一种高填充率强制推进式热解碳化装置及系统的制作方法

阅读：评论：0

1.本实用新型涉及一种高填充率强制推进式热解碳化装置及系统，属于热解碳化技术领域。

背景技术：

2.对于市政和工业污水厂产生的污泥、养殖场产生的畜禽粪便以及食品医药企业等产生的生物质废渣类的有机固体废弃物，采用热解的碳化工艺实现污染物的消除、重金属固化、以及固碳减排，是目前最先进的处置工艺。
3.在目前的碳化工艺中，一般采用水平卧式装备间接加热方式，有机固废在装置中内管，随着设备运行被内管设置的构件推动前进，热媒在内管外加热腔内对物料进行加热，实现传热传质，达到热解和碳化的目的。但常规设备物料的填充率较低，这也导致设备外形、占地和总体投资的增大。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种高填充率强制推进式热解碳化装置及系统。
5.为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
6.一种高填充率强制推进式热解碳化装置，包括：内加热筒、中心筒、第一开口、第二开口、物料推进机构和电机传动装置；所述内加热筒用于填充被加热物料；所述中心筒设置在内加热筒内；所述中心筒内部具有空腔；所述第一开口设置于中心筒外表面、位于中心筒的一端、与空腔连通；所述第二开口设置于中心筒外表面、位于中心筒的另一端、与空腔连通；所述物料推进机构设置在中心筒的外表面；所述电机传动装置连接中心筒，给中心筒提供动力使其转动。
7.本实用新型还提供了一种高填充率强制推进式热解碳化系统包括如上所述的高填充率强制推进式热解碳化装置，还包括风机和净化装置；所述内加热筒包括第一出气口；所述外筒包括第二进气口和第二出气口；第一出气口连接第二进气口；所述风机的进口连接第二出气口，风机的出口连接第一开口；净化装置的进口连接第二开口。
8.本实用新型的有益效果是：
9.实现物料的高填充率、强制推进，双向传热传质，最终实现快速、高传热效率的热解碳化。减小了设备的体积，同等尺寸下降设备处理能力提高了2倍以上。该系统还可模块化，进行组合设置运行，进一步提高设备处理能力。本发明即可采用强制下行式结构，也可采用强制上行式结构，或者任何其它角度。
附图说明
10.图1是本实用新型实施例公开的高填充率强制推进式热解碳化装置的结构示意图；
11.图2是本实用新型实施例公开的另一高填充率强制推进式热解碳化装置的结构示意图；
12.图3是本实用新型实施例公开的高填充率强制推进式热解碳化装置的局部结构示意图；
13.图4是本实用新型实施例公开的高填充率强制推进式热解碳化系统的结构示意图；
14.其中，1.外筒，101.加热腔，102.第二进气口，103.第二出气口，2.内加热筒，201.第一出气口，3.中心筒，301.空腔，4.第一开口，5.第二开口，6.物料推进机构，7.电机传动装置，8.强化传热鳍片，801.第一表面、802.第二表面，803.侧面，804.连接位置，9.风机，10.净化装置；11.进料斗，12.进料装置，13.成品储存仓，14.燃烧器。
具体实施方式
15.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
16.本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
17.如图1-3所示，一种高填充率强制推进式热解碳化装置，包括：内加热筒2、中心筒3、第一开口4、第二开口5、物料推进机构6和电机传动装置7；内加热筒2用于填充被加热物料；中心筒3设置在内加热筒2内，中心筒3内部具有空腔301；第一开口4设置于中心筒3外表面、位于中心筒3的一端、与空腔301连通；第二开口5设置于中心筒3外表面、位于中心筒3的另一端、与空腔301连通；物料推进机构6设置在中心筒3的外表面；电机传动装置7连接中心筒3，给中心筒3提供动力使其转动。其中，高填充率强制推进式热解碳化装置可以为卧式，也可以为立式；具体的可以采用立式，电机传动装置7设置在中心筒3的顶端，以实现强制下行式结构。
18.高填充率强制推进式热解碳化装置通常包括外筒1，外筒1为中空结构、内部为加热腔101；内加热筒2套设置在外筒1内、设置在加热腔101内。高填充率强制推进式热解碳化装置从外到内依次为外筒1、内加热筒2和中心筒3，三者层套设在一起。通常中心筒3、内加热筒2和外筒1三者同轴设置，三者同轴设置是指中心筒3的中心轴、内加热筒2的中心轴、外筒1的中心轴重合，中心轴的位置如图1所示。内加热筒2的两端凸出于外筒1，内加热筒2与外筒1之间的接触位置密封；中心筒3的两端凸出于内加热筒2的两端，中心筒3与内加热筒2之间的接触位置密封。也就是说，中心筒3的长度大于内加热筒2的长度、内加热筒2的长度大于外筒1的长度。第一开口4和第二开口5位于内加热筒2外。具体的，外筒1、内加热筒2和中心筒3可以采用圆筒。
19.中心筒3为中空结构，空腔301的作用在于通过高温烟气，第一开口4和第二开口5分别用于通入高温烟气或排出高温烟气；所以第一开口4或第二开口5与管道连接。虽然，第
一开口4或第二开口5可以设计为任意可以实现的形状，但是鉴于目前的管道大部分为圆管，为了方便与管道连接，第一开口4或第二开口5可以设计为圆形。
20.电机传动装置7的作用在于使中心筒3以其中心轴为轴转动，可以采用现有任意一种能实现该功能的电机；例如，直流电机或交流电机。电机传动装置7设置在中心筒3的一端，以使物料朝向中心筒3的另一端运动。具体的，物料推进机构6可以采用螺旋状结构以实现使物料朝向中心筒3的另一端运动。随着中心筒3的转动，螺旋状结构的物料推进机构6转动，从而对物料产生轴向推力，以使物料沿内加热筒2的中心轴的方向、向中心轴的另一端运动。轴向推力是指沿中心筒3的中心轴方向的力，即沿中心筒3长度方向的力。
21.为了进一步提高内加热筒2的热传递效果，作为一种具体实施方案，可以在内加热筒2的外表面设置强化传热鳍片8。具体的，强化传热鳍片8呈平板状，具有第一表面801、第二表面802和四个侧面803，所述第一表面801与第二表面802相对；第一表面801或第二表面802与内加热筒2的外表面垂直；所述强化传热鳍片8与内加热筒2的外表面具有一连接位置804，所述连接位置804与内加热筒2的中心轴平行。强化传热鳍片8呈长条板状，使其长度方向沿内加热筒2的长度方向（中心轴的方向）设置、并保证强化传热鳍片8与内加热筒2的外表面垂直。强化传热鳍片8的数量为2以上，均匀分布；具体的，可以是如图所示设置8片强化传热鳍片8。
22.如图4所示，一种高填充率强制推进式热解碳化系统，包括如上公开的高填充率强制推进式热解碳化装置、风机9和净化装置10；内加热筒2包括第一出气口201，外筒1包括第二进气口102和第二出气口103；其中，第一出气口201连接第二进气口102；风机9的进口连接第二出气口103，风机9的出口连接第一开口4；净化装置10的进口连接第二开口5。可燃气体在外筒1的加热腔101内燃烧对内加热筒2进行加热；燃烧产生的高温烟气在风机9的作用下进入中心筒3的第一开口4，然后从第二开口5排出进入净化装置10。物料在内加热筒2碳化产生的气体从第一出气口201排出、进入外筒1的第二进气口102，在加热腔101内燃烧。净化装置10可以是现有任意一种尾气净化装置10。
23.本实用新型公开的高填充率强制推进式热解碳化装置的运行过程：
24.有机固废物料（以下简称物料）从进料斗11经进料装置12送入内加热筒2。可燃气体在外筒1的加热腔101内燃烧对内加热筒2的外表面进行加热，燃烧产生的高温烟气在风机9的作用下进入中心筒3的空腔301内从而对中心筒3加热。位于内加热筒2内的物料同时接受来内加热腔101及空腔301的热量，物料外围和中心位置同时被加热，实现双向传热加热，物料逐步实现升温、干燥、热解和碳化。
25.物料在内加热筒2内进行碳化的同时，内加热筒2中的中心筒3在电机传动装置7的驱动下转动，物料推进装置随中心筒3转动将与其接触的物料向前推动。最终产物从出料输送及冷却装置中降温到常温，输送到成品储存仓13中储存，定期外运处理。
26.物料热解过程中产生的可燃气体从内加热筒2的第一出气口201排出，送入加热腔101中，由燃烧器14喷射的火焰点燃进行燃烧。燃烧产生的高温烟气在风机9作用下从第二出气口103排出、进入风机9筒第二出气口103将在加热腔101内中燃烧产生的高温烟气抽出，一部分送到净化装置10，净化后达标排放；一部分通过第一开口4送入中心筒3的空腔301，实现对物料的加热，提供热解碳化的效果。冷却后的烟气经第二开口5排出后汇入净化装置10，实现余热的强化利用。
27.燃烧器14燃料可采用天然气、燃油或生物质等清洁燃料。
28.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可作出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

技术特征：

1.一种高填充率强制推进式热解碳化装置，其特征在于，包括：内加热筒，所述内加热筒用于填充被加热物料；中心筒，所述中心筒设置在内加热筒内，所述中心筒内部具有空腔；第一开口，所述第一开口设置于中心筒外表面、位于中心筒的一端、与空腔连通；第二开口，所述第二开口设置于中心筒外表面、位于中心筒的另一端、与空腔连通；物料推进机构，所述物料推进机构设置在中心筒的外表面；以及，电机传动装置，所述电机传动装置连接中心筒，给中心筒提供动力使其转动。2.根据权利要求1所述高填充率强制推进式热解碳化装置，其特征在于，还包括强化传热鳍片，所述强化传热鳍片设置在内加热筒的外表面。3.根据权利要求2所述高填充率强制推进式热解碳化装置，其特征在于，所述强化传热鳍片呈平板状，具有第一表面、第二表面和四个侧面，所述第一表面与第二表面相对；第一表面或第二表面与内加热筒的外表面垂直；所述强化传热鳍片与内加热筒的外表面具有一连接位置，所述连接位置与内加热筒的中心轴平行。4.根据权利要求2或3所述高填充率强制推进式热解碳化装置，其特征在于，所述强化传热鳍片的数量为2以上，均匀分布。5.根据权利要求1所述高填充率强制推进式热解碳化装置，其特征在于，所述物料推进机构呈螺旋状。6.根据权利要求1所述高填充率强制推进式热解碳化装置，其特征在于，所述中心筒与内加热筒同轴。7.根据权利要求1所述高填充率强制推进式热解碳化装置，其特征在于，还包括外筒，所外筒内部具有加热腔，内加热筒设置于加热腔内、与外筒同轴；所述内加热筒的两端凸出于外筒的两端；所述内加热筒与外筒之间的接触位置密封。8.根据权利要求1所述高填充率强制推进式热解碳化装置，其特征在于，所述中心筒的两端凸出于内加热筒的两端，所述中心筒与内加热筒之间的接触位置密封；所述第一开口和第二开口位于内加热筒外。9.一种高填充率强制推进式热解碳化系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的高填充率强制推进式热解碳化装置、风机和净化装置；所述内加热筒包括第一出气口；所述外筒包括第二进气口和第二出气口；第一出气口连接第二进气口；所述风机的进口连接第二出气口，风机的出口连接第一开口；净化装置的进口连接第二开口。

技术总结

本实用新型公开了一种高填充率强制推进式热解碳化装置及系统，属于热解碳化技术领域。本实用新型提供的解碳化装置包括：内加热筒、中心筒、第一开口、第二开口、物料推进机构和电机传动装置；中心筒设置在内加热筒内，所述中心筒内部具有空腔；中心筒与内加热筒之间的接触位置密封；第一开口、第二开口分别设置于中心筒的两端与空腔连通；物料推进机构设置在中心筒的外表面；电机传动装置连接中心筒，给中心筒提供动力使其转动。可燃气体在外筒的加热腔内燃烧对内加热筒的外表面进行加热，燃烧产生的高温烟气在风机的作用下进入中心筒的空腔内从而对中心筒加热，实现双向传热加热。进而实现物料的高填充率、强制推进，快速、高传热效率的热解碳化。高传热效率的热解碳化。高传热效率的热解碳化。