳和处理炉壳之间。
可选地,进气组件和第二排气组件设在处理炉壳背离炉门的一侧,第一排气组件设在处理炉壳的顶 部。
可选地,加热装置包括多个加热部,多个加热部围绕处理炉腔均匀设置。
可选地,过热蒸汽发生器包括内胆、外胆和加热件,内胆具有安装腔;外胆,设于内胆背离安装腔 的一侧,外胆与内胆之间具有蒸汽通道;加热件的至少一部分位于安装腔内;其中,废弃物再生处理设 备的控制组件还包括温控件,温控件与加热件相连。
可选地,加热件包括第一加热件和第二加热件,温控件设在第一加热件和/或第二加热件上;蒸汽 通道包括:第一蒸汽通道,第一蒸汽通道包括入口,第一加热件用于对第一蒸汽通道加热;第二蒸汽通 道,与第一蒸汽通道连通,第二蒸汽通道包括蒸汽出口,第二加热件用于对第二蒸汽通道加热。
可选地,第二蒸汽通道的至少一部分相对第一蒸汽通道曲折延伸。
可选地,第一蒸汽通道沿第一方向延伸;第二蒸汽通道包括连通通道和排汽通道,排汽通道通过连 通通道与第一蒸汽通道连通,排汽通道沿第一方向延伸,连通通道沿与第一方向不同的第二方向延伸。
可选地,过热蒸汽发生器还包括:发生器外壳,发生器外壳具有装配腔,内胆的至少一部分、外胆 的至少一部分位于装配腔内;第二保温层,设于装配腔内,并位于外胆和发生器外壳之间。
可选地,过热蒸汽发生器还包括:多个加强筋,间隔设在发生器外壳上。
可选地,过热蒸汽发生器还包括:排水组件,排水组件能够与蒸汽通道连通。
可选地,热能转换燃烧炉包括转换炉壳、第一绍祖、第二烧嘴和第三排气组件,转换炉壳,转换炉 壳具有转换炉腔;第一烧嘴,设在转换炉壳上并与转换炉腔连通,第一烧嘴用于点燃裂解气;第二烧嘴, 设在转换炉壳上并与转换炉腔连通,第二烧嘴用于点燃燃气;第三排气组件,设在转换炉壳上并与转换 炉腔连通。
可选地,第一烧嘴和第三排气组件设在转换炉壳上相对的两侧壁上。
可选地,第二烧嘴设置在转换炉壳的顶壁上。
可选地,第三排气组件包括:至少两个排气口,设在转换炉壳上;切换阀,设在至少两个排气口处, 至少两个排气口能够通过切换阀实现与转换炉腔的导通。
可选地,废弃物再生处理设备的控制组件还用于调控转换炉腔的内部温度和/或转换炉腔的内部压 力。
可选地,热能转换燃烧炉还包括:保险帽,设在转换炉壳上。
可选地,热能转换燃烧炉还包括:滴液孔,设在转换炉壳上。
可选地,热能转换燃烧炉还包括:第三保温层,设在转换炉壳的内壁上。
可选地,转换炉壳上设有透视窗,透视窗可拆卸地设在转换炉壳上。
可选地,废弃物再生处理设备还包括:热风输送装置,能够与处理炉腔连通,并向处理炉腔内输送 热空气;其中,热风输送装置和过热蒸汽发生器择一地与处理炉腔连通。
可选地,热风输送装置还包括:壳体,壳体包括换热腔;第一进气口和第一出气口,分别设在壳体 上,并与换热腔连通,第一进气口用于输入待加热空气;第二进气口和第二出气口,分别设在壳体上, 并与换热腔连通,第二进气口用于输入热空气。
可选地,第一进气口和第一出气口分别设于壳体的相邻的两个壁面;和/或第二进气口和第二出气 口分别设于壳体上相邻的两个壁面。
可选地,壳体包括:顶壁和底壁,沿上下方向布置,第二进气口设在底壁上,第一出气口设在顶壁 上;多个侧壁,设在顶壁和底壁之间,第一进气口设在多个侧壁中的一者上,第二出气口设在多个侧壁 中的另一者上。
可选地,第一进气口和第二出气口同轴设置;和/或第二进气口和第一出气口同轴设置。
可选地,第一进气口和第一出气口中任一者的通流截面积,小于第二进气口和第二出气口中任一者 的通流截面积。
可选地,热空气输送装置还包括:第一进气管,设在壳体上,通过第一进气口与换热腔连通;和/ 或第一出气管,设在壳体上,通过第一出气口与换热腔连通;和/或第二进气管,设在壳体上,通过第 二进气口与换热腔连通;和/或第二出气管,设在壳体上,通过第二出气口与换热腔连通。
可选地,热空气输送装置还包括:第四保温层,设在壳体上,并位于换热腔内。
可选地,热空气输送装置还包括:支撑件,设在壳体上。
可选地,支撑件设在壳体的底壁上。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的实施方式,下面将对相关的附图做出简单介绍。可以理解,下面描述中 的附图仅用于示意本申请的一些实施方式,本领域普通技术人员还可以根据这些附图获得本文中未提及 的许多其他的技术特征和连接关系等。
图1为本申请提供的一种废弃物再生处理设备的结构示意图。
图2为本申请提供的另一种废弃物再生处理设备的结构示意图。
图3为本申请提供的一种再生处理炉的结构示意图。
图4为本申请提供的一种过热蒸汽发生器的结构示意图。
图5为本申请提供的一种热能转换燃烧炉的结构示意图。
图6为本申请提供的一种热空气输送装置的结构示意图。
图中的附图标记及名称如下:
1再生处理炉;110、处理炉壳;111、处理炉腔;112、内壳;113、加热室;114、进气组件;115、 第一排气组件;116、第二排气组件;117、加热装置;118、控制组件;119、炉门;120、第一保温层; 121、料车;122、纤维增强复合材料废弃物;
2、过热蒸汽发生器;21、内胆;22、外胆;231、第一蒸汽通道;232、第二蒸汽通道;233、连通 通道;234、排汽通道;235、入口;236蒸汽出口;24、加热件;241、第一加热件;242、第二加热件; 25、温控件;26、发生器外壳;27、第二保温层;28、加强筋;29、排水组件;
3、热能转换燃烧炉;310、转换炉壳;311、转换炉腔;312、第一烧嘴;313、第二烧嘴;314、第 三排气组件;316、保险帽;317、滴液孔;318、第三保温层;319、透视窗;320、底座。
4、热空气输送装置;41、壳体;411、换热腔;421第一进气管;422第一出气管;423第二进气 管;424第二出气管;43第四保温层;44支撑件。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行详细说明。
本申请的发明人发现,在现有技术中对于碳纤维复合材料废弃物的回收再利用技术还停留在初级阶 段,无法适应产业需求,亟需大规模、连续化、低成本、低能耗的回收和再利用技术,以实现产业的可 持续、绿色、低碳发展。
有鉴于此,参考下图1和图2所示,本申请所提供的废弃物再生处理设备通过过热蒸汽对纤维增强 复合材料废弃物加热和无氧保护,保证纤维增强复合材料废弃物能够得到有效热裂解,而热裂解后产生 的裂解气能够被热能转换燃烧炉3内被充分燃烧并生成洁净热源,洁净热源能够为过热蒸汽发生器2 和/或再生处理炉1提供热源,节约了纤维回收的成本,实现纤维的无损伤回收,同时回收过程具有尾 气零排放、零污染的特点。
实施方式一
本申请提供了一种废弃物再生处理设备,用于纤维增强复合材料废弃物,废弃物再生处理设备包括:
再生处理炉1,再生处理炉1包括处理炉腔,处理炉腔用于容置纤维增强复合材料废弃物;
过热蒸汽发生器2,能够与处理炉腔连通,并向处理炉腔内输送过热蒸汽;
热能转换燃烧炉3,分别与处理炉腔、过热蒸汽发生器2连通,热能转换燃烧炉3能够对来自于处 理炉腔的裂解气点燃并形成无毒热气,并能够将无毒热气输送至过热蒸汽发生器2和/或再生处理炉1。
本申请提供的废弃物再生设备,用于纤维增强复合材料废弃物,废弃物再生处理设备包括再生处理 炉1、过热蒸汽发生器2和热能转换燃烧炉3,再生处理炉1包括处理炉腔,处理炉腔用于容置纤维增 强复合材料废弃物,纤维增强复合材料废弃物在处理炉腔内被加热,树脂基体和纤维分离,树脂基体汽 化分解产生裂解气,裂解气被输送至热能转换燃烧炉3内进行充分燃烧,从而获得洁净热源。过热蒸汽 发生器2,能够与处理炉腔连通,并向处理炉腔内输送过热蒸汽;过热蒸汽发生器2产生的过热蒸汽可 以作为保护气体,能够起到隔绝氧气的作用,防止碳纤维增强复合材料废弃物中的树脂与氧气反应,产 生有害气体。与此同时,过热蒸汽也能够作为传热介质,用来分离碳纤维增强复合材料废弃物中的碳纤 维与基体树脂,得到干净、无积炭残留、强度达原生碳纤维的90%以上、性能优良的再生碳纤维。热能 转换燃烧炉3分别与处理炉腔、过热蒸汽发生器2连通,热能转换燃烧炉3能够对来自于处理炉腔的裂 解气点燃并形成无毒热气,并能够将无毒热气输送至过热蒸汽发生器2和/或再生处理炉1。
本申请中提供的废弃物再生处理设备通过过热蒸汽对纤维增强复合材料废弃物加热和无氧保护,保 证纤维增强复合材料废弃物能够得到有效热裂解,而热裂解后产生的裂解气能够被热能转换燃烧炉3 内被充分燃烧并生成洁净热源,洁净热源能够为过热蒸汽发生器2和/或再生处理炉1提供热源,节约 了纤维回收的成本,实现纤维的无损伤回收,同时回收过程具有尾气零排放、零污染的特点。
其中,热能转换燃烧炉3中生成的洁净热源被输送至再生处理炉1后,如图2所示,可以作为加热 热源,也可以对碳纤维表面的积碳进行清除,使得通过热能转换燃烧炉3回收的热源能够发挥更多的作 用,进一步降低成本。
实施方式二
如图3所示,本申请的一个实施例提供了一种再生处理炉1,用于纤维增强复合材料废弃物122, 再生处理炉1包括处理炉壳110、处理炉腔111、进气组件114、第一排气组件115、第二排气组件116 和加热装置117,处理炉腔111设于处理炉壳110内,处理炉腔111用于容置纤维增强复合材料废弃物 122;进气组件114设在处理炉壳110上,并与处理炉腔111连通,进气组件114用于输入过热蒸汽或 热空气;第一排气组件115设在处理炉壳110上,并与处理炉腔111连通;第二排气组件116设在处理 炉壳110上,并与处理炉腔111连通,第二排气组件116用于排出裂解气;加热装置117设在处理炉壳 110上,加热装置117和/或过热蒸汽能够对处理炉腔111的内部加热。
本申请的再生处理炉1包括处理炉壳110、处理炉腔111、进气组件114、第一排气组件115、第二 排气组件116和加热装置117,处理炉腔111设在处理炉壳110内部,处理炉腔111用于提供燃烧空间, 纤维增强复合材料废弃物122放置在处理炉腔111中,并在处理炉腔111中完成回收处理。
其中,处理炉壳110上设置有进气组件114,进气组件114与处理炉腔111连通,当再生处理炉1 处于不同的工作阶段时,进气组件114可以选择性地通入过热蒸汽或者热空气。再生处理炉1包括第一 阶段和第二阶段,处于第一阶段时,过热蒸汽通过进气组件114被输送至处理炉腔111中,过热蒸汽可 以作为加热热源和无氧保护介质,可以为位于处理炉腔111中的纤维增强复合材料废弃物122进行无氧 保护和加热,可以使得纤维增强复合材料废弃物122中的树脂基体全部气化,实现纤维与基体树脂之间 的分离。处于第二阶段时,停止输入过热蒸汽,而转向处理炉腔111内输入热空气,通过输入高温的空 气热流使得气化后的纤维的表面积碳完全清除,从而令回收后的再生纤维上无积碳残留,表面干净,回 收的再生碳纤维强度可以达到原生碳纤维的90%以上。值得说明的是,在第二阶段中,热空气的来源 可以由单独的热空气输送装置4来提供,也可以由热能转换燃烧炉33来提供。
其中,在处理炉壳110上还设有第一排气组件115和第二排气组件116,第一排气组件115用于保 证处理炉腔111中的压力平衡,保证处理炉腔111内除裂解气以外其他气体的循环。第二排气组件116 用于向外排出裂解气,裂解气是指纤维增强复合材料废弃物122中树脂基体分解所产生的可燃有机小分 子气体,即裂解气为有毒害气体。当然,这里所指的将裂解气通过第二排气组件116排出是指相对于处 理炉腔111的排出,裂解气会排向既定的位置,比如热能转换燃烧炉33中,可以将有毒害的裂解气转 变为洁净的高温热气,高温热气可以用于为再生处理炉1提供热源。而裂解气不会被排向外部环境,不 会造成环境污染。也就是说,纤维增强复合材料废弃物122在处理炉腔111内燃烧分解所产生的有毒害 气体会单独从第二排气组件116处引导出,与用于维持颅腔内压力平衡的第一排气组件115相互独立, 便于精准控制,也能够简化有毒害气体的后续处理。
本申请中再生处理炉1的处理炉壳110上还设有加热装置117,加热装置117也能够对处理炉腔111 的内部进行加热,过热蒸汽不仅能够对处理炉腔111的内部进行加热,而且也可以作为纤维增强复合材 料废弃物122热分解过程中的保护气氛,能够有效降低能源消耗,也能够保证热分解的效率,令纤维能 够被很好地收集,提升回收率。
值得说明的是,过热蒸汽的产生可以依赖于过热蒸汽发生器22,而从第二排气组件116中排出的 裂解气所转换的热源可以用于对过热蒸汽发生器22进行加热以利于产生过热蒸汽。
可选地,再生处理炉1还包括控制组件118,控制组件118设在处理炉壳110上,控制组件118用 于调控处理炉腔111的内部温度和/或处理炉腔111内的内部压力。
在本申请的实施例中,再生处理炉1还包括控制组件118,控制组件118设在处理炉壳110上,控 制组件118用于调控处理炉腔111的内部温度,从而保证位于处理炉腔111内部的纤维增强复合材料废 弃物122能够在合适的温度下,纤维可以与树脂基体分离,实现再生纤维的回收。
具体来说,在第一阶段下,当再生处理炉1用于纤维增强复合材料废弃物122时,则通入再生处理 炉1的处理炉腔111中的过热蒸汽为微氧、常压的400℃~700℃的过热蒸汽,过热蒸汽对碳纤维增强复 合材料进行无氧保护和加热,加热时间为1~6h,可以使得纤维增强复合材料废弃物122中的树脂基体 全部气化,实现碳纤维增强复合材料废弃物122中纤维丝与树脂基体的分离。其中,纤维包括碳纤维。
在第二阶段下时,通过控制组件118可以控制处理炉腔111内的温度在400℃~500℃,输入热压缩 空气,通过高温的空气热流可以令气化后的纤维增强复合材料废弃物122表面的积碳完全清除,回收的 再生碳纤维无积碳残留,表面干净,回收的再生碳纤维强度可以打到原生碳纤维的90%以上。
也就是说,再生处理炉1在工作过程中,其内部的温度、压力并不是一成不变的,而是随着阶段不 同而发生调整,而控制组件118正式能够保证处理炉腔111内部的温度、压力能够在合理的范围内,令 纤维增强复合材料的废弃物中碳纤维的回收效率得到大大提升。
可选地,再生处理炉1还包括内壳112,内壳112设在处理炉壳110的内部,内壳112具有处理炉 腔111,内壳112和处理炉壳110之间具有与处理炉腔111不连通的加热室113,加热装置117位于加 热室113内;控制组件118包括第一温度传感器和第二温度传感器,第一温度传感器用于检测处理炉腔 111内的温度,第二温度传感器用于检测加热室113内的温度。
在本申请的实施例中,再生处理炉1还包括内壳112,内壳112设在处理炉壳110的内部,可以理 解的是,内壳112内套于处理炉壳110内,内壳112能够形成处理炉腔111,即纤维增强复合材料废弃 物122放置于内壳112的内部,内壳112和处理炉壳110之间,即内壳112的外壁和处理炉壳110的内 壁之间具有加热室113,加热室113与处理炉腔111为相对独立的两个空间,二者之间通过内壳112相 互隔绝,加热装置117设在加热室113内,加热装置117在加热室113内发热,热量会通过内壳112 传递至处理炉腔111内部,从而实现对处理炉腔111内部的纤维增强复合材料废弃物122进行加热的目 的。
其中,控制组件118包括第一温度传感器和第二温度传感器,第一温度传感器用于检测处理炉腔 111内的温度,具体地,第一温度传感器的数量为2个,2个第一温度传感器分别设在内壳112的两侧。 第二温度传感器用于检测加热室113的温度,具体地,第二温度传感器的数量为2个,2个第二温度传 感器分别设在加热室113的前后两边,也就是说,温度传感器的数量总共为4个。由于处理炉腔111 内的温度也是靠加热室113提供的热量来控制的,所以,处理炉腔111和加热室113的温度是相互关联 的,为了实现处理炉腔111中温度的精准控制,所以采用第一温度传感器、第二温度传感器,分别检测 处理炉腔111、加热室113内的温度,最大化地消除加热过程中的温度惰性,从而实现处理炉腔111内 温度的均匀分布。
可选地,再生处理炉1还包括补热进气口,补热进气口设在处理炉壳110上,并与加热室113连通。
在本申请的实施例中,碳纤维增强复合材料废弃物122在处理炉腔111内燃烧,生成的裂解气会通 过第二排气组件116排向热能转换燃烧炉33内,裂解气在热能转换燃烧炉33内经过充分燃烧,会转换 成伟洁净的高温热气,洁净的高温热气可以通过补热进气口进入到加热室113内,从而对处理炉腔111 的内部进行加热,使得裂解气产生的热能能够循环利用,有效降低成本,符合绿色、环保的发展趋势。
实施方式三
本申请发明人发现,如图3所示,当处理炉腔111的密封性能、加热室113的密封性能不能得到保 证时,不仅无法对处理炉腔111内的纤维增强复合材料废弃物122进行有效热分解,还可能造成纤维增 强复合材料废弃物122在裂解过程中产生的废弃泄露、存在环境污染的问题。
为此,本申请的一个实施例提出来一种再生处理炉1,其中,处理炉壳110的一侧具有料口;再生 处理炉1还包括炉门119和密封件,炉门119活动设在处理炉壳110上,以开闭料口;密封件设在炉门 119上,在炉门119封闭料口的情况下,密封件夹设在炉门119和处理炉壳110之间。
在本申请的实施例中,处理炉壳110的一侧具有料口,纤维增强复合材料废弃物122可以通过料车 121从料口被运送至处理炉腔111内。再生处理炉1还包括炉门119和密封件,炉门119活动设在处理 炉壳110上,炉门119相对于处理炉壳110运动,从而实现料口的打开或关闭。其中,密封件设在炉门 119上,在炉门119封闭料口的情况下,密封件夹设在炉门119和处理炉壳110之间,密封件能够有效 对炉门119和处理炉壳110之间的缝隙进行密封,使得再生处理炉1在工作过程中,裂解过程中的气体 不会沿着炉门119一侧向外泄露,保证再生处理炉1的安全使用性能。
可选地,密封件为锁圈式密封结构,密封性能优异。
可选地,再生处理炉1还包括冷却组件,冷却组件设在密封件的一侧,冷却组件能够对密封件进行 冷却,避免密封件由于温度过高而导致的损毁问题。
可选地,冷却组件为水冷组件,成本低廉,易于实现。
值得说明的是,在炉门119关闭时,可以通过液压系统使得炉门119、密封件紧密压实在处理炉壳 110、内壳112上,使得处理炉腔111内的气体难以从炉门119一侧向外泄露。
实施方式四
本申请发明人发现,如图3所示,当再生处理炉1的保温性能不够优异时,处理炉腔111内的热量 会从处理炉壳110向外扩散,该部分热量无法作用于纤维增强复合材料废弃物122的有效裂解,造成热 量的无谓损失。
为此,本申请的一个实施例提出来一种再生处理炉1,再生处理炉1还包括第一保温层120,第一 保温层120设于内壳112和处理炉壳110之间。
在本申请的实施方式中,第一保温层120设在处理炉壳110的内壁上,纤维增强复合材料废弃物 122会在第一保温层120形成的区域内热分解,与此同时,第一保温层120形成的区域内产生的热量无 法轻易透过第一保温层120向外部环境传递,令纤维增强复合材料废弃物122在稳定的温度环境下进行 有效裂解,使得纤维增强复合材料废弃物122中的树脂基体能够有效气化,生成裂解气,利于碳纤维的 提取。
可选地,进气组件114和第二排气组件116设在处理炉壳110背离炉门119的一侧,第一排气组件 115设在处理炉壳110的顶部。
在本申请的实施方式中,进气组件114和第二排气组件116设在处理炉壳110背离炉门119的一侧, 即进气组件114和第二排气组件116可以设在处理炉壳110的背侧,第一排气组件115设在处理炉壳 110的顶部,使得进气组件114、第二排气组件116和第一排气组件115能够合理地分布在处理炉壳110 上,避免对结构强度造成过于明显的影响。
可选地,加热装置117包括多个加热部,多个加热部围绕处理炉腔111均匀设置。
在本申请的实施方式中,加热装置117包括多个加热部,可选地,加热部包括电加热管。多个加热 部围绕处理炉腔111均匀设置,从而形成有效加热区域能够从上到下垂直分布在形成处理炉腔111的内 壳112外侧两旁,为处理炉腔111内部能够提供更加均匀的热量。
值得说明的是,对于处理炉腔111内部的纤维增强复合材料废弃物122的加热热源,可以包括过热 蒸汽、加热装置117和从补热进气口进入加热室113的洁净高温热气。当处理炉腔111内的纤维增强复 合材料废弃物122在反应的初始阶段,裂解气还未产生时,或者是裂解气的流量比较小时,则热源主要 由加热装置117提供,当裂解气产生后并通过热能转换炉转换为洁净高温热气时,高温热气被输送至加 热室113内,高温热气作为主要热源,此时,加热装置117可以作为辅助热源,加热装置117和高温热 气同时使用,为纤维增强复合材料废弃物122的热裂解提供足够的热量。
实施方式五
如图4所示,本申请的一个实施例提供了一种过热蒸汽发生器2,包括内胆21、外胆22、加热件 24和温控件25,其中,内胆21具有安装腔,外胆22设于内胆21背离安装腔的一侧,外胆22与内胆 21之间具有蒸汽通道,加热件24的至少一部分位于安装腔内,温控件25设在加热件24上。
本申请的过热蒸汽发生器2,包括内胆21、外胆22、加热件24和温控件25。内胆21具有安装腔, 外胆22设在内胆21背离安装腔的一侧,其中,指向安装腔中心的一侧为内侧,背离安装腔中心的一侧 即为外侧。即外胆22设在内胆21的外侧,且内胆21和外胆22之间具有蒸汽通道,蒸汽通道用于蒸汽 流通。能够想到地,蒸汽通道具有入口235和蒸汽出口236,从而令蒸汽在蒸汽通道内流通。
其中,加热件24的至少一部分设在安装腔中,比如,加热件24全部位于安装腔内,能够快速高效 地与蒸汽通道内的蒸汽进行换热。或者,加热件24的一部分位于安装腔内,则加热件24的另一部分相 对于安装腔外露设置,外露设置的部分加热件24能够方便加热件24的电连接,安全性能更高。值得说 明的是,加热件24用于提供热源,加热件24产生的热量能够对蒸汽通道内的水和/或蒸汽进行加热, 从而获得满足需求的高温蒸汽。
其中,水和/或饱和蒸汽可以经过入口235进入蒸汽通道内部,水和/或饱和蒸汽在蒸汽通道内部被 加热件24产生的热量加热后,变成过热蒸汽,进而再会从蒸汽出口236排出。值得说明的是,饱和蒸 汽可以来自于蒸汽锅炉。饱和蒸汽的温度为100℃~200℃,过热蒸汽的含氧量小于0.3%,在常压下过 热蒸汽的温度处于400℃~700℃范围内。
举例来说,当水经过入口235进入蒸汽通道内后,通过加热件24产生热量,以对蒸汽通道内的水 进行加热,从而生成饱和蒸汽,令加热件24持续对蒸汽通道内进行加热,那么饱和蒸汽会转换成为过 热蒸汽,过热蒸汽为含氧量小于0.3%、常压下温度处于400℃~700℃范围内,满足用户需求。
温控件25设在加热件24上,温控件25用于对加热件24的工作参数进行检测,并能够调控加热件 24的工作参数,从而能够实现对位于蒸汽通道内的蒸汽温度、蒸汽压力实现控制。其中,加热件24的 工作参数包括但不限于加热功率、加热时长。
本申请中提供的过热蒸汽发生器2摒弃了传统压力锅炉制备过热蒸汽的方案,具有使用方便、结构 简单且安全性能较高的特点,有效提升了过热蒸汽的应用范围,同时,通过在加热件24上设置温控件 25,从而实现了对于加热件24工作参数的控制,使得过热蒸汽发生器2产生的过热蒸汽的参数可控, 能够满足不同场景下的需求。
可选地,内胆21由高热导率材质制备而成,在热传递过程中,加热件24产生的热量能够快速通过 内胆21传递至蒸汽通道内。一方面提高热效率,另一方面,由于内胆21上热量被蒸汽快速带走,降低 内胆21温度,也能够尽量削弱热量对于内胆21自身结构的不利影响,延长内胆21的使用寿命。可选 地,内胆21为耐热不锈钢管。
可选地,外胆22由低热导率材质制备而成,降低了蒸汽与外胆22间的热传递而导致的热耗散,提 高了热效率。其中,温控件25收集蒸汽通道温度,根据蒸汽通道温度产生导通或断开动作,调节加热 件24输出功率,实现对蒸汽温度的控制。可选地,外胆22为耐热不锈钢管。
可选地,加热件24包括第一加热件241和第二加热件242,温控件25设在第一加热件241和/或第 二加热件242上。蒸汽通道包括第一蒸汽通道231和第二蒸汽通道232,第一蒸汽通道231包括入口235, 第一加热件241用于对第一蒸汽通道231加热,第二蒸汽通道232与第一蒸汽通道231连通,第二蒸汽 通道232包括蒸汽出口236,第二加热件242用于对第二蒸汽通道232加热。
在本申请的实施例中,加热件24包括第一加热件241和第二加热件242,蒸汽通道包括第一蒸汽 通道231和第二蒸汽通道232,第一加热件241用于对第一蒸汽通道231内的水和/或蒸汽进行加热,第 二加热件242用于对第二蒸汽通道232内的水和/或蒸汽进行加热。第一加热件241和第二加热件242 的组合使用能够有效提升加热件24的加热效率,使得在单位时间内获得大量过热蒸汽的可能性被大大 提高。
其中,温控件25可以设置在第一加热件241上,或者,温控件25设在第二加热件242上,或者, 温控件25同时设在第一加热件241和第二加热件242上。温控件25能够对第一加热件241、第二加热 件242的工作参数进行调控,从而实现对第一蒸汽通道231、第二蒸汽通道232的温度调控。
关于蒸汽通道,其包括连通的第一蒸汽通道231和第二蒸汽通道232,第一蒸汽通道231具有入口 235,第二蒸汽通道232具有蒸汽出口236,也就是说,水和/或饱和蒸汽可以经由入口235,先进入第 一蒸汽通道231内,然后再由第一蒸汽通道231向第二蒸汽通道232流动,与此同时,加热件24产生 的热量会对第一蒸汽通道231、第二蒸汽通道232内部的水和/或蒸汽进行加热,最后过热蒸汽会从蒸汽 出口236排出。
可选地,第二蒸汽通道232的至少一部分相对第一蒸汽通道231曲折延伸。
在本申请的实施例中,第二蒸汽通道232的至少一部分相对于第一蒸汽通道231曲折延伸,即对于 蒸汽通道整体而言,其为曲折通道,当水和/或蒸汽在蒸汽通道内流通时,曲折状的蒸汽通道可以延长 流通路径、可以延长流通市场,从而令热量交换进行的更加充分彻底,使得最终经由蒸汽出口236排出 的过热蒸汽可以达到用户要求。
可选地,第一蒸汽通道231沿第一方向延伸,第二蒸汽通道232包括连通通道233和排汽通道234, 排汽通道234通过连通通道233与第一蒸汽通道231连通,排汽通道234沿第一方向延伸,连通通道 233沿与第一方向不同的第二方向延伸。
在本申请的实施例中,第一蒸汽通道231沿第一方向延伸,第二蒸汽通道232包括连通通道233 和排汽通道234,排汽通道234通过连通通道233与第一蒸汽通道231连通,排汽通道234具有蒸汽出 口236。也就是说,连通通道233位于第一蒸汽通道231和排汽通道234之间。其中,排汽通道234与 第一蒸汽通道231均沿第一方向延伸,连通通道233沿第二方向延伸,第二方向与第一方向不同,令第 二蒸汽通道232为延伸方向不同的两段,从而满足蒸汽通道曲折延伸的需求。
举例来说,第一方向可以为竖直方向,第二方向可以为水平方向,那么对于蒸汽通道而言,其沿竖 直面的纵切面则大致呈“U”状。
可选地,在第一蒸汽通道231与连通通道233的连通处,可以设置导向结构,从而减小蒸汽在流通 过程中的阻力。
可选地,在连通通道233和排汽通道234的连通处,可以设置导向结构,从而减小蒸汽在流通过程 中的阻力。
实施方式六
本申请发明人发现,当蒸汽通道的外侧的保温性能不够优异时,一部分热量会从蒸汽通道外侧扩散 到外部环境中,该部分热量无法作用于蒸汽通道内部的水和/或蒸汽上,造成热量的无谓损失。
为此,如图4所示,本申请的一个实施例提出来一种过热蒸汽发生器2,包括发生器外壳26和第 二保温层27,发生器外壳26具有装配腔,内胆21的至少一部分、外胆22的至少一部分位于装配腔内; 第二保温层27设于装配腔内,并位于外胆22和发生器外壳26之间。
在本申请的实施方式中,过热蒸汽发生器2还包括发生器外壳26和第二保温层27,发生器外壳26 具有装配腔,发生器外壳26能够构成过热蒸汽发生器2的外轮廓,对其内部的结构件起到保护作用。
其中,内胆21的至少一部分位于装配腔内,外胆22的至少一部分位于装配腔内,内胆21和外胆 22之间的蒸汽通道位于发生器外壳26内部,即位于装配腔内。发生器外壳26自身也能够起到一定的 隔热作用,阻隔热量向外传递。
进一步地,发生器外壳26和外胆22之间具有第二保温层27,第二保温层27位于装配腔内,第二 保温层27用于阻隔蒸汽通道内部的热量向发生器外壳26的外部传递,使得热量能够汇聚在蒸汽通道内 部,从而尽可能地提升蒸汽通道内部水和/或蒸汽的热量提升,避免热量的无谓损失。
可选地,发生器外壳26上设有装配口,加热件24的一部分穿过装配口相对于发生器外壳26外露 设置,温控件25相对于发生器外壳26外露设置。
在本申请的实施方式中,发生器外壳26上设有装配口,从而可以令加热件24的一部分穿过装配口, 二相对于装配腔外露设置,外露的部分加热件24能够方便温控件25的设置,使得过热蒸汽发生器2 的安全使用性能得到提升,削弱蒸汽对电连接部件的干扰。
可选地,过热蒸汽发生器2还包括多个加强筋28,多个加强筋28间隔设在发生器外壳26上。
在本申请的实施方式中,过热蒸汽发生器2还包括多个加强筋28,多个加强筋28间隔设在发生器 外壳26上,由于发生器外壳26内部具有加热件24、蒸汽通道等带来热量的部件,那么,对于发生器 外壳26自身而言,其内外侧的温差较大,即发生器外壳26的工作环境对其自身的结构强度、结构稳定 性提出比较大的考验,通过在发生器外壳26上设置多个加强筋28,从而能够有效保证发生器外壳26 的结构稳定性,减小发生器外壳26变形的可能性。
实施方式七
本申请发明人发现,当过热蒸汽发生器2使用后,蒸汽通道内常具有残留水,若不及时排出,则有 可能影响过热蒸汽发生器2的使用寿命。
为此,如图4所示,本申请的一个实施例提出来一种过热蒸汽发生器2,其包括排水组件29,排水 组件29能够与蒸汽通道连通。
在本申请的实施方式中,过热蒸汽发生器2包括排水组件29,其与蒸汽通道连通,在过热蒸汽发 生器2正常使用过程中,排水组件29关闭,保证蒸汽通道能够排出过热蒸汽。当过热蒸汽发生器2使 用结束后,可以打开排水组件29,令蒸汽通道内部的残留水从排水组件29排出,延长过热蒸汽发生器 2的使用寿命。
可选地,排水组件29位于蒸汽通道的底部。
在本申请的实施例中,排水组件29设在蒸汽通道的底部,残留水能够在重力作用下通过排水组件 29排向外部,无需额外的结构来引出残留水。
可选地,排水组件29包括排水阀门。
实施方式八
如图5所示,本申请的一个实施例提供了一种热能转换燃烧炉3,用于废弃物再生处理设备,热能 转换燃烧炉3包括转换炉壳310、第一烧嘴312、第二烧嘴313和第三排气组件314,转换炉壳310具 有转换炉腔311,第一烧嘴312设在转换炉壳310上并与转换炉腔311连通,第一烧嘴312用于点燃裂 解气,第二烧嘴313设在转换炉壳310上并与转换炉腔311连通,第二烧嘴313用于点燃燃气,第三排 气组件314设在转换炉壳310上并与转换炉腔311连通。
本申请的热能转换燃烧炉3,用于废弃物再生处理设备,其中,热能转换燃烧炉3包括转换炉壳310、 第一烧嘴312、第二烧嘴313和第三排气组件314,其中,转换炉壳310具有转换炉腔311,转换炉腔 311提供燃烧空间。第一烧嘴312设在转换炉壳310上,第一烧嘴312与转换炉腔311连通,第一烧嘴312用于点燃裂解气,即裂解气会在第一烧嘴312处被点燃。第二烧嘴313设在转换炉壳310上,第二 烧嘴313与转换炉腔311连通,第二烧嘴313用于点燃燃气,即燃气会在第二烧嘴313处被点燃。在第 一烧嘴312和第二烧嘴313的配合下,裂解气在转换炉腔311内可以得到充分有效的燃烧,从而获得洁 净的热源,热源可以通过第三排气组件314排放,洁净的热源不会造成环境污染的问题,也能够降低成 本。对于洁净热源的具体去向,其可以直接排向外部环境,或者是,可以直接将洁净热源输送至废弃物 再生处理设备的其他部件处,从而能够降低废弃物回收的成本,适应于产业的可持续、绿色、低碳发展 趋势。
值得说明的是,废弃物再生处理设备用于碳纤维增强复合材料,裂解气为可燃有机小分子气体。燃 气包括天然气或者煤气。洁净的热源包括无毒的高温热气。
其中,热能转换燃烧炉3还包括底座320,底座320设在转换炉壳310的底部,用以支撑转换炉壳 310。
在热能转换燃烧炉3的工作过程中,在前期时没有裂解气,可以采用第二烧嘴313向转换炉腔311 内通入燃气并点燃,使得裂解气在进入转换炉腔311内时,转换炉腔311内的温度可以打到预设温度, 有利于裂解气能够充分燃烧反应。随着裂解气大量产生,第一烧嘴312处的裂解气足够满足燃烧使用, 此时可以控制第二烧嘴313处的燃气停止供应,或者是少量供应维持长明火。也就是说,在热能转换燃 烧炉3的不同工作阶段,可以控制第一烧嘴312、第二烧嘴313的工作参数,从而满足不同阶段裂解气 流量不同时的燃烧需求,使得热能转换燃烧炉3的通用性更加优异,满足不同使用场景的需求。
可选地,第一烧嘴312和第三排气组件314设在转换炉壳310上相对的两侧壁上。
在本申请的实施例中,转换炉壳310具有相对的两侧壁,比如,转换炉壳310的前侧壁、转换炉壳 310的后侧壁,或者,转换炉壳310的左侧壁、转换炉壳310的右侧壁,第一烧嘴312和第三排气组件 314分别设在相对的两侧壁上,当裂解气在第一烧嘴312处被点燃时,裂解气能够在转换炉腔311中尽 可能地充分燃烧,杜绝未充分燃烧的裂解气从第三排气组件314处排出的可能性,使得到达第三排气组 件314处的气体均为洁净高温气体,而非有毒害气体。
可选地,第二烧嘴313设置在转换炉壳310的顶壁上。
在本申请的实施例中,第二烧嘴313设置在转换炉壳310的顶壁上,第一烧嘴312和第三排气组件 314设在转换炉壳310上沿前后方向的相对的两个侧壁上,即第一烧嘴312、第二烧嘴313和第三排气 组件314分别设在转换炉壳310的不同壁面上,令热能转换燃烧炉3的结构布局更加合理化,避免第一 烧嘴312、第二烧嘴313和第三排气组件314集中布设而可能存在的结构强度降低等问题。
可选地,第三排气组件314包括至少两个排气口和切换阀,至少两个排气口设在转换炉壳310上, 切换阀设在至少两个排气口处,至少两个排气口能够通过切换阀实现与转换炉腔311的导通。
在本申请的实施例中,第三排气组件314包括至少两个排气口和切换阀,对于裂解气经过充分燃烧 后生成的洁净热源,即高温热气,高温热气的去向可以有多种选择,满足高温热气的分配利用。比如, 可以输送至废弃物再生处理设备的其他部件,举例来说,当废弃物再生设备还包括过热蒸汽发生器2、 再生处理炉1时,则高温热气可以选择地被输送至过热蒸汽发生器2和/或再生处理炉1处,可以作为 过热蒸汽发生器2、再生处理炉1的热源或者补充热源来使用。
举例来说,切换阀可以包括电动联动蝶阀。
其中,第三排气组件314还包括压力传感器,进一步满足高温热气的分配利用。
当排气口的数量为两个时,则一个排气口与过热蒸汽发生器2通过管道连通,另一个排气口可以通 过管道与再生处理炉1连通,转换炉腔311可以通过切换阀实现与两个排气口中的至少一个排气口连通, 使得在不同的工作阶段,可以通过切换阀来调节连通模式。具体来说,转换炉腔311可以只与过热蒸汽 发生器2和再生处理炉1中的一者连通,或者是,转换炉腔311可以与过热蒸汽发生器2和再生处理炉 1均连通,可以根据实际需求进行设置,切换阀的设置为实际需求提供多种选择。
实施方式九
本申请发明人发现,当裂解气在转换炉腔311内燃烧时,转换炉腔311内部的压力会高于外部环境 的压力,如果无法准确调控热能转换燃烧炉3的内部压力,则会带来安全使用问题。
为此,如图5所示,本申请的一个实施例提出来一种热能转换燃烧炉3,还包括控制组件118,控 制组件118设在转换炉壳310上,控制组件118用于调控转换炉腔311的内部温度和/或转换炉腔311 的内部压力。
在本申请的实施例中,热能转换燃烧炉3还包括控制组件118,控制组件118设在转换炉壳310上, 控制组件118能够调控转换炉腔311的内部温度,使得转换炉腔311内的温度达到裂解气燃烧所需的温 度,当裂解气是对碳纤维增强复合材料进行燃烧而产生的,即裂解气为基体树脂气化而产生的可燃有机 小分子气体,那么,此时,需要保证热能转换燃烧炉3内的温度达到900℃左右,在此温度下,裂解气 才能够有效分解,从而形成无毒害的洁净高温热气,比如CO2、H2O,达到对环境的可持续发展。如果 不具有控制组件118以对转换炉腔311内的温度进行精准调控,则无法保证裂解气的有效分解,没法确 保从第三排气组件314处排出的气体符合环保标准,容易带来污染问题。
其中,控制组件118还能够对转换炉腔311的内部压力进行调控,使得转换炉腔311的内部压力低 于最大承受压力,使得热能转换燃烧炉3的安全使用得到保证。
可选地,热能转换燃烧炉3还包括保险帽316,保险帽316设在转换炉壳310上。
在本申请的实施例中,当控制组件118对于转换炉腔311的内部压力的控制失效时,导致转换炉腔 311的内部压力过高时,则可以通过保险帽316来实现物理手段自动泄压,进一步保证了热能转换燃烧 炉3运行的安全性。
本申请的实施例中通过控制组件118可以保持转换炉腔311内的温度处于900℃左右,够使得转换 炉腔311内部的压力稳定。
实施方式十
本申请发明人发现,当热能转换燃烧炉3使用后,用于输送裂解气的管道内常常会有积水,如果积 水不能够清除时,则容易影响裂解气的输送效率、以及废弃物再生处理设备的处理效率。
为此,如图5所示,本申请的一个实施例提出来一种热能转换燃烧炉3,热能转换燃烧炉3还包括 滴液孔317,滴液孔317设在转换炉壳310上。
在本申请的实施例中,裂解气通过管道输送至第一烧嘴312处,管道内容易产生积水,通过在转换 炉壳310上设置滴液孔317,可以令管道内的积水通过滴液孔317被排入转换炉腔311内,在900℃温 度下达到对其洁净处理,解决管道内积水的问题,保证废弃物再生处理设备的完整性,不存在裂解气外 泄露的问题,保证裂解气的输送效率以及废弃物再生处理设备的处理效率不受影响。
实施方式十一
本申请发明人发现,当热能转换燃烧炉3的保温性能不够优异时,转换炉腔311内的热量会从转换 炉壳310向外扩散,该部分热量无法作用于裂解气的有效分解,造成热量的无谓损失。
为此,如图5所示,本申请的一个实施例提出来一种热能转换燃烧炉3,热能转换燃烧炉3还包括 第三保温层318,第三保温层318设在转换炉壳310的内壁上。
在本申请的实施例中,第三保温层318设在转换炉壳310的内壁上,裂解气会在第三保温层318 形成的燃烧区内进行充分燃烧,产生的热量无法轻易透过第三保温层318向外部环境传递,令裂解气在 稳定的温度环境下进行有效分解,从而形成洁净的高温热气,避免对环境造成污染,同时,也能够尽可 能地提供温度较高的洁净热源,对废弃物再生处理设备的其他部件提供足够的热源支持,提升回收利用 率。
实施方式十二
本申请发明人发现,当热能转换燃烧炉3的转换炉腔311不具有可视化性能时,难以在燃烧过程中 及时发现问题,往往由于无法及时发现问题而造成严重后果,且不方便维修处理,人员操作。
为此,如图5所示,本申请的一个实施例提出来一种热能转换燃烧炉3,转换炉壳310上设有透视 窗319,透视窗319可拆卸地设在转换炉壳310上。
在本申请的实施例中,转换炉壳310上设有透视窗319,透视窗319可以实现转换炉腔311内部的 可视化,用户可以通过透视窗319直观地观察到转换炉腔311内部的燃烧状态,如果燃烧过程存在异常, 能够及时对其进行处理,比如,立即停机,以免造成严重后果。
进一步地,透视窗319可拆卸地设在转换炉壳310上,当用户需要对转换炉腔311内的部件进行维 修时,可以通过透视窗319进行修理,简化维修难度。
实施方式十三
如图6所示,本申请的一个实施方式提出了一种热空气输送装置4,如图1所示,包括壳体41、第 一进气口、第一出气口、第二进气口和第二出气口,其中,壳体41包括换热腔411,第一进气口和第 一出气口分别设在壳体41上,并与换热腔411连通,第一进气口用于输入待加热空气,第二进气口和 第二出气口分别设在壳体41上,并与换热腔411连通,第二进气口用于输入热空气。
本申请的热空气输送装置4,包括壳体41、第一进气口、第一出气口、第二进气口和第二出气口, 其中,壳体41包括换热腔411,换热腔411用于空气的热量交换。第一进气口和第一出气口构成空气 的流动路径之一,待加热空气经过第一进气口进入换热腔411内部,在换热腔411内部进行热量交换, 温度升高后,再经由第一出气口排向壳体41之外。第二进气口和第二出气口构成空气的流动路径之二, 热空气经由第二进气口进入换热腔411内部,热空气作为热源,进入换热腔411内的热空气可以与待加 热空气进行热量交换,待加热空气温度升高,热空气温度降低,待加热空气的温度达到目标温度后从第 一出气口排出,经过换热后的热空气再由第二出气口排向壳体41之外。
本申请中通过第一进气口、第一出气口、第二进气口和第二出气口构成空气的两个流动路径,对于 每个空气的流动路径,即对于待加热空气和热空气而言,均有相对应的进气口和出气口,能够令换热腔411内的空气流动地更加流畅,换热腔411内的空气可以就近从第一出气口或第二出气口流出,减少空 气在壳体41内部涡旋而出现的噪音问题,尽可能地降低流速/压力在换热腔411内部的损失,能够保证 空气的循环效率,保证生产节拍。
值得说明的是,为了实现空气能够按照既定的空气流动路径流动,在空气流动路径上设有驱动件, 驱动件用于驱动空气从第一进气口进入换热腔411内,然后再由第一出气口排出。
能够想到地,驱动件还用于驱动空气从第二进气口进入换热腔411,然后再由第二出气口排出。
举例来说,驱动件可以为驱动风机。
可选地,如图1所示,第一进气口和第一出气口分别设于壳体41的相邻的两个壁面。
在本申请的实施方式中,壳体41具有相邻的两个壁面,换热腔411位于相对的两个壁面之间,第 一进气口和第二进气口分别位于相邻的两个壁面上,那么,对于空气的流动路径之一而言,待加热空气 会经由第一进气口进入换热腔411内,经过换热之后的空气会有由第一出气口排出,待加热空气在换热 腔411内的运动路径靠近换热腔411的一个边角,尽量避免待加热空气和热空气之间的相互阻隔,能够 进一步减少流速/压力损失。
可选地,当壳体41包括六个壁面,比如,上下方向壁面,左右方向壁面和前后方向壁面,那么, 第一进气口和第一出气口可以在六个壁面中任选相邻壁面设置。
可选地,如图1所示,第二进气口和第二出气口分别设于壳体41上相邻的两个壁面。
在本申请的实施方式中,对于空气的流动路径之二而言,热空气会经由第二进气口进入换热腔411 内,经过换热之后的空气会由第二出气口排出,热空气在换热腔411内的运动路径靠近换热腔411的一 个边角,尽量避免待加热空气和热空气之间的相互阻隔,能够进一步减少流速/压力损失。
能够想到地,对于第二进气口和第二出气口而言,其也可以在六个壁面中任选相邻壁面设置。
可选地,如图1所示,壳体41包括顶壁、底壁和多个侧壁,顶壁和底壁沿上下方向布置,第二进 气口设在底壁上,第一出气口设在顶壁上。多个侧壁设在顶壁和底壁之间,第一进气口设在一个侧壁上, 第二出气口设在另一个侧壁上。
在本申请的实施方式中,壳体41包括顶壁、底壁和多个侧壁,顶壁和底壁沿着上下方向布置,第 二进气口设在底壁上,也就是说,热空气自下而上通过换热腔411,适应于热空气向上流动趋势,能够 令热空气的流动更加顺畅,减少流动过程的阻力。第一出气口设在顶壁上,由于待加热空气在换热腔 411内被加热后,温度上升,其通过顶壁上的第一出气口排出,也适应于高温气流的流动趋势。
换而言之,对于空气的流动路径之二而言,热空气自下而上方向流入换热腔411后,然后再经由侧 壁上的第二出气口流出。
其中,多个侧壁设在顶壁和底壁之间,多个侧壁可以理解为外周方向的壁面,比如,前侧壁、后侧 壁、左侧壁、右侧壁。第一进气口设在多个侧壁中一个侧壁上,第二出气口设在多个侧壁中的另一个侧 壁上。比如,第一进气口设在前侧壁和后侧壁中的一者上,第二出气口设在前侧壁和后侧壁中的另一者 上。或者,第一进气口设在左侧壁和右侧壁的一者上,第二出气口设在左侧壁和右侧壁中的另一者上。
举例来说,第一进气口设在左侧壁上,第二出气口设在右侧壁上。那么,对于空气的流动路径之一 而言,待加热空气自左向右经由第一进气口进入换热腔411内,然后经由热量交换后,再向上经由第一 出气口排出。
对于空气的流动路径之二而言,热空气自下而上经由第二进气口进入换热腔411内后,在换热腔411内与待加热空气进行热量交换之后,再向右经由第二出气口排出壳体41之外。
其中,空气流动路径之间能够实现热量交换,且二者的流动路径不会相互组合影响效率。
可选地,第一进气口和第二出气口同轴设置。
在本申请的实施方式中,第一进气口和第二出气口分别具有中心轴,中心轴的方向即为空气经过第 一进气口或第二出气口的流动方向,当第一进气口和第二出气口的中心轴同轴设置时,那么对于空气的 流动路径而言,待加热空气和热空气能够在换热腔411内相遇,实现热量交换,令待加热空气的温度提 升,与此同时,也能够减少流动过程中的流速/压力损失。
可选地,第二进气口和第一出气口同轴设置。
在本申请的实施方式中,第二进气口和第一出气口分别具有中心轴,中心轴的方向即为空气经过第 二进气口或第一出气口的流动方向,当第二进气口和第一出气口的中心轴同轴设置时,那么对于空气的 流动路径而言,待加热空气和热空气能够在换热腔411内相遇,实现热量交换,令待加热空气的温度提 升,与此同时,也能够减少流动过程中的流速/压力损失。
可选地,第一进气口和第一出气口中的任一者的通流截面积,小于第二进气口和第二出气口中任一 者的通流截面积。
在本申请的实施方式中,通流截面积是指在垂直于中心轴的横截面上第一进气口的面积,即第一进 气口的横截面。当第一进气口为圆孔时,则第一进气口的通流截面积为圆形面积。对于第一出气口、第 二进气口和第二出气口而言,通流截面积的定义同样适用。
对于空气的流动路径而言,空气经由进气口(第一进气口、第二进气口)进入换热腔411内部,在 换热腔411内部进行换热后,然后从出气口(第一出气口、第二出气口)排出。
其中,根据空气的流动需求,第一进气口、第二进气口的流量相对于第二进气口、第二出气口较小, 作为热源的空气流动路径之二,为了提供足够的热量,则需要令热空气的流量比较大,从而能够满足换 热需求。
可选地,如图1所示,热空气输送装置4还包括第一进气管421,第一进气管421设在壳体41上 并通过第一进气口与换热腔411连通。
在本申请的实施方式中,热空气输送装置4还包括第一进气管421,第一进气管421设在壳体41 上并通过第一进气口与换热腔411连通,第一进气管421能够方便与待安装结构装配连接,能够适应于 不同的待安装结构的安装需求。
可选地,第一进气管421可拆卸地设置在壳体41上,可以根据需求,实现对第一进气管421的拆 装。
可选地,如图1所示,热空气输送装置4还包括第一出气管422,第一出气管422设在壳体41上 并通过第一出气口与换热腔411连通。
在本申请的实施方式中,热空气输送装置4还包括第一出气管422,第一出气管422设在壳体41 上并通过第一出气口与换热腔411连通,第一出气管422能够方便与待安装结构装配连接,能够适应于 不同的待安装结构的安装需求。
可选地,第一出气管422可拆卸地设置在壳体41上,可以根据需求,实现对第一出气管422的拆 装。
对于空气的流动路径之一而言,待加热空气经由第一进气管421、第一进气口进入换热腔411内, 在换热腔411内完成换热过程后,再经由第一出气口和第一出气管422排向换热腔411的外部。
可选地,如图1所示,热空气输送装置4还包括第二进气管423,第二进气管423设在壳体41上 并通过第二进气口与换热腔411连通。
在本申请的实施方式中,热空气输送装置4还包括第二进气管423,第二进气管423设在壳体41 上并通过第二进气口与换热腔411连通,第二进气管423能够方便与待安装结构装配连接,能够适应于 不同的待安装结构的安装需求。
可选地,第二进气管423可拆卸地设置在壳体41上,可以根据需求,实现对第二进气管423的拆 装。
可选地,如图1所示,热空气输送装置4还包括第二出气管424,第二出气管424设在壳体41上 并通过第二出气口与换热腔411连通。
在本申请的实施方式中,热空气输送装置4还包括第二出气管424,第二出气管424设在壳体41 上并通过第二出气口与换热腔411连通,第二出气管424能够方便与待安装结构装配连接,能够适应于 不同的待安装结构的安装需求。
可选地,第二出气管424可拆卸地设置在壳体41上,可以根据需求,实现对第二出气管424的拆 装。
对于空气的流动路径之二而言,待加热空气经由第二进气管423、第二进气口进入换热腔411内, 在换热腔411内完成换热过程后,再经由第二出气口和第二出气管424排向换热腔411的外部。
实施方式十四
本申请发明人发现,当热空气作为热源由第二进气口进入换热腔411内时,当壳体41的保温性能 不够优越时,一部分热量会通过壳体41而扩散到外部,该部分热量无法作用于待加热空气上,造成热 量的无谓损失。
为此,如图6所示,本申请发明人本申请的一个实施方式提出了一种改进的热空气输送装置4,其 主要改进点在于在原先的基础上,进一步添加了第四保温层43,第四保温层43设在壳体41上,并位 于换热腔411内。
在本申请的实施方式中,壳体41的内壁上设有第四保温层43,第四保温层43用于阻隔换热腔411 内部的热量向壳体41的外部传播,使得作为热源的热空气带来的热量能够被汇聚在换热腔411的内部, 从而可以尽量提升待加热空气和热空气之间的热量交换,避免热量的无谓损失。
此外,设在壳体41内部的第四保温层43还能够为壳体41提供结构强度支撑,避免由于热胀冷缩 而使得壳体41受力情况发生变化,造成壳体41形变等问题。
可选地,位于换热腔411内部的热空气具有向上流动的趋势,那么,可以将第四保温层43设在壳 体41的顶部内壁上,在起到隔热的同时,还能够减少材料成本。
可选地,第四保温层43设在所述壳体41的全部内壁上,使得热空气向壳体41外部传播的可能性 尽可能地降低,进一步增强换热效率。
实施方式十五
在热空气输送装置4的安装过程中,由于待安装位置的各异化,因此存在需要适应于不同待安装位 置的需求。
为此本申请的发明人在上述实施例中进行了优化设计,如图6所示,热空气输送装置4还包括支撑 件44,支撑件44设在壳体41上。
在本申请的实施方式中,支撑件44设在壳体41上,可以令壳体41通过支撑件44安装到待安装位 置处。壳体41的结构可以固定,支撑件44的具体结构可以根据待安装位置的需求而做出适应性的调整。
比如,支撑件44可以为吊装结构,令壳体41吊设在待安装位置处。或者,支撑件44可以为支撑 腿,壳体41通过支撑腿安装在待安装位置处,比如,地面上。
此外,支撑件44也能够实现壳体41的悬空设置,令支撑件44不与待安装位置处直接接触,避免 热量向外传输而可能存在的安全隐患问题。
可选地,支撑件44设在壳体41的底壁上。
在本申请的实施方式中,支撑件44设在壳体41的底壁上,支撑件44能够支撑在地面上,此时, 壳体41整体相对于地面架空设置,使得壳体41与地面之间具有装配空间,当位于底部的第二进气管 423需要与第二进气口接通时,能够为第二进气管423提供装配空间,也能够提升热空气输送装置4的 整机结构紧凑性。
在一个具体的实施例中,废弃物再生处理设备用于碳纤维增强复合材料的回收,其中,废弃物再生 处理设备包括过热蒸汽发生器2、再生处理炉1、热能转换燃烧炉3和热空气输送装置4,其中,为了 实现气体传输、流量调节,在上述部件的之间设置有耐高温管道、法兰、阀门等结构。为了实现再生处 理设备的可控调节,还设有控制组件。
在废弃物再生处理设备的运行过程中,首先在过热蒸汽发生器2内通水,加热水产生饱和蒸汽,再 加热饱和蒸汽成为含氧量小于0.3%、常压的400℃-700℃高温过热蒸汽。过热蒸汽通过管道通入再生处 理炉1内,这些微氧、常压的400℃-700℃过热蒸汽,作为加热热源和无氧保护介质,在再生处理炉1 内对碳纤维增强复合材料(CFRP)废弃物进行无氧保护和加热,加热时间为1~6小时,使碳纤维增强 复合材料(CFRP)废弃物中的树脂基体全部气化,实现碳纤维增强复合材料(CFRP)废弃物中碳纤维 丝与基体树脂的分离。此时,控制再生处理炉1内温度在400℃-500℃,输入热压缩空气,通过高温的 空气热流使气化后的碳纤维增强复合材料(CFRP)废弃物表面积炭完全清除,回收的再生碳纤维无积 炭残留、表面干净,回收的再生碳纤维强度可达原生碳纤维的90%以上。对于再生处理炉1里基体树脂分解的可燃有机小分子气体,通过耐高温管道进入热能转换燃烧炉3,燃烧后产生的900℃左右的热 源,通过管道、阀门进入过热蒸汽发生器2和再生处理炉1中,作为加热的热源,大大节约了碳纤维回 收的成本。同时经过热能转换燃烧炉3后生成的热源为洁净气体,可以直接排放。另外还设计了全自动 的进料、出料、卸料装置,可以大规模的工业化生产。
值得说明的是,本申请提供的废弃物再生处理设备实现了碳纤维增强复合材料(CFRP)废弃物在 无氧化、不燃烧的情况下,回收到碳纤维原丝,其表面干净、无积炭残留,机械性能保持90%以上, 实现了高价值材料的再利用。
同时,可以循环利用碳纤维增加复合材料(CFRP)废弃物热分解产生的可燃有机小分子气体,极 大的节约了回收碳纤维成本,实现了设备零排放,零污染。
下面,对于废弃物再生处理设备的回收工艺进行具体说明:
第一步:将纤维增强复合材料废弃物放入料车121内,料车进入再生处理炉1内,合上炉门。
第二步:设定热能转换燃烧炉3温度为900℃,通过第二烧嘴313点燃天燃气,加热到900℃。
第三步:通过控制组件118将过热蒸汽发生器2的过热蒸汽温度调节至设定温度(400℃-700℃)。
第四步:向过热蒸汽发生器2内通水,加热水产生饱和蒸汽,再加热饱和蒸汽成为设定温度(400℃ -700℃)的高温过热蒸汽。
第五步:加热再生处理炉1,在温度达到100℃左右后将设定温度(400℃-700℃)的过热蒸汽通过 管道通入再生处理炉1内。
第六步:根据回收纤维的多少调节进入再生处理炉1内的蒸汽量,使得整个再生处理炉1内充满过 热蒸汽。
第七步:通过控制组件118将再生处理炉1内的温度调节至设定温度(400℃-700℃)。纤维增强 复合材料废弃物将暴露于400℃-700℃的过热蒸汽中。
第八步:纤维增强复合材料废弃物在400℃-700℃的过热蒸汽氛围下开始分解。
第九步:在400℃-700℃设定温度下保温1~6小时,纤维增强复合材料废弃物在常压的再生处理 炉1内不氧化、不燃烧,纤维增强复合材料废弃物表面的基体树脂全部气化。
第十步:再生处理炉1内的纤维增强复合材料废弃物分解的可燃有机小分子气体(裂解气)和过热 蒸汽混合气体通过风机、管道、阀门进入热能转换燃烧炉3。
第十一步:待混合气体足够多时,将替换掉原先加热热能转换燃烧炉3的天然气。
第十二步:混合气体经过热能转换燃烧炉3完全燃烧后成为900℃的洁净热源,通过管道、阀门进 入过热蒸汽发生器2和再生处理炉1中,作为加热的热源以替代原先加热装置117所提供的电加热。
第十三步:纤维增强复合材料废弃物表面的基体树脂全部气化后,表面仍有积炭。此时,再生处理 炉1内停止输送过热蒸汽,可以通过热空气输送装置4或者热能转换炉3箱再生处理炉1中通入加热过 的压缩空气。
第十四步:根据回收纤维的多少调节进入再生处理炉1内的空气量。
第十五步:再生处理炉1内温度通过控制组件118控制在400-500℃,使气化后的纤维增强复合材 料废弃物表面积炭完全清除。
第十六步:900℃洁净热源再使用后可以直接排出,过剩的洁净热源也可以热源他用。
第十七步:关掉热源,打开再生处理炉1的炉门119,料车121自动取出再生碳纤维原丝。
对于本领域技术人员而言,显然本申请不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本申请的精 神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本申请。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例 看作是示范性的,而且是非限制性的,本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将 落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标 记视为限制所涉及的权利要求。
综上所述,本申请提供了:
K1一种废弃物再生处理设备,其中,用于纤维增强复合材料废弃物,所述废弃物再生处理设备包 括:
再生处理炉,所述再生处理炉包括处理炉腔,所述处理炉腔用于容置所述纤维增强复合材料废弃物;
过热蒸汽发生器,能够与所述处理炉腔连通,并向所述处理炉腔内输送过热蒸汽;
热能转换燃烧炉,分别与所述处理炉腔、所述过热蒸汽发生器连通,所述热能转换燃烧炉能够对来 自于所述处理炉腔的裂解气点燃并形成无毒热气,并能够将所述无毒热气输送至所述过热蒸汽发生器和 /或所述再生处理炉。
K2.根据K1所述的废弃物再生处理设备,其中,所述再生处理炉包括:
处理炉壳,所述处理炉腔设在所述处理炉壳内;
进气组件,设在所述处理炉壳上并与所述处理炉腔相连通,所述过热蒸汽发生器能够通过所述进气 组件与所述处理炉腔连通,以向所述处理炉腔内输送过热蒸汽;
第一排气组件,设在所述处理炉壳上并与所述处理炉腔连通;
第二排气组件,设在所述处理炉壳上并与所述处理炉腔连通,所述处理炉腔通过所述第二排气组件 能够与所述热能转换燃烧炉连通,以将裂解气排向所述热能转换燃烧炉内;
加热装置,设在所述处理炉壳上,所述加热装置能够对所述处理炉腔的内部加热。
K3.根据K2所述的废弃物再生处理设备,其中,所述再生处理炉还包括:
控制组件,设在所述处理炉壳上,所述控制组件用于调控所述处理炉腔的内部温度和/或所述处理 炉腔内的内部压力。
K4.根据K3所述的废弃物再生处理设备,其中,所述再生处理炉还包括:
内壳,设在所述处理炉壳的内部,所述内壳具有所述处理炉腔,所述内壳和所述处理炉壳之间具有 与所述处理炉腔不连通的加热室,所述加热装置位于所述加热室内;
所述控制组件包括第一温度传感器和第二温度传感器,所述第一温度传感器用于检测所述处理炉腔 内的温度,所述第二温度传感器用于检测所述加热室内的温度。
K5.根据K4所述的废弃物再生处理设备,其中,所述再生处理炉还包括:
补热进气口,设在所述处理炉壳上,并与所述加热室连通。
K6.根据K2至K5中任一项所述的废弃物再生处理设备,其中,
所述处理炉壳的一侧具有料口;
所述再生处理炉还包括:
炉门,活动设在所述处理炉壳上,以开闭所述料口;
密封件,设在所述炉门上,在所述炉门封闭所述料口的情况下,所述密封件夹设在所述炉门和所述 处理炉壳之间。
K7.根据K6所述的废弃物再生处理设备,其中,所述再生处理炉还包括:
冷却组件,设在所述密封件的一侧。
K8.根据K4或K5所述的废弃物再生处理设备,其中,所述再生处理炉还包括:
第一保温层,设于所述内壳和所述处理炉壳之间。
K9.根据K6所述的废弃物再生处理设备,其中,
所述进气组件和所述第二排气组件设在所述处理炉壳背离所述炉门的一侧,所述第一排气组件设在 所述处理炉壳的顶部。
K10.根据K2至K5中任一项所述的废弃物再生处理设备,其中,
所述加热装置包括多个加热部,多个所述加热部围绕所述处理炉腔均匀设置。
K11.根据K1至K5中任一项所述的废弃物再生处理设备,其中,
所述过热蒸汽发生器包括:
内胆,所述内胆具有安装腔;
外胆,设于所述内胆背离所述安装腔的一侧,所述外胆与所述内胆之间具有蒸汽通道;
加热件,所述加热件的至少一部分位于所述安装腔内;
其中,所述废弃物再生处理设备的控制组件还包括温控件,所述温控件与所述加热件相连。
K12.根据K11所述的废弃物再生处理设备,其中,
所述加热件包括第一加热件和第二加热件,所述温控件设在所述第一加热件和/或第二加热件上;
所述蒸汽通道包括:
第一蒸汽通道,所述第一蒸汽通道包括入口,所述第一加热件用于对所述第一蒸汽通道加热;
第二蒸汽通道,与所述第一蒸汽通道连通,所述第二蒸汽通道包括蒸汽出口,所述第二加热件用于 对所述第二蒸汽通道加热。
K13.根据K12所述的废弃物再生处理设备,其中,
所述第二蒸汽通道的至少一部分相对所述第一蒸汽通道曲折延伸。
K14.根据K12所述的废弃物再生处理设备,其中,
所述第一蒸汽通道沿第一方向延伸;
所述第二蒸汽通道包括连通通道和排汽通道,所述排汽通道通过所述连通通道与所述第一蒸汽通道 连通,所述排汽通道沿所述第一方向延伸,所述连通通道沿与所述第一方向不同的第二方向延伸。
K15.根据K12至K14中任一项所述的废弃物再生处理设备,其中,所述过热蒸汽发生器还包括:
发生器外壳,所述发生器外壳具有装配腔,所述内胆的至少一部分、所述外胆的至少一部分位于所 述装配腔内;
第二保温层,设于所述装配腔内,并位于所述外胆和所述发生器外壳之间。
K16.根据K15所述的废弃物再生处理设备,其中,所述过热蒸汽发生器还包括:
多个加强筋,间隔设在所述发生器外壳上。
K17.根据K12至K14中任一项所述的废弃物再生处理设备,其中,所述过热蒸汽发生器还包括:
排水组件,所述排水组件能够与所述蒸汽通道连通。
18.根据K1至K5中任一项所述的废弃物再生处理设备,所述热能转换燃烧炉包括:
转换炉壳,所述转换炉壳具有转换炉腔;
第一烧嘴,设在所述转换炉壳上并与所述转换炉腔连通,所述第一烧嘴用于点燃裂解气;
第二烧嘴,设在所述转换炉壳上并与所述转换炉腔连通,所述第二烧嘴用于点燃燃气;
第三排气组件,设在所述转换炉壳上并与所述转换炉腔连通。
K19.根据K18所述的废弃物再生处理设备,其中,
所述第一烧嘴和所述第三排气组件设在所述转换炉壳上相对的两侧壁上。
K20.根据K18所述的废弃物再生处理设备,其中,
所述第二烧嘴设置在所述转换炉壳的顶壁上。
K21.根据K18所述的废弃物再生处理设备,其中,所述第三排气组件包括:
至少两个排气口,设在所述转换炉壳上;
切换阀,设在至少两个排气口处,所述至少两个排气口能够通过所述切换阀实现与所述转换炉腔的 导通。
K22.根据K19至K21中任一项所述的废弃物再生处理设备,其中,所述废弃物再生处理设备的控 制组件还用于调控所述转换炉腔的内部温度和/或所述转换炉腔的内部压力。
K23.根据K19至K21中任一项所述的废弃物再生处理设备,其中,所述热能转换燃烧炉还包括:
保险帽,设在所述转换炉壳上。
K24.根据K19至K21中任一项所述的废弃物再生处理设备,其中,所述热能转换燃烧炉还包括:
滴液孔,设在所述转换炉壳上。
K25.根据K19至K21中任一项所述的废弃物再生处理设备,其中,所述热能转换燃烧炉还包括:
第三保温层,设在所述转换炉壳的内壁上。
K26.根据K19至K21中任一项所述的废弃物再生处理设备,其中,
所述转换炉壳上设有透视窗,所述透视窗可拆卸地设在所述转换炉壳上。
K27.根据K1至K5中任一项所述的废弃物再生处理设备,其中,所述废弃物再生处理设备还包括:
热风输送装置,能够与所述处理炉腔连通,并向所述处理炉腔内输送热空气;
其中,所述热风输送装置和所述过热蒸汽发生器择一地与所述处理炉腔连通。
K28.根据K27所述的废弃物再生处理设备,其中,所述热风输送装置还包括:
壳体,所述壳体包括换热腔;
第一进气口和第一出气口,分别设在所述壳体上,并与所述换热腔连通,所述第一进气口用于输入 待加热空气;
第二进气口和第二出气口,分别设在所述壳体上,并与所述换热腔连通,所述第二进气口用于输入 热空气。
K29.根据K28所述的废弃物再生处理设备,其中,
所述第一进气口和所述第一出气口分别设于所述壳体的相邻的两个壁面;和/或
所述第二进气口和所述第二出气口分别设于所述壳体上相邻的两个壁面。
K30.根据K29所述的废弃物再生处理设备,其中,所述壳体包括:
顶壁和底壁,沿上下方向布置,所述第二进气口设在所述底壁上,所述第一出气口设在所述顶壁上;
多个侧壁,设在所述顶壁和所述底壁之间,所述第一进气口设在多个所述侧壁中的一者上,所述第 二出气口设在多个所述侧壁中的另一者上。
K31.根据K29所述的废弃物再生处理设备,其中,
所述第一进气口和所述第二出气口同轴设置;和/或
所述第二进气口和所述第一出气口同轴设置。
K32.根据K29所述的废弃物再生处理设备,其中,
所述第一进气口和所述第一出气口中任一者的通流截面积,小于所述第二进气口和所述第二出气口 中任一者的通流截面积。
K33.根据K28至K32中任一项所述的废弃物再生处理设备,其中,所述热空气输送装置还包括:
第一进气管,设在所述壳体上,通过所述第一进气口与所述换热腔连通;和/或
第一出气管,设在所述壳体上,通过所述第一出气口与所述换热腔连通;和/或
第二进气管,设在所述壳体上,通过所述第二进气口与所述换热腔连通;和/或
第二出气管,设在所述壳体上,通过所述第二出气口与所述换热腔连通。
K34.根据K28至K32中任一项所述的废弃物再生处理设备,其中,所述热空气输送装置还包括: 第四保温层,设在所述壳体上,并位于所述换热腔内。
K35.根据K28至K32中任一项所述的废弃物再生处理设备,其中,所述热空气输送装置还包括: 支撑件,设在所述壳体上。
K36.根据K35所述的废弃物再生处理设备,其中, 所述支撑件设在所述壳体的底壁上。
Claims (10)
1.一种废弃物再生处理设备,其特征在于,用于纤维增强复合材料废弃物,所述废弃物再生处理设备包括:
再生处理炉,所述再生处理炉包括处理炉腔,所述处理炉腔用于容置所述纤维增强复合材料废弃物;
过热蒸汽发生器,能够与所述处理炉腔连通,并向所述处理炉腔内输送过热蒸汽;
热能转换燃烧炉,分别与所述处理炉腔、所述过热蒸汽发生器连通,所述热能转换燃烧炉能够对来自于所述处理炉腔的裂解气点燃并形成无毒热气,并能够将所述无毒热气输送至所述过热蒸汽发生器和/或所述再生处理炉。
2.根据权利要求1所述的废弃物再生处理设备,其特征在于,所述再生处理炉包括:
处理炉壳,所述处理炉腔设在所述处理炉壳内;
进气组件,设在所述处理炉壳上并与所述处理炉腔相连通,所述过热蒸汽发生器能够通过所述进气组件与所述处理炉腔连通,以向所述处理炉腔内输送过热蒸汽;
第一排气组件,设在所述处理炉壳上并与所述处理炉腔连通;
第二排气组件,设在所述处理炉壳上并与所述处理炉腔连通,所述处理炉腔通过所述第二排气组件能够与所述热能转换燃烧炉连通,以将裂解气排向所述热能转换燃烧炉内;
加热装置,设在所述处理炉壳上,所述加热装置能够对所述处理炉腔的内部加热。
3.根据权利要求2所述的废弃物再生处理设备,其特征在于,所述再生处理炉还包括:
控制组件,设在所述处理炉壳上,所述控制组件用于调控所述处理炉腔的内部温度和/或所述处理炉腔内的内部压力。
4.根据权利要求3所述的废弃物再生处理设备,其特征在于,所述再生处理炉还包括:
内壳,设在所述处理炉壳的内部,所述内壳具有所述处理炉腔,所述内壳和所述处理炉壳之间具有与所述处理炉腔不连通的加热室,所述加热装置位于所述加热室内;
所述控制组件包括第一温度传感器和第二温度传感器,所述第一温度传感器用于检测所述处理炉腔内的温度,所述第二温度传感器用于检测所述加热室内的温度。
5.根据权利要求4所述的废弃物再生处理设备,其特征在于,所述再生处理炉还包括:
补热进气口,设在所述处理炉壳上,并与所述加热室连通。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的废弃物再生处理设备,其特征在于,
所述处理炉壳的一侧具有料口;
所述再生处理炉还包括:
炉门,活动设在所述处理炉壳上,以开闭所述料口;
密封件,设在所述炉门上,在所述炉门封闭所述料口的情况下,所述密封件夹设在所述炉门和所述处理炉壳之间。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的废弃物再生处理设备,其特征在于,
所述过热蒸汽发生器包括:
内胆,所述内胆具有安装腔;
外胆,设于所述内胆背离所述安装腔的一侧,所述外胆与所述内胆之间具有蒸汽通道;
加热件,所述加热件的至少一部分位于所述安装腔内;
其中,所述废弃物再生处理设备的控制组件还包括温控件,所述温控件与所述加热件相连。
8.根据权利要求7所述的废弃物再生处理设备,其特征在于,
所述加热件包括第一加热件和第二加热件,所述温控件设在所述第一加热件和/或第二加热件上;
所述蒸汽通道包括:
第一蒸汽通道,所述第一蒸汽通道包括入口,所述第一加热件用于对所述第一蒸汽通道加热;
第二蒸汽通道,与所述第一蒸汽通道连通,所述第二蒸汽通道包括蒸汽出口,所述第二加热件用于对所述第二蒸汽通道加热。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的废弃物再生处理设备,所述热能转换燃烧炉包括:
转换炉壳,所述转换炉壳具有转换炉腔;
第一烧嘴,设在所述转换炉壳上并与所述转换炉腔连通,所述第一烧嘴用于点燃裂解气;
第二烧嘴,设在所述转换炉壳上并与所述转换炉腔连通,所述第二烧嘴用于点燃燃气;
第三排气组件,设在所述转换炉壳上并与所述转换炉腔连通。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的废弃物再生处理设备,其特征在于,所述废弃物再生处理设备还包括:
热风输送装置,能够与所述处理炉腔连通,并向所述处理炉腔内输送热空气;
其中,所述热风输送装置和所述过热蒸汽发生器择一地与所述处理炉腔连通。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210529981.3A CN115178576A (zh) | 2022-05-16 | 2022-05-16 | 废弃物再生处理设备 |
CN202223090162.8U CN218914944U (zh) | 2022-05-16 | 2022-11-16 | 热能转换燃烧炉和废弃物再生处理设备 |
CN202211435919.4A CN117072975A (zh) | 2022-05-16 | 2022-11-16 | 热能转换燃烧炉和废弃物再生处理设备 |
CN202211459392.9A CN115770782A (zh) | 2022-05-16 | 2022-11-16 | 废弃物再生处理设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210529981.3A CN115178576A (zh) | 2022-05-16 | 2022-05-16 | 废弃物再生处理设备 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115178576A true CN115178576A (zh) | 2022-10-14 |
Family
ID=83512663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210529981.3A Pending CN115178576A (zh) | 2022-05-16 | 2022-05-16 | 废弃物再生处理设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115178576A (zh) |
-
2022
- 2022-05-16 CN CN202210529981.3A patent/CN115178576A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112344751A (zh) | 一种工业窑炉余热回收装置 | |
CN115178576A (zh) | 废弃物再生处理设备 | |
CN115234920A (zh) | 纤维增强复合材料连续回收系统 | |
CN211204066U (zh) | 垃圾焚烧系统 | |
CN115770782A (zh) | 废弃物再生处理设备 | |
CN111878825A (zh) | 固体废物热解及其相关气体燃烧装置 | |
JP2008013740A (ja) | 省エネルギー、連続自動、廃タイヤ、廃ゴム、廃合成ゴム、処理装置 | |
CN115055491B (zh) | 纤维增强复合材料连续回收系统 | |
CN115823596A (zh) | 一种碳纤维碳化系统 | |
CN213932023U (zh) | 一种铝棒加热炉加热及热风循环利用系统 | |
KR100311904B1 (ko) | 가스증폭플라즈마고온열분해소각방법및그시스템 | |
CN101862592A (zh) | 一种含可燃性组分废气的净化系统和方法 | |
CN212408677U (zh) | 一种用于危险废物焚烧处置的二燃室 | |
CN210268252U (zh) | 岩棉制造业的烟气处理系统 | |
CN106048183A (zh) | 一种生物质电双能源热处理炉 | |
CN111678341A (zh) | 一种节能环保燃气坩埚炉 | |
CN109442744A (zh) | 一种燃气采暖热水炉节能装置 | |
CN219014336U (zh) | 应用于半导体废气处理的反应腔 | |
CN215062111U (zh) | 一种通过烟道循环加热的等离子体熔融炉装置 | |
CN217356893U (zh) | 再生处理炉和废弃物再生处理设备 | |
CN219032071U (zh) | 一种碳纤维碳化系统的排废管路 | |
CN213363431U (zh) | 一种工业窑炉余热回收装置 | |
CN214791019U (zh) | 一种余热再利用的蒸汽炉 | |
CN216844706U (zh) | 一种烟气处理炉 | |
CN109028107A (zh) | 一种有机废气处理燃烧装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20221014 |