CN210030570U

CN210030570U - 移动式有机固废高温热裂解处理设备

Info

Publication number: CN210030570U
Application number: CN201920196320.7U
Authority: CN
Inventors: 罗红梅; 魏晓明; 宋红艳; 张洪鹏; 赵洪叶; 邱邓花
Original assignee: WUHAN LIANHECHUANGYE RENEWABLE ENERGY CO Ltd
Current assignee: WUHAN LIANHECHUANGYE RENEWABLE ENERGY CO Ltd
Priority date: 2019-02-14
Filing date: 2019-02-14
Publication date: 2020-02-07
Anticipated expiration: 2029-02-14

Abstract

本实用新型公开了一种移动式有机固废高温热裂解处理设备，包括依次连通的进料装置、高温热解设备、脱碳室、冷却出料装置；所述进料装置接收有机固废并将其密封输送至高温热解设备；所述高温热解设备对有机固废进行热解以生成热解后产物，所述热解后产物包括热解燃气及热解残渣；所述脱碳室接收所述高温热解设备产生的热解残渣，并对热解残渣中碳进行水煤气反应以进一步脱碳产气；所述冷却出料装置用来对所述脱碳室产生的高温热解残渣进行降温后排出；本实用新型的优点在于：实现热能利用效率的提高，降低热能损耗，同时实现对固废中有机物高温热裂解反应进程的有效控制，使得固废在处理设备中得到有效的转化。

Description

移动式有机固废高温热裂解处理设备

技术领域

本实用新型涉及一种废物处理装置，具体地说是一种移动式有机固废高温热裂解处理设备，属于废物处理装置领域。

背景技术

60年代中期以后环保开始在国际上受到重视，污染治理技术迅速发展，从而形成了一系列固废处置方法。70年代以来，一些工业发达国家，由于废物处置场地紧张，处理费用巨大，也由于资源缺乏，提出了“资源循环”口号，开始从固体废物中回收资源和能源，逐步发展成为控制废物污染的途径----资源化。

我国固体废物污染控制工作起步较晚，开始于80年代初期。由于技术力量和经济力量有限，当时还不可能在较大的范围内实现“资源化”。因此，从“着手于眼前，放眼于未来”出发，我国于80年代中期提出了以“资源化”、“无害化”、“减量化”作为控制固体废物污染的技术政策，并确定以后较长一段时间内应以“无害化”为主。

现有的固废处理最终措施主要有填埋、厌氧消化、堆肥、焚烧、热解等。

处置方式	操作	优点	缺点
				填埋	干化后混合运往填埋场处理	投资少，不需另行添置设备	稳定性差，腐烂变质产生臭气，水分渗漏易污染地下水，占地面积大
焚烧	高温氧化燃烧，固废的全部有机质、病原体等物质在850～1100℃下氧化分解	占地小、处理快速、处理量大	投资大，运行维护费用高；烟气处理复杂，需脱硫、脱氯，燃烧时会产生二噁英和呋喃等剧毒物质
				堆肥	利用的微生物对有机物进行氧化分解，转化为稳定性较高的类腐殖质	使固废得到资源化利用	需添加后续处理设备如翻堆机等，占地面积大，不适宜处理危险废弃物
热解气化	采用可再生能源加热，炉内温度达到1100℃，实现对固废的间接加热并进行高温催化、裂解、气化	占地小，无二噁英和呋喃等有害气体产生；回收可再生能源；固体残渣少，减量化明显；烟气量小、污染物种类少，无需脱硫、脱氯、急冷	技术要求高、材质要求严苛、投资略高

其中，热解气化法在最近几年受到了越来越多的关注。固废热解不仅可以减少二恶英的产生，将大部分重金属固定在固体残渣中而减少二次污染的形成，而且还可以产生利用价值较高的生物油，不凝性气体和焦炭，为固废的减量化、无害化和资源化提供了新的有效途径。

目前针对解热工艺有很多形式，主要包括固定床、回转窑、移动床和流化床。传统的固定床或者是流化床都是存在着很多的问题，主要有：①常规的固定床反应器主要是存在着受热不均匀、热解过程中容易产生大量的焦油、对固废的种类适应性低、残炭较多存在着二次污染的问题、热效率低、热值低且不稳定等问题；②传统的流化床反应器对原料的适应性低、处理量小，而且反应器中热解气和流化气是两种气体，增加了后续的气体分离工艺,由于很多流化床工艺都是利用空气作为了流化气体，导致气体的热值偏低等；③现在已开发的双床流化床反应器流化介质难于控制、加热系统过于复杂，提高了运行成本，装置的处理能力也受到了限制，不能达到高效、低成本的进行生物质气化等。

传统回转窑的主要缺点：①所属设备、材料多，建设费用大；②由于回转窑热损失大，所以单位产品所消耗的原料和燃料量多；③反应器内部过大，造成气相停留时间过长；④回转窑锻烧的主要缺点是碳质烧损大，即固定碳回收率比较低。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型设计了一种移动式有机固废高温热裂解处理设备，采用天然气辐射加热方式，以紧凑而合理的设置实现热能利用效率的提高，降低热能损耗，同时实现对固废中有机物高温热裂解反应进程的有效控制，使得固废在处理设备中得到有效的转化。

本实用新型的技术方案为：

移动式有机固废高温热裂解处理设备，包括依次连通的进料装置、高温热解设备、脱碳室、冷却出料装置；所述进料装置接收有机固废并将其密封输送至高温热解设备；所述高温热解设备对有机固废进行热解以生成热解后产物，所述热解后产物包括热解燃气及热解残渣；所述脱碳室接收所述高温热解设备产生的热解残渣，并对热解残渣中碳进行水煤气反应以进一步脱碳产气；所述冷却出料装置用来对所述脱碳室产生的高温热解残渣进行降温后排出。

所述高温热解设备设有进料布料口，出料绞龙及天然气辐射加热器，所述进料布料口与所述进料装置相连，所述出料绞龙与所述脱碳室相连，所述天然气辐射加热器为高温热解设备供热。

所述进料装置其作用为接收有机固废并将其密封输送至高温热解设备；所述进料装置采用的无轴螺旋输送器为变频可控的全封闭输送机，通过调整输送器转速调整进料量；所述进料装置上部进料仓内设置有物位计来检测物料物位，通过料封保证热解炉进料口的密封，进而保证热解过程是在无氧状态下进行。

所述进料装置包括一个进料仓，用来暂存待处理的有机固废。所述进料仓底部设置一个无轴螺旋输送器，所述无轴螺旋输送器水平设置，其一侧上端与所述进料仓底端相连，用来密封输送有机固废给所述高温热解设备；所述无轴螺旋输送器另一侧底部设置出料管，所述出料管与所述高温热解设备的进料布料口连接。该无轴螺旋输送器为全封闭式输送机，可计量输送待处理的有机固废。

所述进料仓内设置物位计，用于监测有机固废在进料仓内的物位并确保物位始终维持在最底物位以上以达到料封的目的。其大小至少可暂存1h待处理有机固废。

所述进料仓的容量大小可在0.2-2m³范围内改变，无轴螺旋输送器的直径可在0.2-1m的范围内改变，长度可在0.5-5m的范围内改变，具体根据有机固废的处理量进行变更。

所述高温热解设备其作用为对有机固废进行热解以生成热解燃气及热解残渣等热解后产物。有机固废在高温热解设备内作缓慢直线移动，与天然气辐射加热器提供的热源进行充分接触，炉内温度控制在500-900℃，在不同时段和温度段内，固废中水分被气化，有机物裂解，转换为燃气、焦油气和碳粉，有机固废得到减量化、稳定化和资源化处理。所述高温热解设备设有网带式传输系统，在保证固废停留时间的同时，提高了设备的处理能力，大大缩小了热解装置的体积。

所述高温热解设备包括热解炉腔，所述热解炉腔一侧顶部设有进料布料口，另一侧顶部设有热解气出口，底部设置出料绞龙；所述进料布料口与所述进料装置中的出料管连接，所述进料布料口设置有自动布料装置，所述自动布料装置为翻板结构，内设人字板实现均匀布料，进而保证上料速度均匀。

所述热解炉腔内设有天然气辐射加热器，所述天然气辐射加热器将天然气与空气按照配比混合后送进燃烧器进行燃烧，燃烧后的辐射热通过辐射管为高温热解设备提供热源。

所述天然气辐射加热器设有若干个，自上而下插入所述热解炉腔，为高温热解设备供热。所述天然气辐射加热器设有烧嘴控制器，所述烧嘴控制器采集炉内均匀分布的热电偶传感器模拟量信号，通过烧嘴控制器对各个区域烧嘴进行单独控制，实现温度可调保证炉内各区域温度均匀并保持安全运行温度。

所述热解炉腔的中上部设有上层移动式物料传输设备，自右向左水平传输，接收所述进料布料口下来的有机固废，并将其输送至热解炉腔的左侧。

所述热解炉腔的中下部设有下层移动式物料传输设备，自右向左水平传输，接收所述上层移动式物料传输设备输送下来的有机固废，并将其输送至所述解炉腔的右侧底部。

所述的上层移动式物料传输设备、下层移动式物料传输设均为高温网带传动设备，并设置有拨料装置，确保有机固废在网带上均匀传输。

所述上层移动式物料传输设备的工作温度为500℃-600℃，对有机固废进行干燥及热解；所述下层移动式物料传输设备的工作温度为600℃-900℃，对热解燃气进行近一步高温裂解。

所述的上层移动式物料传输设备及上层移动式物料传输设备的长度可在1-9m的范围内改变，具体根据有机固废的处理量进行变更。

所述热解炉腔的右侧下部设有右侧无轴螺旋，将从所述下层移动式物料传输设备输送下来的有机固废输送至所述热解炉腔的中间底部。

所述热解炉腔的左侧下部设有左侧无轴螺旋，将从所述上层移动式物料传输设备漏下来的有机固废输送至所述热解炉腔的中间底部。

所述脱碳室的作用为热解残渣的暂存，同时在其内完成热解残渣中的炭与水蒸气的水煤气反应，以进一步脱碳产气。

所述脱碳室设置进料口、底部出料口和热解燃气出口；

所述进料口与所述高温热解设备底部的出料绞龙连接；所述出料口与所述冷却出料装置的上部进料口连接。

所述脱碳室中部还设置有水蒸汽环形输送管，将水蒸汽引入所述脱碳室中以与所述热解后产物中的热解残渣中的炭进行水煤气反应，进一步生成可燃气。

所述脱碳室的容积可在0.5-3m³的范围内改变，具体根据有机固废的处理量进行变更。

所述冷却出料装置为水套换热式螺旋输送器，其作用是输送并冷却脱碳室输出的热解残渣，将其温度降至30-50℃，以便于储存。

所述冷却出料装置包括上部进料口、下部出料口，外部设有冷却水水套，内部设有有轴螺旋输送器，所述外部设有冷却水水套设有冷却水进口和冷却水出口；所述上部进料口与所述脱碳室底部的出料口连接。

所述冷却水水套设置挡板，以增加冷却水在冷却水套内的停留时间，提高冷却效率。

所述冷却水进口位于所述冷却出料装置右侧下部，所述冷却水出口位于所述冷却出料装置左侧上部。

所述有轴螺旋输送器的作用是将热解残渣缓慢的进行输送。

所述冷却出料装置的数量为2-3台，具体根据有机固废的处理量进行变更。

本实用新型的优点在于：将高温燃烧技术与固体有机废弃物热解气化技术进行集成，采用燃气燃烧为热裂解炉提供热源，使炉内温度达到1000℃，实现对固体废弃物的间接加热并进行高温裂解，完成对固体废弃物的无害化和稳定化处理，同时可获得高热值燃气。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例进料装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例高温热解设备的结构示意图；

图4为本实用新型实施例脱碳室的结构示意图；

图5为本实用新型实施例冷却出料装置的结构示意图；

图中：1、进料装置；2、高温热解设备；3、脱碳室；4、冷却出料装置；101、进料仓；102、无轴螺旋输送器；103、出料管；201、进料布料口；202、出料绞龙；203、右侧无轴螺旋；204、左侧无轴螺旋；205、天然气辐射加热器；206、上层移动式物料传输设备；207、下层移动式物料传输设备；208、热解炉腔；301、进料口；302、水蒸汽环形输送管；303、底部出料口；401、上部进料口；402、冷却水水套；403、冷却水进口；404、冷却水出口；405、有轴螺旋输送器。

具体实施方式

以下对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1所示，一种移动式有机固废高温热裂解处理设备，包括依次连通的进料装置1、高温热解设备2、脱碳室3、冷却出料装置4；所述进料装置1接收有机固废并将其密封输送至高温热解设备2；所述高温热解设备2对有机固废进行热解以生成热解后产物，所述热解后产物包括热解燃气及热解残渣；所述脱碳室3接收所述高温热解设备2产生的热解残渣，并对热解残渣中碳进行水煤气反应以进一步脱碳产气；所述冷却出料装置4用来对所述脱碳室3产生的高温热解残渣进行降温后排出。

所述高温热解设备2设有进料布料口201，出料绞龙202及天然气辐射加热器205，所述进料布料口201与所述进料装置1相连，所述出料绞龙202与所述脱碳室3相连，所述天然气辐射加热器205为高温热解设备2供热。

下面结合图2-5分别对本实用新型的移动式有机固废高温热裂解处理设备中的进料装置1、高温热解设备2、脱碳室3、冷却出料装置4进行详细说明。

所述进料装置1其作用为接收有机固废并将其密封输送至高温热解设备；所述进料装置1采用的无轴螺旋输送器为变频可控的全封闭输送机，通过调整输送器转速调整进料量；所述进料装置1上部进料仓内设置有物位计来检测物料物位，通过料封保证热解炉进料口的密封，进而保证热解过程是在无氧状态下进行。

所述进料装置1包括一个进料仓101，用来暂存待处理的有机固废。所述进料仓101底部设置一个无轴螺旋输送器102，所述无轴螺旋输送器102水平设置，其一侧上端与所述进料仓101底端相连，用来密封输送有机固废给所述高温热解设备2；所述无轴螺旋输送器102另一侧底部设置出料管103，所述出料管103与所述高温热解设备2的进料布料口201连接。该无轴螺旋输送器为全封闭式输送机，配有1台电机和1台减速机和变频器，可计量输送待处理的有机固废。

所述进料仓101内设置物位计，用于监测有机固废在进料仓101内的物位并确保物位始终维持在最底物位以上以达到料封的目的。其大小至少可暂存1h待处理有机固废。

在其他的具体实施方式中，进料仓101的容量大小可在0.2-2m³范围内改变，无轴螺旋输送器的直径可在0.2-1m的范围内改变，长度可在0.5-5m的范围内改变，具体根据有机固废的处理量进行变更。

所述高温热解设备2其作用为对有机固废进行热解以生成热解燃气及热解残渣等热解后产物。有机固废在高温热解设备内作缓慢直线移动，与天然气辐射加热器提供的热源进行充分接触，炉内温度控制在500-900℃，在不同时段和温度段内，固废中水分被气化，有机物裂解，转换为燃气、焦油气和碳粉，有机固废得到减量化、稳定化和资源化处理。所述高温热解设备2设有网带式传输系统，在保证固废停留时间的同时，提高了设备的处理能力，大大缩小了热解装置的体积。

如图3所示，所述高温热解设备2包括热解炉腔208，所述热解炉腔208一侧顶部设有进料布料口201，另一侧顶部设有热解气出口，底部设置出料绞龙202；所述进料布料口201与所述进料装置1中的出料管103连接，所述进料布料口201上连接自动布料装置，所述自动布料装置为翻板结构，内设人字板实现均匀布料，进而保证上料速度均匀；

所述热解炉腔208内设有天然气辐射加热器205，所述天然气辐射加热器205将天然气与空气按照一定的配比（1:10）混合后送进燃烧器进行燃烧，燃烧后的辐射热通过辐射管为高温热解设备2提供热源。

所述天然气辐射加热器205设有若干个，自上而下插入所述热解炉腔208，为高温热解设备2供热。所述天然气辐射加热器205由烧嘴、烧嘴空气管、烧嘴燃气管、烧嘴废气管及烧嘴控制器组成,依次自上而下插入炉壳内；所述烧嘴控制器采集炉内均匀分布的热电偶传感器模拟量信号，控制器对各个区域烧嘴进行单独控制，实现温度可调保证炉内各区域温度均匀并保持安全运行温度。

所述天然气辐射加热器205的布置数量根据高温热解设备2的处理量决定，单台设备布置8-20套。

所述热解炉腔208的中上部设有上层移动式物料传输设备206，自右向左水平传输，接收所述进料布料口201下来的有机固废，并将其输送至热解炉腔208的左侧。

所述热解炉腔208的中下部设有下层移动式物料传输设备207，自右向左水平传输，接收所述上层移动式物料传输设备206输送下来的有机固废，并将其输送至所述解炉腔208的右侧底部。

所述的上层移动式物料传输设备206、下层移动式物料传输设207均为高温网带传动设备，由耐高温网带、传动装置、耐热钢辊子等组成。其上设置拨料装置，所述拨料装置为自动齿耙，将进料口进入的物料均匀的平铺在网带上，确保有机固废在网带上均匀传输。其传动装置可确保有机固废在热解炉腔208内的停留时间达到45-60min。

所述上层移动式物料传输设备206的工作温度为500℃-600℃，对有机固废进行干燥及热解；所述下层移动式物料传输设备207的工作温度为600℃-900℃，对热解燃气进行近一步高温裂解。

所述的上层移动式物料传输设备206及上层移动式物料传输设备207的长度可在1-9m的范围内改变，具体根据有机固废的处理量进行变更。

所述热解炉腔208的右侧下部设有右侧无轴螺旋203，其作用是将从所述下层移动式物料传输设备207输送下来的有机固废输送至所述热解炉腔208的中间底部。

所述热解炉腔208的左侧下部设有左侧无轴螺旋204，其作用是将从所述上层移动式物料传输设备206漏下来的有机固废输送至所述热解炉腔208的中间底部。

所述脱碳室3的作用为热解残渣的暂存，同时在其内完成热解残渣中的炭与水蒸气的水煤气反应，以进一步脱碳产气。

所述脱碳室3设置进料口301，底部出料口303和热解燃气出口；

所述进料口301与所述高温热解设备2底部的出料绞龙202连接；所述出料口303与所述冷却出料装置4的上部进料口401连接。

所述脱碳室3中部还设置有水蒸汽环形输送管302，将水蒸汽引入所述脱碳室3中以与所述热解后产物中的热解残渣中的炭进行水煤气反应，进一步生成可燃气。

所述冷却出料装置4为水套换热式螺旋输送器，其作用是输送并冷却脱碳室输出的热解残渣，将其温度降至30-50℃，以便于储存。

所述冷却出料装置4包括上部进料口401、下部出料口，外部设有冷却水水套402，内部设有有轴螺旋输送器405，所述外部设有冷却水水套402设有冷却水进口403和冷却水出口404；所述上部进料口401与所述脱碳室3底部的出料口303连接。

所述冷却水水套402设置挡板，以增加冷却水在冷却水套402内的停留时间，提高冷却效率。

所述冷却水进口403位于所述冷却出料装置4右侧下部，所述冷却水出口404位于所述冷却出料装置4左侧上部。

所述有轴螺旋输送器405的作用是将热解残渣缓慢的进行输送。

所述冷却出料装置4的数量为2-3台，具体根据有机固废的处理量进行变更。

Claims

1.移动式有机固废高温热裂解处理设备，其特征在于：包括依次连通的进料装置、高温热解设备、脱碳室、冷却出料装置；所述进料装置接收有机固废并将其密封输送至高温热解设备；所述高温热解设备对有机固废进行热解以生成热解后产物，所述热解后产物包括热解燃气及热解残渣；所述脱碳室接收所述高温热解设备产生的热解残渣，并对热解残渣中碳进行水煤气反应以进一步脱碳产气；所述冷却出料装置用来对所述脱碳室产生的高温热解残渣进行降温后排出。

2.根据权利要求1所述的移动式有机固废高温热裂解处理设备，其特征在于：所述高温热解设备设有进料布料口、出料绞龙及天然气辐射加热器，所述进料布料口与所述进料装置相连，所述出料绞龙与所述脱碳室相连，所述天然气辐射加热器为高温热解设备供热。

3.根据权利要求1所述的移动式有机固废高温热裂解处理设备，其特征在于：所述进料装置包括一个进料仓，所述进料仓底部设置一个无轴螺旋输送器，所述无轴螺旋输送器水平设置，其一侧上端与所述进料仓底端相连；所述无轴螺旋输送器另一侧底部设置出料管，所述出料管与所述高温热解设备的进料布料口连接；所述进料仓内设置物位计。

4.根据权利要求1所述的移动式有机固废高温热裂解处理设备，其特征在于：所述高温热解设备包括热解炉腔，所述热解炉腔一侧顶部设有进料布料口，另一侧顶部设有热解气出口，底部设置出料绞龙；所述进料布料口与所述进料装置中的出料管连接，所述进料布料口设置有自动布料装置；所述热解炉腔内设有天然气辐射加热器。

5.根据权利要求4所述的移动式有机固废高温热裂解处理设备，其特征在于：所述天然气辐射加热器设有若干个，自上而下插入所述热解炉腔，所述天然气辐射加热器设有烧嘴控制器，所述烧嘴控制器采集炉内均匀分布的热电偶传感器模拟量信号，通过烧嘴控制器对各个区域烧嘴进行单独控制，实现温度可调保证炉内各区域温度均匀并保持安全运行温度。

6.根据权利要求4所述的移动式有机固废高温热裂解处理设备，其特征在于：所述热解炉腔的中上部设有上层移动式物料传输设备，自右向左水平传输，接收所述进料布料口下来的有机固废，并将其输送至热解炉腔的左侧；

所述热解炉腔的中下部设有下层移动式物料传输设备，自右向左水平传输，接收所述上层移动式物料传输设备输送下来的有机固废，并将其输送至所述解炉腔的右侧底部；

所述的上层移动式物料传输设备、下层移动式物料传输设均为高温网带传动设备，并设置有拨料装置；

所述上层移动式物料传输设备的工作温度为500℃-600℃；所述下层移动式物料传输设备的工作温度为600℃-900℃；

所述热解炉腔的右侧下部设有右侧无轴螺旋，将从所述下层移动式物料传输设备输送下来的有机固废输送至所述热解炉腔的中间底部；

7.根据权利要求1所述的移动式有机固废高温热裂解处理设备，其特征在于：所述脱碳室设置进料口、底部出料口和热解燃气出口；所述进料口与所述高温热解设备底部的出料绞龙连接；所述出料口与所述冷却出料装置的上部进料口连接；所述脱碳室中部还设置有水蒸汽环形输送管。

8.根据权利要求1所述的移动式有机固废高温热裂解处理设备，其特征在于：所述冷却出料装置为水套换热式螺旋输送器；所述冷却出料装置包括上部进料口、下部出料口，外部设有冷却水水套，内部设有有轴螺旋输送器，所述外部设有冷却水水套设有冷却水进口和冷却水出口；所述上部进料口与所述脱碳室底部的出料口连接。

9.根据权利要求8所述的移动式有机固废高温热裂解处理设备，其特征在于：所述冷却水水套设置挡板。

10.根据权利要求8所述的移动式有机固废高温热裂解处理设备，其特征在于：所述冷却水进口位于所述冷却出料装置右侧下部，所述冷却水出口位于所述冷却出料装置左侧上部。