CN204372935U - 有机固体废弃物无害化处理的干馏装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种有机固体废弃物无害化处理的干馏装置，干馏装置的干燥段包括水平设置的圆筒状的干燥室，干燥室外围是一水平设置干燥室加热仓；干馏段包括水平设置的圆筒状的干馏室，所述干馏室外围是一水平设置干馏室加热仓；干燥室和干馏室内均设有螺旋式物料输送器；干燥室前端连接一进料斗，后端通过一料封段及物料通道管与干馏室的前端连接；干馏室后端通过料封段连接一固体干馏物出口；干馏室上部连接一干馏气出气管，干馏气出气管通往一燃烧室，燃烧室上设有热气输入管通往干馏室加热仓，干馏室加热仓与干燥室加热仓之间通过热气连通管连接；干燥室加热仓上部设有尾气排放管；干燥室上部设有蒸汽排放管。

Description

有机固体废弃物无害化处理的干馏装置

技术领域

本实用新型涉及一种干馏设备，尤其是一种用于有机固体废弃物无害化处理的干馏装置。

背景技术

对城市生活垃圾中的有机固体废弃物无害化处理的途径之一是对其进行干馏。干馏是指有机固体废物在没有诸如氧气、空气、二氧化碳、水蒸气等气化剂的条件下加热由高分子有机化合物分解成低分子碳水化合物从而导致熵增加的过程。固体废物的干馏受固体废物的化学组成、水分含量、反应器的类型及其运转方式、干馏温度及反应时间等因素的影响。研究表明，当温度达到200℃时，固体废物因其水分物理分离而干燥。在温度达到200～500℃时，有机固体废物开始干馏，一些高分子化合物如纤维素，蛋白质，脂肪，塑料等物质裂解成气态、液态有机化合物及碳。当温度达到500℃-1000℃时，干馏产物基本稳定，以热值高的气体为主，其可燃成分是H₂、CO、CH₄及芳族和苯酚类化合物，干馏产生的固体产物主要是焦炭，和少部分固体废渣。当温度更高时，达到温度1000℃以上，并在一定量的氧气输入条件下，固体干馏物会发生气化反应，继续分解成气态物质。气化反应可以看作是干馏过程的继续，主要产物是热值低的气体。

通常对有机固体废物干馏的目标是：(1)减少废物体积与重量、分解污染物、高温杀菌，达到有机固体废物无害化处理的目的；(2)获得可利用的干馏产物，主要是高热值的可燃气体及焦炭等高价值的燃料，达到获得能源、废物利用的目的；(3)达到比垃圾焚烧费用更低的目的。

现有的对有机固体废物干馏技术中，比较典型的是中国专利申请号201320645028.1公开的“一种垃圾热解干馏气化炉”，其包括由上到下依次竖直排列的干燥段和干馏段及气化段。物料经料封段被推送进干燥段后，由干燥段顶部自由下降，进入下方的干馏段，物料在下降过程中被干燥室内的高温气体干燥；进入干馏段后，被高温气体干馏产生干馏气及焦炭等固体干馏物，干馏气经排气口排出，固体干馏物进入下部气化段，在气化段产生高温气体为上部干馏段和干燥段提供热源。

另外，中国专利申请号03140887.2公开了“一种固体废物焚烧炉及干馏、焚烧处理工艺”，中国专利申请号201310251018.4公开了一种“有机物料干馏裂解气化炉”，也都公开了类似技术，只是上述专利提供的技术方案中，在干燥和干馏时再用电加热方式提供热源。

上述现有技术提供的方案，能对有机固体废物干馏达到无害化处理的目的，但也存在以下缺陷：

(1)获得干馏产物的利用价值较低。气化反应产生的气体热值较低，而且将干燥段产生的水蒸汽、干馏段产生的干馏气及气化段产生的低热值气体混合在一起由一个出气口排放，排放的气体回收利用难度较大。

(2)能耗较高。上述装置通过气化段产生高温气体提供干馏和干燥需要的热源，但气化反应是吸热反应，需要消耗大量能量，因此能耗较高。

(3)高温热气直接通往干燥室和干馏室内，无法对温度进行控制，也就无法控制干馏过程产生所需要的干馏产物。

(4)物料进入干馏室后，堆积在干馏室内，受热不均匀，影响干馏效率。

发明内容

本实用新型的目的在于改进目前的干馏装置存在的缺陷，提供一种干馏效率高、节约能源的干馏装置。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种有机固体废弃物无害化处理的干馏装置，所述干馏装置包括干燥段和干馏段，所述干馏段位于所述干燥段的下方，其特征在于：所述干燥段和干馏段均为水平设置的套筒式结构，其中所述干燥段包括水平设置的圆筒状的干燥室，所述干燥室外围是一水平设置的直径大于所述干燥室直径的圆筒状的干燥室加热仓；所述干馏段包括水平设置的圆筒状的干馏室，所述干馏室外围是一水平设置的直径大于所述干馏室直径的圆筒状的干馏室加热仓；所述干燥室和干馏室内分别设有螺旋式物料输送器，所述螺旋式物料输送器的一端与一驱动其转动的减速电机连接；所述干燥室前端连接一进料斗，后端连接第一料封段，第一料封段连接一物料通道管，并通过物料通道管与所述干馏室的前端连接；所述干馏室后端连接第二料封段，并通过第二料封段连接一固体干馏物出口；所述干馏室上部连接一干馏气出气管，所述干馏气出气管通往一燃烧室，所述燃烧室上设有热气输入管通往所述干馏室加热仓，所述干馏室加热仓与所述干燥室加热仓之间通过热气连通管连接；所述干燥室加热仓上部设有尾气排放管；所述干燥室上部设有蒸汽排放管。

上述有机固体废弃物无害化处理的干馏装置中，所述的第一料封段、第一料封段，其主体是一段直径小于所述干燥室和干馏室直径的圆管，且其前端的口径大于后端的口径。

所述的螺旋式物料输送器，其主体是一直径小于干燥室和干馏室直径的圆柱体，圆柱体的表面设有螺旋状的叶片；螺旋式物料输送器的轴心偏离所述干燥室和干馏室的轴心，并位于所述干燥室和干馏室的轴心的下方。

所述干燥室加热仓和所述干馏室加热仓内壁上均设有热气导流片；所述热气导流片呈螺旋状设置在干燥室加热仓和所述干馏室加热仓内壁上。

上述有机固体废弃物无害化处理的干馏装置，进一步还可采用以下技术方案：

所述干馏装置包括两个干燥段，两个干燥段上下排列，两干燥段的干燥室加热仓之间通过热气管道联通；位于上方的干燥段的干燥室前端连接所述进料斗，后端通过物料通道管连接位于下方的干燥段的干燥室前端，位于下方的干燥段的干燥室后端连接第一料封段，第一料封段再通过物料通道管连接所述干馏段的干馏室前端。

所述干馏装置包括两个干馏段，两干馏段位于同一直线上，其中前一干馏段的干馏室前端通过物料通道管与所述干燥室后端的第一料封段连接，后一干馏段的干馏室后端连接第二料封段，并通过第二料封段连接所述固体干馏物出口，两干馏段的干馏室之间通过第三料封段连接；两干馏段的干馏室上部均设有通往燃烧室的干馏气出气管，燃烧室上的热气输入管通往后一干馏段的干馏室加热仓，两干馏段的干馏室加热仓相互连通，前一干馏段的干馏室加热仓通过热气连通管与干燥段的干燥室加热仓连通。

上述有机固体废弃物无害化处理的干馏装置，在连接干燥室加热仓和干馏室加热仓的热气联通管上设一冷风进风口。

本实用新型不仅能实现有机固体废弃物的无害化处理，而且通过在加热仓内设置独立的干燥室、干馏室，加热气体不与干燥室和干馏室内的气体混合，并可控制加热气体的温度，从而实现对干馏对干馏产物的质量控制，干馏气热值高，可直接收集作为清洁能源使用；通过将干馏段和干燥段水平设置，可在干馏和干燥过程中通过螺旋式物料输送器不停地进行搅拌，并可实现将干燥段和干馏段多级叠加，提高干燥和干馏效率；本实用新型只在开始阶段需要外部提供燃气在燃烧室内燃烧，产生热气供干馏和干燥使用，在干馏反应开始后，可将干馏产生的干馏气直接燃烧，为干馏和干燥提供热源，节省了能源，降低了成本。

附图说明

图1是本实用新型的一种干馏装置实施例的结构示意图；

图2所示的是本实用新型的干燥段的结构示意图；

图3所示的是本实用新型的干燥段横截面示意图。

具体实施方式

如图1所示的干馏装置，包括干燥段1和干馏段2，所述干馏段2位于所述干燥段1的下方。

所述干燥段1和干馏段2均为水平设置的套筒式结构。如图1、图2所示，所述干燥段1包括水平设置的圆筒状的干燥室3，所述干燥室外围是一水平设置的直径大于所述干燥室直径的圆筒状的干燥室加热仓4；干燥室内设有螺旋式物料输送器5，所述螺旋式物料输送器5的一端与一驱动其转动的减速电机6连接。

干馏段的结构与干燥段结构相同，如图1中所示，干馏段2包括水平设置的圆筒状的干馏室7，所述干馏室7外围是一水平设置的直径大于所述干馏室直径的圆筒状的干馏室加热仓8。所述干馏室内也设有螺旋式物料输送器，所述螺旋式物料输送器的一端与一驱动其转动的减速电机连接。

如图1所示，所述干燥室3前端连接一进料斗9，后端连接第一料封段10，第一料封段10连接一物料通道管11，并通过物料通道管11与所述干馏段的干馏室7的前端连接；所述干馏室7后端连接第二料封段12，并通过第二料封段12连接一固体干馏物出口13；所述干馏室7上部连接一干馏气出气管14，所述干馏气出气管14通往一燃烧室15，所述燃烧室15上设有热气输入管16通往所述干馏室加热仓8，所述干馏室加热仓8与所述干燥室加热仓4之间通过热气连通管17连接；所述干燥室加热仓4上部设有尾气排放管18；所述干燥室3上部设有蒸汽排放管19。

以上描述中所说的干燥室、干馏室等部件的“前”和“后”，以及“前端”和“后端”按物料移动的方向定义的：物料由进料斗9进入干燥室3，在螺旋式物料输送器5的推动下从干燥室3到干馏室7逐渐移动，到最后固体干馏物由固体干馏物出口13排出；对某一个部件来说，按物料移动的方向，物料先到达的部位是“前”或“前端”，后到达的部位是“后”或“后端”。以下描述中凡涉及到的“前”和“后”，以及“前端”和“后端”，与上述定义相同。

上述干馏装置中，所述的第一料封段10、第二料封段12，其主体是一段直径小于所述干燥室和干馏室直径的圆管，且其前端的口径大于后端的口径。

采用料封段是为了对干馏室实现密封，防止外部空气进入干馏室。料封技术是一种现有公开技术，如在前述背景技术中提到的中国专利申请号201320645028.1公开的“一种垃圾热解干馏气化炉”中，其在干燥段的进料口处设有一水平的螺旋推进器，并将进料口设成锥筒形，通过螺旋推进器将物料挤压实现对干馏室密封，上述结构即料封结构。但由于其干燥室及干馏室是竖直设置，在干馏室底部无法采用螺旋推进器对物料推送实现挤压密封，即固体干馏物出口无法设置料封结构，只能依靠干馏物的自然堆积进行密封，因此在固体干馏物排放时不可避免会进入外部空气，影响干馏效果。

本实用新型由于将干燥室和干馏室水平设置，因此在干馏室后端也可采用料封段，即在干馏室两端都采用了料封结构，因此可对干馏室实现很好密封。

所述的螺旋式物料输送器5，其主体是一直径小于干燥室和干馏室直径的圆柱体，圆柱体的表面设有螺旋状的叶片。

图3所示的是本实用新型的干燥段横截面图，由图3可看到螺旋式物料输送器5的轴心O’偏离所述干燥室3的轴心O，并位于所述干燥室的轴心O的下方。本实用新型干馏段的螺旋式物料输送器设置方式与图3所示的方式相同。

本实用新型将螺旋式输送器与干燥室和干馏室采用偏心设计，使干燥室3和干馏室7上部留有一定空间，确保物料不会阻塞，又使干燥室和干馏室产生的气体能汇聚在干燥室和干馏室上部从而顺利排放。

如图1、图2、图3所示，干燥室加热仓和干馏室加热仓内壁上均设有热气导流片20；所述热气导流片20可呈螺旋状设置在干燥室加热仓和干馏室加热仓内壁上。

设置热气导流片的目的，是使热气在加热仓内螺旋式流动，使干燥室和干馏室内的物料充分吸收热量。

本实用新型所提供的有机固体废弃物无害化处理的干馏装置，可根据物料需要干燥和干馏的程度，设置两个或多个干燥段和干馏段。

如图1所示的实施例，干馏装置包括两个干燥段1，两个干燥段上下排列，两干燥段的干燥室加热仓之间通过热气管道21联通；位于上方的干燥段的干燥室前端连接所述进料斗9，后端通过物料通道管连接位于下方的干燥段的干燥室前端，位于下方的干燥段的干燥室后端连接第一料封段10，第一料封段10再通过物料通道管11连接所述干馏段的干馏室前端。

如图1所示的实施例，干馏装置包括两个干馏段2，两干馏段位于同一直线上，其中前一干馏段的干馏室前端通过物料通道管11与所述干燥室3后端的第一料封段10连接，后一干馏段的干馏室后端连接第二料封段12，并通过第二料封段12连接所述固体干馏物出口13，两干馏段的干馏室之间通过第三料封段22连接；两干馏段的干馏室上部均设有通往燃烧室15的干馏气出气管14，燃烧室15上的热气输入管16通往后一干馏段的干馏室加热仓，两干馏段的干馏室加热仓相互连通，前一干馏段的干馏室加热仓通过热气连通管17与干燥段的干燥室加热仓连通。

为控制进入干燥室加热仓内的热气温度，上述有机固体废弃物无害化处理的干馏装置，可在连接干燥室加热仓和干馏室加热仓的热气连通管17上设一冷风进风口23，通过风机24向热气连通管17内通入冷风。

为更好地理解本实用新型，以下结合附图，对本实用新型的干馏装置的工作过程进行描述。

干馏装置刚开始工作时，干馏室尚未产生干馏气，因此需要外部提供燃气在燃烧室15内燃烧，燃烧产生的热气温度一般在900℃-1000℃左右，热气沿燃烧室15上设置的热气输入管16进入干馏室加热仓8，在干馏室加热仓内壁上设置的热气导流片20的作用下，热气在干馏室加热仓内螺旋式前进，并对干馏室7加热；然后热气沿连接干馏室加热仓和干燥室加热仓的热气连通管17，进入干燥室加热仓4，对干燥室3进行加热。进入干燥室加热仓的热气温度要控制在400℃以内，通常根据需要干燥的物料的含水量高低，控制在200℃-400℃之间。如果热气从干馏室加热仓出来后的温度过高，可以通过风机24向连接干馏室加热仓和干燥室加热仓的热气连通管17内通冷风以控制温度。热气对干燥室加热仓加热后，最终由设置干燥室加热仓上部的尾气排放管18排出。

将待干馏的物料，即有机固体废弃物倒入进料斗9，螺旋式物料输送器5在减速电机6的带动下旋转，将进料斗的物料推送到干燥室3内，并一边对物料进行搅拌，一边推动物料沿干燥室移动，物料在干燥室内被加热干燥，产生的水蒸气可由蒸汽排放管19排出；被干燥的物料在螺旋式物料输送器的推送下继续移动，由干燥室后端的第一料封段10，经物料通道管11进入干馏室7，而由于物料在第一料封段10内被挤压密实，干燥室的气体则不能由第一料封段进入干馏室；物料进入干馏室后，同样在螺旋式物料输送器推送及搅拌下沿干馏室移动，此过程中物料被高温加热发生干馏反应，产生干馏气及固体干馏物，干馏气由干馏气出气管14进入燃烧室15燃烧，此后燃烧室就不用外部提供燃气了。固体干馏物在螺旋式物料输送器推送下继续移动，由干馏室后端的第二料封段12排出。固体干馏物在第二料封段同样被挤压密实，使外部空气无法由第二料封段12进入干馏室7。这样由于干馏室7两端都通过料封段实现了密封，干馏室7内可以完全隔绝外部空气。

上述过程中，由于螺旋式物料输送器一直对物料进行搅拌，因此物料受热均匀，干燥和干馏都比较充分。而且由于螺旋式物料输送器与干燥室和干馏室的偏心结构设置，干燥室和干馏室内部上方会形成一定空间，不仅物料在干燥室和干馏室内不会堵塞，而且干燥过程中产生的蒸汽可汇集在干燥室上部，顺利地经蒸汽排放管排出。为避免环境污染，可将蒸汽排放到一除臭净化装置25，经净化处理后排放到大气。干馏过程中产生的干馏气可汇集在干馏室上方，经干馏气出气管顺利排出。

本实用新型的干馏装置由于对干馏室进行了有效密封，并设置独立的加热仓对干馏室加热，外部气体、加热气体、干燥段产生的水蒸气都不会与干馏室产生的干馏气混合，因此从干馏室出来的干馏气，都是高热值的气体；通常情况下，只需一部分燃烧即可满足干馏和干燥所需要的热源，剩余的部分，可收集储存起来作为清洁能源使用。

Claims (7)

1.一种有机固体废弃物无害化处理的干馏装置，所述干馏装置包括干燥段和干馏段，所述干馏段位于所述干燥段的下方，其特征在于：所述干燥段和干馏段均为水平设置的套筒式结构，其中所述干燥段包括水平设置的圆筒状的干燥室，所述干燥室外围是一水平设置的直径大于所述干燥室直径的圆筒状的干燥室加热仓；所述干馏段包括水平设置的圆筒状的干馏室，所述干馏室外围是一水平设置的直径大于所述干馏室直径的圆筒状的干馏室加热仓；所述干燥室和干馏室内分别设有螺旋式物料输送器，所述螺旋式物料输送器的一端与一驱动其转动的减速电机连接；所述干燥室前端连接一进料斗，后端连接第一料封段，第一料封段连接一物料通道管，并通过物料通道管与所述干馏室的前端连接；所述干馏室后端连接第二料封段，并通过第二料封段连接一固体干馏物出口；所述干馏室上部连接一干馏气出气管，所述干馏气出气管通往一燃烧室，所述燃烧室上设有热气输入管通往所述干馏室加热仓，所述干馏室加热仓与所述干燥室加热仓之间通过热气连通管连接；所述干燥室加热仓上部设有尾气排放管；所述干燥室上部设有蒸汽排放管。

2.根据权利要求1所述的有机固体废弃物无害化处理的干馏装置，其特征在于：所述第一料封段、第二料封段，其主体是一段直径小于所述干燥室和干馏室直径的圆管，且其前端的口径大于后端的口径。

3.根据权利要求1所述的有机固体废弃物无害化处理的干馏装置，其特征在于：所述螺旋式物料输送器，其主体是一直径小于干燥室和干馏室直径的圆柱体，圆柱体的表面设有螺旋状的叶片；螺旋式物料输送器的轴心偏离所述干燥室和干馏室的轴心，并位于所述干燥室和干馏室的轴心的下方。

4.根据权利要求1所述的有机固体废弃物无害化处理的干馏装置，其特征在于：所述干燥室加热仓和所述干馏室加热仓内壁上均设有热气导流片；所述热气导流片呈螺旋状设置在干燥室加热仓和所述干馏室加热仓内壁上。

5.根据权利要求1所述的有机固体废弃物无害化处理的干馏装置，其特征在于：所述干馏装置包括两个干燥段，两个干燥段上下排列，两干燥段的干燥室加热仓之间通过热气管道联通；位于上方的干燥段的干燥室前端连接所述进料斗，后端通过物料通道管连接位于下方的干燥段的干燥室前端，位于下方的干燥段的干燥室后端连接第一料封段，第一料封段再通过物料通道管连接所述干馏段的干馏室前端。

6.根据权利要求1所述的有机固体废弃物无害化处理的干馏装置，其特征在于：所述干馏装置包括两个干馏段，两干馏段位于同一直线上，其中前一干馏段的干馏室前端通过物料通道管与所述干燥室后端的第一料封段连接，后一干馏段的干馏室后端连接第二料封段，并通过第二料封段连接所述固体干馏物出口，两干馏段的干馏室之间通过第三料封段连接；两干馏段的干馏室上部均设有通往燃烧室的干馏气出气管，燃烧室上的热气输入管通往后一干馏段的干馏室加热仓，两干馏段的干馏室加热仓相互连通，前一干馏段的干馏室加热仓通过热气连通管与干燥段的干燥室加热仓连通。

7.根据权利要求1所述的有机固体废弃物无害化处理的干馏装置，其特征在于：连接干燥室加热仓和干馏室加热仓的热气连通管上设有一冷风进风口。