外热回转设备及有机物料转化工艺的制作方法

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外热回转设备及有机物料转化工艺的制作方法与工艺

本发明涉及化工设备技术领域,特别涉及一种外热回转设备。还涉及一种有机物料转化工艺。



背景技术:

有机物料,如有机物或有机垃圾的转化通常在回转炉中完成,现有的一种用于干馏的回转炉由滚筒、炉头、炉尾和电机热装置组成。其中,炉头和炉尾固定不动地环绕滚筒的两端转动密封,与滚筒的两端做动静密封,滚筒通过外部驱动装置进行连续地旋转,电加热器设置在滚筒上,通过电刷与外部供电设备连接。

由于干馏过程需要较大功率的电加热器,对电加热器的供电可靠性要求高。而现有的回转炉的电加热器通过滚筒外壁上的环形电刷与供电设备连接,存在电刷线损,为了减小电刷电流,还需要设置变压器进行高压供电,供电设备非常复杂,可靠性较低,损耗大。此外,由于炉头和炉尾环绕滚筒两端密封连接,滚筒两端与炉头和炉尾的密封面较大,因此,滚筒与炉头和炉尾的密封困难,漏风率高,特别是较高温度工作状况的回转炉,由于炉体的热胀冷缩及高温动密封材料的限制,密封效果很差,对生产工艺影响大。另外,由于滚筒不断的连续旋转,滚筒的外筒壁上无法安装其它管道和传感器,导致无法对滚筒内轴向各位置的物料进行精确有效的工艺控制。

综上所述,如何解决现有回转炉结构复杂,可靠性低的问题,成为了本领域技术人员亟待解决的问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种外热回转设备,以简化设备的加热结构,提高加热可靠性。

本发明的另一个目的在于提供一种有机物料转化工艺,改善了热处理效果。

为达到上述目的,本发明提供以下技术方案:

一种外热回转设备,包括摆动式回转炉,所述摆动式回转炉包括:

滚筒,所述滚筒的进料端高于所述滚筒的出料端,所述滚筒内由所述进料端至所述出料端依次设置有干燥段和干馏段,所述滚筒的气相区筒壁上设置有气体出口;

驱动装置,设置于所述滚筒的外部,用于驱动所述滚筒绕所述摆动式回转炉的转动轴线往复摆动;

支撑装置,设置于所述滚筒的外部,用于转动支撑所述滚筒绕所述摆动式回转炉的转动轴线往复摆动;

摆动控制装置,与所述驱动装置通过导线连接,用于控制所述驱动装置动作,控制所述滚筒的往复摆动的弧度和频率;以及

电加热器和/或加热夹套,所述电加热器设置于所述滚筒的外筒壁上,所述电加热器通过导线与所述摆动式回转炉的检测控制装置连接,所述加热夹套设置于所述滚筒的筒壁外,所述加热夹套的外壁上设置有热介质进口和热介质出口,所述热介质进口和所述热介质出口用于通过活动导管组件与外部设备连接。

优选的,在上述的外热回转设备中,所述滚筒内还设置有活化段,所述活化段位于所述干馏段与所述出料端之间,所述活化段的固相区设置有用于通入水蒸汽的蒸汽导入组件。

优选的,在上述的外热回转设备中,还包括:

组合式净化冷凝器,通过活动导管组件与所述气体出口连接;

燃气风机,与所述组合式净化冷凝器的气体出口连接。

优选的,在上述的外热回转设备中,还包括:

燃烧设备,所述燃烧设备的烟气出口通过所述活动导管组件与所述热介质进口连接,所述燃烧设备通过导线与所述摆动式回转炉的检测控制装置连接;

引风机,所述引风机通过活动导管组件与所述热介质出口连接。

优选的,在上述的外热回转设备中,所述燃气风机的出口与所述燃烧设 备的进口连接。

优选的,在上述的外热回转设备中,还包括烟气净化机,所述烟气净化机与所述引风机的出口连接。

优选的,在上述的外热回转设备中,所述干燥段的气相区筒壁上设置有蒸汽导出口,所述蒸汽导出口通过活动导管组件与第一蒸汽引风机连通。

优选的,在上述的外热回转设备中,所述蒸汽导出口与所述第一蒸汽引风机之间还连通设置有蒸汽冷凝器,所述蒸汽冷凝器通过所述活动导管组件与所述蒸汽导出口连接。

优选的,在上述的外热回转设备中,还包括:

设置于所述蒸汽导出口或连接所述蒸汽导出口的蒸汽管道上的温度传感器,用于检测经过所述蒸汽导出口的气体的温度;

设置于所述蒸汽管道上或所述第一蒸汽引风机的进口处的调节阀,用于调节从所述蒸汽导出口经过的气体流量。

优选的,在上述的外热回转设备中,所述第一蒸汽引风机为变频引风机,用于调节从所述蒸汽导出口经过的气体流量;还包括设置于所述蒸汽导出口或连接所述蒸汽导出口的蒸汽管道上的温度传感器,用于检测经过所述蒸汽导出口的气体的温度。

优选的,在上述的外热回转设备中,所述蒸汽冷凝器冷凝后得到的不凝气通入所述燃烧设备中。

优选的,在上述的外热回转设备中,所述滚筒内还设置有冷却段,所述冷却段位于所述活化段与所述出料端之间,所述冷却段的筒壁外设置有冷却夹套,所述冷却夹套的外壁上设置有冷却介质进口和冷却介质出口。

优选的,在上述的外热回转设备中,所述冷却介质出口与所述蒸汽导入组件连通。

优选的,在上述的外热回转设备中,还包括固定于所述滚筒或所述支撑装置上的第二蒸汽引风机,所述第二蒸汽引风机与所述蒸汽导出口连通,且所述第二蒸汽引风机的出口与所述冷却介质进口连接。

优选的,在上述的外热回转设备中,还包括固定于所述滚筒或所述支撑装置上的空气引风机,所述空气引风机的出口与所述冷却介质进口连接。

优选的,在上述的外热回转设备中,所述蒸汽导入组件包括:

设置于所述活化段的筒壁上的蒸汽入口,用于向所述活化段内通入蒸汽;

设置于所述活化段的固相区内的蒸汽分布管,所述蒸汽分布管与所述蒸汽入口连通,所述蒸汽分布管的管壁上沿其轴线且朝向滚筒内壁的方向开设有多个蒸汽出气孔;

设置于所述蒸汽分布管上且位于所述蒸汽出气孔两侧的挡板,所述挡板的长度方向与所述滚筒的径向断面垂直,用于防止物料进入所述蒸汽出气孔。

优选的,在上述的外热回转设备中,还包括:设置于所述滚筒上的温度传感器,所述温度传感器与所述检测控制装置通过导线连接。

优选的,在上述的外热回转设备中,还包括设置于所述蒸汽入口上的阀门,所述阀门为手动阀门和/或自动阀门,所述自动阀门与所述检测控制装置通过导线连接。

优选的,在上述的外热回转设备中,所述蒸汽入口和所述蒸汽分布管的数量为多个,且每个所述蒸汽入口对应连接一个所述蒸汽分布管,每个所述蒸汽入口上均设置有一个所述阀门,每个所述蒸汽分布管的轴线与所述滚筒的轴线平行,且多个所述蒸汽分布管沿所述活化段的固相区的内壁面呈弧形依次排布,通过位置传感器检测所述摆动式回转炉的摆动角度,当所述摆动式回转炉摆动到某个所述蒸汽分布管被所述固相区内的固体物料覆盖的摆动角度时,所述检测控制装置打开对应该摆动角度的蒸汽分布管的阀门,通入水蒸汽,并控制其余未被炭化料覆盖的所述蒸汽分布所对应的阀门关闭。

优选的,在上述的外热回转设备中,所述电加热器为电热丝加热器、电磁加热器、微波加热器或等离子加热器中的一种或多种组合。

优选的,在上述的外热回转设备中,所述滚筒的两端为封闭的端面,所述滚筒的进料装置与所述滚筒的进料端的进料口转动密封连通,所述进料口的横截面积小于所述进料端的横截面积,所述进料口的轴线与所述摆动式回转炉的转动轴线重合;

所述滚筒的出料装置连通设置于所述滚筒的出料端,与所述出料装置相互转动密封配合的位置为滚筒物料出口,所述滚筒物料出口的横截面积小于所述出料端的横截面积,所述滚筒物料出口的轴线与所述摆动式回转炉的转动轴线重合。

优选的,在上述的外热回转设备中,还包括与所述摆动式回转炉的出料 装置的出料口连接的冷却器。

优选的,在上述的外热回转设备中,还包括设置于所述滚筒内的若干隔板,所述隔板在靠近所述滚筒的固相区的位置设置有开口。

优选的,在上述的外热回转设备中,还包括设置于所述滚筒(2)内的若干活动链条。

优选的,在上述的外热回转设备中,所述滚筒内靠近所述出料端的固相区内设置有翻料板。

本发明还提供了一种有机物料转化工艺,步骤包括:

S01、通过电加热方式和/或利用燃烧燃料得到高温烟气进行夹套间壁加热的方式对有机物料进行干燥和干馏炭化,干燥后有机物料升温至100~150℃,干馏炭化后,有机物料在500~700℃范围内发生热解反应,得到热解气和炭。

优选的,在上述的有机物料转化工艺中,在所述步骤S01中的干馏之后,还包括步骤:

S02、将得到的热解气与炭进行气固分离并对炭进行间壁冷却,得到炭产品;

或者通过电加热方式和/或利用燃烧燃料得到高温烟气进行夹套间壁加热的方式和/或利用固体物料与含氧气体发生氧化反应放热的方式对有炭进行加热,炭在800~1000℃下与过热水蒸汽接触活化生成活性炭或活性焦,并进行气固分离。

优选的,在上述的有机物料转化工艺中,还包括步骤:

S03、将热解气进行降温冷凝,分离得到净化的燃气,燃烧该燃气得到高温烟气,所述高温烟气参与所述步骤S01或所述步骤S02中对物料进行夹套间壁加热。

优选的,在上述的有机物料转化工艺中,还包括步骤:

S04、将夹套间壁加热后的高温烟气进行净化处理后排放。

优选的,在上述的有机物料转化工艺中,还包括步骤:

S05、将所述步骤S02中得到的活性炭或活性焦进行夹套间壁冷却。

优选的,在上述的有机物料转化工艺中,所述步骤S01中的物料在完成干燥后且在干馏之前还包括步骤S06:将物料干燥时产生的水蒸汽从干燥工艺中预先抽离出来,减少进入后续工艺的水蒸汽量。

优选的,在上述的有机物料转化工艺中,所述步骤S06中的水蒸汽的预先抽离操作为:检测从干燥工艺抽离出来的气体的温度,根据气体的温度判断气体中是否包含干馏工艺中产生的干馏气体,通过控制抽离出来的气体的流量,减少随干燥工艺中的蒸汽一起抽离出来的干馏气体的量。

优选的,在上述的有机物料转化工艺中,所述步骤S06中检测从干燥工艺抽离出来的气体的温度设定在100~130℃。

优选的,在上述的有机物料转化工艺中,还包括步骤S07,使用所述步骤S06中预先抽离的水蒸汽对所述步骤S05中的活性炭或活性焦进行夹套间壁冷却,得到过热水蒸汽,该过热水蒸汽参与所述步骤S02中的炭活化反应。

优选的,在上述的有机物料转化工艺中,还包括步骤:

S08、对所述步骤S06中预先抽离的水蒸汽进行冷凝分离,得到的不凝气参与所述步骤S01和所述步骤S02中的燃烧,得到高温烟气,用于夹套间壁加热。

优选的,在上述的有机物料转化工艺中,还包括步骤:

S09,对完成所述步骤S05中的夹套间壁冷却的活性炭或活性焦进行第二次间壁冷却。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

本发明提供的外热回转设备中,采用绕转动轴线往复转动的摆动式回转炉,摆动式回转炉的滚筒的进料端高于出料端,则物料在滚筒内由进料端向出料端沿之字形路线往复移动,此过程中经过干馏段,在滚筒外筒壁上电加热器和/或加热夹套的热处理作用下,完成相应的干燥和干馏工艺,生成的热解气通过滚筒气相区的气体出口排出滚筒,干馏后的物料从出料端排出滚筒。可见,由于采用了摆动式回转炉,滚筒只在一定弧度范围内往复摆动,因此,可以在滚筒外壁上设置电加热器和/或加热夹套,电加热器通过导线与外部供电设备和控制装置连接,加热夹套通过自身可转折、弯曲的活动导管组件与外部设备连接,且不会使导线或活动导管组件缠绕在滚筒上,采用导线直接连接电加热器和供电设备,不会出现现有技术中电刷导电所存在的电刷线损、电流限制、供电不可靠的问题,保证了对滚筒内物料的热处理,不需要设置用于提高电压的变压器,简化了电加热结构,提高了电加热的可靠性。加热夹套实现了在滚筒外部对物料的间壁加热,结构简单,维护方便。

本发明提供的有机物料转化工艺中,利用了燃烧燃气产生高温烟气进行间壁加热的方式和/或电加热方式对物料进行干燥、干馏处理,改善了热处理效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种外热回转设备的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的第二种外热回转设备的结构示意图;

图3为本发明实施例提供的第三种外热回转设备的结构示意图;

图4为本发明实施例提供的第四种外热回转设备的结构示意图;

图5为本发明实施例提供的一种外热回转设备的同心摆动式回转炉的结构示意图;

图6为本发明实施例提供的一种摆动式回转炉的摆动过程示意图;

图7为本发明实施例提供的一种摆动回转炉的气体分布管的结构示意图;

图8为本发明实施例提供的一种摆动式回转炉的隔板的结构示意图;

图9为本发明实施例提供的一种摆动式回转炉的翻料板的横截面示意图;

图10为本发明实施例提供的一种同心摆动回转炉的驱动装置和支撑装置的结构示意图;

图11为本发明实施例提供的另一种同心摆动回转炉的驱动装置和支撑装置的结构示意图;

图12为本发明实施例提供的一种外热回转设备的筒外偏心摆动回转炉的结构示意图;

图13为本发明实施例提供的一种偏心摆动回转炉的驱动装置和支撑装置的结构示意图;

图14为本发明实施例提供的另一种偏心摆动回转炉的驱动装置和支撑装置的结构示意图;

图15为本发明实施例提供的第三种偏心摆动回转炉的驱动装置和支撑装 置的结构示意图;

图16为本发明实施例提供的第四种偏心摆动回转炉的驱动装置和支撑装置的结构示意图;

图17为本发明所述提供的一种外热回转设备的筒内偏心摆动回转炉的结构示意图;

图18为本发明实施例提供的一种筒外偏心摆动回转炉的进料装置的结构示意图;

图19为本发明实施例提供的一种筒外偏心摆动回转炉的出料装置的结构示意图;

图20为本发明实施例提供的另一种筒外偏心摆动回转炉的出料装置的结构示意图;

图21为本发明实施例提供的第三种筒外偏心摆动偏心回转炉的出料装置的结构示意图;

图22为本发明实施例提供的第四种筒外偏心摆动偏心回转炉的出料装置的结构示意图。

在图1-图22中,1为进料装置、101第一插板阀、102为第二插板阀、2为滚筒、3为托圈、4为齿圈、5为活动导管组件、501为分管、502为旋转接头、6为出料装置、601为外部固定出料管、602为下料管、7为翻料板、8为温度传感器、9为电控柜、10为动力部件、11为主动齿轮、12为托轮、13为活动链条、14为隔板、15为配重平衡块、16为支撑辊、17为支撑架、18为直通式旋转接头、19为加热夹套、191为热介质进口、192为热介质出口、20为电加热器、21为气体出口、22为冷却器、23为蒸汽导出口、24为组合式净化冷凝器、25为燃气风机、26为引风机、27为燃烧设备、28为烟气净化机、29为冷却夹套、291为冷却介质进口、292为冷却介质出口、30为蒸汽冷凝器、31为第一蒸汽引风机、32为空气引风机、33为蒸汽入口、34为蒸汽分布管、35为第二蒸汽引风机、36为挡板、A为摆动式回转炉的转动轴线、B为滚筒的轴线。

具体实施方式

本发明的核心是提供了一种外热回转设备,简化了设备结构和工艺,便 于维修,故障率低,提高了使用寿命。

本发明还提供了一种干馏工艺,改善了热处理效果。

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,本领域普通技术人员在没有做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。

请参考图1、图5、图12和图17,本发明实施例提供了一种外热回转设备,包括绕转动轴线往复转动的摆动式回转炉,摆动式回转炉分为中心摆动式回转炉和偏心摆动式回转炉,图5为同心摆动回转炉的结构示意图,即回转炉的转动轴线A与滚筒2的轴线B重合;图12中为筒外偏心摆动回转炉,即回转炉的转动轴线A不与滚筒2的轴线B重合,且回转炉的转动轴线A位于滚筒2的外部;图17为筒内偏心摆动回转炉的结构示意图,即回转炉的转动轴线A位于滚筒2内部,且回转炉的转动轴线A不与滚筒2的轴线B重合。这三种摆动式回转炉均包括滚筒2、驱动装置、支撑装置、摆动控制装置和检测控制装置。

其中,驱动装置设置于滚筒2的外部,用于驱动滚筒2绕摆动式回转炉的转动轴线往复摆动。

支撑装置设置于滚筒2的外部,用于转动支撑滚筒2绕摆动式回转炉的转动轴线A往复摆动。

摆动控制装置设置于滚筒2的外部,与驱动装置通过导线连接,用于控制驱动装置动作,通过控制驱动装置进而控制滚筒2往复摆动的弧度,本实施例中,滚筒2往复摆动的弧度优选为60°~360°,更优选为180°~270°。

滚筒2的两端分别是进料端和出料端,且进料端高于滚筒2的出料端,优选地,滚筒2的轴线与水平面之间的夹角为1°~15°。使物料在滚筒2中可以依靠自重由进料端向出料端自行慢慢滑动,更加方便出料,且滑行速度适中,以完成工艺为准。当产物为炭时,则滚筒2内由进料端至出料端依次设置有干燥段Ⅰ和干馏段Ⅱ,滚筒2的气相区筒壁上设置有气体出口21,用于导出滚筒2内反应产生的热解气;滚筒2的外筒壁上设置有电加热器20和/或加热夹套19,电加热器20通过导线与检测控制装置连接,加热夹套19设置于滚筒的筒壁外,加热夹套19的外壁上设置有热介质进口191和热介质出口192,热介质进口191和热介质出口192用于通过活动导管组件5与外部设备连接,以从外部向加热 夹套19中导入和导出热介质,热介质可以是高温流体,如高温水、高温烟气等。电加热器20和加热夹套19均用于对滚筒2的有机物料进行间接加热,以进行相应的反应。

上述外热回转设备在工作时,如图1和图5所示,通过进料装置1向滚筒2中输送有机物或有机垃圾物料(以下简称有机物料),通过控制装置控制驱动装置动作,驱动装置驱动滚筒2往复摆动,在滚筒2的倾斜角度作用下,以及滚筒2的往复摆动下,物料沿之字形轨迹逐渐向出料端移动,在干燥段Ⅰ内,优选采用加热夹套19进行加热,在干馏段Ⅱ内,可通过电加热器20和/或加热夹套19对物料进行加热,完成干燥和干馏处理。物料经干燥和干馏后产生的热解气从气体出口21排出滚筒2,得到的炭通过出料装置6排出滚筒2。

上述的外热回转设备采用了摆动式回转炉,其滚筒2只在一定弧度范围内往复摆动,因此,可以在滚筒2的外壁上直接设置电加热器20和/或加热夹套19,电加热器20直接通过导线与外部供电设备和控制装置连接,加热夹套19的热介质进口191和热介质出口192通过活动导管组件5与外部设备连接,导线和活动导管组件5在滚筒2摆动的过程中不会缠绕在滚筒2上,保证了正常工作。由于电加热器20不需要设置环形电刷,因此不会出现现有技术中存在的电刷线损,限制电流,供电不可靠,供电设备复杂等问题,本发明中的电加热结构简单,供电可靠性强,并且采用加热夹套19对滚筒2内物料进行间壁传热,与现有加热结构相比,简化了加热结构,提高了加热效率。

如图1所示,有机物料在干馏过程中热解生成热解气,热解过程十分复杂,结果是大分子炭水化合物的键被打碎,析出大量挥发份(主要包括H2、CO、CO2、CH4、焦油和其他炭氢化合物)进入热解气中,产生大量的焦油和燃气(对于含氯的有机物如垃圾等,有机物中的氯大部分在高温下以HCL和CL2的形式脱除进入热解气中)。为了提取热解气中有用的物质,本实施例中的外热回转设备在上一实施例的基础上,还包括组合式净化冷凝器24和燃气风机25,组合式净化冷凝器24通过活动导管组件5与气体出口21连接,燃气风机25与组合式净化冷凝器24的燃气出口连接。通过燃气风机25的抽吸作用,滚筒2内的热解气通过气体出口21进入组合式净化冷凝器24中,完成热解气的净化冷却,热解气中的焦油、水蒸汽被冷却成液态,热解气中的燃气得到净化,从组合式净化冷凝器24的燃气出口抽出,输送到其他需要燃气的地方。

进一步地,如图2所示,如果热介质为高温烟气,则外热回转设备还需要设置燃烧设备27和引风机26,燃烧设备27可以是燃烧炉或燃烧器,燃烧设备27的烟气出口通过活动导管组件5与加热夹套19的热介质进口191连接,并且燃烧设备27通过导线与控制装置连接;引风机26通过活动导管组件5与加热夹套19的热介质出口192连接。向燃烧设备27中通入燃气或燃油以及空气,燃气或燃油燃烧产生高温烟气,高温烟气从燃烧设备27的烟气出口排出,在引风机26的抽吸作用下,高温烟气进入加热夹套19内,从外部提供热源,实现了对滚筒2内物料的间壁加热。完成加热后,引风机26将烟气抽出加热夹套19。

作为优化,热介质进口191靠近出料端设置,热介质出口192靠近进料端设置,这样,热介质在加热夹套19内的流动方向与物料在滚筒2内的移动方向相反,增加了传热温差,提高了传热效率。当然,热介质进口191和热介质出口192还可以设置在其它位置。燃烧设备27与检测控制装置连接,可以通过检测控制装置控制燃烧设备27的燃气或燃油燃烧量,从而实现对物料反应温度的调节。

如图2所示,为了利用热解气中的燃气,在本实施例中,将燃气风机25的出口与燃烧设备27的进口连接。即将组合式净化冷凝器24中净化热解气后得到的燃气通入燃烧设备27中,参与燃气的燃烧,得到高温烟气,高温烟气通入加热夹套19中,对滚筒2内的物料进行间壁加热。从而将热解气中的燃气在干燥、干馏的过程中直接用于自身的热处理工艺,省去了热解气的输送、储存等设备,提高了热效率。

进一步地,为了对加热夹套19内的烟气进行处理,如图2所示,本实施例中的外热回转设备还包括与引风机26的出口连接的烟气净化机28,对烟气进行净化后排放,有利于环境保护。

如图3所示,对于含水率较高的有机物料,在干燥时产生较多的水蒸汽,水蒸汽进入热解气中,热解气冷凝净化时被冷凝分离下来,冷凝过程需要消耗大量冷量(冷却水量),同时产生较多数量的冷凝黑液需要处理;同时,由于热解气中含有大量水蒸汽,从炉中排出的热热解气不能直接燃烧利用(影响燃烧效果:水蒸汽一方面稀释了燃气浓度影响燃气燃烧,另一方面水蒸汽参与燃烧过程中吸热影响火焰温度);水蒸汽在干馏的过程中,从100℃左右被加热升高到500~700℃,消耗了大量的能源;如果先在干燥设备中干燥再 在外热回转设备中干馏,则增加了设备数量和工艺过程的复杂性。

为了解决上述的问题,本实施例的有机物料转化设备还包括设置于干燥段Ⅰ的气相区筒壁上的蒸汽导出口23,蒸汽导出口23通过活动导管组件5与第一蒸汽引风机31连通。通过第一蒸汽引风机31的抽吸作用,将干燥段Ⅰ加热有机物料产生的大量水蒸汽预先从干燥段Ⅰ抽离出来,减少水蒸汽进入后续的工艺段的量。干燥和干馏可以在一个设备中,简化了设备和工艺。

进一步地,本实施例中的外热回转设备还包括蒸汽冷凝器30,蒸汽冷凝器30设置于蒸汽导出口23和第一蒸汽引风机31之间,水蒸汽从蒸汽导出口23排出,经过蒸汽冷凝器30冷却形成冷凝水和不凝气,不凝气通过第一蒸汽引风机31排出。保护了第一蒸汽引风机31不受高温损坏。

如图3所示,为了更好地实现干燥段Ⅰ的水蒸汽预分离,在本实施例中,在蒸汽导出口23或连接蒸汽导出口23的蒸汽管道上设置温度传感器8,用于检测从干燥段Ⅰ抽离出来经过蒸汽导出口23的气体的温度;在蒸汽管道上或第一蒸汽引风机31的进口处设置调节阀,用于调节从蒸汽导出口23经过的气体流量。或者不设置调节阀,而是第一蒸汽引风机31采用变频引风机,通过变频引风机控制从蒸汽导出口23中经过的气体流量,通过控制气体流量使气体中成分为干燥段Ⅰ内的水蒸汽。由于流量过大,干馏段Ⅱ的干馏气体会补入水蒸汽中,随水蒸汽从蒸汽导出口23排出滚筒2。因此,需要控制调节阀的开度,控制从蒸汽导出口23的气体流量。调节阀的控制是根据温度传感器8对蒸汽导出口23的气体检测的温度进行的,由于干燥段Ⅰ的水蒸汽的温度一般在100~120℃,而干馏段Ⅱ产生的干馏气体温度一般大于180℃,当温度传感器8检测到的蒸汽导出口23的气体温度为100~130℃,则说明该气体主要为干燥段Ⅰ的水蒸汽;当温度传感器8检测到的蒸汽导出口23的气体温度超过水蒸汽的温度范围时,则说明气体中混入了干馏段Ⅱ的干馏气体,需要将调节阀的开度减小或改变变频引风机的工频。因此,通过调节阀和变频引风机控制蒸汽导出口23的气体流量使蒸汽导出口23的温度控制在100~130℃,更优选为110~120℃之间,从而实现含水率较高的有机物料在干燥段Ⅰ产生的水蒸汽预分离。避免大量水蒸汽随有机物料经历干馏过程的高温过程并进入干馏热解气中,从而降低了有机物料干馏过程的能耗,以及减少了干馏热解气中的水蒸汽含量,相应减少了干馏热解气冷凝黑液的产量,提高了冷凝黑液的浓度, 有利于冷凝黑液的资源化利用。

如图3所示,由于不凝气可燃,为了利用预分离水蒸汽中冷凝分离得到的不凝气,在本实施例中,将蒸汽冷凝器30冷凝后得到的不凝气通入燃烧设备27中。具体地,可将第一蒸汽引风机31的出口与燃烧设备27连接,直接将不凝气通入燃烧设备27中。或者将第一蒸汽引风机27的出口与燃气风机25的出口汇合后,一起连接于燃烧设备27上,使不凝气与冷凝热解气后得到的燃气混合后通入燃烧设备27。或者,只采用燃气风机25,将蒸汽冷凝器30中的不凝气经调节阀后抽吸送入燃烧设备27中,只要能够将不凝气送入燃烧设备27中即可。

在本实施例中,在外热回转设备的滚筒2内设置有冷却段Ⅳ,冷却段Ⅳ位于干馏段Ⅱ与出料端之间,冷却段Ⅳ的筒壁外设置有冷却夹套29,冷却夹套29的外壁上设置有冷却介质进口291和冷却介质出口292,用于通入冷却介质,对滚筒2内干馏后生成的炭进行间壁冷却。

更进一步地,在本实施例中,外热回转设备还包括冷却器22,如图1-图3所示,冷却器22与出料装置6的出料口连接,在冷却段Ⅳ完成间壁冷却的炭进入冷却器22中进一步间壁冷却,直至常温,得到炭产品。

如图1-图4所示,在本实施例中,为了便于对滚筒2内的温度进行控制,在滚筒2上设置有温度传感器8,优选地,温度传感器8设置于气相区,温度传感器8与检测控制装置通过导线连接。通过温度传感器8检测滚筒2内的反应温度,检测控制装置根据温度信息对电加热器20和/或燃烧设备27进行控制,从而精确控制滚筒2内的温度。由于采用摆动式回转炉,因此可以在滚筒2上直接设置温度传感器8,且通过导线与外部的检测控制装置连接,提高了温度信息的传递可靠性。

本实施例对电加热器20进行优化,电加热器20可以为电热丝加热器、电磁加热器、微波加热器或等离子加热器中的一种或多种组合,根据工艺需要选择合适的电加热器20。

如图1-图3、图8所示,本实施例中的外热回转设备还包括设置于滚筒2内的若干隔板14,具体地,可在干燥段Ⅰ、干馏段Ⅱ和冷却段Ⅳ之间设置隔板14,还可以在每个工艺段内设置隔板14。优选地,隔板14的板面垂直于滚筒2的轴线,且隔板14的位于滚筒2的固相区的部位设置有开口。设置隔板14的目 的是为了将滚筒2分成若干温度区间,使滚筒2沿其轴线方向存在温度梯度,这样可以更好地实现传热,提高传热效率。隔板14上的开口位于滚筒2的固相区内,能够使物料从开口处通过,进入下一温度区间。当然,也可以不设置隔板14,只是没有设置隔板14后的温度梯度明显,传热效果不如设置隔板14后的好。

进一步地,如图1-图4和图6所示,在本实施例中,外热回转设备还包括设置于滚筒2内的若干活动链条13。活动链条13可以设置在滚筒2的内壁上,活动链条13一端固定在滚筒2内壁上,另一端不固定,或者两端均固定在滚筒2的内壁上,随着滚筒2的往复摆动,活动链条13在滚筒2内相对壁面不断滑动,一方面可以将附着在壁面上的物料清理下来,另一方面,活动链条13可以推动物料向出料端移动,方便物料的输送。活动链条13还可以加强筒壁向物料的传热。活动链条13还可以设置于隔板14上,活动链条13的两端分别固定于隔板14的两个板面上,活动链条13穿过隔板14的开口,随着滚筒2的往复摆动,活动链条13可在开口处往复摆动,防止隔板14堵塞;当然,穿过隔板14的活动链条的两端还可以固定在滚筒2的上部筒壁上,或者一端固定在滚筒2的筒壁上,另一端固定在隔板14的板面上,穿过隔板14开口的活动链条13可以悬空,也可以部分与滚筒2的内壁接触滑动,优选接触滑动,可防止物料结壁,提高传热效率。当然,活动链条13的安装形式并不局限于本实施例所列举的形式。

更进一步地,如图1-图4、图9和图11所示,本实施例中的外热回转设备还包括设置于滚筒2内的翻料板7,翻料板7的长度方向与滚筒2轴线平行,随着滚筒2的摆动,翻料板7将物料翻起,使物料充分打散。优选地,对于同心摆动回转炉和筒内偏心摆动回转炉,在出料端靠近出料装置6的位置设置翻料板7,可以更方便地将物料导向至出料装置6。而对于筒外偏心摆动回转炉,在出料端可以不设置翻料板7。

以上外热回转设备的炭的生产工艺过程为:

当产物为炭时,参照图1和图2,摆动式回转炉运行时,滚筒2按顺时针方向和逆时针方向交替转动运行,待处理的有机物料通过进料装置1输送到滚筒2内,启动电加热器20和/或启动燃烧设备27燃烧燃气或燃油;物料随着滚筒2的摆动旋转在滚筒2内固相区翻滚滑动并沿着坡度向出料端沿之字形路线移 动,固定在滚筒2内固相区内壁的活动链条13随物料滑动,可防止物料粘壁,并能提高传热效率;物料在经过干燥段Ⅰ时,被加热夹套19加热升温至100~150℃,继续进入干馏段Ⅱ,被电加热器20和/或加热夹套19加热升温到设定温度500~700℃,高温下有机物料被热解,热解过程十分复杂,结果是大分子炭水化合物的键被打碎,析出大量挥发份(主要包括H2、CO、CO2、CH4、焦油和其他炭氢化合物)进入热解气中,产生大量的焦油(生物质油)和燃气(对于含氯的有机物如垃圾等,有机物中的氯大部分在高温下以HCL和CL2的形式脱除进入热解气中);通过温度传感器8和检测控制装置控制电加热器20和/或燃烧设备27运行来保持温度在设定的范围。物料在干馏过程中产生的可燃气体在燃气风机25的抽吸作用下通过气体出口21排出滚筒2。有机物干馏完成后形成的炭随着摆动式回转炉的运动,顺着坡度沿之字形路线移动进入冷却段Ⅳ被冷却夹套29间壁冷却后,通过出料装置6排出滚筒2进入冷却器22,炭冷却到常温后排出冷却器22,得到生物炭产品。

滚筒2内的热解气从滚筒2内抽出来后进入组合式净化冷凝器24;热解气在组合净化冷凝器24中被冷却水降温至30~50℃,热解气中的生物质焦油、水蒸汽被冷凝成液态;对于含氯的热解气中,热解气中的HCL和CL2在组合式净化冷凝器24中被碱水洗涤去除;组合式净化冷凝器24净化后得到干净的燃气,燃气风机25将燃气送出至燃烧设备27和其它用途,燃气风机25的抽吸使滚筒2内保持10~200Pa负压。

当热解气中的燃气用于燃烧设备27的燃烧时,燃气在燃烧设备27中与空气混合燃烧,产生600~1000℃高温的烟气,在引风机26的抽吸作用下通过活动导管组件5进入加热夹套19内,高温烟气在加热夹套19中环绕滚筒2加热滚筒2中的物料,高温烟气在加热夹套19内从出料端向进料端流动,而滚筒2中物料从滚筒2的进料端向出料端移动,烟气与物料逆流传热,烟气温度降到120~300℃。烟气被引风机26抽出加热夹套19,进入烟气净化机28净化后排放。

如果是高含水率有机物料,则在干燥段Ⅰ产生大量水蒸汽,通过第一蒸汽引风机31将干燥段Ⅰ水蒸汽从蒸汽导出口23预先分离出来,经蒸汽冷凝器30冷凝,不凝气通入燃烧设备27中参与燃烧,或者直接排放掉。

如图3和图4所示,本发明实施例还提供了另一种外热回转设备,用于生产活性炭或活性焦。该外热回转设备在以上用于生产炭的外热回转设备的基础上,在滚筒2内还设置有活化段Ⅲ,活化段Ⅲ位于干馏段Ⅱ与出料端之间,活化段Ⅲ的固相区设置有用于通入水蒸汽的蒸汽导入组件。活化段Ⅲ同样采用电加热器20和/或加热夹套19加热,还可以通过部分炭化料与含氧气体反应放热进行内部加热。有机物料在经过干馏段Ⅱ后,得到的炭化料继续进入活化段Ⅲ,在活化段Ⅲ内与水蒸汽进行活化反应,生成活性炭或活性焦。用于生产活性炭或活性焦的外热回转设备同样可以设置燃烧设备27、组合式净化冷凝器24、蒸汽导出口23、温度传感器8、隔板14、活动链条13、翻料板7等,只要是适用于生产炭的外热回转设备中的技术方案均可以应用在用于生产活性焦或活性炭的外热回转设备中,具体设置参见用于生产炭的外热回转设备中的描述,在此不再赘述。

如图3、图4和图7所示,本实施例提供了一种具体的蒸汽导入组件,其包括蒸汽入口33、蒸汽分布管34和挡板36。其中,蒸汽入口33设置于活化段Ⅲ的筒壁上,可设置在固相区筒壁或气相区筒壁上,用于向活化段Ⅲ内通入活化剂(水蒸汽);优选地,蒸汽分布管34为直管,蒸汽分布管34的轴线平行于滚筒2的轴线,且设置于活化段Ⅲ的固相区内,蒸汽分布管34与蒸汽入口33连通,蒸汽分布管34的两端封闭,蒸汽分布管34的管壁上开设有沿蒸汽分布管34的轴线布置的多个开口方向指向筒壁的蒸汽出气孔341,蒸汽出气孔341的孔径为2mm~15mm;为了防止物料通过蒸汽出气孔341进入蒸汽分布管34中,在蒸汽分布管34的蒸汽出气孔341的两侧设置有两块挡板36,挡板36的长度方向与蒸汽分布管34的轴线平行,从而将蒸汽出气孔341防护在两个挡板36之间,降低了物料进入蒸汽分布管34的几率,同时,当物料覆盖蒸汽分布管24时,在两个挡板33之间形成蒸汽分布通道,蒸汽流通顺畅。通过蒸汽入口33向活化段Ⅲ的固相区通入水蒸汽,水蒸汽与炭化料充分接触,发生活化反应,生成活性炭或活性焦。当然,蒸汽导入组件也可是其它结构,如蒸汽分布管34为环形结构,只要能够向活化段Ⅲ的固相区通入水蒸汽即可。

如图3和图4所示,在本实施例中,滚筒2内在活化段Ⅲ和出料端之间还设置有冷却段Ⅳ,冷却段Ⅳ的筒壁外设置有冷却夹套29,冷却夹套29上设置有冷却介质进口291和冷却介质出口292,用于通入冷却介质,对经过活化后生 成的活性炭或活性焦进行间壁冷却。冷却介质可以是水蒸汽、冷却水等流体介质。当然,也可以不设置冷却段Ⅳ和冷却夹套29。

优选地,冷却介质采用水蒸汽,且将冷却介质出口292与蒸汽导入组件连通,具体地,冷却介质出口292与活化段Ⅲ上的蒸汽入口33连接。这样,水蒸汽在冷却夹套29内进行换热时被加热形成过热水蒸汽,通入活化段Ⅲ可以直接用于活化反应,从而利用了活性炭或活性焦的余热,提高了热效率,水蒸汽可通过外部设备,如蒸汽锅炉提供。

如图4所示,对于高含水有机物料的处理,在进行干燥段Ⅰ水蒸汽预分离后,为了利用自身的水蒸汽,在本实施例中,在滚筒2或支撑装置上设置第二蒸汽引风机35,第二蒸汽引风机35与蒸汽导出口23连通,且第二蒸汽引风机35的出口与冷却介质进口291连接。从而将干燥段Ⅰ预分离的水蒸汽部分或全部通入冷却夹套29内,被加热形成过热水蒸汽,之后通入活化段Ⅲ进行活化反应。这种设置可实现活化反应的水蒸汽自身供给,不需要外部设置供给水蒸汽,简化了设备和工艺。当然,也可采用水蒸汽自供和外部设备(如锅炉)共同供给蒸汽,或者单独采用外部设备供给蒸汽的方式。

当然,干燥段Ⅰ预分离的水蒸汽可以分成两路,一路经冷凝后,将得到的不凝气通入燃烧设备27,一路经第二蒸汽引风机35通入冷却夹套29。还可以只设置其中一路或直接排放掉。根据工艺需求进行选择。

如图4所示,在本实施例中,还可以在滚筒2或支撑装置上设置空气引风机32,空气引风机32的出口与冷却介质进口291连通,用于向冷却介质进口291中通入空气,空气和水蒸汽一起通入冷却夹套29内,最终一起进入活化段Ⅲ,空气可与部分炭化料发生氧化反应,放出热量,从内部对活化段Ⅲ进行加热,提高加热效率。

如图3和图4所示,为了实现工艺反应温度和活化工艺的精确检测和控制,在本实施例中,蒸汽入口33处设置有阀门,阀门为手动阀门和/或自动阀门,自动阀门与检测控制装置通过导线连接。检测控制装置根据温度传感器8检测的温度信息,控制蒸汽入口33的阀门开度,通过控制进入的水蒸汽的量,并通过控制电加热器20的加热程度,实现对滚筒2内相应工艺段的反应温度和活化反应程度的精确控制。

当活化段Ⅲ内还通过含氧气体与部分炭化料发生氧化反应放热进行内部 加热时,还可在空气引风机35的出口设置阀门,检测控制装置根据温度传感器8检测的温度信息,控制蒸汽入口33的阀门开度和空气引风机35出口的阀门开度,通过控制进入的水蒸汽的量和含氧气体的量,并通过控制电加热器20的加热程度,实现对滚筒2内相应工艺段的反应温度的精确控制。具体地,当温度低于设定下限值时,打开空气引风机35出口的阀门,使炭化料与通入的含氧气体发生氧化反应放出热,当温度高于设定上限值时,则关闭该阀门。

为了使活化段Ⅲ内的炭化料与水蒸气充分接触,在本实施例中,蒸汽入口33和蒸汽分布管34的数量优选为多个,且每个蒸汽入口33对应连接一个蒸汽分布管34,每个蒸汽入口33上均设置有一个阀门,即每个蒸汽分布管34由单独的阀门控制,每个蒸汽分布管34的轴线均与滚筒2的轴线平行,且这些蒸汽分布管34沿活化段Ⅲ的固相区的内壁面呈弧形依次排布,每个蒸汽分布管34均具有自己特定的布置角度,布置角度为经过每个蒸汽分布管34的轴线和滚筒2轴线的平面与滚筒2处于静置时的经过滚筒2轴线的竖直面之间的夹角,这些蒸汽分布管34优选地相对该竖直面左右对称布置。工作时,通过位置传感器检测摆动式回转炉的摆动角度,当摆动式回转炉摆动到某个蒸汽分布管34被固相区内的固体物料覆盖的摆动角度时,检测控制装置打开对应该摆动角度(通常为一定的角度区间)的蒸汽分布管34的阀门,此蒸汽分布管34中通入水蒸汽,通过该蒸汽分布管34上的蒸汽出气孔向覆盖在其上的固体物料通入水蒸汽,检测控制装置同时控制其余未被炭化料覆盖的蒸汽分布管34所对应的阀门关闭。摆动式回转炉的不同摆动角度区间分别对应不同的蒸汽分布管34的布置角度,从而实现固体物料在活化段Ⅲ固相区内移动到各个蒸汽分布管34时,均保证该蒸汽分布管34通入蒸汽,使水蒸汽与需要活化的高温炭料充分接触,提高了活化的效率。

具体地,在摆动式回转炉摆动的极限位置(即改变摆动方向的位置)设置两个位置传感器,位置传感器为摆动控制装置的组成部分,以位置传感器触发时刻为基准,根据摆动式回转炉转动的角速度和摆动的时间推算摆动式回转炉到达的摆动角度,对应该摆动角度的某个蒸汽分布管34此时被固体物料覆盖,检测控制装置控制该蒸汽分布管34所对应的阀门开启,并控制其余蒸汽分布管34所对应的阀门关闭。即以位置传感器触发时刻为基准,检测控制装置根据摆动式回转炉的转动角速度和每个蒸汽分布管34的布置角度,并 针对每个蒸汽分布管34所对应的阀门分别设定开启时刻、开启时间长度和关闭时刻,来关闭或打开某个蒸汽分布管34的阀门,实现分别控制每个蒸汽分布管34的通入水蒸汽的时间参数。当然,还可以采用其他的方式实现该工艺目的。当然,阀门可以设置在其它需要的位置,如冷却介质进口291、冷却介质出口292、空气引风机35出口等,只要便于工艺的控制即可,在此不做具体限定。

以上外热回转设备的活性炭或活性焦的生产工艺过程为:

参照图3和图4,摆动式回转炉运行时,滚筒2按顺时针方向和逆时针方向交替转动运行,待处理的有机物料通过进料装置1输送到滚筒2内,启动电加热器20和/或启动燃烧设备27燃烧燃气或燃油;物料随着滚筒2的摆动旋转在滚筒2内固相区翻滚滑动并沿着坡度向出料端沿之字形路线移动,固定在滚筒2内固相区内壁的活动链条13随物料滑动;物料在经过干燥段Ⅰ时,物料被加热至100~150℃,进入干馏段Ⅱ时,被电加热器20和/或加热夹套19加热升温到设定温度500~700℃,高温下有机物被热解,热解过程十分复杂,结果是大分子炭水化合物的键被打碎,析出大量挥发份(主要包括H2、CO、CO2、CH4、焦油和其他炭氢化合物)进入热解气中,产生大量的焦油(生物质油)和燃气(对于含氯的有机物如垃圾等,有机物中的氯大部分在高温下以HCL和CL2的形式脱除进入热解气中);通过温度传感器8和控制装置控制电加热器20和/或燃烧设备27运行来保持温度在设定的范围。有机物干馏完成后形成的炭进入活化段Ⅲ,被加热升温至800~1000℃,炭化料与通过蒸汽导入组件通入活化段Ⅲ内的水蒸汽发生活化反应,生成活性炭或活性焦;滚筒2内生成的热解气在燃气风机25的抽吸作用下通过气体出口21排出滚筒2,活性炭或活性焦进入冷区段Ⅳ,被冷却夹套29间壁冷却。之后随着摆动式回转炉的运动,活性炭或活性焦顺着坡度沿之字形路线移动进入出料端,通过出料装置6排出滚筒2进入冷却器22,活性炭或活性焦冷却到常温后排出冷却器22,得到活性炭或活性焦产品。

滚筒2内的热解气从滚筒2内抽出来后进入组合式净化冷凝器24;热解气在组合净化冷凝器24中被冷却水降温至30~50℃,热解气中的生物质焦油、水蒸汽被冷凝成液态;对于含氯的热解气中,热解气中的HCL和CL2在组合式净化冷凝器24中被碱水洗涤去除;组合式净化冷凝器24净化后得到干净的燃 气,燃气风机25将燃气送出至燃烧设备27和其它用途,燃气风机25的抽吸使滚筒2内保持10~200Pa负压。

当热解气中的燃气用于燃烧设备27的燃烧时,燃气在燃烧设备27中与空气混合燃烧,产生600~1000℃高温的烟气,在引风机26的抽吸作用下通过活动导管组件5进入加热夹套19内,高温烟气在加热夹套19中环绕滚筒2加热滚筒2中的物料,高温烟气在加热夹套19内从出料端向进料端流动,而滚筒2中物料从滚筒2的进料端向出料端移动,烟气与物料逆流传热,烟气温度降到120~300℃。烟气被引风机26抽出加热夹套19,进入烟气净化机28净化后排放。

如果是高含水率有机物料,则在干燥段Ⅰ产生大量水蒸汽,水蒸汽通过蒸汽导出口23排出干燥段Ⅰ,一路通过第一蒸汽引风机31抽吸并经蒸汽冷凝器30冷凝后得到不凝气,不凝气送入燃烧设备27中燃烧;另一路通过第二蒸汽引风机35送入冷却夹套29内,被加热成为过热水蒸汽后通入活化段Ⅲ,水蒸汽可以和通过空气引风机35送入冷却夹套29内的空气一起通入活化段Ⅲ内。

可以看出,本发明中的外热回转设备能够在滚筒2的外壁上直接安装电加热器20、加热夹套19、温度传感器8、冷却夹套29,并通过导线或活动导管组件5与外部设备连接。简化了电加热结构,供电可靠,且可设置加热夹套19,提高了加热效率,通过温度传感器8、控制装置实现了对滚筒2内物料反应温度的自动精确检测和控制。直接将热解气中的燃气进行燃烧,得到高温燃气,通入加热夹套19内对物料进行间壁加热,能源利用率高。利用干燥段Ⅰ预分离的水蒸汽供给活化段Ⅲ的活化反应,提高了物料利用率,简化了设备和工艺。

对外热回转设备进一步优化,如图1-图5和图12所示,在本实施例中,滚筒2的两端为封闭的端面,滚筒2进料端设置有进料口,进料口的轴线与摆动式回转炉的转动轴线A重合,进料装置1与进料口进行转动密封连通,密封方式可以采用填料密封、机械密封等动静密封方式,进料装置1固定不动,滚筒2可相对进料装置1转动,两者之间为动静密封,进料口的横截面积小于进料端的横截面积,横截面为垂直于滚筒2轴线的平面,进料装置1的输送轴线(即 滚筒2相对进料装置1转动的轴线,也即进料口的轴线)与摆动式回转炉的转动轴线A重合。

出料装置6连通设置于滚筒2的出料端,摆动式回转炉中与出料装置6相互转动密封配合的位置为滚筒物料出口201,物料从滚筒物料出口201排出滚筒2或出料装置6,滚筒物料出口201的横截面积小于出料端的横截面积,滚筒物料出口201的轴线与摆动式回转炉的转动轴线A重合,出料装置6的输送轴线(即滚筒物料出口201的轴线)与摆动式回转炉的转动轴线A重合。

进料装置1和出料装置6与滚筒2的连接方式与现有技术中的炉头、炉尾环绕滚筒2的敞口两端外圆周转动连接相比,密封面减小,密封容易,可采用普通的密封件进行密封,不易漏风,提高了设备的密封性能。

如图1-图5、图12、图17、图18所示,进一步地,本实施例提供了一种具体的进料装置1,进料装置1可以是螺旋进料输送机或活塞进料机。如图1-图5、图12、图17所示,螺旋进料输送机为圆管结构,圆管内设置有螺旋机构,进料装置1的一端开设有开口朝上的料仓,对于同心摆动回转炉和筒内偏心摆动回转炉,螺旋进料输送机的圆管与滚筒2的进料端的端面转动密封连接,圆管可通过直通式旋转接头(直通式旋转接头为一种动静密封连接件)与进料端的端面转动连接,且螺旋进料输送机的输送轴线与滚筒2的转动轴线重合。如果采用活塞进料机,其结构与图18中的结构相同,则活塞进料机的输送管同样与滚筒2的进料端的端面通过直通式旋转接头转动密封连接,且活塞进料机的输送管的输送轴线与滚筒2的转动轴线重合,活塞进料机通过往复移动的活塞将物料推送进入滚筒2内。不论采用何种进料装置1,始终保持输送管内有一部分被物料充满,形成气阻,防止滚筒2内气体由进料装置1窜至滚筒2外,或滚筒2外空气从进料装置1进入滚筒2内;为了更好地实现密封,在活塞进料机的料仓处设置第一插板阀101,在活塞进料机的输送管上设置第二插板阀102。进料时,第二插板阀102打开,第一插板阀101关闭(防止活塞推料时物料往上挤出输送管返回料仓),活塞在气缸或油缸的推动下前进将物料通过直通式旋转接头18和输送管送入回转炉;进料完毕后关闭第二插板阀102(防止活塞回退时回料),打开第一插板阀101,活塞在气缸或油缸的拉动下回退,物料通过打开第一插板阀101的下料口进入活塞进料机的输送管中。

上述的进料装置1的输送管与滚筒2的进料端的端面进行转动密封连接, 与现有回转炉中的炉头环绕滚筒一端的大面积密封面相比,本发明中的进料装置1与滚筒2的转动密封面小,仅仅只需要普通的填料密封或密封圈便可满足密封要求,密封简单,降低了密封成本,不易漏风。保证了滚筒2内物料的反应质量。

以上的进料装置1同样适用于偏心摆动回转炉,对于筒内偏心摆动回转炉,进料装置1的结构和安装方式与同心摆动回转炉的相同;对于筒外偏心摆动回转炉,如图12所示,滚筒2的进料端的端面可延伸至转动轴线A,在该端面上开设进料口,进料装置1的输送管可与延伸至转动轴线A处的端面通过直通式旋转接头18转动密封连接;或者滚筒2的进料端端面不延伸至转动轴线A,而是在进料端的筒体连接一个管道,管道上具有进料口,进料装置1与该管道上的进料口转动密封连接,如图18所示,只要进料装置1的输送轴线与回转炉的转动轴线A重合即可,在此不再赘述。

如图1-图5所示,本实施例提供了一种同心摆动回转炉的出料装置6,出料装置6为螺旋出料输送机,螺旋出料输送机的输送管与滚筒2的出料端的端面转动密封连接,且输送管与滚筒2的轴线B重合,则滚筒物料出口201设置于出料端的端面上,螺旋出料输送机的输送管固定不动,滚筒2相对其转动。输送管位于滚筒2内的部分,其上部开设有出料槽,物料在滚筒2内翻转上来,并从出料槽进入输送管,最终排出输送管。

如图12-图14、图19-图22所示,本实施例提供了三种偏心摆动回转炉的出料装置6,筒内偏心摆动回转炉的出料装置6采用与同心摆动回转炉相同的螺旋出料输送机,为了方便出料,在滚筒2内靠近螺旋出料输送机的固体物料移动区域设置翻料板7。筒外偏心摆动回转炉除了可采用与同心摆动回转炉相同的螺旋出料输送机外,筒外偏心摆动回转炉的出料装置6还可以为活塞出料机或出料管道。如图19所示,筒外偏心摆动回转炉的出料装置6为螺旋出料输送机,螺旋出料输送机的位于滚筒外部的输送管可与滚筒2的出料端的延伸至转动轴线A的端面通过直通式旋转接头18转动密封连接,此种情况下,滚筒物料出口201设置于延伸的出料端端面上;或者滚筒2的出料端端面不延伸至转动轴线A,螺旋出料输送机的输送管与设置于出料端的筒体上的一根管道通过直通式旋转接头18转动密封连接,则滚筒物料出口201为该管道的管口。如图20所示,筒外偏心摆动回转炉的出料装置6为活塞出料机,活塞出料机的输送管 与滚筒2的出料端的筒体连通,且活塞出料机的输送轴线与筒外偏心摆动回转炉的转动轴线A重合。活塞出料机的输送管的出口与外部固定出料管601通过直通式旋转接头18转动密封连接,则滚筒物料出口201为活塞出料机的输送管出口。滚筒2内靠近出料端的筒体内壁上设置有活动链条13,滚筒2的筒体与出料装置6连接的部位为斜坡,物料通过斜坡滑入出料装置6中,最终被排出。

如图21所示,另一种筒外偏心摆动回转炉的出料装置6为出料管道,本实施例列举两种出料管道的设置形式,一种是滚筒2的出料端的端面延伸至转动轴线A,在滚筒2的出料端的端面上开设滚筒物料出口201,滚筒物料出口201靠近出料端的端面的下部设置,且滚筒物料出口201的轴线与筒外偏心摆动回转炉的转动轴线A重合,滚筒2的固相区筒壁与滚筒物料出口201通过斜坡过渡相接,便于固体物料沿斜坡滑向滚筒物料出口201;出料管道与滚筒物料出口201转动密封连接,可通过直通式旋转接头18连接,出料管道为弯折管道,向下直角弯曲,斜坡和/或出料管道上设置有活动链条13。随着活动链条13的摆动,将物料送至滚筒物料出口201,并从出料管道排出。

另一种出料管道的设置形式如图22所示,滚筒2的出料端的端面不延伸至转动轴线A;在滚筒2的靠近出料端的固相区筒壁上开设下料口,下料口与下料管602连接,出料管道与该下料管602的出口转动密封连接,具体可通过直通式旋转接头18转动连接,则滚筒物料出口201为下料管602的的出口,出料管道的转动轴线与筒外偏心摆动回转炉的转动轴线A重合。只要能够实现筒外偏心摆动回转炉的出料即可,并不局限于本实施例所列举的结构形式。

如图5所示,本发明实施例提供了一种具体的驱动装置和支撑装置,对于同心摆动回转炉,驱动装置为同心齿轮齿圈驱动装置,支撑装置为同心托轮托圈支撑装置;其中,同心托轮托圈支撑装置包括至少两组托圈3和托轮12,托圈3固定在滚筒2的外周壁上,托圈3的轴线与滚筒2的轴线B重合,托圈3的外圈表面与托轮12接触支撑,托轮12位于托圈3的下方,托轮12的转轴位置固定不动,一个托圈3至少对应一个托轮12,优选为两个托轮12,用于支撑滚筒2的转动,两组托圈3和托轮12优选地设置在靠近滚筒2两端的位置,支撑更加平稳。同心齿轮齿圈驱动装置包括至少一组齿圈4、主动齿轮11和动力部件10,齿圈4固定在滚筒2的外周壁上,齿圈4的轴线与滚筒2的轴线B重合,齿圈4与主动齿轮11啮合,主动齿轮11与动力部件10传动连接,动力部件10可以是电 机或液压马达,动力部件10如果是电机,则主动齿轮11与电机通过减速机传动连接,动力部件10如果是液压马达,则主动齿轮11可以直接与液压马达连接或通过减速机传动连接。动力部件10与摆动控制装置通过导线连接,摆动控制装置控制动力部件10的转动方向,通过动力部件10驱动主动齿轮11往复转动,进而驱动齿圈4和滚筒2绕转动轴线A往复摆动。优选地,齿圈4可以由托圈3和齿形圈组成,即在托圈3的与其轴线垂直的任一侧面上固定齿形圈,齿形圈随托圈3一起转动,形成齿圈4,这样齿圈4的制造可以利用托圈3,降低了制造难度和制造成本,同时固定有齿形圈的托圈3还可以继续与托轮12配合支撑;或者齿形圈固定在托圈的外圈上,形成齿圈4。这种齿圈4的结构形式特别适用于偏心摆动回转炉,同心摆动回转炉同样使用。当然,齿圈4还可以单独制造,为一体结构。

如图10所示,本实施例提供了另一种同心摆动回转炉的驱动装置和支撑装置,驱动装置为同心推杆驱动装置,支撑装置为同心托轮托圈支撑装置;其中同心托轮托圈支撑装置包括至少一组托圈3和托轮12;托圈3固定在滚筒2的外周壁上,且托圈3的轴线与滚筒2的轴线B重合;托轮12的外圈表面与托圈3支撑接触,托轮12位于托圈3的下部,托轮12的位置固定不同,用于转动支撑托圈3;一个托圈3优选地与两个托轮12啮合,更优选地,包括两组托圈3和托轮12,且分别位于滚筒2两端,支撑更加稳定。同心推杆驱动装置包括至少一个伸缩缸19,伸缩缸19的伸缩杆与滚筒2铰接,伸缩缸19的固定端与固定台铰接,通过伸缩杆的伸缩,带动滚筒2往复摆动。具体地,滚筒2的外壁上设置有铰接架,铰接架沿滚筒2的径向向外伸出,伸缩缸19的伸缩杆铰接于铰接架的外端,从而可以避免伸缩杆在伸缩的过程中碰到滚筒2。本实施例优选采用两个伸缩缸19,铰接架相应为两个,且两个铰接架相对滚筒2的轴线B上下对称布置,两个伸缩缸19的伸缩杆分别与上下两个铰接架铰接,两个伸缩缸19的伸缩杆分别铰接于位于滚筒2两侧的固定台上,两个固定台之间的连线水平布置且相对同心摆动回转炉的转动轴线A对称,通过两个伸缩缸19的交替伸缩实现滚筒2的往复摆动。当然,伸缩缸19的数量还可以是一个、三个或者更多个,伸缩缸19的位置根据实际情况进行布置,并不局限于本实施例所列举的形式,只要能够实现滚筒2的往复摆动即可。

如图11所示,本实施例提供了第三种同心摆动回转炉的驱动装置和支撑 装置,驱动装置为至少一组同心托轮托圈驱动装置,支撑装置为多组同心托轮托圈支撑装置;其中,每组同心托轮托圈支撑装置包括托圈3和托轮12,托圈3固定在滚筒2的外周壁上,且托圈3的轴线与滚筒2的轴线B重合;托轮12的外圈表面与托圈3支撑接触,托轮12位于托圈3的下部,托轮12的位置固定不同,用于转动支撑托圈3;一个托圈3优选地与两个托轮12配合支撑,更优选地,包括两组托圈3和托轮12,且分别位于滚筒2两端,支撑更加稳定。同心托轮托圈驱动装置包括托圈3、托轮12和动力部件10,托圈3固定在滚筒2的外周壁上,且托圈3的轴线与滚筒2的轴线B重合;托轮12的外圈表面与托圈3支撑接触,托轮12位于托圈3的下部,托轮12的位置固定不同,用于转动支撑托圈3;一个托圈3优选地与两个托轮12配合支撑,动力部件10与托轮12传动连接,动力部件10驱动托轮12往复转动,通过托轮12与托圈3之间的静摩擦力带动托圈3往复摆动,进而使滚筒2往复摆动。

如图12所示,本实施例提供了一种偏心摆动回转炉的驱动装置和支撑装置,驱动装置为偏心齿轮齿圈驱动装置,支撑装置为支撑辊支撑装置,支撑辊支撑装置只适用于筒外偏心摆动回转炉,因此与支撑辊支撑装置组合的驱动装置和支撑装置只适用于筒外偏心摆动回转炉;其中,偏心齿轮齿圈驱动装置包括齿圈4、主动齿轮11和动力部件10,齿圈4固定在滚筒2的外壁上,且齿圈4的轴线与偏心摆动回转炉的转动轴线A重合,齿圈4与主动齿轮11啮合,主动齿轮11与动力部件10传动连接,动力部件10和同心摆动回转炉的相同,在此不再赘述。动力部件10与摆动控制装置导线连接,摆动控制装置控制动力部件10的转动方向,动力部件10带动主动齿轮11转动,主动齿轮11驱动齿圈4和滚筒2绕偏心摆动回转炉的转动轴线A往复摆动。支撑辊支撑装置包括至少两组支撑架17和支撑辊16,其中,支撑架17固定不动,支撑辊16转动连接在支撑架17上,且支撑辊16的转动轴线与偏心摆动回转炉的转动轴线A重合,滚筒2的底部与支撑辊16固定连接,且配重平衡块15固定在支撑辊16上,优选地,配重平衡块15的重心轴线与滚筒2的重心轴线相对偏心摆动回转炉的转动轴线A对称布置,也可不对称设置,两组支撑架17和支撑辊16优选地分别靠近滚筒2的两端设置,使支撑更加平稳。

如图13所示,本实施例提供了另一种偏心摆动回转炉的驱动装置和支撑装置,驱动装置为偏心齿轮齿圈驱动装置,支撑装置为偏心托轮托圈支撑装 置,该驱动装置和支撑装置的组合可适用于筒内偏心摆动回转炉和筒外偏心摆动回转炉。其中,偏心齿轮齿圈驱动装置包括齿圈4、主动齿轮11和动力部件10,本实施例中的偏心齿轮齿圈驱动装置与图12中的偏心齿轮齿圈驱动装置相同,在此不再赘述。偏心托轮托圈支撑装置包括至少两组托圈3和托轮12,托圈3固定于滚筒2的外周壁上,且托圈3的轴线与偏心摆动回转炉的转动轴线A重合,一个托圈3与至少一个托轮12接触支撑,用于支撑托圈3转动,托圈3上设置有配重平衡块15,优选地,配重平衡块15的重心轴线与滚筒2的重心轴线相对偏心摆动回转炉的转动轴线A对称布置,也可不对称布置,只要使回转炉的重心轴线靠近回转炉的转动轴线即可。如图13和图15所示,齿圈和托圈可以是部分圆或整圆结构,即齿圈4和托圈3为圆形板结构,在圆形板上加工出用于嵌装滚筒2的弧形缺口或圆孔,齿圈4和托圈3的外边缘超过滚筒2的轴线并接近或超过滚筒2的边缘,以提高固定强度。

如图14所示,本实施例提供了第三种偏心摆动回转炉的驱动装置和支撑装置,驱动装置为偏心托轮托圈驱动装置,支撑装置为多组偏心托轮托圈驱动装置,至少为两组,该驱动装置和支撑装置的组合可适用于筒外偏心摆动回转炉和筒内偏心摆动回转炉;其中,每组偏心托轮托圈支撑装置包括托圈3和托轮12,托圈3固定于滚筒2的外周壁上,托圈3的轴线与偏心摆动回转炉的转动轴线A重合,托轮12与托圈3的外圈表面接触支撑,托轮12的轴线固定不动,用于转动支撑托圈3;一个托圈3的外圈表面优选地与两个托轮12接触支撑,更优选地,包括两组托圈3和托轮12,且分别位于滚筒2两端,支撑更加稳定。偏心托轮托圈驱动装置包括托圈3、托轮12和动力部件10,动力部件10与托轮12传动连接,动力部件10驱动托轮12往复转动,通过托轮12与托圈3之间的静摩擦力带动托圈3往复摆动,进而使滚筒2往复摆动。托圈3上设置有配重平衡块15,优选地,配重平衡块15的重心轴线与滚筒2的重心轴线相对偏心摆动回转炉的转动轴线A对称布置。

如图15所示,本实施例提供了第四种偏心摆动回转炉的驱动装置和支撑装置,驱动装置为偏心推杆驱动装置,支撑装置为偏心托轮托圈支撑装置,该驱动装置和支撑装置的组合可适用于筒外偏心摆动回转炉和筒内偏心摆动回转炉;其中,偏心托轮托圈支撑装置包括至少两组托圈3和托轮12,托圈3固定在滚筒2外壁上,且托圈3的轴线与偏心摆动回转炉的转动轴线A重合,托 圈3的外圈表面与至少一个托轮12接触支撑,用于支撑托圈3转动,托圈3上设置有配重平衡块15,优选地,配重平衡块15的重心轴线与滚筒2的重心轴线相对偏心摆动回转炉的转动轴线A对称布置。偏心推杆驱动装置包括伸缩缸19,伸缩缸19的数量优选为两个,对称布置在滚筒2的两侧,伸缩缸19的伸缩杆的端部与托圈3铰接,且伸缩缸19的固定端与固定台铰接,两个伸缩缸19的伸缩杆与托圈3铰接的两点相对托圈3的竖直径向对称,两个伸缩缸19的固定端与固定台的两个铰接点位于同一水平线上,通过两个伸缩缸19的伸缩杆的交替伸缩,带动托圈3往复转动,进而带动滚筒2往复摆动。当然,伸缩缸19的数量还可以是一个、三个或者更多个。伸缩缸19的位置根据实际情况确定,只要能够保证滚筒2能够往复摆动即可。

如图16所示,本实施例提供了第五种偏心摆动回转炉的驱动装置和支撑装置,驱动装置为偏心推杆驱动装置,支撑装置为支撑辊支撑装置,由于支撑装置采用支撑辊支撑装置,则该驱动装置和支撑装置的组合只适用于筒外偏心摆动回转炉;其中,支撑辊支撑装置包括至少两组支撑架17和支撑辊16,与图12中的支撑辊支撑装置相同,在此不再赘述。配重平衡块15固定在支撑辊16上,优选地,配重平衡块15的重心轴线与滚筒2的重心轴线相对偏心摆动回转炉的转动轴线A对称布置。偏心推杆驱动装置包括铰接架和至少一个伸缩缸19,伸缩缸19优选为两个,对称布置在滚筒2的两侧,铰接架固定于支撑辊19上,两个伸缩缸19的伸缩杆分别与铰接架的两端铰接,通过铰接架增大转矩,伸缩缸19的固定端与固定台铰接,两个伸缩缸19的固定端与固定台的两个铰接点位于同一水平线上,通过两个伸缩缸19的伸缩杆的交替伸缩,带动支撑辊16往复转动,进而带动滚筒2往复摆动。当然,伸缩缸19的数量还可以是一个、三个或者更多个。伸缩缸19的位置根据实际情况确定,只要能够保证滚筒2能够往复摆动即可。

本实施例中,伸缩缸19可以是电动伸缩缸、液压伸缩缸或气动伸缩缸。伸缩缸19与控制装置连接,通过控制装置控制伸缩缸19的伸缩,实现滚筒2的往复摆动。

如图1-图5所示,本发明实施例提供了一种具体的摆动控制装置,包括位置传感器和电控柜9。其中,位置传感器固定在滚筒2或驱动装置上,用于监测滚筒2的往复摆动的弧度,并向电控柜9发送滚筒2摆动的位置信息;电控柜 9与位置传感器和驱动装置均通过导线连接,电控柜9用于接收位置传感器的位置信息,当位置信息为滚筒2摆动的极限位置时,即达到滚筒2单方向最大摆动弧度时,电控柜9控制电机改变转动方向,或者电控柜控制伸缩缸19的伸缩方向,实现控制滚筒2往复摆动。检测控制装置和摆动控制装置可以集成在一个电控柜上,则温度传感器8通过导线与电控柜9连接,检测控制装置和摆动控制装置也可以单独设置于不同的设备。

只要能够实现对摆动式回转炉的往复摆动控制和驱动,其它形式的控制装置和驱动装置也可以使用,并不局限于本发明所列举的结构形式。

本实施例对以上提到的活动导管组件5进行优化,活动导管组件5有三种形式,均适用于同心摆动回转炉和偏心摆动回转炉,附图只是给出了三种活动导管组件5在某一结构形式的回转炉中的安装结构,三种活动导管组件5与同心摆动回转炉和偏心摆动回转炉可任意组合。第一种活动导管组件5为软管,将软管通过滚筒2外壁上的一个短接管与滚筒2连通,软管另一端与外部设备连接,软管可以弯曲,保证软管足够长,不会对滚筒2的摆动产生干涉,由于滚筒2在一定弧度范围内摆动,因此软管不会缠绕在滚筒2上。与软管连接的短接管可以设置在滚筒2的外壁上任意位置,只要不发生软管缠绕即可。

第二种活动导管组件5如图1-图6所示,活动导管组件5由至少两个分管501通过旋转接头502首尾连接而成。由于回转炉工作时,温度较高,且活动导管组件5中通入的介质,有些温度也比较高,因此活动导管组件5优选采用硬质耐高温材料的管,而为了不妨碍滚筒2的摆动,通过旋转接头502将至少两个硬质的分管501首尾转动连接,随着滚筒2的摆动,分管501之间相对转动,且不会限制滚筒2的摆动,其中一个分管501与滚筒2上的短接管通过旋转接头502连通,另一个分管501与外部管道通过旋转接头502连接。图6中的活动导管组件5为由三个分管501通过旋转接头502首尾转动连接而成,滚筒2从开始位置沿某一方向摆动,摆动时,带动活动导管组件5转动,整个过程中,活动导管组件5不会对滚筒2的摆动产生干涉,可选择同心摆动回转炉的外筒壁的上部或下部设置短接管,该短接管与分管501通过旋转接头502连接,只要活动导管组件5与滚筒2的摆动不发生干涉即可。

第三种活动导管组件5如图12-图14、图17所示,活动导管组件5为固定摆动管503,对于同心摆动回转炉的固定摆动管503,其设置与图17中的设置类 似,即固定摆动管503的一端固定连接在滚筒2的外壁上,如果有换热夹套,可以固定在换热夹套上;固定摆动管503的另一端延伸至同心摆动回转炉的外部两端,并通过旋转接头502与外部管道旋转连接,旋转接头502布置于同心摆动回转炉的外部两端,且旋转接头502的旋转轴线与同心摆动回转炉的滚筒2的轴线B的延长线重合。同心摆动回转炉在往复摆动时,固定摆动管503随滚筒2一起绕滚筒2的轴线B摆动,固定摆动管503不会对滚筒2的摆动产生干涉,同时能够向滚筒2或换热夹套内通入流体物料或热源。固定摆动管503的一端可以固定于滚筒2的外筒壁的上部或下部。

对于偏心摆动回转炉的固定摆动管503,如果是筒内偏心摆动回转炉,则固定摆动管503的设置与同心摆动回转炉的设置类似,如图17所示,固定摆动管503一端固定连接在滚筒2的外壁上或换热夹套上,固定摆动管503的另一端延伸出筒内偏心回转炉的外部两端,并通过旋转接头502与外部管道旋转连接,旋转接头502布置于筒内偏心摆动回转炉的外部两端,且旋转接头502的旋转轴线与筒内偏心摆动回转炉的转动轴线A的延长线重合,工作原理和同心摆动回转炉的相同。如果是筒外偏心摆动回转炉,其转动轴线A位于滚筒2的外部下方,则固定摆动管503的设置如图12-图14所示,固定摆动管503的一端固定连接于滚筒2的下部或换热夹套上,固定摆动管503的另一端通过旋转接头502与外部管道旋转连接,旋转接头502位于滚筒2的下方,且其旋转轴线与筒外偏心摆动回转炉的转动轴线A重合。工作原理如上所述,不再赘述。

本发明实施例还提供了一种有机物料转化工艺,包括以下步骤:

步骤S01、通过电加热方式和/或利用燃烧燃料得到高温烟气进行夹套间壁加热的方式对有机物料进行干燥和干馏炭化,干燥后有机物料升温至100~150℃,干馏炭化后,有机物料在500~700℃范围内发生热解反应,得到热解气和炭。

可见通过电加热和/或利用燃烧燃料得到高温烟气进行间壁加热的方式对物料进行热处理,提高了加热效率。

本实施例中,在步骤S01中的干馏之后,还包括以下步骤:

步骤S02、当产品为炭时,则将得到的热解气与炭进行气固分离并对炭进行间壁冷却,得到炭产品。

如果产品是活性焦或活性炭时,则通过电加热方式和/或利用燃烧燃料得到高温烟气进行夹套间壁加热的方式和/或利用炭化料与含氧气体发生氧化反应放热的方式继续对有炭进行加热,炭在800~1000℃下与过热水蒸汽接触活化生成活性炭或活性焦,并进行气固分离。

进一步地,在本实施例中,还包括步骤S03、将热解气进行降温冷凝,分离得到净化的燃气,燃烧该燃气得到高温烟气,高温烟气参与步骤S01或步骤S02中对物料进行夹套间壁加热。从而充分利用物料热处理产生的热解气,提高了热效率,节省了能源。该步骤适用于生产炭产品和活性焦或活性炭产品。

更进一步地,还包括步骤S04,将夹套间壁加热后的高温烟气进行净化处理后排放。有利于环境保护。该步骤适用于生产炭产品和活性焦或活性炭产品。

对于生产活性炭或活性焦产品的工艺,还包括步骤S05、将步骤S02中得到的活性炭或活性焦进行夹套间壁冷却,便于后续处理。

对于高含水率有机物料,在本实施例中,步骤S01中的物料在完成干燥后且在干馏之前还包括步骤S06:将物料干燥时产生的水蒸汽从干燥工艺中预先抽离出来,减少进入后续工艺的水蒸汽量。以避免大量水蒸汽随有机物料经历干馏、活化等过程的高温过程并进入干馏热解气中,从而降低了有机物物料干馏、活化过程的能耗,以及减少了干馏热解气中的水蒸汽含量,相应减少了干馏热解气冷凝黑液的产量,提高了冷凝黑液的浓度,有利于冷凝黑液的资源化利用。该步骤适用于生产炭产品和活性焦或活性炭产品。

作为优化,步骤S06中的水蒸汽的预先抽离操作为:检测从干燥工艺抽离出来的气体的温度,根据气体的温度判断气体中是否包含干馏工艺中产生的干馏气体,通过控制抽离出来的气体的流量,减少随干燥工艺中的蒸汽一起抽离出来的干馏气体的量。

具体地,如果检测到的从干燥工艺中抽离出来的气体的温度为100~130℃,则说明气体中绝大部分是干燥工艺中的水蒸汽,如果检测到的气体温度大于100~130℃的温度范围,则说明气体中补入了干馏工艺的干馏气体,通过减小抽离出来的气体的流量减小随干馏工艺中的水蒸汽一起抽离出来的干馏气体的量。为了更精准地判断抽离出来的气体的成分,将检测温度设定为110~120℃范围内。

进一步地,为了简化工艺,提高干燥工艺中预分离的水蒸汽的利用率,实现水蒸汽的自身供给,本实施例还包括步骤S07,使用步骤S06中预先抽离的水蒸汽对步骤S05中气固分离后得到的活性炭或活性焦进行间壁冷却,水蒸汽被高温活性炭或活性焦加热变为过热水蒸汽,然后将该过热水蒸汽参与到步骤S02中自身的炭活化反应。回收了活性炭或活性焦余热。该步骤适用于生产活性炭或活性焦产品。

更进一步地,还包括步骤S08、对步骤S06中预先抽离的水蒸汽进行冷凝分离,得到的不凝气参与步骤S01和步骤S02中的燃烧,得到高温烟气,用于夹套间壁加热。该步骤S08适用于生产炭产品和活性焦或活性炭产品。当生产活性焦或活性炭时,步骤S08可以和步骤S07在一个工艺中同时实施,或者各自单独实施。

为了进一步冷却活性炭或活性焦,本实施例还包括步骤S09,对完成步骤S05中的夹套间壁冷却的活性炭或活性焦进行第二次间壁冷却。直至常温,得到活性炭或活性焦产品。

上述有机物料转化工艺利用了电加热方式和/或利用燃烧燃气得到高温烟气进行间壁加热的方式对物料进行热处理,提高了加热效率;利用热解气中的燃气进行燃烧,得到高温烟气后,直接用于有物料的加热,提高了物料的利用率,降低了能源成本。将干燥产生的水蒸汽用于冷凝得到不凝气,参与燃烧制得高温烟气,用于物料加热;或者将干燥产生的水蒸汽用于供给自身的活化反应,进一步提高了物料利用率,降低了工艺成本。

本发明中的外热回转设备是基于该有机物料转化工艺完成的,其它利用该干馏工艺的设备同样属于本发明的保护范围。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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