一种采用燃气辐射管式加热的多层碳化分解炉的制作方法

本发明属于工业废盐残渣碳化分解技术领域，特别是涉及一种采用燃气辐射管式加热的多层碳化分解炉。

背景技术：

目前，在精细化工、化学农药化工等领域中，产品生产过程中普遍会产生大量的工业废盐残渣，这些工业废盐残渣中通常含有少量的具有毒性的有机化学杂质，导致这些工业废盐残渣无法直接利用。

为此，对工业废盐残渣的无害化、资源化处理，已经成为行业内的当务之急。现阶段，工业废盐残渣的处理方法主要有三种，包括洗盐法、制碱法和高温处理法，而高温处理法又是较为常见的一种处理方法。

但是，传统的高温处理法，在处理工业废盐残渣时，存在物料结块、结炭、物料表面软化粘结设备等诸多弊端，导致处理设备无法正常运行。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种采用燃气辐射管式加热的多层碳化分解炉，可有效防止物料结块、结炭、物料表面软化现象的产生，可有效分离固体盐渣和有机杂质，并实现工业废盐残渣的无害化处理和资源化利用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种采用燃气辐射管式加热的多层碳化分解炉，包括炉体、燃气辐射管组、耙料机构、送料机及出料机；所述炉体采用圆柱筒形结构，在炉体内部沿高度方向分布有若干碳化分解腔体，每个碳化分解腔体的顶部均安装有燃气辐射管组；在所述炉体的顶端分别安装有送料管和排气管，所述送料管的顶端管口与送料机的出料口相连通，送料管的底端管口与最顶层的碳化分解腔体相连通；所述排气管的顶端管口接入物料分解气体高温处理系统，排气管的底端管口与最顶层的碳化分解腔体相连通；相邻碳化分解腔体之间通过中心送料管或边缘送料管相连通(送料管兼有排气功用)，最顶层的碳化分解腔体与上数第二层的碳化分解腔体之间通过中心落料管相连通，中心落料管位于碳化分解腔体的中心；上数第二层的碳化分解腔体与上数第三层的碳化分解腔体之间通过边缘落料管相连通，边缘落料管位于碳化分解腔体的边缘侧；依次类推，若干中心落料管与若干边缘落料管在高度方向上交替分布；在所述炉体的底端安装有出料管，出料管的顶端管口与最底层的碳化分解腔体相连通，出料管的底端管口与出料机的进料口相连通；所述耙料机构包括变频驱动电机、耙料主轴、耙臂及耙齿；所述耙料主轴贯穿整个炉体中心，耙料主轴顶端与变频驱动电机的电机轴相连，在耙料主轴上沿高度方向水平安装耙臂，在每个碳化分解腔体内均分布安装有数组耙臂，每根耙臂上均竖直安装有若干耙齿，耙齿用于翻动和移动物料。

所述送料机及出料机均采用螺旋输送机，并通过变频调速方式对物料进行定量送料和定量出料。

所述燃气辐射管的规格、数量、功率参数，由炉体内的工艺温度、温度分布、热量平衡因素进行确定。

所述耙料机构的主轴转速、每一层碳化分解腔体中耙臂组数以及耙齿数量、形状参数，由碳化分解处理工艺要求和实验测得进行确定。

所述炉体内径以及碳化分解腔体层数，由物料性质和处理量进行确定。

所述燃气辐射管组的燃烧烟气接入废热回收系统，系统利用烟气余热对燃气辐射管组的助燃空气进行预热。

本发明的有益效果：

本发明提供一种采用燃气辐射管式加热的多层碳化分解炉，可有效防止物料结块、结炭、物料表面软化现象的产生，可有效分离固体盐渣和有机杂质，并实现工业废盐残渣的无害化处理和资源化利用。

由于本发明采用了燃气辐射管作为加热热源，使炉体内无燃烧气体参与，可形成无氧绝热的加热状态，物料中的有机质可充分分解或碳化成固定炭，完全适用于有机工业废盐残渣的无氧碳化分解热处理；同时，炉体内产生的气体均为物料有机质分解后产生的挥发性气体，物料分解气体排出炉体后更易于高温焚烧和无害化处理。

由于本发明采用了耙料机构，物料可在耙齿的搅动作用下均匀翻转和移动，使炉内辐射热可以均匀的作用在物料上，物料受热更加均匀且热交换更加充分，保证炉内碳化分解腔体无死角和无积料，避免物料过烧现象，从而避免了物料结块、结炭、物料表面软化现象的产生。

附图说明

图1为本发明的一种采用燃气辐射管式加热的多层碳化分解炉的结构示意图；

图中，1—送料机，2—变频驱动电机，3—炉体，4—燃气辐射管组，5—碳化分解腔体，6—耙料主轴，7—耙臂，8—耙齿，9—出料机，a—排气管，b—送料管，c—中心落料管，d—边缘落料管，e—出料管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，一种采用燃气辐射管组式加热的多层碳化分解炉，包括炉体3、燃气辐射管组4、耙料机构(2、6、7、8)、送料机1及出料机9；所述炉体3采用圆柱筒形结构，在炉体3内部沿高度方向分布有若干碳化分解腔体5，每个碳化分解腔体5的顶部均安装有燃气辐射管组4；在所述炉体3的顶端分别安装有送料管b和排气管a，所述送料管b的顶端管口与送料机1的出料口相连通，送料管b的底端管口与最顶层的碳化分解腔体5相连通；所述排气管a的顶端管口接入物料分解气体高温处理系统，排气管a的底端管口与最顶层的碳化分解腔体5相连通；所述最顶层的碳化分解腔体5与上数第二层的碳化分解腔体5之间通过中心落料管c相连通；上数第二层的碳化分解腔体5与上数第三层的碳化分解腔体5之间通过边缘落料管d相连通；依次类推，若干中心落料管c与若干边缘落料管d在高度方向上交替分布；在所述炉体3的底端安装有出料管e，出料管e的顶端管口与最底层的碳化分解腔体5相连通，出料管e的底端管口与出料机9的进料口相连通；所述耙料主轴6贯穿整个炉体3，并在每个碳化分解腔体5内水平安装数组耙臂7，每组耙臂7上均竖直安装有若干耙齿8。

所述送料机1及出料机9均采用螺旋输送机，并通过变频调速方式对物料进行定量送料和定量出料。

所述燃气辐射管组4的规格、数量、功率参数，由炉体3内的工艺温度、温度分布、热量平衡因素进行确定。

所述耙料机构的耙料主轴6转速、每一层碳化分解腔体5中耙臂7组数以及耙齿8数量、形状等参数，由碳化分解处理工艺要求和实验测得进行确定。

所述炉体3内径以及碳化分解腔体5层数，由物料性质和处理量进行确定。

所述燃气辐射管组4的燃烧烟气接入废热回收系统，系统利用烟气余热对燃气辐射管组4的助燃空气进行预热，用以提高碳化分解炉的热效率。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

工业废盐残渣物料在正式进行碳化分解处理前，需要先去除物料中的自由水分，然后再由送料机1将物料送入炉体3中。

在物料送入炉体3之前，应启动燃气辐射管组4加热炉体3至预设温度，同时按照预设的转速启动炉内耙料机构。

当物料进入炉体3后，首先进入最顶层的碳化分解腔体5，物料在最顶层的碳化分解腔体5内由耙齿8进行搅动，同时受到燃气辐射管组4输出的辐射热，并通过辐射热为物料的碳化分解提供热量和温度，在辐射热作用下，物料将逐步受热分解，在耙齿8搅动下，物料均匀翻转并移动，随着耙齿8的不断搅动，完成初次碳化分解的物料将逐渐进入中心落料管c，并通过中心落料管c进入下层的碳化分解腔体5中，物料将在该层的碳化分解腔体5进一步完成碳化分解，在该层内的耙齿8搅动作用下，物料将逐渐移动进入边缘落料管d，通过边缘落料管d进入再下一层的碳化分解腔体5，依次类推，直到物料经过逐层的碳化分解处理并最终落入最底层的碳化分解腔体5。

随着物料在最底层的碳化分解腔体5完成碳化分解后，在该层的耙齿8搅动作用下，物料将通过出料管e进入出料机9中，并最终由出料机9排出。

物料在进行逐层的碳化分解处理时，所产生的分解气体将逐层的通过中心落料管c或边缘落料管d上升到最顶层的碳化分解腔体5中，最终通过排气管a进入物料分解气体高温处理系统中，直到完成无害化处理后进行排空。

本发明以四层碳化分解炉为例，炉体3内径为2200mm，每层碳化分解腔体5中设置两组燃气辐射管组4，燃气辐射管组4采用u型结构，燃气辐射管组4的材料为cr28ni48w5，燃气辐射管组4的功率为158.4mj/m².h。

当物料为2-二甲基苯副产废盐时，物料中的有机杂质为酚、醚，有机杂质的含量约为3％，按照200公斤/时进行给料，燃气辐射管组4的加热温度控制在420～540℃，处理时间为5～10小时，处理后的产品为氯化钠，产品中的酚、醚含量仅为7.6ppm。

当物料为硫酸钠废盐渣(生产农药时的副产物)时，物料中的有机杂质cod的含量为16740ppm，按照200公斤/时进行给料，燃气辐射管组4的加热温度控制在400～550℃，处理时间为20～35分钟，处理后的产品为硫酸钠，产品中的cod含量为100ppm。

当物料为药厂氯化钠盐渣时，物料中的杂质为高沸有机物(含c、h、o及s、n等)，按照200公斤/时进行给料，燃气辐射管组4的加热温度控制在550～650℃，处理时间为35～40分钟，处理后的产品为碳化盐(nacl)，碳化盐的白度为95％，碳化盐中的氯化钠含量≥97％，碳化盐中的水不溶物量≤0.1g/100g，产品指标符合工业盐原料标准。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。