[发明专利]预热式碳化炉

说明书

技术领域

本发明涉及碳化设备技术领域，尤其涉及一种预热式碳化炉。

背景技术

传统的污泥处置方法主要有填埋、堆肥及焚烧。但是这几种方法都具有一些缺点，例如，使用污泥填埋的方式处理污泥，操作方式简单，投资费用较小，适应性强，但是对土地侵占严重，且掩埋体易发生渗透，使潜在的土壤和地下水受到污染；污泥堆肥不能消除重金属污染、病原体、难降解有机物等，农用后一方面会对食品的卫生安全造成不利影响，另一方面也会污染土壤和地下水；以焚烧为核心的处理方法是最彻底的处理方法，它能使有机物全部碳化，杀死病原体，可最大限度地减少污泥体积，但是其缺点在于处理设施投资大，处理费用高，焚烧过程产生大量的烟气，对空气污染较重，且有机物焚烧还会产生二噁英等剧毒物质，因此，污泥碳化处理是解决以上问题的有效方法。

现有技术中，污泥碳化的专用设备是碳化炉，碳化炉可以有效碳化污泥，并杀灭病原体、降解有机物等，但是碳化炉的能耗过高，不利于节能减排，且碳化过程中产生的副产物一般得不到有效利用，造成了巨大的浪费，也是现有的碳化炉亟需改进之处。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种预热式碳化炉，该碳化炉可以高效利用碳化处理副产物，以减少能耗并提高工作效率。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：预热式碳化炉，包括炉体外壳，所述炉体外壳上设有排烟口，所述炉体外壳所包围的空间为炉膛，所述炉膛内部设有由碳化管围成的碳化室，所述炉体外壳上还安装有用于为碳化管输送物料的送料装置，所述碳化管外侧环设有一端开口的燃烧管；所述炉膛内部还设有设置在所述碳化管上方的预热管，所述预热管内部设有由动力装置驱动的送料机构，所述预热管一端顶部通过送料管与所述送料装置连接，另一端底部通过下料管与所述碳化管连接；所述预热管以及碳化管上均设有连接至所述燃烧管封闭端的裂解气输送管，所述燃烧管封闭端还连接有助燃空气输送管。

作为一种改进，所述预热管的内径是所述碳化管内径的1.1-1.5倍。

作为进一步的改进，所述排烟口处设有连接至所述送料装置用于为污泥预热提供烟气余热的烟道。

作为更进一步的改进，所述送料装置为螺旋送料装置，所述螺旋送料装置内部设有由动力装置驱动的转轴，以及安装在所述转轴上的螺旋叶片，所述转轴内部设有中空的转轴腔，所述螺旋叶片内部设有与所述转轴腔连通的叶片腔，所述烟道与所述转轴腔连通。

作为另一种改进，所述助燃空气输送管与裂解气输送管对称安装。

作为另一种改进，所述送料装置的进料口处以及所述碳化管的碳粒出口分别安装有旋转密封阀。

作为另一种改进，所述炉体外壳内壁上设有保温材料。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明可以合理有效的利用碳化处理过程产生的副产物，碳化炉碳化处理所需要的热量皆由碳化副产物供给，实现了污泥无害化和减量化处理，实现了资源的合理利用：碳化处理所消耗的大部分能源采用碳化过程中产生的裂解气，减少了能源消耗，避免了裂解气浪费；碳化处理时，裂解气与助燃空气混合燃烧，燃烧过程中产生的带有大量热量的烟气进入炉膛中，利用烟气的余热对炉膛中的预热管加热，使物料进行初步裂解，充分利用了裂解气燃烧产生的热能，缩短了物料在碳化管中的时间，提高了工作效率，减少了能源消耗。

由于燃烧管一端封闭一端开口，封闭端用于裂解气和助燃空气进气混合燃烧，开口端用于释放烟气至炉膛中，由于预热管设置在炉膛中，烟气中所带的热量对预热管进行预热，使预热管中的物料进行初步裂解，产生少量的裂解气，预热管中的裂解气与碳化管中产生的裂解气共同作为燃烧的能源气体，使燃烧管中能源气体充足，燃烧充分完全，保证物料碳化处理的质量。

由于物料在预热管中进行预热和初步裂解，由预热管进入碳化管的物料体积将缩小，因此碳化管的体积较预热管的体积较小，节省了碳化管的安装空间，缩小了碳化炉的整体体积，节省了占地面积，同时，由于碳化管管径较小，热能利用率高，有利于节省碳化时间。

进入炉膛中的烟气，在对预热管预热后，通过排烟口进入烟道，利用其余热对送料装置中的污泥进行预热，因此本发明的预热过程包括送料装置一次预热以及预热管二次预热，热利用率高，对碳化裂解气燃烧产生的热量充分利用，避免了能源浪费。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是图1中的送料装置的示意图；

图3是图2中I处的放大图；