一种固体废物热解炭化降温减排装置的制作方法

本实用新型属于固体废弃物处理领域，具体涉及一种固体废物热解炭化降温减排装置。

背景技术：

目前，随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，废塑料、废橡胶、有机生活垃圾、污泥、有机餐厨垃圾等有机固体废弃物产生量不断增加，已经成为我国生态环境不断恶化的重要诱因，引起了全社会的共同关注。废塑料、废橡胶、有机生活垃圾、污泥、有机餐厨垃圾等有机固体废弃物进行热解炭化，生产燃料油、燃料气及生物炭，可以实现其减量化、无害化和资源化利用，是妥善解决有机固体废弃物环境污染的有效途径之一。炭化过程产生大量的烟气，直接排放会造成环境大气的污染。另外，固体废弃物热解炭化装置需要缺氧状态下才能实现，通常在管式热解炭化炉的前面接一个氮气罐，氮气罐中氮气为压缩性气体，带来了不安全因素。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种固体废物热解炭化降温减排装置，以解决固体废物热解炭化过程产生的烟气直接排放污染大气的问题。

本实用新型的技术方案是：一种固体废物热解炭化降温减排装置，包括管式热解炉，管式热解炉内设有石英管，石英管内设有样品舟，石英管的进口螺纹螺栓上连接有氮气进气管，在石英管的出口螺纹螺栓上连接有排气管，进口螺纹螺栓通过进气三通管与氮气进气管相连，出口螺纹螺栓通过出气三通管与排气管相连，进气三通管与出气三通管之间通过回流管相连通，在回流管上设有气泵。

作为本实用新型的进一步改进，在排气管上设有冷凝器，冷凝器下方连接有焦油收集管。

作为本实用新型的进一步改进，还包括氮气发生装置，氮气发生装置与氮气进气管相连，氮气发生装置为石英管提供氮气。热解炭化过程需为缺氧状态，采用氮气实现。

作为本实用新型的进一步改进，在氮气进气管上设有氮气流量计，用于监测氮气发生装置产生的氮气流量。

作为本实用新型的进一步改进，在回流管上设有回流流量计，用于监测回流气体的流量。

作为本实用新型的进一步改进，在排气管上设有分支管道，分支管道上设有硅胶干燥管和气体采样口。气体排放前可以采用气袋从气体采样口采样研究其成分，得到的燃料气进行回收。由于检测设备的要求，采样时不能有水蒸气等成分存在，故在此设计硅胶干燥管。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型通过设置回流管，并在回流管上设置气泵，利用气泵实现了烟气的回流，一方面减少了烟气排放，另一方面使得烟气的热量得到再利用，增加了炉内温度，通过传热效应可以降低炭化温度，有利于实现热解炭化过程；

2.本实用新型在排气管上设置冷凝器，通过冷凝将焦油收集在焦油收集管中，进一步净化烟气，减少有害物排放，烟气经回流和冷凝，排放量大幅度降低，改善了热解炭化过程对大气环境的污染；

3.为了提高生产安全性，本实用新型将原有装置中的氮气罐改进为氮气发生装置，通过氮气发生装置实现热解过程的缺氧状态，安全可靠；

4.本实用新型结构简单、安装使用方便，提高了工作效率，实现了固体废物热解炭化过程中的降温减排，有效解决了现有技术中存在的烟气污染、以及氮气罐安全隐患等问题，具有很强的推广意义。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中，1-氮气发生装置；2-吸附干燥管；3-压力表；4-氮气出口；5-氮气流量计；6-氮气进气管；7-进气三通管；8-进口螺纹螺栓；9-管式热解炉；10-样品舟；11-石英管；12-出口螺纹螺栓；13-回流流量计；14-气泵；15-冷凝器；16-焦油收集管；17-硅胶干燥管；18-气体采样口；19-排气管；20-出气三通管；21-回流管；22-分支管道。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，一种固体废物热解炭化降温减排装置，包括管式热解炉9，管式热解炉9内设有石英管11，石英管11内设有样品舟10，石英管11的进口螺纹螺栓8上连接有氮气进气管6，在石英管11的出口螺纹螺栓12上连接有排气管19，进口螺纹螺栓8通过进气三通管7与氮气进气管6相连，出口螺纹螺栓12通过出气三通管20与排气管19相连，进气三通管7与出气三通管20之间通过回流管21相连通，在回流管21上设有气泵14。

在排气管19上设有冷凝器15，冷凝器15下方连接有焦油收集管16。

还包括氮气发生装置1，氮气发生装置1与氮气进气管6相连，氮气发生装置1为石英管11提供氮气。

在氮气进气管6上设有氮气流量计5。在回流管21上设有回流流量计13。

在排气管19上设有分支管道22，分支管道22上设有硅胶干燥管17和气体采样口18。

氮气发生装置1选用购自北京中惠普分析技术研究所的氮空一体机，型号为na-300。在靠近氮气出口4处并联安装有三个吸附干燥管2（干燥剂为变色硅胶），主要干燥制备的氮气，氮气的出口压力通过压力表3测定，氮气进气管6与氮空一体机的氮气出口4相连。

管式热解炉9购自天津天有利科技有限公司，型号为tl1200，带自动控制功能，需要手动设置，可以调节温度和升温速率。

固体废弃物热解炭化在缺氧状态下才能实现，需要在石英管11中充入惰性气体来消除氧气，惰性气体由氮气发生装置1提供。将固体废物置于样品舟10上，开启氮气发生装置1和管式热解炉9，氮气发生装置1由全自动控制系统按特定可编程序严格控制时序，交替进行加压吸附和解压再生，完成氮氧分离，获得所需高纯度的氮气，产生的氮气被吸附干燥管2干燥后，经氮气进气管6进入石英管11，为固体废弃物热解炭化提供缺氧状态。热解炭化产生的烟气，其中一部分在气泵14的作用下，经回流管21回流至进口螺纹螺栓8，再次进入石英管11，气泵14用于使出口螺纹螺栓12处的气体以一定的压力和流量回流至进口螺纹螺栓8，回流的烟气为热解炭化增加热量；另一部分烟气经冷凝器15除去焦油后，排放至大气。通过烟气回流和冷凝后可以实现降低热解炭化温度和减少烟气排放，不仅可以实现固体废物的无害化处理和资源化利用，而且可以保护大气环境。

样品舟10中的原料可以控制炭化温度和升温速率得到生物炭，生物炭含碳量60%以上，可以改善土壤结构，修复土壤，也可以作为碳吸附材料，吸附废水中的重金属。对于焦油收集管16所收集的焦油，可以研究其成分，生产燃料油。

技术特征：

1.一种固体废物热解炭化降温减排装置，包括管式热解炉，所述管式热解炉内设有石英管，所述石英管内设有样品舟，石英管的进口螺纹螺栓上连接有氮气进气管，在石英管的出口螺纹螺栓上连接有排气管，其特征在于：所述进口螺纹螺栓（8）通过进气三通管（7）与氮气进气管（6）相连，所述出口螺纹螺栓（12）通过出气三通管（20）与排气管（19）相连，进气三通管（7）与出气三通管（20）之间通过回流管（21）相连通，在回流管（21）上设有气泵（14）。

2.根据权利要求1所述的一种固体废物热解炭化降温减排装置，其特征在于：在排气管（19）上设有冷凝器（15），所述冷凝器（15）下方连接有焦油收集管（16）。

3.根据权利要求1或2所述的一种固体废物热解炭化降温减排装置，其特征在于：还包括氮气发生装置（1），所述氮气发生装置（1）与氮气进气管（6）相连，氮气发生装置（1）为石英管（11）提供氮气。

4.根据权利要求3所述的一种固体废物热解炭化降温减排装置，其特征在于：在氮气进气管（6）上设有氮气流量计（5）。

5.根据权利要求4所述的一种固体废物热解炭化降温减排装置，其特征在于：在回流管（21）上设有回流流量计（13）。

6.根据权利要求5所述的一种固体废物热解炭化降温减排装置，其特征在于：在排气管（19）上设有分支管道（22），所述分支管道（22）上设有硅胶干燥管（17）和气体采样口（18）。

技术总结
本实用新型公开了一种固体废物热解炭化降温减排装置，属于固体废弃物处理领域，解决了固体废物热解炭化过程产生的烟气直接排放污染大气的问题。本实用新型包括管式热解炉，管式热解炉内设有石英管，石英管内设有样品舟，石英管的进口螺纹螺栓上连接有氮气进气管，在石英管的出口螺纹螺栓上连接有排气管，进口螺纹螺栓通过进气三通管与氮气进气管相连，出口螺纹螺栓通过出气三通管与排气管相连，进气三通管与出气三通管之间通过回流管相连通，在回流管上设有气泵。本实用新型减少了烟气排放，并且使得烟气的热量得到再利用，增加了炉内温度，通过传热效应可以降低炭化温度。

技术研发人员：谢伟雪;刘孝敏;南有禄;赵文青;魏蒙恩
受保护的技术使用者：兰州资源环境职业技术学院
技术研发日：2019.07.24
技术公布日：2020.05.15