一种固体废料热解炉的制作方法

本实用新型涉及垃圾处理设备领域，特别是一种固体废料热解炉。

背景技术：

随着经济的高速发展，固体废料，尤其是工业固体废料的产量不断增加，对环境造成的污染日益严重，废物的处理问题已经成为社会各界普遍关注的问题。现有技术中，对于固体废料的处理方法主要有以下三种：填埋，最简单的方法，但占用大量土地、浪费资源，且易造成地下水和土壤的污染；焚烧，能快速去除其中的有害成分，通过焚烧可以获取热能或者电能，但系统复杂，投资运营成本高，国内的焚烧设备技术相对落后，产生的有害气体如不进行严格控制会引起较严重的二次污染，尤其是二噁英的生成，是焚烧法规避不了的工艺缺陷；热解，是将有机物在无氧或缺氧状态下加热，使之成为气态、液态或固态可燃物质的化学分解过程，固体废料热解过程是一个复杂的化学反应过程，包括大分子的键断裂，异构化和小分子的聚合等反应，最后生成各种较小的分子，经过热解处理的固体废料可转化成：气体(H2、CH4、CO、CO2)+有机液体(有机酸、芳烃、焦油)+固体(炭黑、灰)，经济性更好，且对环境的污染更小，热解方式已逐步取代传统的填埋和焚烧。

现有工业应用的热解炉形式主要有移动床熔融炉、流化床和回转窑三种，现有的热解炉主要存在以下几点缺陷：一、对物料理化特性和预处理工艺有比较高的要求，比如粒径、密度、均匀性、可燃性、热粘结性等，在实际的有机固体废物处理过程中，实施难度比较高，可以处理的物料种类有限；二、热解炉内的氧含量控制不了，炉体很难做到密封，热解反应需要在缺氧或无氧的状态下进行，如果氧含量过高，氧化反应大于热解反应，实际上更接近于焚烧，而非热解；三、热损失大，洁净度差，增加尾气处理的压力，容易结焦，堵塞管道；四、炉渣无法资源化利用，只能进入填埋场处置。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一，提供一种固体废料热解炉。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种固体废料热解炉，包括炉体，形成有内腔；进料机构，与炉体连通，用以将固体废料输送至炉体内；第一密封机构，设置于进料机构的端部或中部，用以将内腔与外界密封隔离；工作机构，设置于内腔中，包括加热组件、用以承接从进料机构排出的固体废料的第一炉排、用以承接从第一炉排排出的废渣的第二炉排，所述第二炉排将内腔分隔为第一区和第二区，所述第一炉排设置于第一区内，所述第二区内设置有进气组件，所述第二区通过设置于第二炉排上的若干透气结构与废渣相通；排气机构，与炉体连通，用以将热解产生的气体输送至炉体外；出料机构，与炉体连通，用以将第二炉排上产生的废渣输送至炉体外；第二密封机构，设置于出料机构的端部或中部，用以将内腔与外界密封隔离。

优选的，所述第一炉排包括若干固定于炉体上的第一定炉排，所述第一定炉排的上方设置有用以将第一定炉排表面的固体废料推离的第一动炉排。

作为上述技术方案的进一步限定，所述第一动炉排的两端外伸于炉体，所述炉体上设置有容置所述第一动炉排端部的滑孔，所述滑孔设置有用以将内腔与外界隔离的第三密封机构。

进一步的，所述第三密封机构包括设置于第一动炉排上的密封板和设置于第一动炉排或密封板与炉体之间的密封层。

进一步的，所述密封板为硅酸铝板，所述密封层为石墨盘根层。

进一步的，所述第一动炉排的端面设置有联动板，第一动炉排同一侧皆与同一联动板连接，所述联动板连接有驱动其往复动作的驱动装置。

优选的，所述第二炉排包括若干固定于炉体上的第二定炉排，所述第二定炉排的上方设置有用以将第二定炉排表面的废渣推离的第二动炉排。

优选的，所述第一密封机构包括设置于进料机构的出料端的密封罩，所述密封罩上端铰接于炉体上，密封罩抵接炉体的一面设置有密封垫，密封罩内填充有耐高温材料。

进一步的，所述第一密封机构还包括设置于进料机构的进料端的密封门。

优选的，所述进料机构包括进料漏斗，所述进料漏斗内设置有螺旋轴及设置于螺旋轴下方的叶片轴，所述进料漏斗下方设置有推料机构，所述推料机构可将固体废料推至第一炉排上。

本实用新型的有益效果是：

一、对应进料机构、出料机构分别设置有第一密封机构和第二密封机构，将炉体内腔与外界最大程度隔离，保障炉体内热解反应的无氧或少氧环境；

二、设置有第二炉排及进气组件等结构，进气组件可吹入气体，通过第二炉排上的透气结构与废渣相通，可对废渣中的C元素进一步氧化，将废渣重新利用，且氧化反应产生的热量可传递给第一区内的热解反应所需，大大降低了能耗；

三、采用往复炉排式的炉型，对物料的适应性更高，即使是其他热解炉难以处理的略有粘性，含水率高(5-50％)的物料，炉排式热解炉也可以处理，且预处理工艺比较简单，只需要将大块的物料破碎成一定的粒径即可。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是本实用新型的俯视结构示意图。

具体实施方式

参照图1至图2，本实用新型的一种固体废料热解炉，主要由几个部分组成：炉体12、设置于炉体12内的工作机构及与炉体12连通的进料机构、出料机构13。

炉体12，形成有内腔，热解及废渣的再氧化等主要的反应过程接在内腔中完成，一般热解的温度要达到500℃-1000℃，所以炉体12必须采用耐高温的材料制成，热稳定性好，另外，由于炉体12对整个设备起支撑固定的作用，所以刚度和强度也必须满足要求。具体的，本实施例中，所述炉体12由外部的金属框架和内部的保温材料，这样可有效的隔绝炉体内的高温，降低辐射，同时避免烫伤等一些意外的发生。

进料机构，与炉体12连通，用以将固体废料输送至炉体12内，本实施例中，优选采用一种进料机构，包括进料漏斗1，所述进料漏斗1内设置有螺旋轴3，优选采用双螺旋轴，可保障进料的均匀化，在螺旋轴3下方设置有叶片轴4，用以均匀的输送固体废料，所述进料漏斗1下方还设置有推料机构5，推料机构5包括用以储存固体废料的储料组件，及设置于储料组件内部可沿储料组件往复运动的推料组件，优选的，本实施例中采用气缸驱动推料组件，将固体废料推至第一炉排上。具体工作时，将固体废料从进料漏斗1投入，经过螺旋轴3和叶片轴4的旋转剪切作用，使固体废料更加均匀化的进入到储料组件中，避免出现局部过高或低的不均匀现象，影响推料机构5的动作，最后推料组件在气缸的作用下运动，将储料组件中的固体废料推入到第一炉排上，进行后续作业。这样的结构可保障进料的均匀化，在其他实施例中，也可采用提升斗翻转卸料等结构来代替。

第一密封机构，设置于进料机构的端部或中部，用以将内腔与外界密封隔离，本实施例中，所述第一密封机构设置为双层结构，所述第一密封机构包括分别设置于进料机构的进料端与出料端的密封门2和密封罩9，所述密封罩9上端铰接于炉体12上，密封罩9抵接炉体12的一面设置有密封垫，密封罩9内填充有耐高温材料。当推料机构5将固体废料推至与密封罩9接触时，由于密封罩9上端铰接在炉体12上，在固体废料的推力作用下，便会绕铰接点转动，实现密封罩9的开启，得以让固体废料通过从而进入到第一炉排上。当送料完毕后，推料组件缩回复位，此时密封罩9在自身重力的作用下复位，再次紧贴炉体12内壁，实现密封，由于密封垫的设置，可提高密封罩9的密封性能。

工作机构，设置于内腔中，是本设备的主体部分，主要包括加热组件11、用以承接从进料机构排出的固体废料的第一炉排、用以承接从第一炉排排出的废渣的第二炉排。加热组件11可以是加热棒、发热丝、发热片、电热棒、硅碳棒、硅钼棒等多种形式，在本实施例中，加热组件11设置有两层，分别位于第一炉排的上方和下方，可保障炉体12内的反应温度，且上下皆设置有加热元件，有利于炉体12内温度的均匀化；作为一种优选的实施方案，第一炉排包括若干固定于炉体12上的第一定炉排8，所述第一定炉排8的上方设置有用以将第一定炉排8表面的固体废料推离的第一动炉排7，第一炉排可设置有多级，本实施例中设置有四级，第一级和第三极为第一动炉排7，第二级和第四级为第一定炉排8，推料机构5可将固体废料推至第二级的第一定炉排8上，之后控制第一动炉排7动作，将固体物料推离表面，采用这种结构可保障热解的充分性，且可对其他热解炉难以处理的略有粘性，含水率高(5-50％)的物料也可以处理，在其他实施例中，可采用倾斜的单级炉排或其他结构代替，只是热解效果比本实施例差而已；所述第一动炉排7的两端外伸于炉体12，所述炉体12上设置有容置所述第一动炉排7端部的滑孔，所述滑孔设置有用以将内腔与外界隔离的第三密封机构，所述第三密封机构包括设置于第一动炉排7上的密封板和设置于第一动炉排7或密封板与炉体12之间的密封层，所述密封板为硅酸铝板，所述密封层为石墨盘根层，这只是本实施例中的优选材料，在其他实施例中也可采用硅胶等一些常用的其他密封材料代替，此处设计为本设备的设计难点，主要针对于高温运动构件的密封设计，密封板可阻隔炉体12内的热传导，减小对流传热和辐射传热，防止炉体12局部温度过高而产生变形，密封层可进一步实现第一动炉排7或密封板与炉体12之间的密封，保障密封性；所述第一动炉排7的端面设置有联动板10，不同的第一动炉排7同一侧皆与同一联动板10连接，所述联动板10连接有驱动其往复动作的驱动装置6，本实施例中，驱动装置6采用气缸，每侧设置有一个气缸和联动板10，气缸带动联动板10动作，联动板10带动第一动炉排7动作，从而将固体废料推出；本实施例中，第二炉排与第一炉排结构相同，所述第二炉排包括若干固定于炉体12上的第二定炉排15，所述第二定炉排15的上方设置有用以将第二定炉排15表面的废渣推离的第二动炉排17，主要通过第二动炉排17将废渣推至出料机构13中；所述第二炉排将内腔分隔为第一区和第二区，所述第一炉排设置于第一区内，第一区内主要进行热解反应，所述第二区内设置有进气组件14，所述第二区通过设置于第二炉排上的若干透气结构与废渣相通，具体的，进气组件14为进风管，外界气体从进风管进入，通过透气结构与炉渣接触反应，具体实施时，可控制进入的空气量，保障进入的空气量与废渣的需求量基本相等，这样可避免大量过剩的氧气通过透气结构进入到第一区影响热解反应，所述的透气结构为若干透气孔，所述透气孔的直径小于废渣的平均直径，所述绝大部分的废渣并不会从透气机构掉落。本装置中，第二区废渣氧化反应所放出的热量可供给第一区内热解反应所需，为达到热平衡，将能耗降到最低，可在第一区内也加设进气结构，这样可最大程度的减少装置的能耗。

排气机构19，与炉体12连通，用以将热解产生的气体输送至炉体12外，设置于炉体12的上部，且具体使用时，配套设置有抽风机，便于将热解产生的气体抽走，集中处理进一步利用。

出料机构13，与炉体12连通，用以将第二炉排上产生的废渣输送至炉体12外，本实施例优选出料机构13为螺旋输送机，其他实施例中也可采用出料斜槽等结构加以代替。

第二密封机构，设置于出料机构13的端部或中部，用以将内腔与外界密封隔离，本实施例中，第二密封机构也设置有两层，采用机械领域内常见的两道密封门实现密封。

进一步的，第二区设置有清灰门16，因为废渣在第二炉排的表面进行氧化反应，也会生成一些直径小于透气机构的颗粒或灰烬，会从透气结构掉落至第二区内，所以操作者可定期打开清灰门16进行清灰。

进一步的，炉体12的一侧还设置有炉门18，主要用于操作者进入对工作机构进行维修更换。

进一步的，本实用新型还设置有控制系统，优选为PLC控制系统，可控制各部分动作，实现自动化作业，提高了加工效率。

具体操作时，固体废料从进料漏斗1进入，通过螺旋轴3和叶片轴4使固体废料均匀布置在推料结构的储料组件中，推料组件再将固体废料推至第一定炉排8上，进行热解反应，达到设定时间后，驱动装置6控制第一动炉排7动作，将固体废料推至下一级继续进行热解反应，经过多级热解，固体废料已热解充分，热解产生的气体通过排气机构19抽走，位于最后一级的第一定炉排8上的废渣会被第一动炉排7推至第二炉排表面，废渣通过第二炉排上的透气结构与第二区连通，第二区内设置有进气组件14，所以废渣会得到从进气组件14进入的氧气进行氧化反应，产生的小颗粒或炉灰从透气机构掉落后续进行清灰，剩下的大部分废渣在第二动炉排17的作用下被推至螺旋运输机构，运出炉体12外。

相对现有的热解炉，本实用新型设置有三个密封机构，第一密封机构对应进料机构设置，第二密封机构对应出料机构13设置，第三密封机构对应第一动炉排7或第二动炉排17设置，可有效保障内腔与外界的密封隔绝，为热解反应提供一个良好的无氧或少氧的环境；设置有第二炉排及进气组件14等结构，进气组件14可吹入气体，通过第二炉排上的透气结构与废渣相通，可对废渣中的C元素进一步氧化，将废渣重新利用，且氧化反应产生的热量可传递给第一区内的热解反应所需，大大降低了能耗；还设置有往复炉排式的炉型，对物料的适应性更高，即使是其他热解炉难以处理的略有粘性，含水率高(5-50％)的物料，炉排式热解炉也可以处理，且预处理工艺比较简单，只需要将大块的物料破碎成一定的粒径即可。

以上具体结构和尺寸数据是对本实用新型的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。