一种物料多级处理的烘干或热裂解方法与流程

本发明属于适用于油泥砂、塑料废料及含有塑料成分的废料、浆料等能通过受热其中一部分成份转化为气态的所有物料的烘干、热裂解装置，尤其涉及一种物料多级处理的烘干或热裂解方法。

背景技术：

现有的适用于油泥砂、塑料废料及含有塑料成分的废料、浆料等能通过受热其中一部分成份转化为气态的所有物料的烘干或热解设备，主要由安装连接在一起的固定床、流化床、回转窑、烧蚀床、熔融浴等构成，为油泥砂、塑料废料及含有塑料的处理发挥了作用，但其同时存在着如下的缺点或不足：①工业化应用的成功率十分有限；②尚没有可以适合大规模工业化生产的设备，城市生活垃圾的热裂解处理则是更不尽如人意；③大部分含固量较大的物料热裂解的研究还只局限在实验室阶段，面临着技术环节和经济效益等难题的阻碍，技术也尚不成熟；④现有的大部分热裂解反应设备是在气态下进行热裂解，含固量较大的物料在熔融状态后，粘结在反应罐壁，发生焦化，不但影响传热，使之无法有效进行热裂解，同时焦化的产物也无法去除，带来诸多难以处理的问题；⑤由于含固量较大物料传热过程的复杂性，以及其在管程内位置的不同，所以垃圾并不是全部都在恒定温度下进行热裂解反应的，特别是处于中心位置的物料不能真正的得到热裂解反应，因此，反应及处理效果极差，甚至难以处理。

技术实现要素：

本发明针对上述的问题，设计了一种物料多级处理的烘干或热裂解方法，采用第一管程至N个管程连续加热处理的多管程、防爆、出料密封的结构，有效地克服或避免上述现有技术中存在的缺点或不足。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，

一种物料多级处理的烘干或热裂解方法，具体包括以下步骤：

步骤一，利用物料处理装置对待处理物料进行烘干或者热裂解处理

a、首先对物料处理装置中的炉膛做加热处理；

b、再将待处理物料从物料处理装置的进料口放入到管程内，该待处理物料由于受到第一管程机构、第二管程机构、第三管程机构以及第N管程机构作用力的作用依次经过上述管程机构；

c、待处理物料在步骤a中的管程机构进行烘干或裂解，并产生蒸汽，与此同时，物料处理装置上的温度传感器以及压力传感器对管程内部进行实时监测，以保证整个处理过程的安全性；

步骤二，是将物料处理装置内的蒸汽和“产物”进行区别收集处理

d、管程内产生的蒸汽经过物料处理装置顶部的蒸汽出口管道排出；

e、蒸汽沿着蒸汽出口管道经冷凝器冷凝后，进入到真空泵中进行保存，物料剩余的“产物”将会从物料处理装置上的出料口中排出；

其中，上述步骤中提到的物料处理装置包括真空泵、冷凝器、蒸汽出口管道、温度传感器、压力传感器、密封顶板、防爆孔、炉膛、进料口、拔料片、第一管程机构、第二管程机构、第三管程机构、第N管程机构、螺旋片和出料口，所述炉膛上部并行排列安装有第一管程机构至第N管程机构，各管程上安装有密封顶板，该密封顶板上顺次安装有蒸汽出口管道、温度传感器、压力传感器、防爆孔，蒸汽出口管道上连接安装有真空泵和冷凝器，第一管程机构-第N管程机构内安装有螺旋片及拔料片，第一管程机构的始端安装有进料口，第N管程机构的末端安装有出料口。

作为优选，所述待处理物料的烘干和热裂解的根本区别在于对物料处理装置中管程的加热温度，烘干所需的加热温度为100℃-250℃，热裂解所需的加热温度为250℃-450℃。

作为优选，所述待处理物料的烘干或热裂解的效果除了在于加热温度之外，还在于待处理物料在各管程中的流动速度。

作为优选，所述炉膛上排列安装的各管程头尾相连接并相连通，即：第一管程机构的末端与第二管程机构的始端、第二管程机构的末端与第三管程机构的始端、第三管程机构的末端与第N管程机构的始端相连接并连通。

作为优选，所述步骤e中从管程内经出料口出来的物料进入炉膛焚烧。

其中，对于物料处理装置中的相关部件或机构而言：所述各管程内安装有连续的螺旋片；所述各管程内的末端安装有与轴向平行的均匀布置的拔料片，所述炉膛的顶部排列安装有第一管程至第N管程，头尾相互连通；所述防爆孔安装于密封顶板的一边顶部，用石棉板或镀锌薄铁皮加以密封；所述每一管程的密封顶板上安装有一个蒸汽出口管道，并与冷凝器相连接；所述各管程并列布置，各管程的截面为U型结构。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

1、技术设计合理，功能先进，整体性好，运转平稳。

2、U型受热面为固定式，内部的螺旋片和拔料片推动物料前进及实现物料翻转，物料加温受热均匀。

3、螺旋片和拔料片对粘结在容器内壁的物料具有刮削作用。

4、工作状态为常压或微负压，具有较好的安全性。

5、具有较好的密封性，环保效果好。

6、各管程顶部的防爆孔上，以强度大大底于装置结构强度的石棉板或薄镀锌板做防爆板，且方向向上，一旦管程内发生燃爆，有效地保护人员及设备免受伤害。

7、各管程结构设计成细长管状，物料填充后，爆炸当量较低，具有本质安全性。

8、运行时可以连续进料、出料，大大的提高效率。

9、采用多管程并列布局，理论上可实现流程任意设计长度，占地面积小、占用空间小，热效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为物料处理装置的结构示意图；

图2为图1所示的A-A向的结构示意图；

图3为图1所示的B-B向的结构示意图；

以上各图中，1、真空泵；2、冷凝器；3、蒸汽出口管道；4、温度传感器；5、压力传感器；6、密封顶板；7、防爆孔；8、炉膛；9、进料口；10、拨料片；11、第一管程机构；12、第二管程机构；13、第三管程机构；14、第四管程机构；15、螺旋片；16、出料口。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

本发明中提供的方法，其核心是一种在相对小的空间内，通过多管程联接，实现物料在管程内长距离和可控时间的停留，从而实现对物料的烘干或热裂解的一种方法。特别提出的是，通过管程设计，减少了管程内空间，从而减少了有可能发生燃烧爆炸的物质的质量，从而减少了爆炸当量，提高了安全性。

实施例1，本发明提供了一种物料多级处理的烘干或热裂解方法，主要是利用本发明中提供的物料处理装置对物料进行烘干或热裂解的方法，该物料主要是指油泥砂、塑料废料及含有塑料成分的废料、浆料等，即利用该方法将上述物料中的蒸汽(也就是油气)给提取出来，实现物汽分离。下面具体讲一下，发明人利用物料处理装置是怎么样实现对物料高效提取处理的，在整个处理方法中，主要包括两个大的步骤，一是将物料进行处理，二是将物料处理后所得的产物进行区别收集。

步骤一：利用物料处理装置对待处理的物料进行烘干或者热裂解处理

首先是要对物料处理装置中的炉膛进行加热，在这里需要注意的是，加热的温度主要取决于物料需要达到的最终结果，比如说，如果待处理的物料(这里的物料一般指的是常见的一些物料)需要烘干，则需要将加热的温度调至100℃-250℃，如果需要热裂解，则需要将加热温度调至250℃-450℃，上述的加热温度也是发明人经过大量的试验得出的；设置好加热的温度之后，则需要将待处理的物料从物料处理装置的进料口处放入到管程内，将待处理的物料放入到物料处理装置的管程内的目的是为了对待处理的物料进行加热处理，为了更好、更安全、更高效的对待处理的物料进行加热，发明人提供了一种多级加热的方法，即待处理的物料分别经过管程内部的第一管程机构、第二管程机构、第三管程机构以及第N管程机构，在上述管程机构作用力的作用下，待处理的物料在管程内运动，逐步加热，当然，每个对管程机构进行加热的加热装置也是独立的，即便于控制每个管程处理阶段的温度，发明人经过大量的试验得出，从第一管程机构到第N管程机构上的加热装置所提供的加热温度是逐步增加的话要比整体一样温度加热的效率和效果都要好，并且安全性也得到了很大的提高，发明人自从利用该方法在物料处理装置中进行物料处理到现在，还没有发现任何的安全隐患；无论利用该方法对待处理的物料进行烘干，还是热裂解，都会产生蒸汽和“产物”，即蒸汽和“产物”肯定不能一直留在管程，即需要将蒸汽和“产物”进行收集再利用或者处理，在这里发明人为了保证整个方法使用的安全性，发明人在物料处理装置中设置了温度检测装置和压力检测装置，温度检测装置一般会选用温度传感器，压力检测装置会选用压力传感器。

步骤二：是将物料处理装置内的蒸汽和“产物”进行区别收集处理

管程内产生了蒸汽和“产物”之后，需要对其分别收集处理，发明人在物料处理装置的顶部设置了蒸汽出口管管道，即管程内产生的蒸汽经过物料处理装置顶部的蒸汽出口管道排出，这是蒸汽的温度是比较高的，所以在收集过程中，需要对蒸汽进行降温冷凝，即便于收集，发明人在蒸汽出口管道上设置了冷凝器，即蒸汽经过冷凝器进入到真空泵中进行储存，剩余的杂质产物也会从物料处理装置上的出料口中排出收集处理，这样对实现了对待处理物料的烘干或热裂解的处理，一般从管程内经出料口出来的物料进入炉膛焚烧。

在这里针对上述所述的方法，需要补充一点，在物料利用管程机构传输的过程中，其传输的速度对物料的加热效果也有很大的影响，即每个管程的速度也不一定是一样的，由于物料本质的不同，其加热温度以及管程机构的转速也是不同，发明人经过大量的试验之后得出，第一管程机构到第N管程机构转动的速度是逐一增加的，不过速度的增加量不是特别的大，这样设置温度，会大大提高物料处理的效率。

由于有了多级处理物料的概念，发明人设计了一套非常配合本方法工作的装置，即上述方法中提到的物料处理装置，如图1、图2、图3所示，物料处理装置包括包括真空泵1、冷凝器2、蒸汽出口管道3、温度传感器4、压力传感器5、密封顶板6、防爆孔7、炉膛8、进料口9、拔料片10、第一管程机构11、第二管程机构12、第三管程机构13、第N管程机构14、螺旋片15和出料口16，上述的每个部件都有着它们在整个装置中的作用。下面具体讲一下上述的每个部件在整个装置中的作用：真空泵是用来收集蒸汽冷凝后形成的液体的；冷凝器则是将高温度的蒸汽进行冷凝其目的是为了便于收集；蒸汽出口管道则是用于传输蒸汽用的，在具体设置的时候蒸汽出口管道的材料也是有要求的，一般会选用耐高温的材料；温度传感器则是用来实时监测装置内部的温度，并将该温度及时反馈给加热装置，已做好处理；压力传感器则是用来检测管程内部的压力，以防止由于管程内的压力过大造成不必要的损失；密封顶板则是用来对炉膛进行密封的，以保证对物料处理的高效性，也便于蒸汽的收集处理；防爆孔则是为了防止整个装置由于内部压力过大产生爆炸所设置的；管程则是一个场所，给物料和相关的管程机构提供一个工作的空间；进料口则是待处理物料的入口；各管程机构则是用来对待处理物料进行均与、循序渐进的在管程内输送物料，以实现对物料的高效加热；为了实现各管程机构能够传输物料的目的，发明人在管程机构上设置了螺旋片和拨料片，螺栓片则是依附在管程机构上，以实现物料传输的目的，拨料片则是为了将堆积的物料进行均化处理；发明人还设置了出料口，该出料口是用来排出烘干或者热裂解完的物料的。现已经了解了物料处理装置中相关的部件的功能以及效果，下面简单的介绍一下上述部件是怎样设置来完成本发明中所及的方法的。

如图1、图2、图3所示，在管程的上部并排安装设置了第一管程机构至第N管程机构，并在和炉膛的上部设置了密封顶板，其密封顶板的设置是为了将待处理物料进行密封式处理，这样可以大大的提高处理的效果；从图中可以看出，在密封顶板的上部顺次设置了蒸汽出口管道、温度传感器、压力传感器、防爆孔，在蒸汽出口管道上连接安装有真空泵和冷凝器，第一管程机构-第N管程机构内安装有螺旋片及拔料片，第一管程机构的始端安装有进料口，第N管程机构的末端安装有出料口，其中炉膛上排列安装的各管程头尾相连接并相连通，即：第一管程机构的末端与第二管程机构的始端、第二管程机构的末端与第三管程机构的始端、第三管程机构的末端与第N管程机构的始端相连接并连通；各管程内安装有连续的螺旋片；各管程内的末端安装有与轴向平行的均匀布置的拔料片，炉膛的顶部排列安装有第一管程至第N管程，头尾相互连通；防爆孔安装于密封顶板的一边顶部，用石棉板或镀锌薄铁皮加以密封；每一管程的密封顶板上安装有一个蒸汽出口管道，并与冷凝器相连接；各管程并列布置，各管程的截面为U型结构。针对上述所述的各部件的位置关系，简单的说一下其工作原理，待处理的物料进行到管程内部，首先进到第一管程机构中进行加热传输，两个管程机构之间的设置方案是采用了相反方向的传输方向，这样可以大大提高物料烘干或热裂解处理的效果，即实现对物料的全方位的加热，也能使物料上的所有油气都能蒸发出来形成蒸汽，相应的提高了烘干或热裂解的效果，按理想设计的话，管程越多对物料的处理效果也就越好，当然，不同的物料其管程多少的设置也是不一样的，都会有一个最好的值，最后物料经过各个管程之后，蒸汽则由蒸汽出口管道排出处理收集，“产物”则由出料口排出处理。

使用本发明提供的方法对待处理的物料进行处理，其效果要远远的大于现有一些处理方法，本发明相对现有的一些处理方法具有：技术设计合理，功能先进，整体性好，运转平稳；U型受热面为固定式，内部的螺旋片和拔料片推动物料前进及实现物料翻转，物料加温受热均匀；螺旋片和拔料片对粘结在容器内壁的物料具有刮削作用；工作状态为常压或微负压，具有较好的安全性；具有较好的密封性，环保效果好；各炉膛顶部的防爆孔上，以强度大大底于装置结构强度的石棉板或薄镀锌板做防爆板，且方向向上，一旦管程内发生燃爆，有效地保护人员及设备免受伤害；各管程结构设计成细长管状，物料填充后，爆炸当量较低，具有本质安全性；运行时可以连续进料、出料，大大的提高效率；采用多管程并列布局，理论上可实现流程任意设计长度，占地面积小、占用空间小，热效率高。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。