[发明专利]一种翻转床热固载体热解析装置

说明书

技术领域

本发明属于固体有机物热解技术领域，涉及一种固体有机物翻转床热固载体热解析装置 。特别涉及到将有机燃料包括油田含油污泥、含油矿物、城市污泥、煤、生物质、普通废弃 物、工业有机废物、废塑料、废橡胶、垃圾衍生燃料等固体可燃物进行热化学转化的体热解 装置。

背景技术

固体有机物种类繁多，产量巨大，储量丰富，对其进行能源回收具有重要意义。固体有 机物的热化学处理方法主要包括干燥、焚烧、热解和气化三大类。热解方法是固体废弃物资 源化利用的重要途径之一。其原理是在无氧或缺氧的条件下，通过热化学的方法将固体有机 物转化为可燃气体、高值焦油和高热值焦炭的过程。是固体废弃物能源化利用技术之一。

目前固体废物热解析的炉型主要有固定床、流化床、鼓泡床、回转窑等类型，这些炉型 的热解析反应器在固体有机物热解析过程中各具优点，也存在很多问题，其主要表现为：固 定床虽然具有操作简单等特点，但物料在热解过程中的传热与传质特性较差，热解反应效率 较低，热解可燃气体产量小、热值低，焦油产量大，反应不完全，其工业化应用难度大等； 流化床与鼓泡床具有物料与床砂接触充分，传热性能好等特点，但由于其在运行过程中需要 以气体为介质吹动床料形成流化态，以空气为流化气体不能达到热解析的目的，而以氮气等 惰性气体作为流化气源又存在费用高昂等问题，工业上难以实现；回转窑具有传热与翻动性 好的特点，但由于回转窑的建造及设备运行过程比较复杂，对反应器的系统性、密封性要求 高，建造成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题目的是提供一种具有良好传热传质性能的翻转床热固载体热解 析装置，可以广泛应用于固体有机物热解析热化学转化过程。

本发明所采用的技术方案如下。

翻转床热固载体热解析装置主要由调速电机、加热元件、保温层、不锈钢转动轴、翻转 床反应炉和叶片组成。不锈钢转动轴内置于翻转床反应炉中心位置，不锈钢转动轴一端与调 速电机相连接；翻转床反应炉内的不锈钢转动轴上焊接单个或多个翻转叶片；翻转床反应炉 出口处一侧安装一个高度为翻转床反应炉内径2/3的半圆形挡板，不锈钢转动轴从挡板中穿 过，不锈钢转动轴与翻转床反应炉之间密封；两个热电偶分别固定于翻转床反应炉中心位置 和出料管上方位置，与温度控制器连接，用以检测炉内温度和出口处温度；整个反应装置用 支架支撑。

不锈钢转动轴上安装的翻转叶片形状有两种：一种是梯形外观的实体叶片，另一种是叶 片顶部距不锈钢转动轴轴面高度一致，但叶片切线方向与轴心方向形成小于5°的夹角，能够 将反应物料向出口方向推动。

不锈钢转动轴和叶片的构造有两种：一种是不锈钢转动轴是实心轴，叶片是实心钢板安 装在不锈钢转动轴上；另一种是不锈钢转动轴为空心轴，叶片为空心钢板，不锈钢转动轴与 叶片间的空隙相互联通，整个空腔除进出口处外保持密封状态。不锈钢转动轴和叶片外包裹 耐高温陶瓷或其他耐火保温材料，从不锈钢转动轴的一端输入冷却介质(气体或者液体)， 冷却介质经过不锈钢转动轴和叶片后从不锈钢转动轴另一端出口处排出，对不锈钢转动轴和 叶片进行冷却保护，防止温度过高造成不锈钢转动轴和叶片的损坏。冷却介质经过不锈钢转 动轴内腔和叶片后从不锈钢转动轴另一端出口处排出。

在翻转床热固载体热解析装置的出口方向的半圆形挡板一侧为固体颗粒物床料，另一侧 为反应残渣和部分固体颗粒物床料出口，阻止颗粒物床料流失或过多流失。

该装置的翻转床反应炉外壁面可以安装加热元件，在加热元件外层用保温棉缠绕，形成 保温层；如果不采用加热元件，该装置的热量来源方式是通过热态的颗粒物床料带入反应器 ；对颗粒物床料的加热方式多种多样，如上游反应装置运行过程中对固体颗粒物的加热(如 流化床、鼓泡床、回转窑等)、通过其他方法专门加热固体颗粒物或通过对反转床外层壁面 加热等等，都可以达到对固体颗粒物预热的效果。