节能型固废热解装置及固废热解工艺方法与流程

1.本发明涉及固废热解技术领域，更具体地说是指节能型固废热解装置及固废热解工艺方法。


背景技术：

2.热法处理固体废物已成为目前国内外较为普遍采用的一种固体废物处理方法，对于固体废弃物中含有一定比例可燃物的，尤适用于采用热法处理固体废弃物，回收、利用其热能已成为必须的发展趋势，热法处理主要分为焚烧法和热解法；焚烧法是固体废物高温分解和深度氧化的综合处理过程，好处是大量有害的废料分解而变成无害的物质，但是焚烧法也有缺点，如投资较大，焚烧过程排烟造成二次污染，设备锈蚀现象严重等。
3.热解是将有机物在无氧或缺氧条件下高温(1000℃－1200℃)加热，使之分解为气、液、固三类产物，部分热解后产生的气体可以作燃料。即利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下，利用热能使化合物的化合键断裂，由大分子量有机物转化为小分子量的可燃气体、液体燃料和焦炭的过程。热解处理过程是将固体废物放置在一个完全密封的炉膛内，并将炉内温度加热至450到750℃，在高温及缺氧情况下，固体废物中的有机物将分解成固体垃圾和热气两部分，固体垃圾主要是灰粉、矿物质及碳化物，经过冷却清洗，固体垃圾中的各种金属将被分离出来，由此产生的焦炭也可被重复利用，至于热气，其中可凝结部分将被转化为油脂，而剩余热气则将被用于对炉壁进行加热。
4.但是目前高温热解炉存在着能耗高、运行成本高，经济性不强的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供节能型固废热解装置及固废热解工艺方法。
6.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.节能型固废热解装置，包括热解炉，所述热解炉内通过隔热板分为换热室和热解室，所述换热室和热解室之间设有蓄热带，所述蓄热带用于将热解室的热量传递至换热室；所述换热室上还设有进料口和出料口。
8.其进一步技术方案为：所述蓄热带上设有若干蓄热元件，以形成温度场，所述温度场的温度由热解室往换热室方向递减。
9.其进一步技术方案为：所述温度场分隔为若干个单元格，每个单元格为一个温度区间。
10.其进一步技术方案为：所述换热室和热解室之间还设有u形输送带，所述输送带的一端与所述进料口连接，另一端与所述出料口连接。
11.其进一步技术方案为：所述换热室和热解室之间还设有换热风机。
12.其进一步技术方案为：所述蓄热带由li2co3、k2so3、na2so4、kcl、al、及石墨中的一种或几种制成。
13.固废热解工艺方法，基于上述的节能型固废热解装置，包括以下步骤：
14.将固废料从进料口投入换热室；
15.固废料经过蓄热带进行水分蒸发和固废料中的挥发物挥发；
16.剩余的固废料进入热解室进行热解，直至热解完成；
17.将热解后的固废料从出料口排出。
18.其进一步技术方案为：所述将固废料从进料口投入换热室步骤之前，还包括：将热解炉内通过隔热板分为换热室和热解室。
19.其进一步技术方案为：所述蓄热带上设有若干蓄热元件，以形成温度场，所述温度场的温度由热解室往换热室方向递减；所述温度场分隔为若干个单元格，每个单元格为一个温度区间。
20.其进一步技术方案为：所述温度场的温度为200
‑
600度。
21.本发明与现有技术相比的有益效果是：利用移动式换热，通过蓄热带将热解室产生的热量均匀的散布于热解炉内，产生均匀的温度梯度场，固废料通过输送带进入温度梯度场，不同燃烧点的固废料在温度梯度场内发生相应的反应，提高了能量利用效率，降低了能耗。
22.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明节能型固废热解装置的方框示意图；
25.图2为本发明固废热解工艺方法的流程图。
具体实施方式
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。
29.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，
除非另有明确具体的限定。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
33.如图1至图2所示的具体实施例，其中，如图1所示，本发明公开了一种节能型固废热解装置，包括热解炉10，所述热解炉10内通过隔热板20分为换热室30和热解室40，所述换热室30和热解室40之间设有蓄热带50，所述蓄热带50用于将热解室40的热量传递至换热室30；所述换热室30上还设有进料口31和出料口32。
34.其中，热解炉10的内壁均用隔热层封闭起来，以便热解炉10内更好地完成对固废料的热解。
35.其中，所述蓄热带50上设有若干蓄热元件，以形成温度场，所述温度场的温度由热解室往换热室方向递减，形成无限换热，储热材料具有较高蓄热比，储能效果极佳，确保在换热室30形成200
‑
600度的均匀渐变温度场。蓄热元件可以根据热解炉10煅烧固废料温度控制水平的不同，采用移动履带式、螺旋绞龙式等形式。
36.其中，热解室40采用电感式加热，可实现600
‑
1200度的封闭式的煅烧温度场，热解室40内设有载热体，热解炉10体外部环绕设置感应线圈，感应线圈与电磁感应加热主机相连，在热解室40内，待加热载体因电磁感应原理，表面有涡流产生，进而有热量对固废料进行加热，随着不同的高温，有机分解碳化和气化，易分解盐形成金属氧化物或碳酸盐。
37.进一步地，在本实施例中，蓄热带50为可移动式的，以便位置可调节，满足不同的场景需求。
38.其中，所述温度场分隔为若干个单元格，每个单元格为一个温度区间，例如100
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200度、200
‑
400度、及400
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600度等，蓄热带50在热解室40热风的作用下，由热解室40到换热室30形成一个600
‑
200度递减的温度场，进炉固废料经过温度场时，由于不同物质沸点不同，将会在不同阶段发生加热，去除水分和低温挥分物的加热热交换过程，最后剩余的固体固废料进入热解室40进行热解。
39.其中，如图1所示，所述换热室30和热解室40之间还设有u形输送带60，所述输送带60的一端与所述进料口31连接，另一端与所述出料口32连接，输送带60确保实现以下功能：新鲜的低温入炉固废料实现200到600度的均匀连续加热过程，热解后的高温出炉固废料实现600到200度的均匀连续冷却过程，提高了能量利用效率。
40.其中，u形输送带60采用移动履带式，控制煅烧固废料和移动履带热容与整个炉膛总热容的占比小于10％。
41.其中，所述蓄热带由li2co3、k2so3、na2so4、kcl、al、及石墨中的一种或几种制成，特别推荐使用石墨，石墨的导电性好，组分单一，不溶于水，和大部分盐类的反应产物易于除去，石墨的分解产物危害性小，多为二氧化碳，不需要处理，石墨的成本也非常低廉，有利于大规模普及。
42.其中，所述换热室30和热解室40之间还设有换热风机70，用于抽取热解室40内的高温热风(含分解的气体)通过换热室30回收热能，并使均匀渐变温度场更加平滑渐变。
43.其中，抽取热解室40内的高温热风还可以引出在热解炉10外通过流化干燥加热床等换热系统对常温固废料进行初始加热，将固废料提高到60
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80度，进一步提高热能效率。
44.其中，如图2所示，本发明还公开了一种固废热解工艺方法，基于上述的节能型固废热解装置，包括以下步骤：
45.s1，将固废料从进料口投入换热室；
46.s2，固废料经过蓄热带进行水分蒸发和固废料中的挥发物挥发；
47.s3，剩余的固废料进入热解室进行热解，直至热解完成；
48.s4，将热解后的固废料从出料口排出。
49.其中，s1步骤之前，还包括：将热解炉内通过隔热板分为换热室和热解。
50.其中，所述蓄热带上设有若干蓄热元件，以形成温度场，所述温度场的温度由热解室往换热室方向递减；所述温度场分隔为若干个单元格，每个单元格为一个温度区间，温度区间可以为100
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200度、200
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400度、及400
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600度，使进热解炉的固废料在每个单元格有充分的停留时间，提高了热解效率，且每个单元格也可根据实际需求设置电炉丝，有利于温度单元格的形成及稳定。
51.本发明的特点在于对热解炉内产生的热量做到了最大限度的循环利用，通过对固废料的热解可产生800
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1000度的高温，并在热解室内形成高温热风，高温热风在换热风机的控制下逆向与蓄热带接触传热，使蓄热带形成自热解室到换热室逐级降温的温度梯度，此温度梯度范围为200
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600度，输送带以蓄热带和迷宫式密封蓄热带为热源，进行加热去水分和低温挥分物的加热热交换过程，而经过热解室热解的固废料，又可以在后端降温蓄热带的作用下，逐步降低温度，完成出炉固废料的均匀连续冷却热交换过程。
52.本发明利用移动式换热，通过蓄热带将热解室产生的热量均匀的散布于热解炉内，产生均匀的温度梯度场，固废料通过输送带进入温度梯度场，不同燃烧点的固废料在温度梯度场内发生相应的反应，提高了能量利用效率，降低了能耗。
53.上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。