一种回转窑、固废处理系统及固废处理方法与流程

1.本发明涉及固废处理设备技术领域，特别涉及一种回转窑、固废处理系统及固废处理方法。


背景技术：

2.一般固废包括城市生活垃圾、生活固废、污泥等，包含有大量的生物体和有机物，在200℃-500℃以上的无氧状态下加热，可转化为热解气、焦油等热解液和热解炭。具体工艺可分为以下几个阶段：
3.(1)干燥和预热段(200℃)，析出水分；
4.(2)热分解阶段(200-500℃)，产生化合水、二氧化碳、一氧化碳、甲烷等气体(统称热解气)和焦油等液体(统称热解液)，同时伴随聚缩和合成反应，析出挥发物，开始形成固体物质；
5.(3)干化收缩和炭化阶段(500-950℃)，挥发物析出，产生大量热解气，炭化完成，形成热解炭。
6.传统的回转窑用于固废炭化会在窑内产生大量焦油等热解液，尤其是在热分解阶段(200-500℃)，大量热解液粘附于回转窑内壁，严重降低了此阶段回转窑的传热效率，容易造成局部高温。同时，大量热解液混合固体物质易粘附在回转窑内壁造成结焦、结渣。


技术实现要素：

7.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种回转窑，能够对固废进行处理，防止在固废处理过程中，热解液粘附在回转炉内壁上，导致回转炉传热效率降低的问题。
8.本发明还提出一种固废处理系统。
9.本发明还提出一种固废处理方法。
10.根据本发明第一方面实施例的一种回转窑，包括：
11.第一滚筒，设有第一进料口和第一出料口；
12.第一物料传输机构，设置在所述第一滚筒内，用于将从所述第一进料口进入的固废由所述第一出料口排出；
13.第二滚筒，所述第二滚筒套装在所述第一滚筒上，且所述第一出料口位于所述第二滚筒内，所述第二滚筒设有热解液出口和固废出口，所述第二滚筒的热解液能够由所述热解液出口流出；
14.第二物料传输机构，设置在所述第二滚筒内，用于将进入所述第二滚筒的固废由所述固废出口排出；
15.第三滚筒，所述第三滚筒套装在所述第二滚筒上，且所述固废出口位于所述第三滚筒内，所述第三滚筒设有第二出料口；
16.第三物料传输机构，设置在所述第三滚筒内，用于将进入所述第三滚筒的固废由
所述第二出料口排出；
17.加热系统，用于调控所述第一滚筒、所述第二滚筒和所述第三滚筒内的温度。
18.根据本发明实施例的回转窑，至少具有如下有益效果：固废在第一滚筒中经过干燥和预热后，被送入第二滚筒，固废在第二滚筒进行热分解，热分解过程中产生的热解液从热解液出口流出，而固体固废部分则从固废出口排出，从而将热解液和固废的分离，通过提前将热解液排掉，从而避免了热解液进入第三滚筒后，在第三滚筒的高温环境下结焦的情况。
19.根据本发明的一些实施例，所述第二滚筒为耐高温多孔陶瓷的滚筒。
20.根据本发明的一些实施例，所述第二滚筒为双层筒壁结构，包括内筒壁和外筒壁，所述内筒壁上设有孔隙，所述内筒壁和所述外筒壁之间形成热解油导出通道，所述孔隙与所述热解油导出通道连通，所述热解液出口和所述热解油导出通道连通。
21.根据本发明的一些实施例，所述第二滚筒水平设置，所述第二滚筒的筒径由所述固废出口到所述热解液出口方向逐渐增大。
22.根据本发明的一些实施例，还包括热解液回收装置，所述热解液回收装置设有回收腔，所述回收腔密封套装在所述第二滚筒上，以使所述回收腔和所述第二滚筒之间形成一个密闭腔室，且所述热解液出口位于所述密闭腔室内。
23.根据本发明的一些实施例，所述热解液回收装置设有用于和风机连接的气嘴。
24.根据本发明的一些实施例，所述第一滚筒水平设置，所述第一物料传输机构包括第一螺旋叶片，所述第一螺旋叶片设置在所述第一滚筒的内壁上；
25.所述第二滚筒水平设置，所述第二物料传输机构包括第二螺旋叶片，所述第二螺旋叶片设置在所述第二滚筒的内壁上，所述第二螺旋叶片的螺旋方向与所述第一螺旋叶片相反；
26.所述第三滚筒水平设置，所述第三物料传输机构包括第三螺旋叶片，所述第三螺旋叶片设置在所述第三滚筒的内壁上，所述第三螺旋叶片的螺旋方向与所述第一螺旋叶片相同；
27.还包括驱动装置，所述驱动装置驱动所述第一滚筒、所述第二滚筒和所述第三滚筒同轴同向转动。
28.根据本发明第二方面实施例的一种固废处理系统，包括上述实施例的回转窑。
29.根据本发明实施例的固废处理系统，至少具有如下有益效果：采用上述回转窑的固废处理系统，能够降低固废处理系统的能耗。
30.根据本发明第三方面实施例的一种固废处理方法，包括上述实施例的回转窑，并通过如下步骤进行固废处理：
31.s100：干燥和预热，将固废由所述第一进料口投入所述第一滚筒，进入所述第一滚筒的固废在所述第一物料传输机构的作用下，由所述第一出料口排出，同时，所述加热系统调控所述第一滚筒内的温度，对所述第一滚筒的固废进行干燥和预热；
32.s200：热分解，所述第二物料传输机构将进入所述第二滚筒的固废由所述固废出口排出，同时，所述加热系统调控所述第二滚筒内的温度到热分解温度，一般为200-500℃，对所述第二滚筒中的固废进行热分解，热分解出的热解液由所述热解液出口流出；
33.s300：干化收缩和炭化，所述第三物料传输机构将进入所述第三滚筒的固废由所
述第二出料口排出，同时，所述加热系统调控所述第三滚筒内的温度到收缩和炭化温度，一般为500-950℃，对所述第三滚筒中的固废进行干化收缩和炭化。
34.根据本发明实施例的固废处理方法，至少具有如下有益效果：在进行固废处理过程中，通过在热分解阶段将热解液和固废进行分离，提前将热解液排掉，从而避免了热解液进入第三滚筒后，在第三滚筒的高温环境下结焦的情况，造成回转窑的传热效率降低、受热不均匀等问题。
35.根据本发明的一些实施例，步骤s200中，还包括热解液的收集，风机和热解液回收装置上的气嘴连接，通过所述风机使得密闭腔室形成一个负压环境，将孔隙中的热解液吸出。
36.根据本发明的一些实施例，步骤s200中，还包括孔隙疏通，通过所述风机使得密闭腔室形成一个正压环境，将滞留在所述孔隙中的热解液反向吹出。
37.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
38.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
39.图1为本发明一种实施例的回转窑的结构示意图。
40.附图标号：
41.第一滚筒100；第一进料口110；第一出料口120；
42.第一物料传输机构210；第二物料传输机构220；第三物料传输机构230；
43.第二滚筒300；热解液出口310；固废出口320；
44.热解液回收装置400；密闭腔室410；
45.第三滚筒500；第二出料口510；
46.加热系统600；第一加热装置610；第二加热装置620；
47.窑尾罩700；热解气出口710；热解炭出口720。
具体实施方式
48.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
49.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下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。
50.在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
51.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体
含义。
52.参照图1所示，本发明公开了一种回转窑，包括：
53.第一滚筒100，设有第一进料口110和第一出料口120；
54.第一物料传输机构210，设置在第一滚筒100内，用于将从第一进料口110进入的固废由第一出料口120排出；
55.第二滚筒300，第二滚筒300套装在第一滚筒100上，且第一出料口120位于第二滚筒300内，第二滚筒300设有热解液出口310和固废出口320，第二滚筒300的热解液能够由热解液出口310流出；
56.第二物料传输机构220，设置在第二滚筒300内，用于将进入第二滚筒300的固废由固废出口320排出；
57.第三滚筒500，第三滚筒500套装在第二滚筒300上，且固废出口320位于第三滚筒500内，第三滚筒500设有第二出料口510；
58.第三物料传输机构230，设置在第三滚筒500内，用于将进入第三滚筒500的固废由第二出料口510排出；
59.加热系统600，用于调控第一滚筒100、第二滚筒300和第三滚筒500内的温度。
60.在本实施例中，将固废由第一进料口110投入第一滚筒100，进入第一滚筒100的固废在第一物料传输机构210的作用下，由第一出料口120排出，同时，加热系统600调控第一滚筒100内的温度，对第一滚筒100的固废进行干燥和预热。其中，预热的温度约为200℃，经过预设干燥后出去固废中的水分，使得进入第二滚筒300的固废完成预热脱水。
61.固废在第一滚筒100中经过干燥和预热后，被送入第二滚筒300，固废在第二滚筒300进行热分解，热分解过程中产生的热解液从热解液出口310流出，而固体固废部分则从固废出口320排出，从而将热解液和固废的分离，通过提前将热解液排掉，从而避免了热解液随固废进入第三滚筒500后，在第三滚筒500的高温环境下结焦的情况。
62.将热解液分离出来后的固体固废，通过第二物料传输机构220由固废出口320排出，并进入第三滚筒500。第三物料传输机构230将进入第三滚筒500的固废由第二出料口510排出，固态固废在第三滚筒500的传输过程中，加热系统600调控第三滚筒500内的温度到500-950℃，对第三滚筒500中的固废进行干化收缩和炭化。由第二出料口510排出的固废完成了固废的干化收缩和炭化。
63.在本实施例中，加热系统600包括第一加热装置610和第二加热装置620，通过第一加热装置610和第二加热装置620的配合调节窑内的温度，同时，通过配合第一滚筒100、第二滚筒300和第三滚筒500内的送料速度，控制第一滚筒100、第二滚筒300和第三滚筒500内物料的温度。
64.具体的，当筒内的物料温度低于所需反应的温度时，降低对应滚筒内的送料速度，从而增加物料在对应滚筒内的加热时间，即可提到对应滚筒内物料的温度。当筒内的物料温度高于所需反应的温度时，加快对应滚筒内的送料速度，从而缩短物料在对应滚筒内的加热时间，即可降低对应滚筒内物料的温度。
65.参考图1所示，第二滚筒300水平设置，第二滚筒300为耐高温多孔陶瓷的滚筒，第二滚筒300的筒壁上设有孔隙，热解液出口310通过孔隙和第二滚筒300的筒内连通。
66.在本实施例中，第二滚筒300为耐高温多孔陶瓷制成的滚筒300，第二滚筒300的筒
壁上设有孔隙，耐高温多孔陶瓷的第二滚筒300能够在热分解的高温条件下保持自身特性不变，第二滚筒300自身带有孔隙，热分解过程中产生的热解液会经过孔隙从第二滚筒300流出，被热解液回收装置400回收。而第二滚筒300中的固废则被保留在了第二滚筒300中。从而实现热解液和固废的分离。一般情况下，孔隙的出口即为热解液出口310。
67.在一些实施例中，第二滚筒300为双层筒壁结构，包括内筒壁和外筒壁，内筒壁上设有孔隙，内筒壁和外筒壁之间形成热解油导出通道，孔隙与热解油导出通道连通，热解液出口和热解油导出通道连通。
68.热分解过程中产生的热解液会经过孔隙从第二滚筒300流入热解油导出通道中，然后从热解液出口流出，被热解液回收装置400回收。而第二滚筒300中的固废则被保留在了第二滚筒300中。从而实现热解液和固废的分离。
69.参考图1所示，第二滚筒300的筒径由固废出口320到热解液出口310方向逐渐增大。
70.在本实施例中，通过将第二滚筒300的筒径由固废出口320到热解液出口310方向逐渐增大。如图1所示，第二滚筒300的固废出口320在左侧，热解液出口310在右侧，第二滚筒300的内壁呈左高右低的倾斜状态。第二滚筒300中的热解液，以及第二滚筒300孔隙中的热解液会在重力的作用下向右侧流动，即流向热解液出口310，有利于热解液向外流出。
71.需要说明的时候，第二滚筒300筒壁上的孔隙优先设置在处于第三滚筒500外的部分，第二滚筒300中的热解液经过孔隙流入第三滚筒500中。因为第二滚筒300的内壁是倾斜状态，因此即使第二滚筒300的整体均设有孔隙亦可，第二滚筒300中的热解液，以及第二滚筒300孔隙中的热解液会在重力的作用下向右侧流动，只有少部分的热解液会进入第三滚筒500中，不会对设备整体产生过大的影响。
72.参考图1所示，还包括热解液回收装置400，热解液回收装置400设有回收腔，回收腔密封套装在第二滚筒300上，以使回收腔和第二滚筒300之间形成一个密闭腔室410，且热解液出口310位于密闭腔室410内。
73.在本实施例中，通过设置热解液回收装置400，将第二滚筒300从热解液出口310排出的热解液进行收集。具体的，通过回收腔密封套装在第二滚筒300上，回收腔和第二滚筒300之间形成一个密闭腔室410，保证在热解反应过程中，不会有外界空气进入第二滚筒300。由热解液出口310流出的热解液则进入密闭腔室410内。另外，可以通过在热解液回收装置400上设置放油口，待回收腔中的热解液收集到一定的量以后，将热解液放出。
74.由于在本实施例中，第二滚筒300的热解液是通过第二滚筒300上的孔隙排出，为了防止固废从孔隙排除，孔隙的孔径比较小，因此孔隙中的热解液流动性较低，排出的速度慢。容易出现部分热解液会滞留在孔隙中，造成孔隙堵塞的情况。
75.基于此，通过在热解液回收装置400设有用于和风机连接的气嘴。在热分解过程中，通过风机和气嘴连接，使密闭腔室410形成一个负压环境，在负压的作用下，可以加入热解液从孔隙中排出。为了防止孔隙堵住，通过风机使密闭腔室410形成一个正压环境，在正压的作用下，孔隙中的热解液可以被反向吹回第二滚筒300。可以避免滞留在孔隙的热解液将孔隙堵住。
76.在一些实施例中，参考图1所示，第一滚筒100水平设置，第一物料传输机构210包括第一螺旋叶片，第一螺旋叶片设置在第一滚筒100的内壁上；
77.第二滚筒300水平设置，第二物料传输机构220包括第二螺旋叶片，第二螺旋叶片设置在第二滚筒300的内壁上，所述第二螺旋叶片的螺旋方向与所述第一螺旋叶片相反；
78.第三滚筒500水平设置，第三物料传输机构230包括第三螺旋叶片，第三螺旋叶片设置在第三滚筒500的内壁上，所述第三螺旋叶片的螺旋方向与所述第一螺旋叶片相同；
79.还包括驱动装置，所述驱动装置驱动所述第一滚筒100、所述第二滚筒300和所述第三滚筒500同轴同向转动。
80.在本实施例中，第一滚筒100、第二滚筒300和第三滚筒500相对固定安装在一起，由于第二螺旋叶片的螺旋方向与第一螺旋叶片、第三螺旋叶片相反，使第二滚筒300内物料的推进方向与第一滚筒100、第三滚筒500的物料推进方向相反。使得回转窑的整体结构大大简化。
81.在一些实施例中，参考图1所示，第一滚筒100水平设置，第一物料传输机构210包括第一螺旋叶片和第一驱动单元，第一螺旋叶片设置在第一滚筒100的内壁上，第一驱动单元驱动第一滚筒100绕自身轴线转动。
82.在本实施例中，第一滚筒100在第一驱动单元的作用下绕着的轴向转动，第一滚筒100在转动过程中，第一滚筒100中的第一螺旋叶片会推动筒内的固废向前运动，从而将进入第一滚筒100的固废从第一出料口排出。通过控制第一滚筒100的转速，可以控制送料速度，进而控制第一滚筒100中物料的温度。
83.在其它的实施例中，还可以通过在第一滚筒100设置螺旋送料轴，通过驱动螺旋送料轴转动，将第一滚筒100的物料向前推进。
84.第二滚筒300水平设置，第二物料传输机构220包括第二螺旋叶片和第二驱动单元，第二螺旋叶片设置在第二滚筒300的内壁上，第二驱动单元驱动第二滚筒300绕自身轴线转动；
85.在本实施例中，第二滚筒300在第二驱动单元的作用下绕着的轴向转动，第二滚筒300在转动过程中，第二滚筒300中的第二螺旋叶片会推动筒内的固废向前运动，从而将进入第二滚筒300的固废从第二出料口510排出。通过控制第二滚筒300的转速，可以控制送料速度，进而控制第二滚筒300中物料的温度。
86.第三滚筒500水平设置，第三物料传输机构230包括第三螺旋叶片和第三驱动单元，第三螺旋叶片设置在第三滚筒500的内壁上，第三驱动单元驱动第三滚筒500绕自身轴线转动。
87.在本实施例中，第三滚筒500在第三驱动单元的作用下绕着的轴向转动，第三滚筒500在转动过程中，第三滚筒500中的第三螺旋叶片会推动筒内的固废向前运动，从而将进入第三滚筒500的固废从固废出口320排出。通过控制第三滚筒500的转速，可以控制送料速度，进而控制第三滚筒500中物料的温度。
88.还包括窑尾罩700，窑尾罩700设置在第三滚筒500的出口端，第三滚筒500排出的固体由下部的热解炭出口720排出，热解气则由上部的热解气出口710排出。
89.本发明还公开了一种固废处理系统，包括上述实施例的回转窑。
90.由于固废处理系统采用了上述实施例的回转窑的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再赘述。
91.本发明还公开了一种固废处理方法，上述实施例的回转窑，并通过如下步骤进行
固废处理：
92.s100：干燥和预热，将固废由第一进料口110投入第一滚筒100，进入第一滚筒100的固废在第一物料传输机构210的作用下，由第一出料口120排出，同时，加热系统600调控第一滚筒100内的温度，对第一滚筒100的固废进行干燥和预热；
93.s200：热分解，第二物料传输机构220将进入第二滚筒300的固废由固废出口320排出，同时，加热系统600调控第二滚筒300内的温度到200-500℃，对第二滚筒300中的固废进行热分解，热分解出的热解液由热解液出口310流出；
94.s300：干化收缩和炭化，第三物料传输机构将进入第三滚筒500的固废由第二出料口510排出，同时，加热系统600调控第三滚筒500内的温度到500-950℃，对第三滚筒500中的固废进行干化收缩和炭化。
95.在进行固废处理过程中，通过在热分解阶段将热解液和固废进行分离，提前将热解液排掉，从而避免了热解液进入第三滚筒500后，在第三滚筒500的高温环境下结焦的情况，造成回转窑的传热效率降低、受热不均匀等问题。
96.在本发明的一些实施例中，步骤s200中，还包括热解液的收集，风机和热解液回收装置400上的气嘴连接，通过风机使得密闭腔室410形成一个负压环境，将孔隙中的热解液吸出。
97.在热分解过程中，通过风机和气嘴连接，使密闭腔室410形成一个负压环境，在负压的作用下，可以加入热解液从孔隙中排出。
98.在本发明的一些实施例中，步骤s200中，还包括孔隙疏通，通过风机使得密闭腔室410形成一个正压环境，将滞留在孔隙中的热解液反向吹出。
99.为了防止孔隙堵住，通过风机使密闭腔室410形成一个正压环境，在正压的作用下，孔隙中的热解液可以被反向吹回第二滚筒300。可以避免滞留在孔隙的热解液将孔隙堵住。
100.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。