一种热解反应器、除尘返料装置和有机固体废物处理设备的制作方法

本技术涉及有机固体废弃物热解的，特别是一种热解反应器、除尘返料装置和有机固体废物处理设备。

背景技术：

1、热解是利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下对之进行加热，使有机物产生热裂解，生成小分子物质和固体残渣的技术。该技术可将有机物料由低能量密度的物质转化为高能量密度物质，是一种极具潜力的固体废弃物处理环保技术。

2、热解反应器承担加热物料进行热解的功能，是热解系统中最核心的设备。根据热解工艺的不同，其结构形式也有所不同，卧式立式均有，主要种类有回转窑、固定床反应器、流化床反应器等。

3、热解反应器内温度达到850℃，若旋转轴直接暴露在高温环境中，会影响轴的使用性能。为了减小能量的流失，同时保证旋转轴的使用性能，轴表面应铺设一定厚度的耐火材料。但随着设备的运行，耐火材料与物料之间会产生摩擦、剐蹭，导致其脱落，影响整体热解反应。而物料也容易粘附在反应器内壁上。

4、热解反应器要求在高温环境下连续运行，反应器的旋转轴需要设计成空心结构通入冷却气进行冷却，但此种方式会导致轴部分表面形成局部低温，使与之接触的物料冷却结焦。热解气中含有较多灰尘，导致热解气遇冷时易发生结焦。热解油气的除尘需要在高温环境下进行，当热解气降温冷凝之后，灰尘集中在热解油中，焦油与尘的分离十分困难。

技术实现思路

1、本技术提供一种采用新型结构的热解反应器，满足高温工况下的稳定运行，解决反应器高温下膨胀无法连续稳定地处理废有机固体、液体废料的问题。同时提供一种高温热解油气除尘返料装置，可以将热解油气中的粉尘分离并返回至热解反应器，有效防止热解中的结焦。

2、第一方面，提供了一种热解反应器，包括：

3、反应器壳体，所述反应器壳体上设置有热载体进料口、热解物料进料口、热解气出口和残碳出口，所述热载体进料口和所述热解物料进料口设置于所述反应器壳体的同侧，所述热解气出口和所述残碳出口设置于所述反应器壳体的同侧，且所述热解物料进料口和所述残碳出口设置于所述反应器壳体的两侧；

4、所述反应器壳体还容置多个旋转轴，所述多个旋转轴平行排列，相邻两个旋转轴的旋转方向为相向旋转，所述多个旋转轴用于推动热载体和物料混合。

5、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述热解反应器还包括传动装置和冷却装置，所述传动装置和所述冷却装置位于所述反应器壳体的两端，所述传动装置位于所述反应器壳体的远离所述热解物料进料口的一端，所述旋转轴的两端分别与所述传动装置和所述冷却装置连接；

6、所述旋转轴包括实心部分和空心部分，所述实心部分与所述传动装置连接，所述空心部分与所述冷却装置连接，所述冷却装置用于向所述空心部分内通入冷却介质。

7、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述旋转轴包括第一助热解结构和第二助热解结构，所述第一助热解结构位于所述旋转轴的靠近所述热解物料进料口的一侧，所述第二助热解结构位于所述旋转轴的远离所述热解物料进料口的一侧；

8、所述第一助热解结构和所述第二助热解结构均具有叶片，所述第一助热解结构的相邻两个叶片之间的间距为第一间距，所述第二助热解结构的相邻两个叶片之间的间距为第二间距，所述第一间距小于所述第二间距。

9、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述旋转轴还设置有刮板，所述刮板用于刮蹭相邻旋转轴或反应器壳体内壁。

10、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述热解物料进料口的外周设置有冷却夹套结构，所述冷却夹套结构用于通入冷却介质。

11、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述反应器壳体的顶盖设置有多个惯性除尘结构，所述多个惯性除尘结构沿物料的移动方向排列；

12、所述惯性除尘结构是截面为倒梯形的凸起挡块，所述惯性除尘结构的面向热载体进料口的一侧为竖直面，所述竖直面相对于物料的移动方向垂直设置，所述惯性除尘结构的背向热载体进料口的一侧为倾斜面，所述倾斜面相对于所述竖直面倾斜设置，所述倾斜面和所述竖直面的夹角为15～45°。

13、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述反应器壳体与所述旋转轴的结合部位装有轴封装置，包括对中卡盘结构以及膨胀节结构，并含有两道多级组合式密封结构，各结构之间通过螺栓固定连接，确保其紧密贴合保证气密性的同时不影响轴的运转，轴封内包含有轴承，轴封整体通过卡盘结构用螺栓固定在反应器侧壁上；

14、所述膨胀节结构位于对中卡盘结构和反应器侧壁之间；

15、所述两道多级组合式密封结构中的第一道密封结构为设置于所述膨胀节结构与所述反应器壳体的连接处，在所述旋转轴工作时保持静止，形成静密封结构；

16、所述两道多级组合式密封结构中的第二道密封结构设置于膨胀节结构与轴承之间，在所述旋转轴工作时随之转动，形成动密封结构；

17、所述两道多级组合式密封结构为迷宫密封、刷式密封、隔离气密封以及vd密封多种密封形式的结合。

18、反应器壳体与旋转轴接触的两处设有动密封装置，分别与反应器壳体的两侧端面相连。从设备的外壳一端起，沿轴向方向依次由定位卡盘、第一道多级组合式密封、膨胀节、第二道多级组合式密封、自支撑轴承结构组成，各组件之间采用螺栓连接，固定端密封装置依次由定位卡盘、两道多级组合式密封、自支撑轴承结构组成，各组件之间采用螺栓连接，可使密封装置持续稳定地实现对旋转轴设备的密封功能。

19、滑动端密封可以吸收反应器旋转轴的热膨胀量，此密封装置的外壳可通过膨胀节部分的形变，对设备旋转轴在各种工况下所产生的膨胀量以及跳动量都可以进行吸收，从而保证密封装置整体的配合精度始终稳定在设计范围内，可在设备运转时实现自适应的对中，进而使得密封装置的可靠性和使用寿命得到保证，且两端的动密封装置内均设有内置轴承，实现动密封和支撑集成一体化，内支撑结构可减少中心轴的跳动量，并进一步保证密封的可靠性，从而确保设备连续长期运行的稳定性。

20、第二方面，提供了一种除尘返料装置，包括百叶式回流除尘器、多管式除尘返料器和料仓；

21、所述百叶式回流除尘器包括除尘器壳体，所述除尘器壳体的顶部设置有第一热解油气出口，所述除尘器壳体的侧壁设置有第一热解油气入口，所述除尘器壳体的下方设置有第一灰尘出口；所述除尘器壳体内容置有气流分配器和百叶窗导流板，所述气流分配器与所述第一热解油气入口连接，所述气流分配器主体呈开口向下的漏斗形状，漏斗开口面向所述百叶窗导流板设置，所述百叶窗导流板面向所述灰尘出口设置，所述第一灰尘出口与所述料仓连通；

22、所述多管式除尘返料器包括除尘返料器壳体，所述除尘返料器壳体内容置有旋风子，所述旋风子用于将热解油气和灰尘分离，所述除尘返料器壳体的顶部设置有第二热解油气出口，所述除尘返料器壳体的侧壁设置有第二热解油气入口，所述第二热解油气入口与所述第一热解油气出口连接，所述除尘返料器壳体的下方设置有第二灰尘出口，所述第二灰尘出口与所述料仓连通。

23、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述第二灰尘出口与所述料仓通过热解反应器连通。

24、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述百叶式回流除尘器的外壁、所述多管式除尘返料器的外壁均设置有保温盘管。

25、第三方面，提供了一种除尘返料装置，包括百叶式回流除尘器和料仓；

26、所述百叶式回流除尘器包括除尘器壳体，所述除尘器壳体的顶部设置有第一热解油气出口，所述除尘器壳体的侧壁设置有第一热解油气入口，所述除尘器壳体的下方设置有第一灰尘出口；所述除尘器壳体内容置有气流分配器和百叶窗导流板，所述气流分配器与所述第一热解油气入口连接，所述气流分配器主体呈开口向下的漏斗形状，漏斗开口面向所述百叶窗导流板设置，所述百叶窗导流板面向所述灰尘出口设置，所述第一灰尘出口与所述料仓连通。

27、第四方面，提供了一种除尘返料装置，包括多管式除尘返料器和料仓；

28、所述多管式除尘返料器包括除尘返料器壳体，所述除尘返料器壳体内容置有旋风子，所述旋风子用于将热解油气和灰尘分离，所述除尘返料器壳体的顶部设置有第二热解油气出口，所述除尘返料器壳体的侧壁设置有第二热解油气入口，所述第二热解油气入口与所述第一热解油气出口连接，所述除尘返料器壳体的下方设置有第二灰尘出口，所述第二灰尘出口与所述料仓连通。

29、第五方面，提供了一种有机固体废物处理设备，包括如上述第一方面中的任意一种实现方式中所述的热解反应器。

30、结合第五方面，在第五方面的某些实现方式中，所述有机固体废物处理设备还包括如上述第二方面或第三方面中的任意一种实现方式中所述的除尘返料装置；

31、所述热解反应器的热解气出口与所述除尘返料装置的第一热解油气入口连接，所述热解反应器的残碳出口与所述除尘返料装置的料仓连通。

32、结合第五方面，在第五方面的某些实现方式中，所述除尘返料装置为如上述第二方面的第二种实现方式中所述的除尘返料装置，热解反应器的反应器壳体还设置有除尘装置接口，所述第二灰尘出口通过所述除尘装置接口与所述料仓连通。

33、第六方面，提供了一种有机固体废物处理设备，包括如上述第二方面至第四方面中的任意一种实现方式中所述的除尘返料装置。

34、与现有技术相比，本技术提供的方案至少包括以下有益技术效果：

35、(1)本技术热解反应器在壳体内部增加了多级惯性除尘的结构形式，大大降低了热解产物的含尘率，提升了热解产物的质量。

36、(2)热载体进料口设置有动态料封系统，可控制热载体下料量，并在进料口处形成料封，保证了反应器的密封性。

37、(3)热解物料进料口可设置在侧壁，缩短热解物料下料路程，且进料口可设置为冷却夹套结构，夹套内通入冷却气体，防止物料在进料时受热过度熔融并产生堵塞。

38、(4)第二助热解结构上焊有耐高温合金钢制刮板，可以在随着旋转轴转动的过程中对壳体内部以及轴上的结焦物质进行清理，其与侧壁和底部耐高温材料间距极小，可避免结焦的发生。

39、(5)一级百叶回流除尘中设置百叶窗导流板，利用重力除尘实现热解油气的粗过滤，实现热载体的回收利用，可减少热载体的流失，提高热解反应的完全性，提高热解装置的总体热效率。

40、(6)二级除尘返料装置通过设置高效的旋风子，将热解油气和粉尘深度高效分离，进一步降低热解油气中的粉尘量，降低后续焚烧炉中烟气的飞灰量，降低危废的外排量，提高了热解油气的热值，从而提高能量的利用率。

41、(7)通过在热解反应器外部设置两级除尘返料装置，实现循环热载体的外循环，提高热解反应时间和热解效率，提高了能量利用率，减少飞灰外排量。