一种装有瓶形反应釜的箱式热解气化炉的制作方法

本发明涉及环保设备领域，具体涉及一种装有瓶形反应釜的箱式热解气化炉。

背景技术：

非均质生物质热解气化技术是眼下热门研究领域，因为国家列入环保能源战略的生活垃圾，工业垃圾，农林废弃物的处理与资源化利用，都属于此领域。

上述垃圾(废弃物)因其非均质特性在其处理及资源化利用过程中，存在输送难，加料难热解气化不均，易因炉内结焦等一系列问题，眼下常用的立式炉非得在炉前对上述物料进行均质化，从而大大增加了成本，时间和场地占用。

为解决上述难题，本发明人申请了“热解熔融窑炉及通过热解垃圾来制备陶瓷和燃油的方法，专利号“(zl201210480425.8)”，“一种卧式生物质反应炉”“(专利号zl201010525248.1)”等系列专利，对非均质生物质卧式热解气化炉进行热解气化，很好的解决上述难题。但在上述专利中，卧式反应炉的核心部件热解反应釜采用回转窑两端封闭、一端中轴液压进料的方式，由于液压缸的输出端即使安装推料板，可以推动的面积仍然比较小，只能适用于比较小的进料口，所以一般还需对物料进行粗破或撕碎的工序，增加了进料成本，限制了进料能力，也加大了设备投资。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于非均质有机固废的装有瓶形反应釜的箱式热解气化炉。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种装有瓶形反应釜的箱式热解气化炉，包括反应釜、进料装置和箱体，所述反应釜在所述箱体内水平轴向转动，所述反应釜包括反应釜主体、过渡段和进料筒，所述反应釜主体为一端封闭另一端敞口的筒状，所述反应釜主体的另一端与所述进料筒的一端通过过渡段固定连接或一体成型并连通，所述进料筒的直径小于所述反应釜主体的直径，所述进料筒的另一端穿出所述箱体并与所述进料装置连通，所述反应釜主体的侧壁具有出料口，所述箱体底壁具有排渣口，所述箱体的顶部具有烟气出口。

本发明的有益效果是：非均质生物质物料不经前处理即可用装有瓶形反应釜的箱式热解气化炉完成加料、入料和热解过程。物料进料前不用采用破碎机，进料筒的直径小于反应釜的直径，有利于热量在进料筒内聚集，刚进入反应釜的物料可以预热，热解效率提高，其原理类似于现有技术中的逆流热解。热解气可以从出料口排出并进入箱体与反应釜之间的空间，然后从箱体顶部的烟气出口排出，热解气可以实现反应釜的保温，热量可以得到充分利用。本发明的装有瓶形反应釜的箱式热解气化炉，结构紧凑，热解效率高，不需要对物料进行均质化处理，节约投资与运行成本。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述反应釜主体的一端具有热解气出口，所述热解气出口通过管道与所述箱体的外部连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：反应釜主体的一端远离进料装置，这部分的热解气水分含量低、有机小分子浓度高且焦油含量低，便于直接收集利用。

进一步，还包括助燃抽风机，所述进料装置的侧壁具有风机管道，所述助燃抽风机固定于所述风机管道内。

采用上述进一步方案的有益效果是：助燃抽风机将部分热解气从进料装置内抽走，形成逆流式热解，热解效率高。助燃抽风机抽出的热解气水分含量高、有机小分子浓度低且焦油含量高，无法直接利用，需要进行进一步的热解气处理再行利用。反应釜两端的热解气分别排出，且远离进料装置的热解气直接利用，进料装置处的热解气处理后利用。这样避免了所有热解气一起处理，避免可直接利用的热解气与不可直接利用的热解气混合处理，造成能源浪费。

进一步，还包括链排炉，所述箱体通过隔板分为上腔体和下腔体，所述反应釜设置于所述上腔体内，所述隔板对应所述出料口的下方具有排料口，所述链排炉的进料端固定于所述下腔体内且位于所述排料口的下方，所述箱体的底壁对应所述链排炉的排料端具有排渣口。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用本发明的装有瓶形反应釜的箱式热解气化炉可以完成加料、入料、热解、出渣、熔融和排渣的过程，实现非均质有机固废的有效处理。

进一步，所述进料装置包括进料通道和压料机构，所述进料通道的出口端与所述进料筒连通，所述进料通道的出口端的侧壁具有压料口，所述压料机构与所述进料通道的侧壁转动连接并位于所述压料口内，所述压料机构将物料从所述进料通道压入所述进料筒。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过压料机构将物料压入进料筒，避免出现搭桥现象，压料机构可以用于直径比较大的进料筒，适用于非均质物料。

进一步，所述压料机构包括压料块和压料驱动机构，所述压料块与所述进料通道转动连接并位于所述压料口内，所述压料驱动机构带动所述压料块转动，所述压料块具有压料面和配合面，所述压料面推动所述进料通道内的物料进入所述进料筒，所述配合面在所述压料块转动过程中与所述压料口的侧壁抵接。

采用上述进一步方案的有益效果是：压料面推动物料，防止物料搭桥，同时配合面贴紧压料口侧壁，避免压料块转动过程中物料从压料口漏出。

进一步，所述压料块为截面是扇形的柱体，所述压料面为平面或者内凹的弧面。

采用上述进一步方案的有益效果是：压料面为平面或者弧面均可以实现压料的作用，当压料面为内凹的弧面的时候，可以对物料产生更为集中的向下的压力，压料效果更好。压料块结构简单，便于生产制造，成本低。

进一步，还包括盖板，所述盖板与所述进料通道的进口端转动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：不进料的时候盖板关闭，避免热解气漏出。

进一步，还包括排料门，所述排料门设置于所述反应釜主体的内侧，其一侧与所述出料口沿所述反应釜主体周向的任意一侧铰接，所述排料门可转动至与所述反应釜主体的内侧壁抵接并完全挡住所述出料口，或可转动至让开所述出料口并使所述反应釜主体的内外侧连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：排料门的一侧与出料口沿反应釜主体周向的一侧铰接，结构简单，便于生产制造。这样，排料状态下，反应釜主体朝向排料门铰接一端转动时，排料门转动到反应釜主体最底端时为打开状态；热解状态下，反应釜主体朝向排料门另一端转动时，排料门转动到反应釜主体最底端时为关闭状态。通过改变反应釜主体的转动方向，就可以控制排料门运动到最底端时的状态，从而在热解过程中就可以排料，不影响热解进程。

进一步，所述排料门上具有多个筛孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：装有瓶形反应釜的箱式热解气化炉适用于非均质有机固废的热解，在热解过程中，完全热解的有机固废会形成碳渣，可以在热解过程中直接从筛孔排出；未完全热解的有机固废仍然留在反应釜内；在排料的时候可以将无法热解的物料排出。

进一步，所述反应釜主体内还固定有多个扬料板，所述过渡段和所述进料筒内还固定有用于使物料进入所述反应釜主体的导流板。

采用上述进一步方案的有益效果是：导流板帮助物料快速进入反应釜主体内，进料效率高。

附图说明

图1为本发明一种装有瓶形反应釜的箱式热解气化炉的主视图；

图2为本发明一种装有瓶形反应釜的箱式热解气化炉的反应釜结构示意图；

图3为本发明一种装有瓶形反应釜的箱式热解气化炉的一种压料机构结构示意图；

图4为本发明一种装有瓶形反应釜的箱式热解气化炉的另一种压料机构结构示意图；

图5为本发明一种装有瓶形反应釜的箱式热解气化炉的排料门结构示意图；

图6为本发明一种装有瓶形反应釜的箱式热解气化炉的排料门工作原理图；

图7为本发明一种装有瓶形反应釜的箱式热解气化炉的侧向剖视图；

图8为本发明一种装有瓶形反应釜的箱式热解气化炉的一种导流板排布方式的透视图；

图9为本发明一种装有瓶形反应釜的箱式热解气化炉的另一种导流板排布方式的透视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、反应釜，11、反应釜主体，111、出料口，112、热解气出口，12、过渡段，13、进料筒，14、滚圈，15、托轮，16、反应釜电机，2、进料装置，21、进料通道，22、压料机构，221、压料块，222、压料驱动机构，3、箱体，31、排料口，32、烟气出口，33、排渣口，4、助燃抽风机，5、链排炉，6、盖板，7、排料门，8、扬料板，9、导流板。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1-图9所示，本发明涉及一种装有瓶形反应釜的箱式热解气化炉，包括反应釜1、进料装置2和箱体3，所述反应釜1在所述箱体3内水平轴向转动，所述反应釜1包括反应釜主体11、过渡段12和进料筒13，所述反应釜主体11为一端封闭另一端敞口的筒状，所述反应釜主体11的另一端与所述进料筒13的一端通过过渡段12固定连接或一体成型并连通，所述进料筒13的直径小于所述反应釜主体11的直径，所述进料筒13的另一端穿出所述箱体3并与所述进料装置2连通，所述反应釜主体11的侧壁具有出料口111，所述箱体3底壁具有排渣口33，所述箱体3的顶部具有烟气出口32。

具体的，在一个实施例中，所述出料口111转动至反应釜1的最下方时，所述排渣口33位于出料口111的正下方。

具体的，由反应釜主体11、过渡段12和进料筒13构成的反应釜1呈瓶状。

具体的，所述进料装置2固定不动，进料桶13的另一端通过轴承套接在进料装置2的内侧或外侧并与进料装置2连通。

作为本实施例的进一步方案，所述反应釜主体11的一端具有热解气出口112，所述热解气出口112通过管道与所述箱体3的外部连通。

作为本实施例的进一步方案，还包括助燃抽风机4，所述进料装置2的侧壁具有风机管道，所述助燃抽风机4固定于所述风机管道内。

作为本实施例的进一步方案，还包括链排炉5，所述箱体3通过隔板分为上腔体和下腔体，所述反应釜1设置于所述上腔体内，所述隔板对应所述出料口111的下方具有排料口31，所述链排炉5的进料端固定于所述下腔体内且位于所述排料口31的下方，所述箱体3的底壁对应所述链排炉5的排料端具有排渣口33。

具体的，链排炉5也称链条炉，是层燃炉的一种，属机械燃烧的炉排。工作原理：通过减速机带动链条炉排转动，使碳渣从进料端着火，到排料端燃尽，较固定炉排能够提高燃烧效率，同时链条转到下方时，风冷降温，能够保护炉排片不烧损。是层燃炉中较好的一种燃烧设备。燃烧后的气体进入上腔体并为反应釜1保温。

作为本实施例的进一步方案，所述进料装置2包括进料通道21和压料机构22，所述进料通道21的出口端与所述进料筒13连通，所述进料通道21的出口端的侧壁具有压料口，所述压料机构22与所述进料通道21的侧壁转动连接并位于所述压料口内，所述压料机构22将物料从所述进料通道21压入所述进料筒13。

作为本实施例的进一步方案，所述压料机构22包括压料块221和压料驱动机构222，所述压料块221与所述进料通道21转动连接并位于所述压料口内，所述压料驱动机构222带动所述压料块221转动，所述压料块221具有压料面和配合面，所述压料面推动所述进料通道21内的物料进入所述进料筒13，所述配合面在所述压料块221转动过程中与所述压料口的侧壁抵接。

作为本实施例的进一步方案，所述压料块221为截面是扇形的柱体，所述压料面为平面或者内凹的弧面。

具体的，如图3所示，所述压料驱动机构222可以为压料液压缸，所述压料液压缸的输出端与所述压料块221的另一侧面铰接，所述压料液压缸的缸体与外部支架铰接，压料液压缸伸出或者缩回带动所述压料块221转动。

具体的，如图4所示，所述压料驱动机构222还可以为压料电机，所述压料电机与所述进料通道21的外侧壁固定连接，所述压料电机的输出轴固定连接有齿轮，所述压料块221的外侧圆弧面固定连接有弧形齿条，所述齿轮与所述弧形齿条啮合，所述压料电机带动所述齿轮转动，进而使所述压料块221转动。

具体的，如图3和图4所示，所述压料面均可为弧面，当所述压料面为弧面时，所述弧面朝向远离物料的一侧凹陷，当压料面转动至朝向所述反应釜1的时候，所述压料面产生朝向曲率中心的压力，可以更好破解物料搭桥现象，尤其适用于非均质有机固废的压料。

作为本实施例的进一步方案，还包括盖板6，所述盖板6与所述进料通道21的进口端转动连接，用于打开或关闭进料通道21。

具体的，盖板6可以与电机或液压缸连接，电机或液压缸驱动盖板6转动。所述盖板6打开时，所述压料块221优选为堵住进料通道21的状态，即在图3或图4位置逆时针转动90度后的位置，这样可以从盖板6进料，同时避免热解气泄漏。然后盖板6关闭，所述压料块221转动至图3或图4所示位置，物料下落至压料面上，压料块221逆时针转动，将物料推入反应釜1。

作为本实施例的进一步方案，还包括排料门7，所述排料门7设置于所述反应釜主体11的内侧，其一侧与所述出料口111沿所述反应釜主体11周向的任意一侧铰接，所述排料门7可转动至与所述反应釜主体11的内侧壁抵接并完全挡住所述出料口111，且可转动至让开所述出料口111并使所述反应釜主体11的内外侧连通。

具体的，如图5和图6所示，所述排料门7的一侧与所述反应釜1铰接，随着反应釜1的转动，排料门7打开或关闭。如图6所示，图6中1-1至1-4表示反应釜1逆时针转动过程中四个位置下排料门7的状态，反应釜1逆时针转动为反应釜的热解状态，所述反应釜1沿着从所述排料门7的一侧向另一侧的方向转动，也就是说所述逆时针转动表示排料门7的铰接点位于转动方向的后方，当排料门7转动至下方时，即在1-3所示位置，排料门7关闭。如图6所示，图中2-1至2-4表示反应釜1顺时针转动过程中四个位置下排料门7的状态，反应釜1顺时针转动为反应釜的下料状态，所述反应釜1沿着从所述排料门7的另一侧向一侧的方向转动，也就是说所述顺时针转动表示排料门7的铰接点位于转动方向的前方，当排料门7转动至下方时，即在2-3所示位置，排料门7打开。

作为本实施例的进一步方案，所述排料门7上具有多个筛孔。

具体的，如图5和图6所示，在物料处理过程中，非均质化物料中包括无法热解的无机物物料和可以热解的有机物物料，其中有机物物料中包括容易热解的物料和不易热解的物料，不易热解的物料如：家具和木料等，容易热解的物料如：塑料膜和塑料饭盒等。由于非均质化物料在投入反应釜1之前不经过分类和均质化处理，容易热解的物料会先热解成碳渣，不易热解的物料经过较长时间的热解才能热解为碳渣。因此，在热解状态时，当反应釜1转动至图6中的1-3状态下，碳渣可以在热解过程中直接通过排料门7上的筛孔排出。若反应釜1内积攒了较多的无法热解的无机物物料，则反应釜1顺时针转动，在排料状态下，反应釜1转动至图6中的2-3状态，无法热解的物料从出料口111排出。有益效果在于：反应釜1需要在高温下工作且设置在箱体3内，如果设置成封闭式的排料门，需要排料时则需要等待反应釜1冷却后才能人工开启，这样不仅大大降低了生产效率，还浪费了热能，重新启动反应釜后仍需要重新加热，热能损耗大。采用本发明的排料门7，可以不停机排料，生产效率高。并且经过大量的实验证明，在1-1、1-2、1-4、2-1、2-2和2-4状态下，物料并不会从反应釜1内掉出，解决了非均质物料在反应釜内热解的排料难题。

作为本实施例的进一步方案，所述反应釜主体11内还固定有多个扬料板8，所述过渡段12和所述进料筒13内还固定有用于使物料进入所述反应釜主体11的导流板9。

具体的，如图1、图2和图7所示，多个扬料板8在反应釜1的圆周方向均匀分布形成扬料板组，多个扬料板板组沿所述反应釜1的轴线方向并排设置。为了不影响排料门2的开合，在排料门2的转动范围内不设置扬料板8。如图7所示，所述扬料板8为板状，所述扬料板8的一端与反应釜1内壁固定连接，所述扬料板8的一端沿反应釜1的径向设置，另一端与反应釜1的径向具有夹角α，所述夹角α为0-90°。所述扬料板8另一端的弯曲方向朝向反应釜1的转动方向。

具体的，如图8和图9所示，所述导流板9在所述过渡段12和所述进料筒13内沿螺旋线方向布置。如图8所示，所述导料板9可以为多个矩形板状，且多个导料板9沿螺旋线方向设置。如图9所示，所述导料板9还可以为螺旋状的条形板，导料板9的外侧与所述过渡段12和所述进料筒13固定连接。

具体的，如图1所示，所述反应釜1的两端穿出箱体3的两个相对侧壁，并与箱体3转动连接，所述反应釜1的任一端套接有传动齿圈，还包括反应釜电机16，反应釜电机16的输出轴同轴固定有传动齿轮，传动齿轮与传动齿圈啮合，反应釜电机16转动并通过传动齿轮带动传动齿圈转动，进而使反应釜1水平绕轴线转动。箱体3的两端在所述反应釜1的下方分别固定有固定架，所述反应釜电机16固定于所述固定架上，每个所述固定架上转动连接有托轮15。具体的，所述固定架上转动连接有与所述反应釜1的轴线平行的托轮轴，所述托轮15与所述托轮轴同轴固定连接，所述托轮15为齿轮，所述反应釜1的两端分别套设有滚圈14，所述滚圈14为齿圈，所述托轮15与所述滚圈14啮合，随着反应釜1的转动滚圈14带动托轮15随之转动，所述托轮15与所述滚圈14起到支撑定位的作用。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。