CN210656800U - 一种有机废弃物热解析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种有机废弃物热解析装置，包括设置有进料口的上层反应室、与上层反应室连通且设置有出料口的下层反应室以及设置于上层反应室和下层反应室之间且设置有烧嘴的夹层，上层反应室包括位于进料口下方的输料带，下层反应室包括燃烧室以及与上层反应室连通的输料管道，输料带的尾部靠近上层反应室与输料管道连通的位置。本装置利用夹层和燃烧室的辐射加热和物料燃烧产生的高温油气的对流加热相结合的加热方式，对物料进行加热，提高了物料的加热效率和热解效率，降低了能量的消耗，节约了有机废弃物的处理成本。同时，本装置将箱式炉和管式炉相结合，解决了箱式炉成本高和结构复杂的难题，同时也解决了管式炉易堵塞出料口的难题。

Description

一种有机废弃物热解析装置

技术领域

本实用新型涉及有机废弃物处理的技术领域，尤其是涉及一种有机废弃物热解析装置。

背景技术

有机废弃物指含有大量有机化合物的固体废弃物，其中有机污染物种类繁多，对我国生态环境造成极大破坏，威胁着人类健康。有机废弃物处理是指对有机废弃物及其污染物进行处理，使其减少对环境的污染。目前，热解技术作为有机废弃物处理的有效手段，能够实现有机废弃物的无害化处理和资源化利用。热解是利用固体废物中有机物的热不稳定性，在氧气不足的情况下在热解反应器中燃烧，通过加热有机大分子，使之裂解成小分子析出。热解技术起源于煤热解，但是有机污染物成分复杂，很难适用于现有炉型，需要根据其本身特点开发出适应性更广的热解析炉型。

现有的申请公布号为CN10845589A，申请公布日为2018.08.17的发明专利公开了一种用于修复受污染土壤的热解装置，该热解装置的热解部分为箱式炉，箱式炉内部有加热炉体，使用电加热元件对加热炉体加热。

现有的申请公布号为CN205328939U，申请公布日为2016.06.22的实用新型专利公开了一种管式间接加热煤热解装置，该热解装置竖直设置，上部分段设置加热管束进行间接解热。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：1.申请公布号为CN10845589A的发明专利公开的热解装置为箱式炉形式的装置，需要在箱式加热体内部设置输料管道对物料进行加热，结构复杂，且加热方式为电热元件加热，成本高；2.申请公布号为CN205328939U的实用新型专利公开的热解装置为管式炉形式的装置，其出料口位于热解装置的下端，物料容易堵塞出料口，不利于热解过程的进行；3.有机污染物在上述两种热解装置中，均只经过一次加热，便从热解装置的出料口出来，在热解装置中经历的路程短，故热解装置对有机废弃物的加热时间短，导致热解装置对有机废弃物的加热效率低，且上述两种热解装置对有机废弃物的加热方式单一，达到一定的加热效率时，需要消耗能量的能量多，消耗的成本昂贵，因此，现有的热解装置在加热有机废弃物时消耗的能量多，处理成本昂贵，对有机废弃物的热解效率低。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种有机废弃物热解析装置，通过管式炉与箱式炉相结合，形成两段式的物料路径，充分延长物料在炉内的停留时间，同时利用辐射传热和对流传热相结合的加热方式对有机废弃物进行加热，提高了有机废弃物的加热效率和热解效率，同时降低了消耗的能量，节约了有机废弃物的处理成本。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种有机废弃物热解析装置，包括设置有进料口的上层反应室、与上层反应室连通且设置有出料口的下层反应室以及设置于上层反应室和下层反应室之间且设置有烧嘴的夹层，上层反应室包括位于进料口下方的输料带，下层反应室包括燃烧室以及与上层反应室连通的输料管道，输料带的尾部靠近上层反应室与输料管道连通的位置。

通过采用上述技术方案，物料在输料带上时，由夹层中燃料的燃烧为物料提供热解的能量；物料可以从输料带的尾部进入输料管道，物料在输料管道中时，由燃烧室和夹层中的燃料的燃烧为物料提供热解的能量，同时，也受到输料管道中物料的热解产生的高温油气的加热；通过夹层将物料的处理划分为两个温度区段，上层反应室炉温保持在200-400℃，主要用于将物料进行破黏处理，以防物料在下层反应室中结焦，并且物料中的水分和部分轻烃灯组份进行热分解，减量后的物料进入下层反应室，其炉温保持在500-700℃，进一步加热物料，使其中高分子组分受热分解，实现热解反应，出料温度在500℃以上，物料经热解产生油、不凝气和固渣。本装置利用夹层和燃烧室的辐射加热和有机废弃物燃烧产生的高温油气的对流加热相结合的加热方式，对有机废弃物进行加热，提高了有机废弃物的加热效率和热解效率，降低了能量的消耗，节约了有机废弃物的处理成本。同时，本装置创造性的将箱式炉和管式炉相结合，解决了箱式炉成本高和结构复杂的难题，同时也解决了管式炉易堵塞出料口的难题。

本实用新型进一步设置为：输料带的上方设置有烟气盘管，烟气盘管的一端从燃烧室通出，另一端从上层反应室通出装置外。

通过采用上述技术方案，物料在燃烧室中的热解会产生高温烟气，高温烟气可以通至输料带的上方，将高温烟气集中于输料带的上方的烟气盘管中，使高温烟气对输料带上的物料集中加热，提高对输料带上的物料的加热效率；同时，散发完热量的高温烟气从上层反应室的通出装置外，又有新的高温烟气进入烟气盘管中，对输料带上的物料进行加热，如此循环。除了夹层对输料带上的物料的辐射加热外，烟气盘管也起到了对输料带上的物料辐射加热的作用，可有效提高输料带上的物料的热解效率。

本实用新型进一步设置为：输料带的上方设置有至少一个布料器，布料器的顶部固接于上层反应室的底部，布料器包括粑齿，粑齿与输料带的表面接触。

通过采用上述技术方案，物料从进料口落入输料带上，刚开始会分布不均匀，若持续不均匀的状态，基于对输料带上的物料的加热，物料会产生结焦、热解不均匀甚至热解不充分的情况，影响物料在上层反应室中的热解效率；载有物料的输料带在向前运输的过程中，利用布料器的粑齿对物料进行搅动，使物料沿垂直于输送带的运输方向上分布均匀，物料经过粑齿的机械翻动，使物料沿输料带的运输方向上分布更加均匀，防止因物料相对输料带静止不动而带来的夹生料的问题。

本实用新型进一步设置为：布料器至少为两个，不同布料器的粑齿错位设置。

通过采用上述技术方案，利用错位设置的粑齿之间的配合，进一步保证了输料带上的物料分布的均匀性，保证了上层反应室中物料的热解析效率；同时，还使物料进行不断翻滚，防止夹生料。

本实用新型进一步设置为：输料管道与上层反应室连通的位置设置有下料口，下料口靠近输料带尾部的一端设置有刮料板，刮料板延伸至输料带的尾部并与输料带的尾部接触。

通过采用上述技术方案，上层反应室通过下料口与下层反应室连通，输料带上的物料通过下料口进入输料管道中；物料在输送带上热解的过程中，可能出现少量的物料结焦或残留的灰尘，在输料带运输的过程中，刮料板通过与输料带的接触，可以对输料带上的结焦的物料和灰尘进行清理，由于刮料板对上述物质的清理是在输送带运输的过程中进行的，因此可以实现在线清焦除灰，保证装置的长周期稳定运行；刮料板的一端与输料带的尾部接触，在输料带运输物料的过程中，物料可以沿着刮料板进入输料管道中，保证了物料自输料带进入输料管道中。

本实用新型进一步设置为：输料管道包括平行设置的两个以上截面为U型的管道，且管道壁一体成型，管道的上方相互连通。

通过采用上述技术方案，可以防止堵料卡料，有助于装置长周期稳定运行，同时减少装置材料用量，降低制造成本，此外，输料管道内的物料加热的过程中产生的高温油气，可以对输料管道的壳体进行充分加热，U型壳体与O形壳体相比，加热壳体消耗的热量减少了，从而有更多的能量用来加热物料。

本实用新型进一步设置为：每个输料管道的内部沿管道的长度设置有螺旋轴，螺旋轴的两端转动连接于输料管道的两端，输料管道一端的外壁上固定连接有电机，电机的输出轴与螺旋轴固定连接。

通过采用上述技术方案，输料管道内的物料的运输依靠螺旋轴的转动，将自下料口落入输料管道内的物料运输自输料管道的尾部，在此过程中，对物料进行加热，实现物料的热解。

本实用新型进一步设置为：燃烧室的两侧设置有下层烧嘴，下层烧嘴设置于燃烧室的底部。

通过采用上述技术方案，由于通入的燃料为天然气或煤气等燃料进行供热，这些气体的密度均小于空气的密度，通入燃烧室之后会向燃烧室的顶部运动，因此为了使燃料在燃烧室内受热均匀，故将下层烧嘴设置于燃烧室的底部。

本实用新型进一步设置为：下层烧嘴倾斜通入燃烧室，较低的一端位于燃烧室内。

通过采用上述技术方案，为了防止局部高温损害装置，故特殊设计下层烧嘴的方向向下倾斜。

本实用新型进一步设置为：燃烧室的底部铺设有耐热砖。

通过采用上述技术方案，在下层反应室中直接通入燃料燃烧，燃料火焰直接加热耐热砖，被加热到高温的耐热砖向下层反应器进行辐射传热，同时燃烧产生的高温烟气加热输料管道的管道本体，进而加热物料，提高装置对物料的加热效率和热解效率，降低设备的运行成本。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.通过管式炉与箱式炉相结合，形成两段式的加热结构，极大延长了物料在炉内的停留时间，同时利用辐射传热和对流传热相结合的加热方式对有机废弃物进行加热，提高了物料处理效率，降低了能耗，节约了物料的处理成本。

2.通过利用下层反应室燃料燃烧产生的高温油气对上层反应室内的物料进行加热，提高了物料的加热效率，节约了能源的消耗。

3.通过在下料口和输料带的尾部之间设置刮料板，可实现在线清理功能。

4.通过在输料带的上方设置布料器，使物料的布料更加均匀，而且促进物料的机械翻动，防止夹生料。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的俯视图。

图3是图2的A-A面的剖视图。

图4是本实用新型的侧视图。

图5是图4的B-B面的剖视图。

图中，1、上层反应室；11、进料口；12、输料带；121、转轴；13、烟气盘管；14、出口；15、布料器；151、粑齿；16、高温油气出口；2、下层反应室；21、输料管道；211、下料口；212、管道本体；2121、螺旋轴；2122、螺旋叶片；2123、电机；213、出料口；214、刮料板；22、燃烧室；221、下层烧嘴；222、耐热砖；223、烟气出口；3、夹层；31、烧嘴。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1和图3，为本实用新型公开的一种有机废弃物热解析装置，包括上层反应室1、夹层3以及下层反应室2，夹层3位于该热解析装置的中部，将装置内部分隔成位于上部的上层反应室1和位于下部的下层反应室2，并使上层反应室1和下层反应室2连通。上层反应室1包括进料口11和输料带12，输料带12位于进料口11的下方。下层反应室2包括燃烧室22和输料管道21，输料管道21位于上层反应室1与下层反应室2的连通处，输料管道21的起始端靠近输料带12的尾部，输料带12和输料管道21形成两段式的物料路径，延长了物料在炉内的时间。燃烧室22位于输料管道21的下方，为输料管道21里面的物料的热解析提供能量。夹层3为中空结构，两侧设置有若干烧嘴31，通过烧嘴31向夹层3中通入燃料，通过燃料的燃烧向上层反应室1和下层反应室2辐射传热，为上层反应室和下层反应室内的物料的热解析提供能量。通过夹层3将物料的处理划分为两个温度区段，上层反应室1炉温保持在200-400℃，主要用于将物料的破黏处理，以防物料的结焦，并促进物料中的水分和部分轻烃灯组分热分解；下层反应室2的炉温保持在500-700℃，进一步加热物料，使其中高分子组分受热分解，实现热解反应，出料温度在500℃以上，物料经热解产生油、不凝气和固渣。本实用新型利用夹层3和燃烧室22为物料的热解提供能量，通过管式炉与箱式炉相结合，形成两段式的物料路径，延长物料在炉内的停留时间，提高了物料的加热效率和热解效率，降低了消耗的能量，节约了有机废弃物的处理成本。

进料口11设置在上层反应室1的顶部，物料从进料口11进入上层反应室1可以直接落在输料带12上。输料带12套设在至少两个转轴121的外部，转轴121的两端分别转动连接于上层反应室1两侧的侧壁上。输料带12的上方设置有至少一个的布料器15，布料器15包括粑齿151（参见图5）和连接杆（图中未标出），每个布料器15的连接杆的上端固定连接于上层反应室1的顶部，下端与粑齿151的上端固定连接，粑齿151的下端与输送带12接触，粑齿151的宽度小于输料带12的宽度。通过输料带12的运动，布料器15可将物料在输料带12上均匀分布。不同的布料器15的粑齿151的齿牙错位设置，更好地保证了物料在输料带12上的均匀分布。

输料管道21包括下料口211、管道本体212和出料口213，下料口211和出料口213分别固定连接于管道本体212的两端，下料口211位于上层反应室1和下层反应室2的连通处，下料口211的开口方向朝向上层反应室1且靠近输料带12的尾部，输料带12上的物料可以落入下料口211中，从而将经过输料带12上的物料送入输料管道21中。下料口211靠近输料带12的一端固定连接有刮料板214，刮料板214的另一端延伸至输料带12的尾部，并与输料带12的尾部接触，输料带12上的物料可沿着刮料板214落入输料管道21中，刮料板214还可在输料带12运输物料的过程中，在线清焦除灰，以保证装置的长周期稳定运行。

参考图3和图5，管道本体212为平行设置的两个以上截面为U型的管道，且管道壁一体成型，管道本体的上方相互连通，每个管道本体212自下料口211一端水平延伸至出料口213一端，并穿出下层反应室2的侧壁，通出下层反应室2。管道本体212内部沿管道的延伸方向可转动连接有螺旋轴2121，螺旋轴2121的两端分别转动连接于管道本体212的两端。螺旋轴2121上固定连接有螺旋叶片2122，螺旋叶片2122固定缠绕在螺旋轴2121上。管道本体212的一端的外侧固定连接有电机2123，电机2123的输出轴与螺旋轴2121固定连接。通过电机2123驱动螺旋轴2121转动，将落入输料管道21内的物料螺旋传输至输料管道21的尾部。

出料口213的开口方向与下料口211的开口方向相反，输料管道21内的物料经螺旋轴2121运输至输料管道21的尾部，从出料口213落入该热解装置外。

参考图3和图4，输料管道21内的物料热解会产生高温油气，高温油气可以通过对流方式对输料管道21内的物料进行加热。夹层3与输料管道21的下料口211之间有一定的距离，输料管道21中产生的高温油气可以直接进入上层反应室1中，以对流方式直接对上层反应室1的物料进行加热，以提高物料的热解效率。上层反应室1的顶部开设有高温油气出口16，进入上层反应室1的高温油气可从高温油气出口16中排出设备。

参考图5，燃烧室22两侧的下部设置有下层烧嘴221，下层烧嘴221沿水平方向倾斜设置，下层烧嘴221的较低端位于燃烧室22内，通过下层烧嘴221向燃烧室22内通入天然气或煤气等燃料燃烧供热。燃烧室22的底部铺设有耐热砖222，对耐热砖222进行加热，被加热的耐热砖222向下层反应室2进行辐射传热，从而对输料管道21中的物料进行加热。燃烧室22顶部的两侧设置有烟气出口223，烟气出口223自燃烧室22通出燃烧室22外并固定连接有外接管道（图中未画出），外接管道延伸至上层反应室1的外部，并通入上层反应室1，输料带11的上方设置有烟气盘管13，烟气盘管呈蛇形设置，烟气盘管13 的一端与通入上层反应室1的外接管道固定连接；上层反应室1的顶部设置有出口14，烟气盘管13的另一端从出口14通出上层反应室1。经过燃烧燃料产生的烟气，烟气对管道本体212的外壳加热，间接可以达对输料管道21内的物料辐射加热；烟气从烟气出口223排出燃烧室22，经外接管道通入上层反应室1内的输料带12上方的烟气盘管13中，通过辐射传热的方式对输料带12上的物料进行加热，可有效提高物料的加热效率。

本实施例的实施原理为：

物料由进料口11进入上层反应室1内，落入输料带12上，物料相对输料带12禁止不动，随着输料带12的运输，物料经过布料器15时，粑齿151将物料均匀划动，同时后续粑齿151与前排粑齿151相对错位，一方面可以使物料在横向上和纵向上均分布均匀，另一方面使物料不断翻滚；

物料自进料口11进入上层反应室1的同时，向夹层3中通入燃料，通过燃料的燃烧对上、下反应室内的物料进行辐射加热；

物料运输至输料带12的尾部，沿刮料板214滑下，从下料口211落入下层反应器2内，同时在输料带12运输的过程中，刮料板214可以将输料带12上可能存在的物料、结焦块等进行清理，并随物料落入下层反应室2内，实现在线清焦、清灰；

同时通过下层烧嘴221向燃烧室22内通入燃料燃烧，加热耐热砖222，耐热砖222可被加热到1000℃，加热的耐热砖222对下层反应室2进行辐射传热，燃料燃烧产生的烟气对输料管道21的壳体进行加热，以便对输料管道21内的物料进行加热，燃烧室22产生的烟气还可以从燃烧室22的烟气出口223通至设备外的外接管道，经过外接管道通入输料带12上方的烟气盘管13中，对输料带12上的物料进行辐射加热；

物料自下料口211进入管道本体212中，电机2123带动螺旋轴2121转动，将物料从管道本体212的下料口211端向出料口213端传输，物料受到高温加热，产生高温油气，产生的高温油气的温度在350-400℃的范围内；

高温油气沿夹层3与下料口211之间的距离进入上层反应室1中，此时，输料带12上的物料受到两种加热方式的加热，一种是夹层3和烟气盘管13对物料的辐射传热，夹层3通过燃料的燃烧，温度在500-700℃的范围内，通入烟气盘管13的烟气的温度在500-600℃的范围内，烟气盘管13中的高温烟气可从上层反应室1的出口14排出装置，另一种是下层输料管道21中的物料燃烧产生的高温油气直接进入上层反应室1，通过对流方式对输料带12上的物料进行加热，进入上层反应室1的高温油气可从高温油气出口16排出装置，由于辐射传热的过程中会发生能量的递减，通过上述两种加热方式对上层反应室1的加热，上层反应室1的温度保持在200-400℃的范围内；

同时，输料管道21内的物料收到两种方式的加热，一种是夹层3和燃烧室22对物料的辐射传热，另一种是输料管道21中的高温油气对管道本体212的加热，从而对管道本体212内的物料进行加热，通过上述两种加热方式对上层反应室1的加热，使下层反应室2的温度保持在500-700℃；

最后物料运输至输料管道21尾部的物料从出料口213排出装置外。

本实用新型通过两段式的加热结构，延长了物料在炉内的停留时间，同时利用多种加热方式对物料进行加热，提高了物料的加热效率和热解效率，降低了能耗，节约了物料的处理成本。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有机废弃物热解析装置，其特征在于：包括设置有进料口(11)的上层反应室（1）、与上层反应室（1）连通且设置有出料口(213)的下层反应室（2）以及设置于上层反应室（1）和下层反应室（2）之间且设置有烧嘴(31)的夹层(3)，上层反应室（1）包括位于进料口(11)下方的输料带(12)，下层反应室（2）包括燃烧室(22)以及与上层反应室（1）连通的输料管道(21)，输料带(12)的尾部靠近上层反应室（1）与输料管道(21)连通的位置。

2.根据权利要求1所述的有机废弃物热解析装置，其特征在于：输料带(12)的上方设置有烟气盘管(13)，烟气盘管(13)的一端从输料管道(21)通出，另一端从上层反应室（1）通出装置外。

3.根据权利要求1所述的有机废弃物热解析装置，其特征在于：输料带(12)的上方设置有至少一个布料器(15)，布料器(15)的顶部固接于上层反应室（1）的底部，布料器(15)包括粑齿(151)，粑齿(151)与输料带(12)的表面接触。

4.根据权利要求3所述的有机废弃物热解析装置，其特征在于：布料器（15）至少为两个，不同布料器(15)的粑齿(151)错位设置。

5.根据权利要求1所述的有机废弃物热解析装置，其特征在于：输料管道(21)与上层反应室（1）连通的位置设置有下料口(211)，下料口(211)靠近输料带(12)尾部的一端设置有刮料板(215)，刮料板(215)延伸至输料带(12)的尾部并与输料带(12)的尾部接触。

6.根据权利要求1所述的有机废弃物热解析装置，其特征在于：输料管道(21)包括平行设置的两个以上截面为U型的管道，且管道壁一体成型，管道的上方相互连通。

7.根据权利要求1所述的有机废弃物热解析装置，其特征在于：每个输料管道(21)的内部沿管道的长度设置有螺旋轴（2121），螺旋轴（2121）的两端转动连接于输料管道(21)的两端，输料管道（21）一端的外壁上固定连接有电机（2123），电机（2123）的输出轴与螺旋轴（2121）固定连接。

8.根据权利要求1所述的有机废弃物热解析装置，其特征在于：燃烧室(22)的两侧设置有下层烧嘴(221)，下层烧嘴(221)设置于燃烧室(22)的底部。

9.根据权利要求8所述的有机废弃物热解析装置，其特征在于：下层烧嘴(221)倾斜通入燃烧室(22)，较低的一端位于燃烧室(22)内。

10.根据权利要求1所述的有机废弃物热解析装置，其特征在于：燃烧室(22)的底部铺设有耐热砖(222)。

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