一种转笼式多室有机固废热解反应器及其热解方法技术

本发明专利技术提供了一种转笼式多室有机固废热解反应器及其热解方法，该热解反应器包括依次相连的多级反应室、笼式搅拌器、连接通道、烟道等结构，其中笼式搅拌器由旋转轴、搅拌架、旋转搅拌叶片和固定搅拌叶片组成。有机固废原料按一定进料速率连续送入第一级反应室中，在笼式搅拌器的翻动下均匀受热分解，每级反应室中的热解剩余物不断经由旋转搅拌叶片推动，通过连接通道，自动进入下一级反应室中继续热解，出料量可通过旋转叶片的角度进行调节。热解剩余物在最后一级反应室中完全热解后排出，生成的热解气和残渣可进一步处理和利用。使用上述反应器进行无氧条件下有机固废的连续热解，可有效避免二噁英等有害物质生成，实现有机固废的无害化处理。无害化处理。无害化处理。

【技术实现步骤摘要】
一种转笼式多室有机固废热解反应器及其热解方法


[0001]本专利技术属于有机固废无害化处理
，具体涉及一种转笼式多室有机固废热解反应器。本专利技术还提供了一种使用该转笼式多室有机固废热解反应器的热解方法。

技术介绍

[0002]有机固体废弃物（有机固废）指的是在生产、生活或其他活动中产生的丧失原有利用价值或虽未丧失利用价值但被抛弃的固体有机物，主要包括生活垃圾、污泥、废塑料、废橡胶、农林废弃物等等。随着我国社会经济的快速发展，在工业、农业、生活等各个领域产生的有机固体废弃物越来越多，不仅会造成一系列严重的环境污染问题，同时还会导致大量的资源浪费。因此有机固废的处理已经开始成为关系到我国生态文明建设的关键问题。
[0003]目前，国内处理有机固废依然主要依靠填埋或焚烧处理，存在二次污染严重和资源浪费等问题，不符合国家制定的固废处理发展方向。而热解法处理有机固废，与传统方式相比具有处理周期短、转化率高、减容效果明显及高效固化重金属等优点，是当前有机固废资源化处置技术中极具应用推广前景的技术。目前针对煤、生物质等原料的热解技术已较为成熟，但对于一般的有机固废，例如生活垃圾、污泥等，由于含水量大、导热性差，会随天气、来源等变化而波动，需要热解装置具备较高的传热性能和换热效率，现有热解装置大多难以适应；同时有机固废的成分极为复杂且波动大，需要热解装置能够迅速调整工况。
[0004]在目前主流的热解反应器中，固定床反应器虽然具有处理量大，针对不同成分、尺寸的有机固废具有适应性强的优点，但其传热不均匀，难以灵活调控热解条件；搅拌式反应器虽然能够通过搅拌混合物料，达到均匀热解，但是也具有间歇运行带来的能量利用率低等问题；而一般的连续式反应器，例如流化床反应器、螺旋反应器等，虽然传热效果好，反应条件调控灵活，但是对有机固废的成分及尺寸要求严格，原料适应性差。因此，开发可以克服以上缺点的新型有机固废热解处理装置及相应的处理工艺具有十分重要的现实意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的是现有连续式热解反应装置存在的原料组分适应性差、原料尺寸要求高以及间歇式反应器存在系统空间、热量利用效率低等缺点，无法真正实现有机固废的高效处置的技术问题，提供转笼式多室有机固废热解反应器与热解方法，可实现高效清洁的有机固废热解处理。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供了一种转笼式多室有机固废热解反应器，包括进料口、烟气出口、烟道、笼式搅拌器、反应室、出料口、烟气入口、连接通道和出气管，所述笼式搅拌器包括旋转轴、搅拌架、旋转搅拌叶片和固定搅拌叶片。
[0007]整个热解反应器的所述反应室具有N级，分为第一级反应室、第二级反应室
……
第N级反应室，每级反应室均为空心的卧式圆柱形筒体结构，各反应室的尺寸依次递减；相邻的两级反应室通过所述连接通道相连，所述连接通道为与所连反应室等宽的密闭通道，所述连接通道的上端与上一级反应室的侧面开口相连，所述连接通道的下端与下一级反应室
的上方开口处相连；每级反应室内均布置有一套所述笼式搅拌器，每套所述笼式搅拌器均具有一对所述旋转轴，分别沿所在反应室的筒体轴线两端伸入反应室内，与所述搅拌架相连；所述搅拌架在所在反应室的筒体轴线两端各有一个，为外轮廓紧贴所在反应室内壁的圆盘结构，中部可开孔；所述旋转搅拌叶片为板式结构，多个所述旋转搅拌叶片在所述搅拌架的外侧环绕整个圆周均匀布置；在每套所述笼式搅拌器中，每个所述旋转搅拌叶片均可绕各自的定轴旋转，所有定轴均固定在所述搅拌架上，受外部驱动装置控制，当该所述笼式搅拌器的所有所述旋转搅拌叶片均旋转至紧贴所在反应室的内壁时，可完全封闭所在反应室；在所述搅拌架中部可连接有至少一个所述固定搅拌叶片，所述固定搅拌叶片为板式或管式结构；每个所述旋转搅拌叶片和所述固定搅拌叶片的尺寸随所在反应室级数的增加而减小，每个叶片上可布置至少一个叶片分支；在所述反应室外部，每套所述笼式搅拌器的旋转轴均穿过反应器的外部壳体与驱动装置相连，由驱动装置带动所有笼式搅拌器旋转，所述旋转轴与反应器的外部壳体以及反应室结合的位置均由密封装置密封；所述烟道设置于反应器的外部壳体与所述反应室之间的空间内，所述烟道内部布置有可调的布风板，所述反应室和所述连接通道的外侧布置有强化换热的肋片；所述进料口上端与进料装置相连，下端与第一级反应室上方的开口位置相连；所述出气管的入口连接在每级反应室的上部或者所述连接通道上；各级所述反应室的所述出气管汇合后，连接到燃烧装置或用于分离气液产物的冷凝装置上；所述出料口与固体收集装置相连；所述烟气入口与燃烧装置相连，所述烟气出口与净化装置相连。
[0008]本专利技术实施例还提供了使用上述转笼式多室有机固废热解反应器的有机固废热解方法，包括以下步骤：S1. 燃烧装置产生的高温烟气，经由烟气入口进入烟道，加热各级反应室；换热后的低温烟气通过烟气出口进入净化装置，进行净化处理后排空；调整烟道中的布风板，使各级反应室达到合适温度。
[0009]S2. 进料装置中的有机固废原料，经由进料口，按一定的进料速率穿过笼式搅拌器落入第一级反应室中部。
[0010]S3. 驱动装置带动笼式搅拌器按合适的转速旋转，均匀翻动反应室内的有机固废原料；有机固废原料在反应室中受热分解，产生热解气进入出气管；反应室近壁侧热解程度更高的剩余物经由旋转搅拌叶片推动进入连接通道，随后落入下一级反应室的中部，而原先反应室中部热解程度较低的原料则移动到近壁侧进一步热解；调节旋转搅拌叶片合适的旋转角度，控制相邻反应室之间的热解剩余物的排出量；热解剩余物依次重复上述过程通过每级反应室，热解程度不断提高，直至进入最后一级反应室中。
[0011]S4. 热解剩余物在最后一级反应室中热解完全后，剩余的残炭和废渣经由出料口，排出至固体收集装置。
[0012]S5. 各级反应室产生的热解气汇合并经过适当的脱水后，送入燃烧装置燃烧或经过冷凝制备液体产物。
[0013]本专利技术实施例技术方案中所述的转笼式多室有机固废热解反应器，其核心是带有可通过旋转叶片控制出料量的笼式搅拌器的多室连续热解反应器。固废原料进入第一级反应室内部后，受到笼式搅拌器的翻动发生受热分解；反应室近壁侧热解程度更高的剩余物经由旋转搅拌叶片推动进入连接通道，随后落入下一级反应室的中部，而原先反应室中部
热解程度较低的原料则移动到近壁侧进一步热解。调节旋转搅拌叶片合适的旋转角度，控制相邻反应室之间的热解剩余物的排出量。热解剩余物按照上述步骤依次进入下一级反应室，热解程度不断提高，直至最后一级反应室热解完全，整体实现连续的热解过程；最后的残炭和废渣排出至固体收集装置，而热解气则送入排气管适当的脱水后进行进一步的处理和利用。其有益效果包括：1. 原料种类的适用性广：可以适用于各种组分和尺寸的有机固废，无需对原料进行深度分选和破碎。
[0014]2. 多室连续，空间和热量利用率高：多个反应室相连，反应室的尺寸按照级数的增加依次减小，适应于反应器中原料受热分解不断变小的过程，热量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转笼式多室有机固废热解反应器，包括进料口（1）、烟气出口（2）、反应室（3）、笼式搅拌器（4）、烟道（5）、出料口（6）、烟气入口（7）、出气管（8）和连接通道（9）；所述笼式搅拌器（4）包括旋转轴（41）、搅拌架（42）、旋转搅拌叶片（43）和固定搅拌叶片（44），其特征在于，所述反应室（3）分为第一级反应室、第二级反应室
……
第N级反应室，每级反应室均为空心的卧式圆柱形筒体结构，每级反应室的尺寸依次递减；相邻的两级反应室通过所述连接通道（9）相连，所述连接通道（9）为与所连反应室等宽的密闭通道，所述连接通道（9）的上端与上一级反应室的侧面开口相连，所述连接通道（9）的下端与下一级反应室的上方开口处相连；每级反应室内均布置有一套所述笼式搅拌器（4），每套所述笼式搅拌器（4）均具有一对所述旋转轴（41），分别沿所在反应室的筒体轴线两端伸入反应室内，与所述搅拌架（42）相连；所述搅拌架（42）在所在反应室的筒体轴线两端各有一个，为外轮廓紧贴所在反应室内壁的圆盘结构，中部开孔；所述旋转搅拌叶片（43）为板式结构，多个所述旋转搅拌叶片（43）在所述搅拌架（42）的外侧环绕整个圆周均匀布置；在每套所述笼式搅拌器（4）中，每个所述旋转搅拌叶片（43）均绕各自的定轴旋转，所有定轴均固定在所述搅拌架（42）上，受外部驱动装置控制，当该所述笼式搅拌器（4）的所有所述旋转搅拌叶片（43）均旋转至紧贴所在反应室的内壁时，完全封闭所在反应室；在所述搅拌架（42）中部连接有至少一个所述固定搅拌叶片（44），所述固定搅拌叶片（44）为板式或管式结构；每个所述旋转搅拌叶片（43）和所述固定搅拌叶片（44）的尺寸随所在反应室级数的增加而减小，每个叶片上布置至少一个叶片分支；在所述反应室（3）外部，每套所述笼式搅拌器（4）的旋转轴（41）均穿过反应器的外部壳体与驱动装置相连，由驱动装置带动所有笼...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆强，谢文銮，胡斌，刘吉，李凯，杨勇平，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：