双锥体回转式超导垃圾裂解炉制造技术

一种双锥体回转式超导垃圾裂解炉，由双椎体超导等温回转炉体、回转炉体驱动器、加热器及进料机四部分组成，其特征是双椎体超导等温回转炉体由同心的金属内管和金属外管构成一两头小中间粗的双锥体复合管等温超导回转炉体，炉体中粗部位是超导工质加热池，加热池外周是装有换热片的环周加热区。加热器用垃圾裂解炉自产气在炉体外加热炉体，产生的辐射热通过环周加热区、加热池及双锥体复合管超导回转炉体迅速均匀传导给回转炉中垃圾，使其快速高效裂解气化。该裂解炉避免了垃圾在炉内局部过热形成粘接、鼓包、起块、焦化的危险，避免了烟气的产生，屏蔽了裂解物质释放的有害物对环境的污染，有效遏止了二噁英排放，保护了环境；裂解的固体废渣可用作活性炭制造化工原料，综合经济效益明显。

Double cone rotary superconducting garbage pyrolysis furnace

A double-cone rotary superconducting garbage pyrolysis furnace is composed of a double-vertebral superconducting isothermal rotary furnace body, a rotary furnace body driver, a heater and a feeder. It is characterized by a double-vertebral superconducting isothermal rotary furnace body consisting of a concentric metal inner tube and an outer metal tube, and a double-cone compound tube with two small middle thicknesses. The thick part of the furnace body is heated by superconducting working medium. The heating pool is surrounded by a ring heating zone with heat exchangers. The self-produced gas of waste pyrolysis furnace used in heater is heated in the furnace body outside the furnace. The radiation heat generated is transmitted to the waste in the rotary furnace rapidly and uniformly through the annular heating zone, the heating pool and the superconducting rotary furnace body of double cone compound pipe, so as to make it pyrolysis gasification quickly and efficiently. The cracking furnace avoids the danger of local overheating of garbage in the furnace to form bonding, bulging, lumping and coking, avoids the generation of flue gas, shields the environmental pollution caused by harmful substances released from cracking substances, effectively suppresses dioxin emission and protects the environment; the solid waste from cracking can be used as raw material of activated carbon manufacturing chemical industry with obvious comprehensive economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
双锥体回转式超导垃圾裂解炉
：本专利技术涉及一种生活垃圾处理装置，具体讲是一种低能耗高效率的双锥体回转式超导垃圾裂解炉。
技术介绍
城市生活垃圾的处理已成为能源、环境与社会协调发展的一项重要工作，成为我国各级政府一件重要而紧迫的任务。生活垃圾裂解气化是实现垃圾减量化、无害化、资源化的先进技术，在“垃圾围城”成为公害的今天，用裂解气化技术处理垃圾已受到世界各国和中国政府的高度重视。垃圾的裂解气化是将生活垃圾放在一个特定的设备里，在一定的温度和压力下，使垃圾中的有机质和气化剂(例如蒸汽和水等)发生系列化学反应将垃圾转化为有CO、H2、CH、CNHm等可燃性气体和CO2、N2等非可燃性气体的过程。标准的垃圾裂解气化必须具备三个条件，即具有均衡高温的裂解气化炉，适量的气化剂，按热负荷要求供给的热量，三者缺一不可。垃圾裂解气化是一个复杂的多项物理及化学过程，是垃圾与气化剂在高温和一定压力下发生化学反应将生活垃圾中的有机物转变成为可燃性气体的复杂过程，因之在气化过程中，对气化炉垃圾的温度、压力、气化剂都有严格的要求，特别是稳定的均衡的垃圾反应场温度更为重要。目前，我国在垃圾处理过程中，有使用立式炉焚烧“气化”垃圾，垃圾基本上是在燃烧炉内焚烧，焚烧时排放出大量烟尘、颗粒物、酸性气体、未燃尽废物、重金属及微量有机化合物等，随之产生大量致癌的二噁英和重金属，垃圾减化量低，灰渣需后续处理，不能连续作业，运行费用和固定投资都很高。也有使用传统的裂解炉来处理垃圾，垃圾不必直接焚烧，但现有的传统的垃圾裂解炉炉壁是单层，加热器在炉壁外加热，垃圾反应区没有温度均衡装置，不能保持反应区相对稳定的温度和压力，使得裂解炉很难连续地稳定地产生可燃气体，仍避免不了烟气的产生，屏蔽不了裂解物释放的有害分子对环境的污染。特别是传统的裂解炉炉体为单层结构，加热器设在裂解炉垃圾进口端附近，用燃烧器在炉体外局部加热进口端附近单层炉体，辐射热量通过单层炉体只传导给进口端附近的垃圾，因垃圾裂解炉体直径大，轴向长，单管单层炉体局部受千度火焰高温加热，其温度场沿炉体轴向和径向的不均匀性导致了炉内的垃圾受热温度不均匀，形成局部过热而产生垃圾裂解副反应，甚至出现在炉内因局部过热出现垃圾炭化结焦的事故。另外炉内垃圾从进口端到到出口端行进中温度始终呈下降状态，大部分垃圾达不到裂解气化的温度条件，严重地影响到垃圾裂解气化的效率。
技术实现思路
维持裂解炉内前后端的温度的相对均衡、保持炉内垃圾合适的均衡的反应高温和压力，是实施生活垃圾高效裂解气化，防止二噁英等有毒物质产生污染环境的必要条件。本专利技术针对上述传统裂解炉的缺陷及裂解炉工作的条件，设计出一种高效、安全、费用低、可连续作业的卧式双层管双锥体回转式超导垃圾裂解炉，利用外加热超导间壁，使垃圾在稳定的温度条件下裂解，产生热值较高的可燃气体，再将其回用燃烧，为垃圾裂解气化提供热能，从而使上述裂解炉存在的问题得到了妥善解决。该裂解气化炉利用了高温超导旋转热管的热屏蔽特性、快速传热特性、快速均热特性及旋转工质液位差重力回流加热区的原理，制成大型的两头细中部粗的超导等温回转炉体，用这种超导等温回转炉代替常规裂解炉，达到整个裂解炉内裂解温度的相对平衡，满足炉内垃圾均衡反应温度和压力，达到垃圾等温高效裂解快速气化的目的。其具体方案如下：一种双锥体回转式超导垃圾裂解炉，由双椎体超导等温回转炉体、回转炉体驱动器、加热器及进料机四部分组成。其特征是双椎体超导等温回转炉体由同心的金属内管和金属外管组成一两头小中间粗的双锥体复合管，双锥体复合管两端密封，复合管内外管壁之间构成一同心腔道，同心腔道内中部加宽位是加热池，加热池中加装有超导相变工质，垃圾裂解炉未工作时，同心腔道呈真空负压态，动态时同心腔道呈正压态，垃圾裂解炉工作时，同心腔道中部加热池外管壁受外部不均匀温度场辐射加热，超导相变工质得热气化，同心腔道内部的超导相变工质因双锥体复合管内外壁温差而形成气液两相流在同心腔道内部快速循环，使双锥体复合管内管管壁形成等温管壁，并将等温壁管壁上的热量传导给炉体中的垃圾使其裂解气化。当相变工质将气化潜热通过双锥体复合管内管管壁传导给垃圾后，卸载潜热的相变工质由气态相变为液态，在炉体旋转力和工质液位差及重力作用下又回流到加热区的加热池，周而复始，将外部加热器的辐射热量源源不断地供给垃圾裂解气化。双锥体复合管内管壁的温度取决于同心腔道内部的气液循环两相流的温度，超导同心腔道内部的气液循环两相流的温度在燃烧器沿炉体轴向的温度场不均匀的状态下，可始终保持炉体内垃圾反应区相对均衡稳定的温度和压力。双椎体超导等温回转炉体中部加热池周围是环周加热区，通过环周加热区加热，可使加热器产生的不均匀温度场得以改善，辐射热能可均匀进入同心腔道中部加热池，使超导相变工质得热气化提速。所述的加装在双椎体超导等温回转炉体加热池中的超导相变工质为活化的、工作温度在400℃至800℃的液态金属汞或者液态钾钠合金，钾钠合金的重量比是钾78％，钠22％。所述的双椎体超导等温回转炉体按轴向水平态置于支座上，同心的金属内管和金属外管构成的两头小中间粗的双锥体相互对称，锥体的锥度为1∶3.5≥锥度≥1∶7。锥体的锥度过小，不利于液态金属工质自动回流。采用双锥体结构便于液态金属工质工作时利用工质液位差、重力和炉体的旋转力自动回流到热池中，同心腔道中不用加装吸液芯。所述的双椎体超导等温回转炉体内管的内壁面装有若干个金属搅拌板，金属搅拌板与等温的双锥型复合管内管壁连接，又与双锥体回转式超导垃圾裂解炉内部的垃圾接触，设备工作时随着双锥体复合管回转炉体的回转，金属搅拌板在翻动垃圾向出气口方向运行，可将双锥体复合管内管壁上的热量均匀地传导给炉体中的垃圾，实施对垃圾的连续裂解气化。所述的双椎体超导等温回转炉体的外围是绝热层，绝热层是耐高温保温材料，它可以防止炉体上的温度向外扩散。所述的绝热层是导热系数在0.05W/(m.K)以下的，耐热温度大于800℃的无机保温材料，如氧化铝多晶纤维棉，稀土保温泥，陶瓷纤维保温棉，或者石棉保温层，石墨保温层等，绝热层厚度为15cm～20cm。所述的双椎体超导等温回转炉体的中部是环周加热区，环周加热区即双锥体复合管外管壁辐射受热区，环周加热区上边是加热池，下边安装加热器，围绕环周加热区上面焊接有若干金属换热片，加热器的燃烧器工作形成的加热场与环周加热区及若干金属换热片相对应。双椎体超导等温回转炉体旋转时，环周加热区及环周加热区的若干金属换热片均可接受到加热器加热场的高温辐射热，从而激活加热池中的超导相变工质工作。加热器的燃料是裂解炉本身产生的可燃性气体。环周加热区周围包裹有聚热罩，聚热罩外表面包裹耐高温保温材料，它可以防止炉体环周加热区上的温度向外扩散，以便集中加热器产生的热量全部辐射在炉体的加热区间，确保炉膛垃圾反应区的工作温度稳定在500℃至800℃。聚热罩的上方安装有烟道，烟道上加装有超导余热回收器。超导余热回收器可以把进入加热器的空气提前预热，然后提供给加热器的燃烧器使用，以提高燃烧器燃烧自产气效率。所述的双椎体超导等温回转炉体的左端和右端分别安装有滚带，滚带安装在滚槽中。双椎体超导等温回转炉体左端滚带的左侧安装有废渣出口，废渣出口左侧是出气口，出气口通过密封本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双锥体回转式超导垃圾裂解炉，由双椎体超导等温回转炉体(1)、回转炉体驱动器(2)、加热器(3)及进料机(4)四部分组成，其特征是双椎体超导等温回转炉体(1)由同心的金属内管(5)和金属外管(6)构成两头小中间粗的双锥体复合管(7)回转炉体，双锥体复合管(7)两端密封，双锥体复合管(7)内外管壁之间构成一同心腔道(8)，同心腔道(8)内中部加宽位是加热池(9)，加热池(9)中装超导相变工质(10)，静态同心腔道(8)呈真空负压态，动态时同心腔道(8)呈正压态，双椎体超导等温回转炉体(1)的中部加热池(9)周围是环周加热区(18)。

【技术特征摘要】
1.一种双锥体回转式超导垃圾裂解炉，由双椎体超导等温回转炉体(1)、回转炉体驱动器(2)、加热器(3)及进料机(4)四部分组成，其特征是双椎体超导等温回转炉体(1)由同心的金属内管(5)和金属外管(6)构成两头小中间粗的双锥体复合管(7)回转炉体，双锥体复合管(7)两端密封，双锥体复合管(7)内外管壁之间构成一同心腔道(8)，同心腔道(8)内中部加宽位是加热池(9)，加热池(9)中装超导相变工质(10)，静态同心腔道(8)呈真空负压态，动态时同心腔道(8)呈正压态，双椎体超导等温回转炉体(1)的中部加热池(9)周围是环周加热区(18)。2.根据权利要求1所述的双锥体回转式超导垃圾裂解炉，其特征是：所述的加装在双椎体超导等温回转炉体(1)加热池(9)中的超导相变工质(10)为液态活的、工作温度在400℃至800℃的液态金属汞或者液态钾钠合金，钾钠合金的重量比是钾78％，钠22％。3.根据权利要求1所述的双锥体回转式超导垃圾裂解炉，其特征是：所述的双椎体超导等温回转炉体(1)按轴向水平态置于支座(39)上，同心的金属内管(5)和金属外管(6)组成的两头小中间粗的双锥体相互对称，两锥体的锥度为1∶3.5≥锥度≥1∶7。4.根据权利要求1所述的双锥体回转式超导垃圾裂解妒，其特征是：所述的双椎体超导等温回转炉体的双锥体复合管(7)的内管(5)的内壁面装有若干个金属搅拌板(15)，金属搅拌板(15)与双锥型复合管(7)内管壁连接，与双锥体回转式超导垃圾裂解炉内部的垃圾(12)接触。5.根据权利要求1所述的双锥体回转式超导垃圾裂解炉，其特征是：所述的双椎体超导等温回转炉体(1)的外围装有绝热层(17)，绝热层(17)是导热系数在0.05W/(m.K)以下的，耐热温度大于800℃的无机保温材料，如氧化铝多晶纤维棉，稀土保温泥，陶瓷纤维保温棉，或者石棉保温层，石墨保温层等，绝热层(17)厚度为15cm～20cm。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：田海金，
申请(专利权)人：西安美润环保工程技术有限公司，田海金，
类型：发明
国别省市：陕西,61