高温炉膛碳化炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高温炉膛碳化炉，包括炉体外壳，炉膛内设有碳化室，炉体外壳上还连接有送料装置，送料装置通过进料管与碳化管连接，碳化管外侧环设有燃烧管，燃烧管与碳化管之间的空腔分隔成燃烧室和裂解气分配室，裂解气分配板上设有裂解气进入孔，碳化管上设有接入裂解气分配室的裂解气接入管；燃烧管外侧环设有空气管，燃烧管上设有用于助燃空气进入的进气孔。本实用新型使用碳化过程中产生的裂解气对碳化管进行持续加热，不仅充分利用了碳化过程产生的副产物，避免了碳化过程产生的能源气体浪费，还实现了对污泥碳化的无害化处理，避免了污泥对环境的污染，减少了碳化炉的能源消耗，节省了能源。
【专利说明】高温炉膛碳化炉
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及碳化设备【技术领域】，尤其涉及一种高温炉膛碳化炉。
【背景技术】
[0002]现有技术中，污泥处理是为了减轻污泥对环境造成污染所采用的必要手段，传统的污泥处置方法主要有填埋、堆肥及焚烧，这些处置方式都存在一些缺点，如侵占土地严重、导致潜在的土壤和地下水污染、不能从根本上消除重金属污染且病原体和有机物难降解等。
[0003]碳化技术是最彻底的污泥处理方法,它能使有机物全部碳化，杀死病原体，可最大限度地减少污泥体积。现有技术中，用于污泥碳化的设备是碳化炉，虽然碳化炉可以解决传统污泥处理的缺点，但是碳化炉还具有投资大、能耗高以及碳化副产物利用率低下等特点。
[0004]针对这些缺点，近年来也出现过一些利用碳化过程中的副产物作为碳化能源的技术，但是效果不是很好，如:某些碳化炉的碳化室置于燃烧室内，直接在碳化室上开孔引出污泥碳化过程中产生的有机物裂解气体燃烧，造成一部分污泥也参与燃烧且有机物裂解气体不能充分燃烧利用；也有单独设立燃烧室的碳化炉，但是此类碳化炉的气体燃烧产生的热能没有被充分利用，直接释放至空气中，造成能源浪费。
【发明内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种高温炉膛碳化炉，该高温炉膛碳化炉能耗低且碳化副产物可充分利用。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:高温炉膛碳化炉，包括炉体外壳，所述炉体外壳所包围的空间为炉膛，所述炉体外壳上设有排烟口，所述炉膛内设有由碳化管围成的碳化室，所述碳化管的一端伸出所述炉体外壳并设有碳粒出口，所述炉体外壳上还连接有送料装置，所述送料装置通过进料管与所述碳化管连接，所述碳化管外侧环设有燃烧管，所述燃烧管的一端封闭另一端开口，所述燃烧管与碳化管之间的空腔中靠近所述燃烧管的封闭端设置有裂解气分配板，所述裂解气分配板将所述空腔分隔成燃烧室和裂解气分配室，所述裂解气分配板上设有裂解气进入孔，所述碳化管上连接有接入所述裂解气分配室内的裂解气接入管；所述燃烧管外侧环设有两端封闭的空气管，所述空气管通过助燃空气输入管与助燃风机连接，所述燃烧管上设有用于助燃空气进入的进气孔。
[0007]作为一种改进，所述排烟口与所述送料装置之间连接有用于输送烟气余热以对物料进行预热的烟道。
[0008]作为进一步的改进，所述送料装置为螺旋送料装置，所述螺旋送料装置内部设有由动力装置驱动的转轴，以及安装在所述转轴上的螺旋叶片，所述转轴内部设有中空的转轴腔，所述螺旋叶片内部设有与所述转轴腔相连通的叶片腔；所述烟道与所述转轴腔和叶片腔连通。
[0009]作为另一种改进，所述裂解气分配板上的裂解气进入孔的孔径由所述碳化管至所述燃烧管逐渐增大。
[0010]作为另一种改进，所述燃烧管上的进气孔包括靠近所述裂解气分配室分布的一次空气进入孔，以及依次向所述燃烧管另一端分段分布的二次空气进入孔、三次空气进入孔及多次空气进入孔。
[0011]作为另一种改进，所述送料装置的进料口以及所述碳粒出口处分别安装有旋转密封阀。
[0012]作为另一种改进，所述炉体外壳内壁上设有保温材料。
[0013]由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0014]本实用新型由于设置了碳化管，碳化管所包围的空间为碳化室，在碳化管外侧设置了燃烧管，使碳化管与燃烧管之间的空间形成了燃烧室，污泥碳化时，将碳化裂解气引出碳化室，使其在燃烧室中与空气混合并充分燃烧，加热过程不直接在碳化室中进行，而是在燃烧室中完成的，避免了碳化室中的污泥参与燃烧，造成碳化过程不充分并产生有害气体。
[0015]由于燃烧管与碳化管之间的空腔被裂解气分配板分隔成燃烧室和裂解气分配室，由碳化室引出的裂解气充满裂解气分配室，并通过裂解气分配板进入燃烧室后与空气混合，裂解气持续充入燃烧室内，使之与助燃空气混合并充分燃烧，避免了大量裂解气涌入燃烧室，使裂解气无法充分燃烧，或空气过量使裂解气浓度降低，在燃烧过程产生二噁英以及氮氧化物等有害物质。
[0016]由于送料装置与排烟口之间设置了烟道，裂解气燃烧产生的烟气通过烟道进入送料装置中，烟气中所携带的余热对其中的物料进行预热，不仅缩短了污泥的碳化时间，还合理利用了碳化过程中产生的热能，有利于节省能源。
[0017]综上所述，本实用新型使用碳化过程中产生的裂解气对碳化管进行持续加热，不仅充分利用了碳化过程产生的副产物，避免了碳化过程产生的能源气体浪费，还实现了对污泥碳化的无害化处理，避免了污泥对环境的污染，减少了碳化炉的能源消耗，节省了能源。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0019]图1是本实用新型实施例的结构示意图；
[0020]图2是图1中A-A处的剖视图；
[0021]图3是图1中送料装置的结构示意图；
[0022]图4是图3中I处的放大图；
[0023]图中:1_炉体外壳；11-排烟口 ； 12-烟道；2-碳化管；21-碳化室；22-碳粒出口 ；221-旋转密封阀；23_裂解气接入管；3_螺旋送料装置；31_转轴；311_转轴腔；32_螺旋叶片；321_叶片腔；33_进料口 ；331_旋转密封阀；34_进料管；4_燃烧管；41_燃烧室；42_裂解气分配室；43_裂解气分配板；431_裂解气进入孔；44_ 一次空气进入孔；45_ 二次空气进入孔；46_三次空气进入孔；5_空气管；51_助燃空气输入管；6_助燃风机。
【具体实施方式】
[0024]如图1和图2所示，高温炉膛碳化炉，包括炉体外壳I,炉体外壳I所包围的空间为炉膛，炉体外壳I上设有排烟口 11，炉体外壳I的内壁上设有硅酸盐保温材料，以避免碳化炉内的热量流失。
[0025]炉膛内设有由碳化管2围成的碳化室21，碳化管2的一端伸出炉体外壳I并设有碳粒出口 22，炉体外壳I上还连接有送料装置。
[0026]优选的，送料装置是螺旋送料装置3，如图3和图4共同所示，螺旋送料装置3内部设有由动力装置驱动的转轴31，以及安装在转轴31上的螺旋叶片32，转轴31内部设有中空的转轴腔311，螺旋叶片32内部设有与转轴腔311相连通的叶片腔321 ;排烟口 11与螺旋送料装置3之间连接有用于输送烟气余热以对物料进行预热的烟道12，烟道12与转轴腔311和叶片腔321连通，碳化炉燃烧后的烟气一部分通过与排烟口 11连接的烟道12进入螺旋送料装置3，一部分直接释放至空气中。进入螺旋送料装置3的烟气进入转轴腔311和叶片腔321中，利用烟气余温对物料进行预热，螺旋叶片32和转轴31中空的结构，便于烟气通入，使物料均匀加温预热，减少了能源消耗和物料在碳化炉中的停留时间，缩短了碳化时间，提高了工作效率。
[0027]螺旋送料装置3通过进料管34与碳化管2连接，碳化管2外侧环设有燃烧管4，燃烧管4 一端开口一端封闭，燃烧管4外侧环设有两端封闭的空气管5，空气管5通过助燃空气输入管51与助燃风机6连接，燃烧管4上设有用于助燃空气进入的进气孔。
[0028]燃烧管4与碳化管2之间的空腔中靠近燃烧管4封闭端设置有裂解气分配板43，裂解气分配板43将所述空腔分隔成燃烧室41和裂解气分配室42，裂解气分配板上43设有裂解气进入孔431。
[0029]碳化管2上连接有接入裂解气分配室42内的裂解气接入管23，用于将碳化室21中产生的裂解气通入裂解气分配室42中，裂解气分配室42中的裂解气通过裂解气分配板43通入燃烧室41与助燃空气混合燃烧，使裂解气合理高效的利用起来，也节省了能源。本实施例中，裂解气接入管23设置在碳化管2伸出炉体外壳I的一端，将碳化管2中的裂解气引出并由炉体外部接入裂解气分配室42内，避免了在碳化管2上直接开孔引入裂解气，使裂解气燃烧时与物料隔绝，避免了物料参与燃烧。
[0030]裂解气分配板43上的裂解气进入孔431的孔径由碳化管2至燃烧管4逐渐增大，裂解气分配室42中的气体通过裂解气进入孔431均匀的喷入燃烧室41内，使燃烧室41内各处裂解气的浓度一致，裂解气燃烧充分。
[0031]本实施例中，燃烧管4上的进气孔包括靠近裂解气分配室42分布的一次空气进入孔44，以及依次向燃烧管4另一端分段分布的二次空气进入孔45和三次空气进入孔46，裂解气由裂解气分配室42进入燃烧室41时，首先经过一次空气进入孔44，然后依次经过二次空气进入孔45和三次空气进入孔46，空气分段从一次空气进入孔44、二次空气进入孔45和三次空气进入孔46进入，从多个位置，多个方向进入燃烧室41内，对裂解气进行冲击，使二者混合均匀燃烧充分，既提高了碳化室的温度。也减少了空气的用量，降低了空气过量的系数，使燃烧室内含氧量降低，避免了成二噁英及氮氧化物等物质。
[0032]本实用新型中，燃烧管上并不局限于设置3段空气进入孔，根据碳化炉的实际情况，可以设置多段空气进入孔。
[0033]送料装置3的进料口 33以及碳粒出口 22处分别安装有旋转密封阀331和旋转密封阀221，保证了碳化过程中，物料与氧气的隔离，避免物料与氧气接触产生二噁英或氮氧化物，本实施例中，物料主要指污泥。
[0034]本实用新型由于设置了碳化管，碳化管所包围的空间为碳化室，在碳化管外侧设置了燃烧管，使碳化管与燃烧管之间的空间形成了燃烧室，污泥碳化时，将碳化裂解气引出碳化室，使其在燃烧室中与空气混合并充分燃烧，加热过程不直接在碳化室中进行，而是在燃烧室中完成的，避免了碳化室中的污泥参与燃烧，造成碳化过程不充分并产生有害气体。
[0035]由于燃烧管与碳化管之间的空腔被裂解气分配板分隔成燃烧室和裂解气分配室，由碳化室引出的裂解气充满裂解气分配室，并通过裂解气分配板进入燃烧室后与空气混合，裂解气持续充入燃烧室内，使之与助燃空气混合并充分燃烧，避免了大量裂解气涌入燃烧室，使裂解气无法充分燃烧，或空气过量使裂解气浓度降低，在燃烧过程产生二噁英以及氮氧化物等有害物质。
[0036]由于送料装置与排烟口之间设置了烟道，裂解气燃烧产生的烟气通过烟道进入送料装置中，烟气中所携带的余热对其中的物料进行预热，不仅缩短了污泥的碳化时间，还合理利用了碳化过程中产生的热能，有利于节省能源。
[0037]综上所述，本实用新型使用碳化过程中产生的裂解气对碳化管进行持续加热，不仅充分利用了碳化过程产生的副产物，避免了碳化过程产生的能源气体浪费，还实现了对污泥碳化的无害化处理，避免了污泥对环境的污染，减少了碳化炉的能源消耗，节省了能源。
[0038]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.高温炉膛碳化炉，包括炉体外壳，所述炉体外壳所包围的空间为炉膛，所述炉体外壳上设有排烟口，所述炉膛内设有由碳化管围成的碳化室，所述碳化管的一端伸出所述炉体外壳并设有碳粒出口，所述炉体外壳上还连接有送料装置，所述送料装置通过进料管与所述碳化管连接，其特征在于:所述碳化管外侧环设有燃烧管，所述燃烧管的一端封闭另一端开口，所述燃烧管与碳化管之间的空腔中靠近所述燃烧管的封闭端设置有裂解气分配板，所述裂解气分配板将所述空腔分隔成燃烧室和裂解气分配室，所述裂解气分配板上设有裂解气进入孔，所述碳化管上连接有接入所述裂解气分配室内的裂解气接入管；所述燃烧管外侧环设有两端封闭的空气管，所述空气管通过助燃空气输入管与助燃风机连接，所述燃烧管上设有用于助燃空气进入的进气孔。
2.如权利要求1所述的高温炉膛碳化炉，其特征在于:所述排烟口与所述送料装置之间连接有用于输送烟气余热以对物料进行预热的烟道。
3.如权利要求2所述的高温炉膛碳化炉，其特征在于:所述送料装置为螺旋送料装置，所述螺旋送料装置内部设有由动力装置驱动的转轴，以及安装在所述转轴上的螺旋叶片，所述转轴内部设有中空的转轴腔，所述螺旋叶片内部设有与所述转轴腔相连通的叶片腔；所述烟道与所述转轴腔和叶片腔连通。
4.如权利要求1-3任一项所述的高温炉膛碳化炉，其特征在于:所述裂解气分配板上的裂解气进入孔的孔径由所述碳化管至所述燃烧管逐渐增大。
5.如权利要求1-3任一项所述的高温炉膛碳化炉，其特征在于:所述燃烧管上的进气孔包括靠近所述裂解气分配室分布的一次空气进入孔，以及依次向所述燃烧管另一端分段分布的二次空气进入孔、三次空气进入孔及多次空气进入孔。
6.如权利要求1-3任一项所述的高温炉膛碳化炉，其特征在于:所述送料装置的进料口以及所述碳粒出口处分别安装有旋转密封阀。
7.如权利要求1-3任一项所述的高温炉膛碳化炉，其特征在于:所述炉体外壳内壁上设有保温材料。
【文档编号】C02F11/00GK203474605SQ201320539700
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年8月31日 优先权日:2013年8月31日
【发明者】赵洪明 申请人:山东宏力空调设备有限公司