預(yù)熱式碳化爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種預(yù)熱式碳化爐，包括爐體外殼，爐膛內(nèi)部設(shè)有由碳化管圍成的碳化室，爐體外殼上還安裝有送料裝置，碳化管外側(cè)環(huán)設(shè)有燃燒管；爐膛內(nèi)部還設(shè)有預(yù)熱管，預(yù)熱管以及碳化管上均設(shè)有連接至燃燒管封閉端的裂解氣輸送管，燃燒管封閉端還連接有助燃空氣輸送管。本實用新型可以合理有效的利用碳化處理過程產(chǎn)生的副產(chǎn)物，碳化爐碳化處理所需要的熱量皆由碳化副產(chǎn)物供給，實現(xiàn)了污泥無害化和減量化處理，實現(xiàn)了資源的合理利用。
【專利說明】預(yù)熱式碳化爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及碳化設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種預(yù)熱式碳化爐。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的污泥處置方法主要有填埋、堆肥及焚燒。但是這幾種方法都具有一些缺點，例如，使用污泥填埋的方式處理污泥，操作方式簡單，投資費用較小，適應(yīng)性強，但是對土地侵占嚴重，且掩埋體易發(fā)生滲透，使?jié)撛诘耐寥篮偷叵滤艿轿廴?；污泥堆肥不能消除重金屬污染、病原體、難降解有機物等，農(nóng)用后一方面會對食品的衛(wèi)生安全造成不利影響，另一方面也會污染土壤和地下水；以焚燒為核心的處理方法是最徹底的處理方法，它能使有機物全部碳化，殺死病原體，可最大限度地減少污泥體積，但是其缺點在于處理設(shè)施投資大，處理費用高，焚燒過程產(chǎn)生大量的煙氣，對空氣污染較重，且有機物焚燒還會產(chǎn)生二惡英等劇毒物質(zhì)，因此，污泥碳化處理是解決以上問題的有效方法。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，污泥碳化的專用設(shè)備是碳化爐，碳化爐可以有效碳化污泥，并殺滅病原體、降解有機物等，但是碳化爐的能耗過高，不利于節(jié)能減排，且碳化過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物一般得不到有效利用，造成了巨大的浪費，也是現(xiàn)有的碳化爐亟需改進之處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種預(yù)熱式碳化爐，該碳化爐可以高效利用碳化處理副產(chǎn)物，以減少能耗并提高工作效率。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:預(yù)熱式碳化爐，包括爐體外殼，所述爐體外殼上設(shè)有排煙口，所述爐體外殼所包圍的空間為爐膛，所述爐膛內(nèi)部設(shè)有由碳化管圍成的碳化室，所述爐體外殼上還安裝有用于為碳化管輸送物料的送料裝置，所述碳化管外側(cè)環(huán)設(shè)有一端開口的燃燒管；所述爐膛內(nèi)部還設(shè)有設(shè)置在所述碳化管上方的預(yù)熱管，所述預(yù)熱管內(nèi)部設(shè)有由動力裝置驅(qū)動的送料機構(gòu)，所述預(yù)熱管一端頂部通過送料管與所述送料裝置連接，另一端底部通過下料管與所述碳化管連接；所述預(yù)熱管以及碳化管上均設(shè)有連接至所述燃燒管封閉端的裂解氣輸送管，所述燃燒管封閉端還連接有助燃空氣輸送管。
[0006]作為一種改進，所述預(yù)熱管的內(nèi)徑是所述碳化管內(nèi)徑的1.1-1.5倍。
[0007]作為進一步的改進，所述排煙口處設(shè)有連接至所述送料裝置用于為污泥預(yù)熱提供煙氣余熱的煙道。
[0008]作為更進一步的改進，所述送料裝置為螺旋送料裝置，所述螺旋送料裝置內(nèi)部設(shè)有由動力裝置驅(qū)動的轉(zhuǎn)軸，以及安裝在所述轉(zhuǎn)軸上的螺旋葉片，所述轉(zhuǎn)軸內(nèi)部設(shè)有中空的轉(zhuǎn)軸腔，所述螺旋葉片內(nèi)部設(shè)有與所述轉(zhuǎn)軸腔連通的葉片腔，所述煙道與所述轉(zhuǎn)軸腔連通。
[0009]作為另一種改進，所述助燃空氣輸送管與裂解氣輸送管對稱安裝。
[0010]作為另一種改進，所述送料裝置的進料口處以及所述碳化管的碳粒出口分別安裝有旋轉(zhuǎn)密封閥。[0011]作為另一種改進，所述爐體外殼內(nèi)壁上設(shè)有保溫材料。
[0012]由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是:
[0013]本實用新型可以合理有效的利用碳化處理過程產(chǎn)生的副產(chǎn)物，碳化爐碳化處理所需要的熱量皆由碳化副產(chǎn)物供給，實現(xiàn)了污泥無害化和減量化處理，實現(xiàn)了資源的合理利用:碳化處理所消耗的大部分能源采用碳化過程中產(chǎn)生的裂解氣，減少了能源消耗，避免了裂解氣浪費；碳化處理時，裂解氣與助燃空氣混合燃燒，燃燒過程中產(chǎn)生的帶有大量熱量的煙氣進入爐膛中，利用煙氣的余熱對爐膛中的預(yù)熱管加熱，使物料進行初步裂解，充分利用了裂解氣燃燒產(chǎn)生的熱能，縮短了物料在碳化管中的時間，提高了工作效率，減少了能源消耗。
[0014]由于燃燒管一端封閉一端開口，封閉端用于裂解氣和助燃空氣進氣混合燃燒，開口端用于釋放煙氣至爐膛中，由于預(yù)熱管設(shè)置在爐膛中，煙氣中所帶的熱量對預(yù)熱管進行預(yù)熱，使預(yù)熱管中的物料進行初步裂解，產(chǎn)生少量的裂解氣，預(yù)熱管中的裂解氣與碳化管中產(chǎn)生的裂解氣共同作為燃燒的能源氣體，使燃燒管中能源氣體充足，燃燒充分完全，保證物料碳化處理的質(zhì)量。
[0015]由于物料在預(yù)熱管中進行預(yù)熱和初步裂解，由預(yù)熱管進入碳化管的物料體積將縮小，因此碳化管的體積較預(yù)熱管的體積較小，節(jié)省了碳化管的安裝空間，縮小了碳化爐的整體體積，節(jié)省了占地面積，同時，由于碳化管管徑較小，熱能利用率高，有利于節(jié)省碳化時間。
[0016]進入爐膛中的煙氣，在對預(yù)熱管預(yù)熱后，通過排煙口進入煙道，利用其余熱對送料裝置中的污泥進行預(yù)熱，因此本實用新型的預(yù)熱過程包括送料裝置一次預(yù)熱以及預(yù)熱管二次預(yù)熱，熱利用率高，對碳化裂解氣燃燒產(chǎn)生的熱量充分利用，避免了能源浪費。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0018]圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是圖1中的送料裝置的示意圖；
[0020]圖3是圖2中I處的放大圖；
[0021]圖中:1-爐體外殼；11-排煙口 ； 12-煙道；2-碳化管；21-碳化室；22-碳粒出口 ；221-旋轉(zhuǎn)密封閥；3_螺旋送料裝置；31_轉(zhuǎn)軸；311-轉(zhuǎn)軸腔；32_螺旋葉片；321_葉片腔；33-進料口 ；331_旋轉(zhuǎn)密封閥；34_送料管；4_燃燒管；41_燃燒室；5_預(yù)熱管；51_送料機構(gòu)；52_下料管；6_裂解氣輸送管；7_助燃空氣輸送管。
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，預(yù)熱式炭化爐，包括爐體外殼I，爐體外殼I上設(shè)有排煙口 11，爐體外殼I所包圍的空間為爐膛，爐膛內(nèi)部設(shè)有由碳化管2圍成的碳化室21，爐體外殼I上還安裝有用于為碳化管2輸送物料的送料裝置，優(yōu)選的，送料裝置為螺旋送料裝置3，排煙口 11處設(shè)有連接至螺旋送料裝置3用于為污泥預(yù)熱提供煙氣余熱的煙道12。
[0023]如圖2和圖3共同所示，螺旋送料裝置3內(nèi)部設(shè)有由動力裝置驅(qū)動的轉(zhuǎn)軸31，以及安裝在轉(zhuǎn)軸31上的螺旋葉片32，轉(zhuǎn)軸31內(nèi)部設(shè)有中空的轉(zhuǎn)軸腔311，螺旋葉片32內(nèi)部設(shè)有與轉(zhuǎn)軸腔311連通的葉片腔321，煙道12與轉(zhuǎn)軸腔311連通。
[0024]碳化管2外側(cè)環(huán)設(shè)有一端開口的燃燒管4，燃燒管4與碳化管2之間的空腔為燃燒室41 ;爐膛內(nèi)部還設(shè)有設(shè)置在碳化管2上方的預(yù)熱管5，預(yù)熱管5內(nèi)部設(shè)有由動力裝置驅(qū)動的送料機構(gòu)51，該送料機構(gòu)51為螺旋送料機構(gòu)，預(yù)熱管5 —端頂部通過送料管34與螺旋送料裝置3連接，另一端底部通過下料管52與碳化管2連接；預(yù)熱管5以及碳化管2上均設(shè)有連接至燃燒管4封閉端的裂解氣輸送管6，燃燒管4封閉端還連接有與裂解氣輸送管6對稱安裝的助燃空氣輸送管7，如圖1中虛箭頭所示出的是裂解氣的流動方向，裂解氣與助燃空氣混合均勻，燃燒充分，避免了空氣過量稀釋裂解氣的濃度，使裂解氣與空氣燃燒過程中生成二惡英及氮氧化物。
[0025]由于物料經(jīng)預(yù)熱管5預(yù)熱，進行了初步裂解，體積縮小，因此預(yù)熱管5的內(nèi)徑大于碳化管2的孔徑，大約是碳化管2內(nèi)徑的1.1-1.5倍。
[0026]螺旋送料裝置3的進料口 33處安裝有旋轉(zhuǎn)密封閥331，以及碳化管2的碳粒出口22安裝有旋轉(zhuǎn)密封閥221，旋轉(zhuǎn)密封閥的設(shè)置減少了物料與氧氣的接觸，避免了二惡英和氮氧化物的生成，以實現(xiàn)碳化過程無污染。
[0027]優(yōu)選的，爐體外殼I內(nèi)壁上設(shè)有硅酸鹽保溫材料，以減少爐膛內(nèi)的熱量損失。
[0028]本實用新型在進行碳化處理時，經(jīng)過兩次預(yù)熱，第一次預(yù)熱是在進料時，由于螺旋送料裝置3與排煙口 11之間連接有煙道12，燃燒室41內(nèi)氣體燃燒產(chǎn)生的煙氣由爐膛上的排煙口 11排出，一部分煙氣排放至大氣中，一部分通過煙道12進入螺旋送料裝置3，由于螺旋送料裝置3中，轉(zhuǎn)軸31和螺旋葉片32為中空的結(jié)構(gòu)，煙氣直接進入轉(zhuǎn)軸腔311和葉片腔321，對螺旋送料裝置3內(nèi)部的物料進行初次預(yù)熱。
[0029]經(jīng)螺旋送料裝置3初次預(yù)熱后的物料經(jīng)進料管34進入預(yù)熱管5中，由于預(yù)熱管5設(shè)置在爐膛中，燃燒室41中氣體燃燒產(chǎn)生的煙氣首先排放至爐膛中，由于此時煙氣中氣體燃燒的余熱較高，預(yù)熱管5內(nèi)的物料發(fā)生了初次裂解，體積縮小，并產(chǎn)生了少量的裂解氣，因此物料二次預(yù)熱的過程也是初次裂解的過程。
[0030]預(yù)熱管5中的物料二次預(yù)熱后，經(jīng)下料管52自然下落至碳化管2中，碳化管2外側(cè)的燃燒管4內(nèi)氣體燃燒產(chǎn)生足夠的熱量對碳化管2進行加熱，使物料進行碳化，所作為燃料的氣體一部分來自預(yù)熱管5初次裂解產(chǎn)生的少量的裂解氣，大部分是碳化管2中物料裂解產(chǎn)生的裂解氣，二者皆通過裂解氣輸送管6連接至燃燒管4中，與助燃空氣混合并充分燃
作
Jyti ο
[0031]本實施例中，碳化爐進行碳化處理的物料包括污泥、垃圾或生物質(zhì)原料。
[0032]本實用新型可以合理有效的利用碳化處理過程產(chǎn)生的副產(chǎn)物，碳化爐碳化處理所需要的熱量皆由碳化副產(chǎn)物供給，實現(xiàn)了污泥無害化和減量化處理，實現(xiàn)了資源的合理利用:碳化處理所消耗的大部分能源采用碳化過程中產(chǎn)生的裂解氣，減少了能源消耗，避免了裂解氣浪費；碳化處理時，裂解氣與助燃空氣混合燃燒，燃燒過程中產(chǎn)生的帶有大量熱量的煙氣進入爐膛中，利用煙氣的余熱對爐膛中的預(yù)熱管加熱，使物料進行初步裂解，充分利用了裂解氣燃燒產(chǎn)生的熱能，縮短了物料在碳化管中的時間，提高了工作效率，減少了能源消耗。
[0033]由于燃燒管一端封閉一端開口，封閉端用于裂解氣和助燃空氣進氣混合燃燒，開口端用于釋放煙氣至爐膛中，由于預(yù)熱管設(shè)置在爐膛中，煙氣中所帶的熱量對預(yù)熱管進行預(yù)熱，使預(yù)熱管中的物料進行初步裂解，產(chǎn)生少量的裂解氣，預(yù)熱管中的裂解氣與碳化管中產(chǎn)生的裂解氣共同作為燃燒的能源氣體，使燃燒管中能源氣體充足，燃燒充分完全，保證物料碳化處理的質(zhì)量。
[0034]由于物料在預(yù)熱管中進行預(yù)熱和初步裂解，由預(yù)熱管進入碳化管的物料體積將縮小，因此碳化管的體積較預(yù)熱管的體積較小，節(jié)省了碳化管的安裝空間，縮小了碳化爐的整體體積，節(jié)省了占地面積，同時，由于碳化管管徑較小，熱能利用率高，有利于節(jié)省碳化時間。
[0035]進入爐膛中的煙氣，在對預(yù)熱管預(yù)熱后，通過排煙口進入煙道，利用其余熱對送料裝置的污泥進行初步預(yù)熱，因此本實用新型的預(yù)熱過程包括送料裝置一次預(yù)熱以及預(yù)熱管二次預(yù)熱，熱利用率高，對碳化裂解氣燃燒產(chǎn)生的熱量充分利用，避免了能源浪費。
[0036]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.預(yù)熱式碳化爐，包括爐體外殼，所述爐體外殼上設(shè)有排煙口，所述爐體外殼所包圍的空間為爐膛，所述爐膛內(nèi)部設(shè)有由碳化管圍成的碳化室，所述爐體外殼上還安裝有用于為碳化管輸送物料的送料裝置，其特征在于:所述碳化管外側(cè)環(huán)設(shè)有一端開口的燃燒管；所述爐膛內(nèi)部還設(shè)有設(shè)置在所述碳化管上方的預(yù)熱管，所述預(yù)熱管內(nèi)部設(shè)有由動力裝置驅(qū)動的送料機構(gòu)，所述預(yù)熱管一端頂部通過送料管與所述送料裝置連接，另一端底部通過下料管與所述碳化管連接；所述預(yù)熱管以及碳化管上均設(shè)有連接至所述燃燒管封閉端的裂解氣輸送管，所述燃燒管封閉端還連接有助燃空氣輸送管。
2.如權(quán)利要求1所述的預(yù)熱式碳化爐，其特征在于:所述預(yù)熱管的內(nèi)徑是所述碳化管內(nèi)徑的1.1-1.5倍。
3.如權(quán)利要求1或2所述的預(yù)熱式碳化爐，其特征在于:所述排煙口處設(shè)有連接至所述送料裝置用于為物料預(yù)熱提供煙氣余熱的煙道。
4.如權(quán)利要求3所述的預(yù)熱式碳化爐，其特征在于:所述送料裝置為螺旋送料裝置，所述螺旋送料裝置內(nèi)部設(shè)有由動力裝置驅(qū)動的轉(zhuǎn)軸，以及安裝在所述轉(zhuǎn)軸上的螺旋葉片，所述轉(zhuǎn)軸內(nèi)部設(shè)有中空的轉(zhuǎn)軸腔，所述螺旋葉片內(nèi)部設(shè)有與所述轉(zhuǎn)軸腔連通的葉片腔，所述煙道與所述轉(zhuǎn)軸腔連通。
5.如權(quán)利要求1所述的預(yù)熱式碳化爐，其特征在于:所述助燃空氣輸送管與裂解氣輸送管對稱安裝。
6.如權(quán)利要求1所述的預(yù)熱式碳化爐，其特征在于:所述送料裝置的進料口處以及所述碳化管的碳粒出口分別安裝有旋轉(zhuǎn)密封閥。
7.如權(quán)利要求1所述的預(yù)熱式碳化爐，其特征在于:所述爐體外殼內(nèi)壁上設(shè)有保溫材料。
【文檔編號】C10B1/06GK203474708SQ201320539370
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月31日
【發(fā)明者】趙洪明 申請人:山東宏力空調(diào)設(shè)備有限公司