外热回转设备及有机物料转化工艺的制作方法

文档序号:12583660阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种外热回转设备,其特征在于,包括摆动式回转炉,所述摆动式回转炉包括:

滚筒(2),所述滚筒(2)的进料端高于所述滚筒(2)的出料端,所述滚筒(2)内由所述进料端至所述出料端依次设置有干燥段(Ⅰ)和干馏段(Ⅱ),所述滚筒(2)的气相区筒壁上设置有气体出口(21);

驱动装置,设置于所述滚筒(2)的外部,用于驱动所述滚筒(2)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(2)的外部,用于转动支撑所述滚筒(2)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(2)的往复摆动的弧度和频率;以及

电加热器(20)和/或加热夹套(19),所述电加热器(20)设置于所述滚筒(2)的外筒壁上,所述电加热器(20)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(19)设置于所述滚筒(2)的筒壁外,所述加热夹套(19)的外壁上设置有热介质进口(191)和热介质出口(192),所述热介质进口(191)和所述热介质出口(192)用于通过活动导管组件(5)与外部设备连接。

2.根据权利要求1所述的外热回转设备,其特征在于,所述滚筒(2)内还设置有活化段(Ⅲ),所述活化段(Ⅲ)位于所述干馏段(Ⅱ)与所述出料端之间,所述活化段(Ⅲ)的固相区设置有用于通入水蒸汽的蒸汽导入组件。

3.根据权利要求1或2所述的外热回转设备,其特征在于,还包括:

组合式净化冷凝器(24),通过所述活动导管组件(5)与所述气体出口(21)连接;

燃气风机(25),与所述组合式净化冷凝器(24)的气体出口连接。

4.根据权利要求3所述的外热回转设备,其特征在于,还包括:

燃烧设备(27),所述燃烧设备(27)的烟气出口通过所述活动导管组件(5)与所述热介质进口(191)连接,所述燃烧设备(27)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(26),所述引风机(26)通过所述活动导管组件(5)与所述热介质出口(192)连接。

5.根据权利要求4所述的外热回转设备,其特征在于,所述燃气风机(25)的出口与所述燃烧设备(27)的进口连接。

6.根据权利要求4所述的外热回转设备,其特征在于,还包括烟气净化机(28),所述烟气净化机(28)与所述引风机(26)的出口连接。

7.根据权利要求4-6任一项所述的外热回转设备,其特征在于,所述干燥段(Ⅰ)的气相区筒壁上设置有蒸汽导出口(23),所述蒸汽导出口(23)通过所述活动导管组件(5)与第一蒸汽引风机(31)连通。

8.根据权利要求7所述的外热回转设备,其特征在于,所述蒸汽导出口(23)与所述第一蒸汽引风机(31)之间还连通设置有蒸汽冷凝器(30),所述蒸汽冷凝器(30)通过所述活动导管组件(5)与所述蒸汽导出口(23)连接。

9.根据权利要求8所述的外热回转设备,其特征在于,还包括:

设置于所述蒸汽导出口(23)或连接所述蒸汽导出口(23)的蒸汽管道上的温度传感器(8),用于检测经过所述蒸汽导出口(23)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(31)的进口处的调节阀,用于调节从所述蒸汽导出口(23)经过的气体流量。

10.根据权利要求8所述的外热回转设备,其特征在于,所述第一蒸汽引风机(31)为变频引风机,用于调节从所述蒸汽导出口(23)经过的气体流量;还包括设置于所述蒸汽导出口(23)或连接所述蒸汽导出口(23)的蒸汽管道上的温度传感器(8),用于检测经过所述蒸汽导出口(23)的气体的温度。

11.根据权利要求8-10任一项所述的外热回转设备,其特征在于,所述蒸汽冷凝器(30)冷凝后得到的不凝气通入所述燃烧设备(27)中。

12.根据权利要求11所述的外热回转设备,其特征在于,所述滚筒(2)内还设置有冷却段(Ⅳ),所述冷却段(Ⅳ)位于所述活化段(Ⅲ)与所述出料端之间,所述冷却段(Ⅳ)的筒壁外设置有冷却夹套(29),所述冷却夹套(29)的外壁上设置有冷却介质进口(291)和冷却介质出口(292)。

13.根据权利要求12所述的外热回转设备,其特征在于,所述冷却介质出口(292)与所述蒸汽导入组件连通。

14.根据权利要求13所述的外热回转设备,其特征在于,还包括固定于所述滚筒(2)或所述支撑装置上的第二蒸汽引风机(35),所述第二蒸汽引风机(35)与所述蒸汽导出口(23)连通,且所述第二蒸汽引风机(35)的出口与所述冷却介质进口(291)连接。

15.根据权利要求14所述的外热回转设备,其特征在于,还包括固定于所述滚筒(2)或所述支撑装置上的空气引风机(32),所述空气引风机(32)的出口与所述冷却介质进口(291)连接。

16.根据权利要求2所述的外热回转设备,其特征在于,所述蒸汽导入组件包括:

设置于所述活化段(Ⅲ)的筒壁上的蒸汽入口(33),用于向所述活化段(Ⅲ)内通入蒸汽;

设置于所述活化段(Ⅲ)的固相区内的蒸汽分布管(34),所述蒸汽分布管(34)与所述蒸汽入口(33)连通,所述蒸汽分布管(34)的管壁上沿其轴线且朝向滚筒(2)内壁的方向开设有多个蒸汽出气孔(341);

设置于所述蒸汽分布管(34)上且位于所述蒸汽出气孔两侧的挡板(36),所述挡板(36)的长度方向与所述滚筒(2)的径向断面垂直,用于防止物料进入所述蒸汽出气孔(341)。

17.根据权利要求16所述的外热回转设备,其特征在于,还包括:设置于所述滚筒(2)上的温度传感器(8),所述温度传感器(8)与所述检测控制装置通过导线连接。

18.根据权利要求17所述的外热回转设备,其特征在于,还包括设置于所述蒸汽入口(33)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。

19.根据权利要求18所述的外热回转设备,其特征在于,所述蒸汽入口(33)和所述蒸汽分布管(34)的数量为多个,且每个所述蒸汽入口(33)对应连接一个所述蒸汽分布管(34),每个所述蒸汽入口(33)上均设置有一个所述阀门,每个所述蒸汽分布管(24)的轴线与所述滚筒(2)的轴线平行,且多个所述蒸汽分布管(24)沿所述活化段(Ⅲ)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(24)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(24)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管(24)所对应的阀门关闭。

20.根据权利要求1、2、4-6、8-10、12-19任一项所述的外热回转设备,其特征在于,所述电加热器(20)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。

21.根据权利要求1、2、4-6、8-10、12-19任一项所述的外热回转设备,其特征在于,所述滚筒(2)的两端为封闭的端面,所述滚筒(2)的进料装置(1)与所述滚筒(2)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(2)的出料装置(6)连通设置于所述滚筒(2)的出料端,与所述出料装置(6)相互转动密封配合的位置为滚筒物料出口(201),所述滚筒物料出口(201)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(201)的轴线与所述摆动式回转炉的转动轴线重合。

22.根据权利要求1、2、4-6、8-10、12-19任一项所述的外热回转设备,其特征在于,还包括与所述摆动式回转炉的出料装置(6)的出料口连接的冷却器(22)。

23.根据权利要求1、2、4-6、8-10、12-19任一项所述的外热回转设备,其特征在于,还包括设置于所述滚筒(2)内的若干隔板(14),所述隔板(14)在靠近所述滚筒(2)的固相区的位置设置有开口。

24.根据权利要求1、2、4-6、8-10、12-19任一项所述的外热回转设备,其特征在于,还包括设置于所述滚筒(2)内的若干活动链条(13)。

25.根据权利要求1、2、4-6、8-10、12-19任一项所述的外热回转设备,其特征在于,所述滚筒(2)内靠近所述出料端的固相区内设置有翻料板(7)。

26.一种有机物料转化工艺,其特征在于,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。

27.根据权利要求26所述的有机物料转化工艺,其特征在于,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。

28.根据权利要求27所述的有机物料转化工艺,其特征在于,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。

29.根据权利要求28所述的有机物料转化工艺,其特征在于,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。

30.根据权利要求28所述的有机物料转化工艺,其特征在于,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。

31.根据权利要求27-30任一项所述的有机物料转化工艺,其特征在于,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。

32.根据权利要求31所述的有机物料转化工艺,其特征在于,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。

33.根据权利要求31所述的有机物料转化工艺,其特征在于,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℃。

34.根据权利要求31所述的有机物料转化工艺,其特征在于,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。

35.根据权利要求31或34任一项所述的有机物料转化工艺,其特征在于,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。

36.根据权利要求30所述的有机物料转化工艺,其特征在于,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。

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