一种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、钳式搅拌器、连接通道、烟道等结构，其中钳式搅拌器由旋转轴、搅拌架、钳头、隔板、搅拌叶片和加强板组成。有机固废原料按一定进料速率连续送入第一级反应室中，在钳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钳式搅拌器推动，在连接通道处受相邻反应室钳式搅拌器共同的钳夹、剪切作用进行破碎，并自动进入下一级反应室继续热解，直至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。废的无害化处理。废的无害化处理。

【技术实现步骤摘要】
一种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；此外，有机固废在热解过程中受热软化会大块结焦，需要一定的破碎装置或者放置粘结的装置，避免大块粘结后影响换热效率。
[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，同时无法克服原料的粘结问题；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，并且仅靠高速搅拌避免原料粘结的效果不佳；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热解反应装置存在系统效率低、传热不均匀、原料适应性差等缺点，特别是难以克服有机固废热解过程中的结块，无法真正实现有机固废的高效处置的技术问题，提供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多室有机固废热解反应器，包括进料口、烟气出口、烟道、密闭壳体、钳式搅拌器、反应室、连接通道、出料口、烟气入口、出气管和脱水装置，所述钳式搅拌器包括旋转轴、搅拌架、钳头、隔板、搅拌叶片和加强板。
[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回转体结构；各反应室按照级数依次相连，可按一定角度倾斜或水平布置，每级尺寸依次递减；相邻的两级反应室相互交叠，重叠部分开口形成所述连接通道；每级反应室内均布置有一套所述钳式搅拌器，每套所述钳式搅拌器均具有一对所述旋转轴，分别沿所在回转体反应室的轴线两端伸入反应室内，与多对所述搅拌架的一侧相连；多对搅拌架在所述旋转轴上布置成放射状，每对所述搅拌架的另一侧与至少一个所述钳头相连，处在反应室轴线两侧的所有所述搅拌架的中部均可利用至少一个圆环状的所述加强板进行加固；在每对所述搅拌架之间还连接有至少一个所述搅拌叶片，每个叶片上均布置至少一个叶片分支，所述搅拌叶片的尺寸可随所在反应室级数的增加而减小；所述钳头为沿所在反应室轴线径向朝外布置的齿状结构，分为较长的凸齿和较短的凹齿，所述钳头每个凸齿位置均布置有尖头状的所述隔板，相邻反应室配套的齿状钳头的凸齿和凹齿均能相互契合；所述钳式搅拌器的外轮廓紧贴所在反应室的内壁，在所述钳式搅拌器的所述钳头旋转通过连接通道位置时，相邻所述反应室的钳头之间的最小间距随级数的增加不断缩小；在所述反应室外部，每套所述钳式搅拌器的旋转轴均穿过所述密闭壳体与驱动装置相连，由驱动装置带动所有钳式搅拌器旋转，所述旋转轴与所述密闭壳体以及反应室结合的位置均由密封装置密封；所述烟道设置于所述密闭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所述反应室的上部，其中前M级反应室的出气管经过所述脱水装置后与后M+1至N级反应室的出气管汇合，随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]优选地，所述钳头的凹齿或凸齿结构可采用梯形、三角形、矩形或弧形。
[0009]优选地，所述隔板的尖头状结构可采用三角形或与所在反应室内壁相切的扇形，其宽度不超过所述钳头的凸齿宽度。
[0010]本专利技术实施例还提供了使用上述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。
[0011]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钳式搅拌器落入第一级反应室中部。
[0012]S3. 驱动装置带动钳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钳式搅拌器推动进入连接通道，在连接通道位置受到相邻反应室钳式搅拌器的钳头共同的钳夹、剪切作用进行破碎，随后被送入下一级反应室内，而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；依次重复上述过程通过每级反应室，直至进入最后一级反应室中；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；S5. 前M级反应室由出气管排出的热解气经过脱水装置脱水后，与后M+1至N级反
应室的热解气进行汇合，随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多室有机固废热解反应器，其核心是带有可用于破碎的钳式搅拌器的多室热解反应器。固废原料进入第一级反应室内部后，受到钳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钳式搅拌器推动进入连接通道，在连接通道位置受到相邻反应室钳式搅拌器的钳头共同的钳夹、剪切作用进行破碎，随后进入下一级反应室内，而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；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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多室有机固废热解反应器，包括进料口（1）、烟气出口（2）、烟道（3）、密闭壳体（4）、钳式搅拌器（5）、反应室（6）、连接通道（7）、出料口（8）、烟气入口（9）、出气管（10）和脱水装置（11）；所述钳式搅拌器（5）包括旋转轴（501）、搅拌架（502）、钳头（503）、隔板（504）、搅拌叶片（505）和加强板（506），其特征在于，所述反应室（6）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回转体结构，各反应室按照级数依次相连，按一定角度倾斜或水平布置，每级尺寸依次递减；相邻的两级反应室相互交叠，重叠部分开口形成所述连接通道（7）；每级反应室内均布置有一套所述钳式搅拌器（5），每套所述钳式搅拌器（5）均具有一对所述旋转轴（501），分别沿所在回转体反应室的轴线两端伸入反应室内，与多对所述搅拌架（502）的一侧相连；多对搅拌架（502）在所述旋转轴（501）上布置成放射状，每对所述搅拌架（502）的另一侧与至少一个所述钳头（503）相连，处在反应室轴线两侧的所有所述搅拌架（502）中部均利用至少一个圆环状的所述加强板（506）进行加固；在每对所述搅拌架（502）之间还连接有至少一个所述搅拌叶片（505），每个叶片上均布置至少一个叶片分支，所述搅拌叶片（505）的尺寸随所在反应室级数的增加而减小；所述钳头（503）为沿所在反应室轴线径向朝外布置的齿状结构，分为较长的凸齿和较短的凹齿，所述钳头（503）每个凸齿位置均布置有尖头状的所述隔板（504），相邻反应室配套的齿状钳头（503）的凸齿和凹齿均能相互契合；所述钳式搅拌器（5）的外轮廓紧贴所在反应室的内壁，在所述钳式搅拌器（5）旋转通过连接通道（7）位置时，相邻两级反应室的所述钳头（503）之间的最小间距随级数的增加不断缩小；在所述反应室（6）外部，每套所述钳式搅拌器（5）的旋转轴（501）均穿过所述密闭壳体（4）与驱动装置相连，由驱动装置带动所有钳式搅拌器旋转，所述旋转轴（501）与所述密闭壳体（4）以及反应室结合的位置均由密封装置密封；所述烟道（3）设置于所述密闭壳体（4）与所述反...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆强，胡斌，谢文銮，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：