本实用新型涉及固体废弃物资源化利用领域，具体涉及一种隔绝氧气热解处理固体废弃物的装置。
背景技术：
随着我国经济的飞速发展和人民生活水平的提高，我国正面临着严峻的能源和环境问题。目前，我国的能源主要为煤炭、石油、天然气等化石能源，其具有不可再生性，面临不断枯竭的窘境。然而，生物质作为可再生能源正逐渐受到高度重视。
目前，我国生活垃圾的年产量已经达到2.6亿吨，而且正以5％的速度增长，全国约有2/3的大城市正面临“垃圾围城”的困境。传统的垃圾处理方式主要包括填埋和焚烧等技术。其中，垃圾填埋处理对厂址要求较高，占地面积较大，容易造成周围空气和地下水的二次污染。垃圾焚烧技术虽在我国得到了一定程度的推广，但是焚烧过程中不可避免会产生毒性较大的二噁英。因此，寻求无害化、资源化、减量化处理垃圾的方法迫在眉睫。
有机固体废弃物热解法不仅可以有效利用生物质能源，还可以实现垃圾的无害化处理，有望解决上述存在的双重问题。然而，热解气中焦油含量较高，影响热解气的进一步利用，并且会导致下游管路堵塞，限制了该工艺的进一步推广。因此，降低并去除热解气中焦油的含量具有重要的研究意义和应用价值。
技术实现要素：
本实用新型旨在提供一种隔绝氧气热解处理固体废弃物的装置，解决了目前热解气化焦油裂解系统过于复杂、设备投资费用较高的问题，能够有效降低热解气中焦油的含量，原料适应性广，成本低，适于大规模工业化处理固体废弃物。
本实用新型提供了一种隔绝氧气热解处理固体废弃物的装置，包括由炉顶、炉墙、炉底围成的炉膛。
所述炉顶和炉墙由外层的钢结构层和内层的保温层构成，所述炉顶上设置有出气口，所述炉膛中设置有物料板、多孔板、转动部、加热部、水封部。
所述转动部包括驱动器和连接杆。所述连接杆一端与所述炉底固定连接，另一端与所述多孔板连接。所述驱动器驱动所述炉底转动。
所述物料板位于所述多孔板下方，所述物料板和多孔板均水平设置，并通过所述连接杆连接。所述加热部设置在所述物料板下方。
所述水封部包括第一组水封部和第二组水封部。所述第一组水封部设置在所述多孔板下方，实现所述多孔板与所述炉墙的密封。所述第二组水封部设置在所述炉底下方，实现所述炉底与所述炉墙的密封。
所述炉墙上设置有第一进料螺旋和第二进料螺旋，所述第一进料螺旋位于所述多孔板上方，所述第二进料螺旋位于所述物料板上方。
优选的，所述炉墙上设置有进气口，所述进气口位于所述多孔板的下方，并且，所述进气口的进气端设置有阀门。
优选的，所述第一进料螺旋上连接有刮板器。
优选的，所述水封部包括水封槽和水封刀，其中，所述水封槽包括外环水封槽和内环水封槽，分别固定在所述两侧炉墙内壁上。
所述水封刀呈环形，包括同心依次排列的外环水封刀、中环水封刀、内环水封刀。
所述多孔板下方和所述炉底下方分别固定有一组中环水封刀，并且所述中环水封刀的两端向下弯折，靠近内侧炉墙的弯折端形成中环内水封刀，靠近外侧炉墙的弯折端形成中环外水封刀。所述外环水封刀的一端与所述外侧炉墙内壁连接，另一端向下弯折。所述内环水封刀的一端与所述内侧炉墙内壁连接，另一端向下弯折。
所述外环水封刀和内环水封刀向下弯折的端部，以及中环内水封刀、中环外水封刀均插入所述水封槽中，其中，所述外环水封刀向下弯折的端部与所述中环外水封刀插入所述外环水封槽中配合密封，所述内环水封刀向下弯折的端部与所述中环内水封刀插入所述内环水封槽中配合密封。
优选的，所述多孔板下端面与所述物料板上端面的垂直距离为60～80cm。
进一步的，所述多孔板上设置的通孔的直径为1～3cm。
本实用新型用于热解处理固体废弃物的装置简单，设备费用低。利用本实用新型的装置可有效降低热解气中焦油的含量，避免焦油含量过高时，对下游管道造成的堵塞问题。并且，针对热解处理固体废弃物过程中易产生飞灰导致催化剂积碳失活的缺陷，在装置中设置了热空气进口，能够实现催化剂的原位活化再生，适于大规模工业化处理固体废弃物。
本实用新型的装置在处理固体废弃物时，原料适应性广，既可用于处理生活垃圾，也可处理生物质、废旧轮胎、油漆渣以及其他有机固体废弃物。
附图说明
图1为本实用新型的隔绝氧气热解处理固体废弃物的装置的剖面结构示意图。
附图中的附图标记如下：
1-钢结构层；2-保温层；3-催化剂层；4-多孔板；5-水封刀；6-物料板；7-连接杆；8-辐射管；9-物料层；10-进气口；11-水封槽；12-出气口。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本实用新型的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。
本实用新型提供了一种隔绝氧气热解处理固体废弃物的装置，包括炉顶、炉墙、炉底，以及由炉顶、炉墙、炉底围成的炉膛，使得该装置形成封闭体系。优选的，该装置选用无热载体蓄热式转动床反应器。炉膛中设置有物料板、多孔板、转动部、加热部、水封部。其中，炉顶、炉墙、炉底，以及多孔板、物料板、水封部均为环形。并且，炉底、物料板、多孔板均能绕环形中心轴进行转动。
如图1所示，为本实用新型提出的隔绝氧气热解处理固体废弃物的装置的环形剖面的结构示意图，具体的：
炉顶和炉墙的设置包括两层：外层的钢结构层1和内层的保温层2。其中，钢结构层1用于支撑整个装置，保温层2对炉膛内的反应气氛起到保温作用。
多孔板4在炉膛中水平设置，用于放置催化裂解焦油的催化剂，形成催化剂层3。多孔板4上均匀布置有通孔。优选的，通孔的直径为1～3cm。进一步的，在多孔板4的上方设置有第一进料螺旋(图中未示出)，用于向多孔板4上输送催化剂。作为优选的实施例，第一进料螺旋上设置有刮板器，用于在多孔板4转动的情况下使催化剂在多孔板4上均匀分散。
物料板6在炉膛中水平设置，用于放置待处理的固体废弃物物料，形成物料层9。在物料板6上方设置有第二进料螺旋(图中未示出)，用于向物料板6上输送待处理的固体废弃物原料。优选的，第二进料螺旋连接有刮板器。加热部设置在物料板6的下方，用于为固体废弃物的热解处理过程提供热量。优选的，加热部选用辐射管8。
转动部包括驱动器(图中未示出)和连接杆7。连接杆7的一端与炉底固定连接，另一端与多孔板4固定连接。驱动器启动时，可驱动炉底进行转动。
物料板6设置在多孔板4的下方，二者通过连接杆7实现连接。优选的，多孔板4下端面和物料板6上端面之间的垂直距离为60～80cm，该距离可以保证物料板6上产生的含焦油的粗热解气顺利进入到多孔板4的通孔中，从而与催化剂层3接触。
优选的，在物料板6和多孔板4的中间设置有圆孔，并且，圆孔的直径略大于连接杆7的外径，以使得连接杆7可以通过圆孔穿过物料板6和多孔板4并固定。即，多孔板4和物料板6通过连接杆7实现上下平行连接。当启动驱动器时，炉底转动，带动连接杆7转动，从而使得多孔板4和物料板6进行同速转动，即转动过程保持相对静止。
作为本实用新型优选的实施方案，在多孔板4下方的炉墙上设置有进气口10。在进气口的进气端设置有阀门，用于控制进气口10打开或闭合。本实用新型中，不限制进气口10的数量。优选的，在多孔板4下方的炉墙上设置有两个进气口。
本实用新型设置该进气口10的作用为：多孔板4上放置的催化剂随着反应的进行会发生一定程度的积碳失活现象，此时可通过进气口10向装置中鼓入热空气，热空气就会向上运动并通过多孔板4的通孔与催化剂接触，实现催化剂的原位再生活化。当催化剂完全失活后，可通过该装置后端设置的出料设备完成出料。
并且，在炉顶上设置有出气口12，用于排出热解反应产生的气体。
本实用新型的装置中，设置有水封部，用于保证炉膛内为绝氧气氛。水封部包括第一组水封部和第二组水封部。作为本实用新型优选的实施例，水封部均包括水封刀5和水封槽11，并且，每一组水封部均设置有两个水封槽，分别为内环水封槽和外环水封槽，每一组水封部的两个水封槽分别固定在两侧的炉墙内壁上。
其中，第一组水封部的两个水封槽分别固定在多孔板4下方的两侧炉墙内壁上，第二组水封部的两个水封槽分别固定在炉底下方的两侧炉墙内壁上。
水封部中包含的水封刀呈环形，水封刀包括位于炉膛中并同心依次排列的外环水封刀、中环水封刀、内环水封刀。
本实用新型的装置中，令第一组水封部的水封刀分别为第一外环水封刀、第一中环水封刀、第一内环水封刀。
第一中环水封刀包括两个，分别固定连接于多孔板4下端面并向下弯折，并靠近两侧炉墙。其中，靠近内侧炉墙的为第一中环内水封刀，靠近外侧炉墙的为第一中环外水封刀。
第一内环水封刀背离第一中环水封刀的一端与内侧炉墙内壁固定密封连接，邻近第一中环水封刀的一端向下弯折。
第一外环水封刀背离第一中环水封刀的一端与外侧炉墙内壁固定密封连接，邻近第一中环水封刀的一端向下弯折。
其中，第一内环水封刀向下弯折的端部与第一中环内水封刀均插入内环水封槽中配合密封，第一外环水封刀向下弯折的端部与第一中环外水封刀均插入外环水封槽中配合密封，当多孔板4转动时，可有效保证炉膛为绝氧密封的环境，并保证粗热解气顺利有效的通过多孔板4与催化剂接触。
本实用新型的装置中，令第二组水封部的水封刀分别为第二外环水封刀、第二中环水封刀、第二内环水封刀。
第二中环水封刀包括两个，分别固定连接于炉底并向下弯折，并靠近两侧炉墙。其中，靠近内侧炉墙的为第二中环内水封刀，靠近外侧炉墙的为第二中环外水封刀。优选的，第二中环水封刀由炉底两端向下弯折形成，其中，炉底内侧向下弯折端形成第二中环内水封刀，炉底外侧向下弯折端形成第二中环外水封刀。
第二内环水封刀背离第二中环水封刀的一端与内侧炉墙内壁固定密封连接，邻近第二中环水封刀的一端向下弯折。
第二外环水封刀背离第二中环水封刀的一端与外侧炉墙内壁固定密封连接，邻近第二中环水封刀的一端向下弯折。
其中，第二内环水封刀向下弯折的端部与第二中环内水封刀均插入内环水封槽中配合密封，第二外环水封刀向下弯折的端部与第二中环外水封刀均插入外环水封槽中配合密封，当炉底相对于炉墙进行转动时，实现炉底和炉墙的密封，保证炉膛为绝氧密封的环境。
基于上述装置，本实用新型还提出了一种隔绝氧气热解处理固体废弃物的方法，包括步骤：
A、启动驱动器，炉底转动，带动连接杆7转动，从而使得物料板6和多孔板4进行同速转动。
B、将催化剂通过进料皮带由第一进料螺旋送入多孔板4上，在刮板器的刮动下均匀的分布在多孔板4上形成催化剂层3。催化剂层3的厚度为20～40cm。
催化剂选用焙烧后的矿石类催化剂、分子筛类催化剂、碱金属类催化剂、金属负载类催化剂以及其他类型的催化剂。具体的，分子筛类催化剂优选ZSM-5、Y、MCM-22、ZSM-11；碱金属类催化剂优选CaO、MgO以及二者的复合物；金属负载类催化剂优选Ni-Al2O3、Ni-CeO2、Rh-Al2O3、Pt-分子筛。
催化剂为直径大小为5～20cm的球形颗粒或棒状颗粒，能够保证催化剂在多孔板上不掉落的情况下，使得物料热解产生的粗热解气顺利通过通孔与催化剂充分接触。
C、固体废弃物经预处理后通过第二进料螺旋送入物料板6上形成物料层9。物料层9的厚度为10～20cm。
在上述B和C步骤中，由于多孔板4和物料板6保持转动，可保证催化剂和物料在刮板器的刮动下均匀分散。
D、物料层9在辐射管8的加热下发生热解反应，得到焦油含量较高的、高温的粗热解气。
其中，由于热解处理的物料不同，所需控制的热解温度不同。该步骤中，热解温度控制为600～950℃，热解时间控制为1～2h。优选的，热解温度控制为800～950℃。
粗热解气会向上运动并经由多孔板4的通孔进入催化剂层3，粗热解气与催化剂充分接触后，焦油发生催化裂解反应，实现焦油分子的二次裂解，从而得到焦油含量较低、品质较高的热解气。热解气经炉顶的出气口12排出装置并进入到下一步工序中。
E、当反应一段时间后，催化剂会随着反应的进行发生一定程度的积碳失活现象，通过多孔板4下方的进气口10向其中通入热空气，能够实现催化剂的原位再生活化，无需将催化剂从多孔板4上卸除后单独进行活化，节约反应成本。当催化剂完全失活后，通过出料设备排出。
在上述反应过程中，通过水封部保证炉膛内的绝氧气氛。
实施例1
对生活垃圾进行隔绝氧气热解处理，具体的，如下：
(1)将氯化铁溶液与焙烧后的白云石等体积浸渍、烘干、破碎后，得到粒径为10～20cm的白云石催化剂，将白云石催化剂均匀布置在多孔板上，厚度为20～40cm。
(2)生活垃圾经分选、磁选、粉碎、堆滤后送入物料板上，厚度为10～20cm。
(3)启动辐射管，将温度升高至850℃，生活垃圾发生热解反应，热解时间为1.5h。
(4)热解反应产生的粗热解气经通孔与白云石催化剂接触，然后经出气口排出装置。
并且，粗热解气中焦油含量从1200mg/Nm3降低至400mg/Nm3，焦油脱除率为66.7％。
实施例2
对生活垃圾进行隔绝氧气热解处理，具体的，如下：
(1)将氯化铁溶液与生物质热解炭等体积浸渍、滚球成型、破碎后，得到粒径为10～20cm的生物质热解炭催化剂，并均匀布置在多孔板上，厚度为20～40cm。
(2)生活垃圾经分选、磁选、粉碎、堆滤后送入物料板上，厚度为10～20cm。
(3)启动辐射管，将温度升高至950℃，生活垃圾发生热解反应，热解时间为1h。
(4)热解反应产生的粗热解气经通孔与生物质热解炭催化剂接触，然后经出气口排出装置。
并且，粗热解气中焦油含量从980mg/Nm3降低至135mg/Nm3，焦油脱除率为86.2％。
实施例3
以泸州老窖酒糟为原料，进行隔绝氧气热解处理，具体的，如下：
(1)将氯化铁溶液与焙烧后的白云石等体积浸渍、烘干、破碎后，得到粒径为10～20cm的白云石催化剂，将白云石催化剂均匀布置在多孔板上，厚度为20～40cm。
(2)泸州老窖酒糟经堆滤后送入物料板上，厚度为10～20cm。
(3)启动辐射管，将温度升高至850℃，泸州老窖酒糟发生热解反应，热解时间为1.5h。
(4)热解反应产生的粗热解气经通孔与白云石催化剂接触，然后经出气口排出装置。
并且，粗热解气中焦油含量从1050mg/Nm3降低至297mg/Nm3，焦油脱除率为71.7％。
实施例4
以废旧轮胎为原料，进行隔绝氧气热解处理，具体的，如下：
(1)将氯化铁溶液与生物质热解炭等体积浸渍、滚球成型、破碎后，得到粒径为5～20cm的生物质热解炭催化剂，并均匀布置在多孔板上，厚度为30～40cm。
(2)废旧轮胎经破碎、磁选后送入物料板上，厚度为10～20cm。
(3)启动辐射管，将温度升高至800℃，废旧轮胎发生热解反应，热解时间为2h。
(4)热解反应产生的粗热解气经通孔与生物质热解炭催化剂接触，然后经出气口排出装置。
并且，粗热解气中焦油含量从2000mg/Nm3降低至380mg/Nm3，焦油脱除率为81.0％。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。