1.本发明涉及环保设备技术领域,尤其涉及一种工业废弃物处理装置。
背景技术:2.工业废弃物处理在环保高效的前提下,多采用热解焚烧的方式进行,其设备采用热解炉,是通过炉内分级燃烧的方式,在热解炉中的还原性气氛中热解废物,可燃性产物进入二燃室进行完全燃烧的焚烧炉,一般热解炉以上端进料、下端通过推动排出热解产物的形式使用,其中一些含碳量较高的产物(如焦炭、焦油等)能够进行回收利用,由于二氧化碳尤其是硫化物的排放量相比其它方式大幅降低,从而达到了环保的目的。而根据热解条件的不同,热解反应可分为慢速热解和快速热解,其中,慢速热解中,比如将木制品等生物质放在窑内,以约400
°
的温度在隔绝空气的情况下加热,可以得到占原料质量30%-35%的木炭产量。快速热解中,某些生物质原料在缺氧情况下,被快速加热到较高温度(约500
°
左右),从而引发大分子的分解,产生小分子气体与可凝性挥发组分以及少量焦炭产物,可凝性挥发组分快速冷却成可流动的液体,成为生物油或焦油,其比例一般可达原料质量的40%-60%。而在高温750
°‑
900
°
下的热解过程中,主要以气体产物为主,此时不仅环保,废料处理压力也低。
3.关于热解炉,现有专利中,申请号为:cn201710898188.x,名称为:立式热解炉的专利中,其公开了一种立式热解炉,所述立式热解炉包括炉体,所述炉体内自上而下限定出预热段、热解段和冷却段,所述预热段与所述热解段相连通,所述热解段与所述冷却段之间设有隔板,所述热解段的底部设有穿过所述隔板且伸入到所述冷却段内的排料管,所述炉体上设有连通所述预热段的热解物料入口、连通所述热解段的载热气进口、连通所述预热段和/或所述热解段的热解气出口,所述炉体的底部设有连通所述冷却段的半焦出口。根据本发明实施例的立式热解炉,通过设置相连通的预热段、热解段和冷却段,能够实现热解炉的连续工作,提高了生产效率。
4.然而无论是上述的专利,还是目前其它的现有技术中,热解产物的出料过程中一般使用电气控制的液压除渣装置进行除渣、出料,如上所述,越高的温度热解效果越好,但是越高的温度对对液压除渣装置的负面影响越大,其大幅降低了液压除渣装置的使用寿命,为了解决上述问题,需要设计一种工业废弃物处理装置。
技术实现要素:5.本发明的目的是为了解决上述问题而提供一种工业废弃物处理装置。
6.为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
7.本发明的一种工业废弃物处理装置,包括热解炉和二次燃烧室,所述热解炉的炉膛与所述二次燃烧室的入料口连通,所述热解炉的出料端连通有出料筒,所述出料筒上靠近所述热解炉的一端设有降温机构,所述出料筒上远离所述热解炉的一端设有被动式推料机构;
8.其中,所述热解炉中热解后产生的热解产物在经所述降温机构的降温并回收热能后、通过所述被动式推料机构排出所述出料筒。
9.优选的,所述出料筒上远离所述热解炉的一端具有出料口。
10.优选的,所述降温机构包括换热空气道以及水冷降温机构,使进入所述出料筒内的热解产物先经过所述换热空气道换热降温后再通过水冷降温机构进行换热降温。
11.优选的,所述换热空气道包括空气换热管道,所述空气换热管道螺旋盘绕的设置在所述出料筒的内侧壁上。
12.优选的,所述空气换热管道的两个端部均伸出于所述出料筒,所述空气换热管道一端通过鼓风机将低温空气送入所述空气换热管道位于所述出料筒内的部分、另一端与所述二次燃烧室相连通以将换热后的高温空气送入所述二次燃烧室。
13.优选的,所述水冷降温机构包括液体换热管道,所述液体换热管道螺旋盘绕的设置在所述出料筒的内侧壁上。
14.优选的,所述液体换热管道的两个端部均伸出于所述出料筒并与水冷换热设备连接,通过水冷换热设备使所述液体换热管道内液体循环流动以进行水冷换热。
15.优选的,所述被动式推料机构包括:
16.底部封板,其通过插入所述出料筒内以对所述出料筒进行封闭;
17.被动退料结构,其设置在所述出料筒内、并在将所述底部封板抽出所述出料筒时将所述底部封板上的热解产物刮除、以使热解产物从所述出料口排出;
18.以及辅助封闭结构,其设置在所述出料筒内用以辅助所述底部封板对所述出料筒的封闭;
19.其中,所述底部封板可通过外部的伸缩气缸进行远距离驱动以使所述底部封板在所述出料筒内伸缩移动。
20.优选的,所述被动退料结构包括刮料体,其固定连接在所述出料筒内用以在将所述底部封板抽出所述出料筒时将所述底部封板上的热解产物刮除。
21.优选的,所述辅助封闭结构包括:
22.上侧环形支撑凸起和下侧环形支撑凸起,所述上侧环形支撑凸起和所述下侧环形支撑凸起均设置在所述出料筒内壁上且分别位于所述底部封板的上下两侧;
23.所述下侧环形支撑凸起用以支撑所述底部封板并结合所述上侧环形支撑凸起对所述底部封板上表面的限位使所述底部封板保持在水平状态;
24.所述上侧环形支撑凸起的纵截面为三角形。
25.在上述技术方案中,本发明提供的一种工业废弃物处理装置,具有以下有益效果:
26.本装置热解炉中热解后产生的热解产物在经降温机构的降温并回收热能后,再通过被动式推料机构排出出料筒,能够使高温的热解产物进行充分降温,避免了降温不彻底的热解产物对原本液压除渣装置的影响,同时结合被动式推料机构本身结构特性,避免在热解炉上的高温区域设置液压除渣装置,避免了设备的损耗,节约成本。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一
些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明实施例提供的一种工业废弃物处理装置的结构示意图;
29.图2为本发明实施例提供的一种工业废弃物处理装置的多方位开口调节机构和隔氧机构的侧视结构示意图;
30.图3为本发明实施例提供的一种工业废弃物处理装置的多方位开口调节机构和被动式推料机构的正视结构示意图;
31.图4为本发明实施例提供的一种工业废弃物处理装置的多方位开口调节机构的正视示意图;
32.图5为本发明实施例提供的一种工业废弃物处理装置的降温空间的结构示意图。
33.附图标记说明:
34.1、热解炉;2、二次燃烧室;3、出料筒;4、出料口;5、空气换热管道;6、液体换热管道;7、底部封板;8、刮料体;9、上侧环形支撑凸起;10、下侧环形支撑凸起;11、第一弧形段;12、第二弧形段;13、主横梁;14、翻板;15、副横梁;16、第一导向滑槽;17、第一滑块;18、第二导向滑槽;19、第二滑块;20、装配开口;21、第一调节杆;22、第二调节杆;23、排风管道;24、负压风机。
具体实施方式
35.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
36.请参阅图1-5,一种工业废弃物处理装置,包括热解炉1和二次燃烧室2,其中的热解炉1和二次燃烧室2均为目前现有的常规设备,其具体的使用是本领域技术工作人员所熟知的,在此不做赘述,热解炉1的炉膛与二次燃烧室2的入料口连通,使热解炉1内产生的高温烟气通过入料口进入二次燃烧室2内进行二次燃烧,热解炉1的出料端连通有出料筒3,出料筒3上靠近热解炉1的一端设有降温机构,出料筒3上远离热解炉1的一端设有被动式推料机构;
37.其中,热解炉1中热解后产生的热解产物在经降温机构的降温并回收热能后、通过被动式推料机构排出出料筒3。
38.综上所述,本装置热解炉中热解后产生的热解产物在经降温机构的降温并回收热能后,再通过被动式推料机构排出出料筒,能够使高温的热解产物进行充分降温,避免了降温不彻底的热解产物对原本液压除渣装置的影响,结合被动式推料机构本身结构特性,避免在热解炉上的高温区域设置液压除渣装置,避免了设备的损耗,节约成本。
39.进一步的,出料筒3上远离热解炉1的一端具有出料口4。也即降温后的热解产物将从出料口4处排出出料筒3。
40.进一步的,降温机构包括换热空气道以及水冷降温机构,使进入出料筒3内的热解产物先经过换热空气道换热降温后再通过水冷降温机构进行换热降温。
41.进一步的,换热空气道包括空气换热管道5,空气换热管道5螺旋盘绕的设置在出料筒3的内侧壁上。具体的,螺旋盘绕的空气换热管道5与出料筒3的内侧壁形状匹配,使空气换热管道5螺旋盘绕后也形成筒状,继而能够与热解炉1处排出的热解产物接触换热。
42.进一步的,空气换热管道5的两个端部均伸出于出料筒3,空气换热管道5一端通过
鼓风机将低温空气送入空气换热管道5位于出料筒3内的部分、另一端与二次燃烧室2相连通以将换热后的高温空气送入二次燃烧室2。空气换热管道5内经过第一次换热给热解产物降温后,形成高温空气,并顺着空气换热管道5送入二次燃烧室2内助燃,同时达到高温的有效回收,提高了二次燃烧室2内燃烧的热效率。
43.进一步的,水冷降温机构包括液体换热管道6,液体换热管道6螺旋盘绕的设置在出料筒3的内侧壁上。具体的,螺旋盘绕的液体换热管道6与出料筒3的内侧壁形状匹配,使液体换热管道6螺旋盘绕后也形成筒状,继而能够与热解炉1处排出的热解产物接触换热。
44.进一步的,液体换热管道6的两个端部均伸出于出料筒3并与水冷换热设备连接,通过水冷换热设备使液体换热管道6内液体循环流动以进行水冷换热。其中的水冷换热设备是目前市场中现有的已知水冷换热设备,其工作远离及其使用方法是本领域技术工作人员所熟知的,在此不做赘述,通过换热空气道第一次降温后的热解产物,再经水冷降温机构进行换热降温,使热解产物进一步快速冷却到既定温度,并且通过换热空气道第一次降温后的热解产物已经降温到水冷降温机构能够承受的温度范围,能够避免水冷降温机构长时间承受高温而导致的损坏以及寿命缩短的情况。
45.本实施例中,液体换热管道的另一个作用在于提供换热的调节自由度,换热空气道的空气送入到二次燃烧室进行燃烧,而二次燃烧室用于为热解炉进行加热,这三者的需要依次锁定,热解炉基于热解垃圾的量确定二次燃烧室的燃烧进气量,二次燃烧室的进气量确定换热空气道的气体流速,也即换热空气道的流速无法自由确定,而液体换热管道的热量跟热解的其它参数无关,此时可以进行自由调节以提供换热调节的自由度,弥补换热空气道无法自由换热带来的缺陷。
46.进一步的,被动式推料机包括:
47.底部封板7,其通过插入出料筒3内以对出料筒3进行封闭;也即在不需要排料的时候底部封板7处于封闭出料筒3上出料口4的作用,
48.被动退料结构,其设置在出料筒3内、并在将底部封板7抽出出料筒3时将底部封板7上的热解产物刮除、以使热解产物从出料口4排出;也即在需要排出热解产物的时候,起到刮料作用的被动退料结构是固定的,且无需伸缩缸等驱动结构的驱动,只是在将底部封板7抽出出料筒3时将底部封板7上的热解产物刮除、以使热解产物从出料口4排出,也即整个过程中只需在出料筒3外部拉动底部封板7即可,全机械式的耐高温材料的结构,不受高温影响,而驱动底部封板7的结构可以设置在远离高温的位置,继而不会受到高温影响。
49.以及辅助封闭结构,其设置在出料筒3内用以辅助底部封板7对出料筒3的封闭;对出料筒3的封闭是为了避免出料筒3内进入空气以及热解产物漏出等情况。
50.其中,底部封板7可通过外部的伸缩液压缸进行远距离驱动以使底部封板7在出料筒3内伸缩移动(图1仅为示意,往复驱动构造为本领域公知常识和惯用技术手段,本领域技术人员理解其变形如底部能够摆动后底部封板7能够移动)。
51.进一步的,被动退料结构包括刮料体8,其固定连接在出料筒3内用以在将底部封板7抽出出料筒3时将底部封板7上的热解产物刮除。其中的刮料体8朝向底部封板7上表面的一端相对底部封板7倾斜设置,以便能够更好的刮除底部封板7上的热解产物。
52.进一步的,辅助封闭结构包括:
53.上侧环形支撑凸起9和下侧环形支撑凸起10,上侧环形支撑凸起9和下侧环形支撑
凸起10均设置在出料筒3内壁上且分别位于底部封板7的上下两侧;
54.下侧环形支撑凸起10用以支撑底部封板7并结合上侧环形支撑凸起9对底部封板7上表面的限位使底部封板7保持在水平状态;
55.上侧环形支撑凸起9的纵截面为三角形。上侧环形支撑凸起9和下侧环形支撑凸起10之间形成一个环形的限位通道,也即底部封板7被夹持在上侧环形支撑凸起9和下侧环形支撑凸起10之间,也即限位在限位通道内,使底部封板7在上侧环形支撑凸起9和下侧环形支撑凸起10之间滑动移动,继而使上侧环形支撑凸起9和下侧环形支撑凸起10对底部封板7与出料筒3内壁之间的缝隙进行封挡。其中上侧环形支撑凸起9的纵截面为三角形,使三角形的斜面面向下落的热解产物,斜面更有利于热解产物的滑落,且不会阻挡热解产物的排出。
56.本发明提供的一种工业废弃物处理装置的另一实施例中,参见图1、图4,为了在利用降温机构进行换热使热解产物降温的时候能够提高降温冷却效率,本实施例中在出料筒3上设置降温空间,使降温机构设置在降温空间内,通过扩大热交换的接触面积,以提高换热效率;
57.进一步的,降温空间包括葫芦状料筒,葫芦状料筒包括第一弧形段11和第二弧形段12,第一弧形段11与热解炉1连通,第二弧形段12与出料筒3连通;
58.进一步的,降温机构中的换热空气道设置在第一弧形段11内,水冷降温机构设置在第二弧形段12内。
59.具体的,使换热空气道中的空气换热管道5顺着第一弧形段11的弧形内壁螺旋盘绕设置,进而使螺旋盘绕后的空气换热管道5与热解产物之间的接触面积扩大,继而能够提高换热效率。同理,水冷降温机构中的液体换热管道6顺着第二弧形段12的弧形内壁螺旋盘绕设置,进而使螺旋盘绕后的液体换热管道6与热解产物之间的接触面积扩大,继而能够提高换热效率。
60.本发明提供的一种工业废弃物处理装置的另一实施例中,参见图1、图2、图3,为了能够使降温机构换热降温后的热解产物能够被充分的降温处理,需要留有足够换热降温的时间,因此在降温机构与被动式推料机构之间设置多方位开口调节机构,用以对下料中的热解产物进行拦截,并且能够调节热解产物下料速率,继而能够使热解产物在充分换热降温后才能落入被动式推料机构处进行排料处理,并且降温彻底的热解产物避免与空气接触发生氧化引起的碳损过高的情况,再结合被动式推料机构,避免在热解炉上的高温区域设置液压除渣装置,避免了设备的损耗,节约成本。
61.进一步的,多方位开口调节机构包括水平均匀排布且相互平行的多组展翼式翻板结构,通过展翼式翻板结构自身的宽度调节,使相邻两组展翼式翻板结构间的间距发生改变,其中,展翼式翻板结构自身的宽度变大,则使相邻两组展翼式翻板结构间的间距变小,展翼式翻板结构自身的宽度变小,则使相邻两组展翼式翻板结构间的间距变大。
62.进一步的,展翼式翻板结构包括主横梁13,其水平设置在出料筒3内,主横梁13两侧均铰接有翻板14,主横梁13两侧均设置有连接在出料筒3内的副横梁15,主横梁13两侧的翻板14与主横梁13两侧的副横梁15之间一一对应设置,翻板14与对应的副横梁15之间设有滑动连接机构,出料筒3上设有驱动主横梁13纵向移动的翻板调节机构,使得在通过翻板调节机构驱动主横梁13和翻板14相对副横梁15纵向(竖直向)移动时、使得翻板14不脱离副横
梁15且相对副横梁15移动,同时翻板14进行翻转,继而改变了主横梁13两侧翻板14末端的相对距离,也即两翻板14末端形成的宽度,继而改变了相邻两组展翼式翻板结构间的间距。
63.进一步的,主横梁13的两个端部均与出料筒3内壁之间设有移动导向支撑机构,用以使主横梁13保持水平状态并能够辅助引导主横梁13纵向移动;
64.进一步的,移动导向支撑机构包括纵向开设在出料筒3内壁上的第一导向滑槽16,第一导向滑槽16内设有第一滑块17,第一滑块17连接在主横梁13的端部并滑动于第一导向滑槽16内,通过第一滑块17滑动于第一导向滑槽16内限制了主横梁13只能沿着第一导向滑槽16轴线延伸方向进行纵向移动。
65.进一步的,滑动连接机构包括沿着垂直于主横梁13轴线的方向开设在翻板14上的第二导向滑槽18,第二导向滑槽18内设有第二滑块19,第二滑块19转动连接在对应的副横梁15上并滑动于第二导向滑槽18内,第二滑块19滑动于第二导向滑槽18内且无法脱离第二导向滑槽18,可沿第二导向滑槽18设置限位凸起防止第二滑块19脱离第二导向滑槽18且不影响第二滑块19滑动移动。继而在翻板14随着主横梁13纵向移动的过程中,翻板14相对副横梁15纵向移动将使第二滑块19顺着第二导向滑槽18移动,同时翻板14相对副横梁15转动,同步带动第二滑块19相对副横梁15转动。
66.进一步的,翻板调节机构包括:
67.装配开口20,其开设在出料筒3侧壁上;
68.第一调节杆21,其自装配开口20伸入出料筒3内,第一调节杆21中间部位与装配开口20内壁之间转动连接;
69.以及第二调节杆22,其一端转动连接在第一调节杆21上伸入出料筒3内的一端、另一端转动连接在主横梁13的中间位置;
70.其中,第一调节杆21伸出于出料筒3外的一端可通过外部的伸缩气缸进行远距离驱动以使第一调节杆21摆动或移动,继而带动另一端的第二调节杆22支撑主横梁13纵向移动。该传动结构的本质为第一调节杆21的运动带动第二调节杆22纵向移动,竖直上下运动为最简单的机械运动之一,如滚珠丝杠机构即可实现,或者第一调节杆21摆动直接上下摆动也可以带动第二调节杆22上下移动,此为本领域的公知常识和惯用技术手段,本实施例不一一赘述。
71.本一种工业废弃物处理装置的另一实施例中,参见图2,在热解后的产物下料过程中,需要开启被动式推料机构使热解产物排出出料筒3,这个过程中会有空气进入出料筒3内部与高温的热解产物接触并且使热解产物氧化,为了避免这一问题,在出料筒3上设置隔氧机构,隔氧机构位于被动式推料机构的上方,且位于降温机构和多方位开口调节机构的下方;
72.进一步的,隔氧机构包括伸入出料筒3内的排风管道23,排风管道23上设置负压风机24,在负压风机24的作用下,通过排风管道23将进入出料筒3内的空气抽出,避免空气与下料中的热解产物接触。其中,排风管道23可通过上述翻板调节机构中的装配开口20伸入出料筒3内。其中的排风管道23伸入出料筒3内的一端可设置防尘的通风网,防止抽取空气时带入粉尘。如此设置的作用在于,第一调节杆30的摆动需要一定的纵向尺寸,这导致装配开口20的纵向尺寸较大且密封难度大,将排风管道23由此深入通过其风流向外抽吸,降低乃至避免空气由此处进入出料筒内,更进一步的方案中,可以在排风管道23位于装配开口
20中的管壁上开设贯穿孔,通过贯穿孔直接抽吸装配开口20中的空气,形成气体保护层,从而省掉了装配开口29的动密封结构。
73.在更进一步的实施例中,排风管道23的排气口连接二次燃烧室2的进气口,也即排风管道23向二次燃烧室2输送气体,这带来了两个好处,其一,排风管道23抽吸的空气不可避免的含有粉尘,直接送入二次燃烧室2避免了该部分粉尘的处理,甚至可以省掉进气口的通风网,其二,该部分空气仍旧含有一部分热能,送入二次燃烧室2可以充分利用该热能。
74.另一个实施例中,隔氧机构也可采用向出料筒3内送入惰性气体的形式,避免高温的热解产物接触空气以及与氧气发生氧化反应。
75.其中,本装置中所有的电器元件以及电性连接和控制,均可通过控制器或plc控制系统进行,其具体的电性连接手段及其控制,可参考其工作原理的描述进行,其具体的连接手段为公知常识,是本领域技术工作人员所熟知的,在此不做赘述。
76.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例,毋庸置疑,对于本领域的普通技术人员,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,上述附图和描述在本质上是说明性的,不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。