CN207334740U - 一种蓄热式热解炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种蓄热式热解炉，包括进料单元、炉体、加热层、余热回收单元和出料单元，加热层设有封闭的空腔；炉体为封闭的腔体，位于加热层的空腔内，进料单元连接炉体的进料口，出料单元连接炉体的出料口；余热回收单元设置在加热层上，包括陶瓷体、第一通气管、第二通气管，第一通气管和第二通气管均连通燃料管；陶瓷体包括第一陶瓷体和第二陶瓷体，第一陶瓷体的蜂窝孔连通第一通气管，第二陶瓷体的蜂窝孔连通第二通气管；第一通气管和第二通气管连接切换阀，切换阀连接空气管和烟气管。本实用新型的蓄热式热解炉，回收利用了燃烧后烟气所带能量，设备投资少，操作简单，彻底解决了外热式热解炉能耗较大，能量损失严重的问题。

Description

一种蓄热式热解炉

技术领域

本实用新型属于热解设备技术领域，尤其涉及一种蓄热式热解炉。

背景技术

热解炉被广泛应用于金属冶炼、化工生产以及建材行业中。其中，旋转炉在生活垃圾、轮胎以及生活污泥等有机固废处理中，占有重要的地位。其主要优势包括设备简单、易操作，设备投资小以及对反应物料的适应性强等特点。旋转炉主要分为内热式旋转炉和外热式旋转炉。内热式旋转炉由于在反应过程中烟气与物料充分接触，在处理生活垃圾等物料过程中容易产生二次污染等原因被逐渐取代。而对于外热式旋转炉，虽然避免了烟气与物料的接触，但是其主要属于间接加热，在实际生产过程中需要能量较高，且热损失较大，因此需要进一步改进和完善。

现有的一种蓄热式回转窑，其包括四台窑体、两台窑顶料仓，两台竖式预热室、下料溜槽、竖式冷却器和出料装置等。该装置将空烟换向口通过三通阀分别与鼓风机和废气排放系统连接，通过左右两个蓄热式预热室和四台窑体，使得回转窑在煅烧中所产生的烟气余热、石灰成品余热充分利用，降低了能耗。但是，该反应设备最大的问题就是设备过于复杂，在实际生产运行中难以得到广泛推广。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种蓄热式热解炉，通过蓄热陶瓷体回收利用加热层的余热，降低热解炉的能耗，解决热解炉能量损失大的问题。

本实用新型提供一种蓄热式热解炉，包括进料单元、炉体、加热层、余热回收单元和出料单元；

所述加热层设有封闭的空腔；所述炉体为封闭的腔体，设有进料口、出料口和热解油气出口，内部设有螺杆；所述炉体位于所述加热层的空腔内，所述进料单元连接所述炉体的进料口，所述出料单元连接所述炉体的出料口；

所述余热回收单元设置在所述加热层上，包括陶瓷体、第一通气管、第二通气管，所述第一通气管和第二通气管均连通燃料管；

所述陶瓷体固定在所述加热层的内壁上，设有蜂窝孔，所述蜂窝孔的一端与所述加热层的空腔连通，所述陶瓷体包括第一陶瓷体和第二陶瓷体，所述第一陶瓷体的蜂窝孔连通所述第一通气管，所述第二陶瓷体的蜂窝孔连通所述第二通气管；

所述第一通气管和第二通气管连接切换阀，所述切换阀连接空气管和烟气管。

本实用新型的一些实施例中，所述蓄热式热解炉包括两组余热回收单元，分别设置在所述加热层的上部和下部。

进一步的，所述陶瓷体上设有外气口和内气口，所述蜂窝孔的两端分别连通所述外气口和内气口，所述第一陶瓷体的外气口连通所述第一通气管，所述第一陶瓷体的内气口连通所述加热层的空腔，所述第二陶瓷体的外气口连通所述第二通气管，所述第二陶瓷体的内气口连通所述加热层的空腔。

更进一步的，所述第一陶瓷体的外气口和内气口分别位于所述第一陶瓷体相对的两侧，所述第二陶瓷体的外气口和内气口分别位于所述第二陶瓷体相对的两侧。

作为本实用新型优选的方案，所述陶瓷体呈扁平状。

本实用新型的一些实施例中，所述进料单元包括料斗和螺旋进料机，所述料斗连接所述螺旋进料机，所述螺旋进料机连接所述炉体的进料口。

本实用新型的一些实施例中，所述出料单元为螺旋出料机。

本实用新型的一些实施例中，所述陶瓷体的材质为莫来石-菫青石合成材料。

进一步的，所述蓄热式热解炉还包括热解油气净化单元，所述热解油气净化单元包括热解油气入口和燃料出口，所述炉体的热解油气出口连接所述热解油气净化单元的热解油气入口。

更进一步的，所述热解油气净化单元的燃料出口连接所述燃料管。

本实用新型提供的蓄热式热解炉，通过在加热层的内壁上设置蓄热式的陶瓷体，可回收烟气的热量；设备结构简单，投资少；通过切换阀即可控制余热回收单元，操作简单；解决了外热式热解炉能耗大，能量损失严重的问题；陶瓷体既有蓄热效果，又能起到保温的作用。

附图说明

图1是本实用新型实施例的蓄热式热解炉结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本实用新型的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。

本实用新型中所述的“连接”，除非另有明确的规定或限定，应作广义理解，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连。在本实用新型的描述中，需要理解的是，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种蓄热式热解炉，包括进料单元1、炉体2、加热层3、出料单元4和余热回收单元5。本实施例的热解炉，通过各个部件的配合，使得加热层的烟气余热被回收利用，大大降低了热解炉的能耗。

进料单元1用于热解炉的进料，与炉体2连接。进料单元1包括料斗11和螺旋进料机12，料斗11可存放原料，螺旋进料机12将料斗11中的原料送入炉体2。

炉体2为封闭的腔体，是热解炉的热解空间，炉体2可以是传统的外热式热解炉，本实施例以回转窑为例。炉体2设有进料口21、出料口22和热解油气出口23，螺旋进料机12与进料口21连接。热解炉需要进料时，料斗11下料，原料经过螺旋进料机12的传输进入炉体2的腔体。在炉体2内设有螺杆24，螺杆24的旋转可带动炉体2的物料向前移动，物料通过螺杆24推动，与炉体的内壁紧密贴合，可避免传统回转窑中物料因回转产生粉尘污染。

通过改变螺杆24的旋转速度，调整物料在炉体2中的停留时间，根据需求，停留时间可以为20min-240min(分钟)。物料在炉体内受热发生热解反应，热解后固体炭通过出料口22排出，热解过程中产生的热解油、气通过热解油气出口23排出。

加热层3为封闭的腔体，其空腔为热解炉加热的空间。炉体2位于加热层3的空腔内，燃气在加热层3内燃烧，为炉体2加热。通过控制燃气及空气的进气量，使得炉体2内的温度控制在600～900℃之间。

出料单元4用于热解后固体炭的出料，本实施例的出料单元4为螺旋出料机。炉体2的出料口22与出料单元4连接，炉体2排出的固体炭通过出料单元4输送。

炉体2通过进料单元1和出料单元2支撑，螺旋进料机12和螺旋出料机的外壳与炉体的外壁连接，可对炉体2起到支撑作用。

余热回收单元5用于燃烧燃气的余热回收，包括陶瓷体6、第一通气管51、第二通气管52、燃料管53、切换阀54、空气管55和烟气管56。烟气通过陶瓷体6对陶瓷体进行蓄热，之后燃气和空气的混合气通过陶瓷体，与陶瓷体换热后进入加热层燃烧。

陶瓷体6位于加热层3的空腔，固定在加热层3的内壁上。陶瓷体6为蜂窝陶瓷体，即陶瓷体上设有蜂窝状的贯通孔，气体通过蜂窝孔输送。本实用新型实施例中，陶瓷体6包括第一陶瓷体61和第二陶瓷体62，第一陶瓷体61和第二陶瓷体62左右对称设置。

优选的，陶瓷体6上设有外气口和内气口，蜂窝孔的两端分别连通外气口和内气口，第一陶瓷体61上均设有外气口611和内气口612，第二陶瓷体62上设有外气口621和内气口622。第一陶瓷体的外气口611连通第一通气管51，第一陶瓷体的内气口612连通加热层3的空腔，第二陶瓷体的外气口621连通第二通气管52，第二陶瓷体的内气口连通加热层3的空腔。在陶瓷体6上设有外气口和内气口，可使得燃烧后的烟气能够充分与蓄热陶瓷体接触，完成热交换。

陶瓷体6呈扁平状，本实施例中，第一陶瓷体61和第二陶瓷体62均为扁平状。陶瓷体6上的外气口和内气口相对设置，即第一陶瓷体的外气口611和内气口612分别位于第一陶瓷体相对的两侧，第二陶瓷体的外气口621和内气口622分别位于第二陶瓷体相对的两侧，这样结构简单，便于气体的进出。

本实施例的陶瓷体6材质为莫来石-菫青石合成材料，也可选用其他的蓄热材料制备。

第一通气管51和第二通气管52均连通燃料管53，燃料管53输送的燃气与空气管55输送的空气在第一通气管51和第二通气管52内混合，形成燃烧用的混合气。

切换阀54为四通阀，分别连通第一通气管51、第二通气管52、空气管55和烟气管56，空气管55用于通入空气，烟气管56用于烟气的排出。切换阀54可调节四个管路的连通，如开始时切换阀54的状态为第一通气管51与空气管55连通，第二通气管52与烟气管56连通，此时燃气和空气通过第一陶瓷体61进入加热层3的空腔燃烧，燃烧后的烟气通过第二陶瓷体62排出加热层3，之后经过第二通气管和烟气管排出。在烟气通过第二陶瓷体62时，与第二陶瓷体62进行热交换，使得第二陶瓷体62完成蓄热，换热后的烟气温度降至150℃以下。

第二陶瓷体62完成蓄热后，调整切换阀54，使得第一通气管51与烟气管56连通，第二通气管52与空气管55连通。此时，燃气和空气通过第二通气管52后进入第二陶瓷体62，在第二陶瓷体62中混合气与蓄热的第二陶瓷体62换热，换热后的高温混合气进入加热层燃烧，燃烧后的烟气通过第一陶瓷体61排出加热层3，之后经过第一通气管51和烟气管56排出。在烟气通过第一陶瓷体61时，与第一陶瓷体61进行热交换，使得第一陶瓷体61完成蓄热。工作时，切换阀不断切换，使得第一陶瓷体61和第二陶瓷体62交替的完成蓄热和放热，实现烟气能量的回收和二次利用。

进一步的，在燃料管53上可设置开关阀，用于控制燃气的进入量。

本实施例中，蓄热式热解炉包括两组余热回收单元5，分别设置在加热层3的上部和下部。这样可提高余热回收的效率，同时陶瓷体6也对加热层3起到保温的作用，降低加热层的热损。

本实用新型热解炉的燃料不仅限于燃气，燃油也可作为燃料使用。本实施例中，蓄热式热解炉还可包括热解油气净化单元(图中未示出)，热解油气净化单元包括热解油气入口和燃料出口，炉体的热解油气出口23连接热解油气净化单元的热解油气入口。热解油气净化单元可对炉体2排出的热解油气进行净化冷却。更进一步的，热解油气净化单元的燃料出口连接燃料管53。净化后的热解油气可作为燃料送入燃料管53，实现蓄热式热解炉的能源自给，降低生产成本。

利用上述蓄热式热解炉处理物料的步骤为：

(1)将切换阀54调整为空气管55与第一通气管51连通，烟气管56与第二通气管52连通；物料从料斗11加入，通过螺旋进料机12进入到炉体2中。

(2)空气和燃料的混合气通过第一通气管51，经第一陶瓷体61进入加热层3的空腔燃烧，对炉体2进行加热，炉体内的温度为600～900℃；产生的高温烟气通过第二陶瓷体62时，与第二陶瓷体62换热，变为低温烟气，温度低于150℃，经过第二通气管52后由烟气管56排出。

(3)经过预设时间后，将切换阀54调整为空气管55与第二通气管52连通，烟气管56与第一通气管51连通；混合气由第二陶瓷体62进入加热层，在通过第二陶瓷体62时与其充分接触，混合气受热升温，实现能量的二次利用；燃烧的烟气通过第一陶瓷体61排出，并为第一陶瓷体61蓄热。

(4)当切换阀54再次切换时，混合气由第一陶瓷体61进入，烟气由第二陶瓷体62排出；如此反复，第一陶瓷体61和第二陶瓷体62交替的蓄热和放热，实现烟气能量的回收和二次利用。

(5)物料在炉体内的热解时间为20～240min，具体反应时间根据不同原料设定；物料热解后生成固体炭和热解油气；固体炭通过出料口由螺旋出料机排出；热解油气进入热解油气净化单元进行净化。

(6)净化后的热解油气可作为燃料送入燃料管53。

实施例1

本实施例以生活垃圾为原料，其处理流程为：

(1)将切换阀54调整为空气管55与第一通气管51连通，烟气管56与第二通气管52连通；原料从料斗11加入，通过螺旋进料机12进入到炉体2中。

(2)空气和燃料的混合气通过第一通气管51，经第一陶瓷体61进入加热层3的空腔燃烧，对炉体2进行加热，炉体内的温度为850℃；产生的高温烟气通过第二陶瓷体62时，与第二陶瓷体62换热，变为低温烟气，温度为130℃，经过第二通气管52后由烟气管56排出。

(3)切换阀的切换周期为60s(秒)，经过60s后，将切换阀54调整为空气管55与第二通气管52连通，烟气管56与第一通气管51连通；混合气由第二陶瓷体62进入加热层，在通过第二陶瓷体62时与其充分接触，混合气受热升温，实现能量的二次利用；燃烧的烟气通过第一陶瓷体61排出，并为第一陶瓷体61蓄热。

(4)当切换阀54再次切换时，混合气由第一陶瓷体61进入，烟气由第二陶瓷体62排出；如此反复，第一陶瓷体61和第二陶瓷体62交替的蓄热和放热，实现烟气能量的回收和二次利用。

(5)物料在炉体内的热解时间为90min，物料热解后生成固体炭和热解油气；固体炭通过出料口由螺旋出料机排出；热解油气进入热解油气净化单元进行净化。

(6)净化后的热解油气可作为燃料送入燃料管53。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本实用新型而非限制本实用新型的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下对本实用新型进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。

Claims (10)

1.一种蓄热式热解炉，其特征在于，包括进料单元、炉体、加热层、余热回收单元和出料单元，

所述加热层设有封闭的空腔；所述炉体为封闭的腔体，设有进料口、出料口和热解油气出口，内部设有螺杆；所述炉体位于所述加热层的空腔内，所述进料单元连接所述炉体的进料口，所述出料单元连接所述炉体的出料口；

所述余热回收单元设置在所述加热层上，包括陶瓷体、第一通气管、第二通气管，所述第一通气管和第二通气管均连通燃料管；

所述陶瓷体固定在所述加热层的内壁上，设有蜂窝孔，所述蜂窝孔的一端与所述加热层的空腔连通，所述陶瓷体包括第一陶瓷体和第二陶瓷体，所述第一陶瓷体的蜂窝孔连通所述第一通气管，所述第二陶瓷体的蜂窝孔连通所述第二通气管；

所述第一通气管和第二通气管连接切换阀，所述切换阀连接空气管和烟气管。

2.根据权利要求1所述的蓄热式热解炉，其特征在于，包括两组余热回收单元，分别设置在所述加热层的上部和下部。

3.根据权利要求1所述的蓄热式热解炉，其特征在于，所述陶瓷体上设有外气口和内气口，所述蜂窝孔的两端分别连通所述外气口和内气口，所述第一陶瓷体的外气口连通所述第一通气管，所述第一陶瓷体的内气口连通所述加热层的空腔，所述第二陶瓷体的外气口连通所述第二通气管，所述第二陶瓷体的内气口连通所述加热层的空腔。

4.根据权利要求3所述的蓄热式热解炉，其特征在于，所述第一陶瓷体的外气口和内气口分别位于所述第一陶瓷体相对的两侧，所述第二陶瓷体的外气口和内气口分别位于所述第二陶瓷体相对的两侧。

5.根据权利要求1所述的蓄热式热解炉，其特征在于，所述陶瓷体呈扁平状。

6.根据权利要求1所述的蓄热式热解炉，其特征在于，所述进料单元包括料斗和螺旋进料机，所述料斗连接所述螺旋进料机，所述螺旋进料机连接所述炉体的进料口。

7.根据权利要求1所述的蓄热式热解炉，其特征在于，所述出料单元为螺旋出料机。

8.根据权利要求1所述的蓄热式热解炉，其特征在于，所述陶瓷体的材质为莫来石-菫青石合成材料。

9.根据权利要求1所述的蓄热式热解炉，其特征在于，还包括热解油气净化单元，所述热解油气净化单元包括热解油气入口和燃料出口，所述炉体的热解油气出口连接所述热解油气净化单元的热解油气入口。

10.根据权利要求9所述的蓄热式热解炉，其特征在于，所述热解油气净化单元的燃料出口连接所述燃料管。