一种无氧热解炉及其热解工艺的制作方法

本发明属于废弃物环保处理领域，尤其是一种无氧热解炉处理设备。

背景技术：

随着社会的发展，产生了大量的废弃物，随意排放容易造成大量的环境污染，同时某些废弃物是有大量的回收利用价值，如生物质、电子垃圾。对于电子垃圾中线路板的回收，传统使用的是焚烧炉，焚烧时容易产生二噁英造成新的环境污染，为减少物料回收时带来的新的环境问题，新型炉子开发以无氧热解为主，目前市面上连续生产的无氧热解炉型有隧道窑、回转窑，其中隧道窑型的无氧热解运行较好，但投入成本较高；而回转窑运行效果较差，其中动密封制造难，成本高。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提出一种无氧热解炉，该设备结构简单、投入成本低，生产效率高、能实现无氧热解和资源高效回收。

本发明的目的之二在于提出一种无氧热解炉的热解工艺，可连续进料处理，避免了二噁英的产生，并充分利用反应余热，更环保。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种无氧热解炉，包括炉体、下料装置、排料装置、供气装置和排气装置；

所述炉体内部设有密封的内腔，所述内腔的底部设有炉篦，所述内腔包括位于上层的原料干燥区和位于下层的原料层区；

所述下料装置位于炉体的顶部，所述下料装置包括原料仓和下料通道，所述原料仓与所述内腔通过下料通道连通；

所述排料装置位于炉体的底部，所述排料装置为水冷池，且所述水冷池对内腔进行水封；

所述供气装置包括多个还原气供气装置，所述还原气供气装置与所述原料层区连通；

所述排气装置位于所述炉体的上方，且所述排气装置与所述原料干燥区连通。

进一步地，所述还原气供气装置包括碳料仓、碳料气化室、氧气喷嘴、网孔隔板、碳灰仓和还原气管道，所述碳料气化室用于生成高温还原气，所述碳料仓位于碳料气化室顶部以给碳料气化室提供碳料，所述氧气喷嘴与碳料气化室连通以给碳料气化室提供空气，所述碳灰仓位于碳料气化室低部以收集碳料气化室不完全燃烧反应生成的碳灰，所述网孔隔板位于碳料气化室和碳灰仓之间，所述还原气管道连通所述碳料气化室和所述原料层区。

进一步地，所述网孔隔板与拉杆连接，所述拉杆远离网孔隔板的一端从还原气供气装置的侧壁向外延伸。

进一步地，所述还原气管道的气体出口方向为斜向下设置。

进一步地，所述还原气管道出口与炉体距离和所述内腔的内径的长度比为1:2-4。

进一步地，所述还原气供气装置有两个，两个还原气供气装置分别对称分布于炉体的两侧。

进一步地，所述碳料仓的碳料形状为块状或颗粒状。

进一步地，所述原料仓设有下料阀，所述下料阀处设有充氮保护装置，所述充氮保护装置用于防止下料时空气进入内腔。

一种无氧热解炉的热解工艺，应用一种无氧热解炉，包括生成还原性气体步骤、热解气化步骤和干燥步骤；

所述生成还原性气体步骤为：将碳料从碳料仓投放至碳料气化室，通过氧气喷嘴通入氧气，使碳料发生不完全燃烧，反应温度为700～1100℃，产生高温还原性气体，并通过还原气管道将还原性气体输入原料层区；

所述热解气化步骤为：将待处理的原料从原料仓内投放至炉体内，并堆积在原料层区内，所述原料与还原性气体发生热解气化反应生成固体产物和热解气，反应温度为700～900℃，所述固体产物在水冷池中收集，所述热解气上升到原料干燥区；

所述干燥步骤为：所述热解气在原料干燥区对从原料仓落下的原料进行干燥，干燥温度为300～500℃，处理后的热解气从排气装置中排出。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：设备结构简单，设备投入成本低，可连续进料出来，生产效率高，生产运行稳定，采用还原性高温气体使物料热解，避免了二噁英的产生，热解后固体产物排入到水中进行收集，物料中的有价物料回收率高。

附图说明

图1是本发明的一种无氧热解炉的结构示意图。

图中：1、炉体；2、原料干燥区；3、炉壁；4、内腔；5、还原气管道；6、碳料仓；7、碳料气化室；8、氧气喷嘴；9、拉杆；10、网孔隔板；11、碳灰仓；12、炉篦；13、水冷池；14、排气装置；15、原料仓；16、原料层区。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1所示，本实施例的一种无氧热解炉，包括炉体1、下料装置、排料装置、供气装置和排气装置14；

所述炉体1内部设有密封的内腔4，所述内腔4的底部设有炉篦12，所述内腔4包括位于上层的原料干燥区2和位于下层的原料层区16；炉壁3的内表面都砌有耐火保温层；

所述下料装置位于炉体1的顶部，所述下料装置包括原料仓15和下料通道，所述原料仓15与所述内腔4通过下料通道连通；

所述排料装置位于炉体1的底部，所述排料装置为水冷池13，且所述水冷池13对内腔4进行水封；优选地，所述炉篦的下部分安置在水中，对出料时进行水封。

所述供气装置包括多个还原气供气装置，所述还原气供气装置与所述原料层区16连通；

所述排气装置14位于所述炉体1的上方，且所述排气装置14与所述原料干燥区2连通。

作为优选的实施方式，所述还原气供气装置包括碳料仓6、碳料气化室7、氧气喷嘴8、网孔隔板10、碳灰仓11和还原气管道5，所述碳料气化室7用于生成还原气，所述碳料仓6位于碳料气化室7顶部以给碳料气化室7提供碳料，所述氧气喷嘴8与碳料气化室7连通以给碳料气化室7提供高压空气，所述碳灰仓11位于碳料气化室7低部以收集碳料气化室7不完全燃烧反应生成的碳灰，所述网孔隔板10位于碳料气化室7和碳灰仓11之间，所述还原气管道5连通所述碳料气化室7和所述原料层区16。

作为优选的实施方式，所述网孔隔板10与拉杆9连接，所述拉杆9远离网孔隔板10的一端从还原气供气装置的侧壁向外延伸，通过拉杆来控制碳料燃烧后生成的碳灰的卸料。

作为优选的实施方式，所述还原气管道5的气体出口方向为斜向下设置，避免还原气出口比物料堵住。

作为优选的实施方式，所述还原气管道5出口与炉体1距离和所述内腔4的内径的长度比为1:2-4。

作为优选的实施方式，所述还原气供气装置有两个，两个还原气供气装置分别对称分布于炉体1的两侧。

作为优选的实施方式，所述碳料仓6的碳料形状为块状或颗粒状，块状和/或颗粒状有可提高表面积，但是不适宜用粉末状碳粉，避免碳粉直接从网孔隔板10掉下碳灰仓11。

作为优选的实施方式，所述原料仓15设有下料阀，所述下料阀处设有充氮保护装置，所述充氮保护装置用于防止下料时空气进入内腔4。

作为优选的实施方式，所述炉篦12为由三层栅层叠加而成的呈宝塔状的炉篦12，所述炉篦12底部设有电动机，通过驱动炉篦12使热解气化反应生成的固体产物掉下水冷池13。

作为优选的实施方式，炉体1为圆柱形结构，所述原料仓15和炉篦12位于炉体1的轴线上，有利于原料的分别均匀。

本实施例的一种无氧热解炉的热解工艺，应用一种无氧热解炉，包括生成还原性气体步骤、热解气化步骤和干燥步骤；

所述生成还原性气体步骤为：将碳料从碳料仓6投放至碳料气化室7，通过氧气喷嘴8通入氧气，使碳料发生不完全燃烧，反应温度为700～1100℃，产生高温还原性气体，并通过还原气管道5将还原性气体输入原料层区16；

所述热解气化步骤为：将待处理的原料从原料仓15内投放至炉体1内，并堆积在原料层区16内，所述原料与还原性气体发生热解气化反应生成固体产物和热解气，反应温度为700～900℃，所述固体产物在水冷池13中收集，所述热解气上升到原料干燥区2；

所述干燥步骤为：所述热解气在原料干燥区2对从原料仓15落下的原料进行干燥，干燥温度为300～500℃，处理后的热解气从排气装置14中排出。

实施例1，

如图1所示，本实施例的一种无氧热解炉中，经过破碎后的线路板物料储存在原料仓15，打开原料仓15中的下料阀，将原料仓15中的物料下料到原料层区16，原料仓15下料时打开氮气保护装置，防止空气进入到内腔4，物料原料下落过程在原料干燥区2中进行干燥，物料原料在原料层区16经高温还原气热解气化后，生成热解气由炉体1的上方的排气装置14排出，进行回收利用，原料层区16热解气化后产生的固体产物通过炉篦12排料到水冷池13，将水冷池内的热解气化后的含有大量有价金属的固体产物进行回收。

如图1所示，本实施例的一种无氧热解炉中，将块状或颗粒状碳料填充至碳料仓6中，通过卸料阀下料到碳料气化室7，在碳料气化室7碳料与氧气喷嘴8喷出的高压空气发生不完全燃烧反应，生成高温还原性气体，高温还原性气体通过还原气管道5进入到原料层区16与物料发生热解气化反应，其中碳料气化室7碳料与空气氧化生成的碳灰通过网孔隔板10下料到碳灰仓11收集，网孔隔板10外连接拉杆9，通过拉杆9振动网孔隔板10给网孔隔板10上的碳灰进行卸料。碳料在碳料气化室7与空气的反应分为两个过程，第一个过程为碳料气化室7底部空气与碳料充分燃烧反应，反应温度为700～1100℃，主要产生二氧化碳，第二个过程为部分二氧化碳与剩余的碳料层在700～900℃发生还原反应，生成一氧化碳气体；混合气体为高温还原性气体，送入内腔4促使原料热解，并维持热解炉内的无氧环境。

本发明的无氧热解炉设备结构简单，设备投入成本低；可连续进料出来，生产效率高，生产运行稳定；采用还原性气将物料热解气化，避免了二噁英的产生；将热解气化固体产物排入到水中进行收集，物料中的有价物料回收率高；设备适用范围广，可以是破碎的线路板、生物质或其它固体垃圾废弃物，皆可采用本设备进行无氧热解处理。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。