一种连续处理废弃风电叶片的热解气化炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种连续处理废弃风电叶片的热解气化炉，包括前送料单元、炉体和出料单元，送料单元连接至炉体的进口，炉体的出口与出料单元相连，进口处设置有进气口，出口处设置有出气口和防爆口；炉体包括炉壳、侧墙、炉顶、炉膛、炉底、炉胆、加热元件和热电偶，炉胆内底部固定设置有用于料盘滑行移动的滑轨；加热元件和热电偶采用防爆快插结构分别安装于两侧墙上，在炉膛内形成辐射加热区，对进入炉膛的物料进行辐射加热。在本实用新型专利技术内进行热解反应，风电叶片废弃物固相可实现玻纤的回收利用，产生的合成气可进一步开展能源化或资源化利用。本实用新型专利技术可连续进料，避免了炉内热解气化反应波动大，操作参数相比较稳定，易于操作控制。操作控制。操作控制。

【技术实现步骤摘要】
一种连续处理废弃风电叶片的热解气化炉


[0001]本技术涉及退役风电叶片的回收处理技术，特别涉及是一种连续处理废弃风电叶片的热解气化炉。

技术介绍

[0002]风力发电虽为清洁能源，但风电机组在生产过程、使用阶段及使用寿命结束后会产生大量待处理的风电叶片废弃物。风电叶片设计寿命20年，目前国内实际生产现役的风电叶片，估计多在15年后甚至更早便开始退役报废。按照风电机组的装机容量进行测算，到2025年会有约66万吨退役叶片，到2031年将新增退役叶片量约150万吨。由于风电叶片采用耐腐蚀性的热固性复合材料制造而成，含有大量的有机树脂，这使得风电叶片废弃物难以自然降解，同时具有极强的污染性，直接掩埋或堆放将对环境造成长期有害影响，不仅百年不烂同时会析出有毒物质，将进一步污染土壤、地下水系统等。如果直接焚烧处理，则会放出大量热、有毒气体和烟尘。因此，如用常规方式（随意堆砌、直接填埋、简单焚烧等）进行处理，不但不能或难以彻底处理，而且还将再次造成极大的环境污染和资源浪费，并相悖于我国资源节约型、环境友好型可持续发展战略。
[0003]从世界范围来看，还没有成熟、经济、环保的退役风电叶片回收处理应用技术，目前各国的处理方式简单、不完整、不环保，例如欧美国家大多采用集中堆放，等待先进且经济的处理方式出现再行处理；小部分用化学回收、物理回收、能量回收的方法处置。国内风机生产制造基地的报废产品或者风场退役风电机组拆解后，报废的玻璃纤维叶片堆积在空地上，每个叶片被切为数段，其处理方式仅仅是在当地堆积填埋。部分资源化利用技术，产品质量标准缺乏，销路受限，产品使用寿命难以估计且不是最终途径，废弃物依然存在，最终还是要回到处置路径上来。
[0004]例如，公开日为2019年02月01日，公开号为CN109291321A的中国专利文献公开了一种退役风电叶片的回收处理工艺及设备，该技术方案仅仅是对退役叶片的粉碎处理，并没有对粉碎后的叶片进行无害化或回收利用的后续方案。现有处理技术中也有对于破碎后的风电叶片进行后续处理的方案，例如，公开日为2021年10月19日，公开号为CN113510139A的中国专利文献公开了一种废弃风机叶片综合处置系统及其工作方法，主要重点在于对切割、分选、粉碎等的处理，并没有特定的设备对破碎粉碎后的风机叶片物料进行处理。
[0005]具体涉及对叶片热解焚烧处理的设备，如，公开日为2018年08月17日，公开号为CN108413402A的中国专利文献，公开了一种风电叶片废弃物热解焚烧炉及其控制方法，焚烧炉包括炉体，炉体外设置有冷却管，炉体顶部具有开口，上端设置有与外界相通的排烟口，底部设置有出灰槽炉；炉体内具有工作腔，炉体内还设置有电控进料门、螺旋搅拌器、气体供布器、隔离罩，电控进料门、螺旋搅拌器分别由电机驱动；电控进料门设置在干燥区和热解区之间，其上设置有若干通孔；螺旋搅拌器位于热解区和燃烧区内；气体供布器置于燃烧区底部，与螺旋轴承连接并能够在炉体内转动；隔离罩设置在气体供布器内侧，用于隔离气体供布器与风电叶片物料。该方案中，炉型主要采用固定床型式，虽然能处理风电叶片废
弃物，但进料为间歇性进料，处理叶片废物需要将物料打碎成粉状颗粒，不能回收长玻纤，无法实现资源化回收。此外，由于叶片成分中树脂的存在，粉状物料在进料口和炉膛内容易沾污堵塞。
[0006]因此，上述方案均不能实现将退役风电叶片回收处理的“资源化、减量化、无害化”的目标。为更好的处理退役风电叶片废弃物，有必要设计一种连续处理废弃风电叶片的热解气化炉装置，实现大规模工业化应用。

技术实现思路

[0007]本技术针对目前退役风电叶片处理缺失、热解气化处理设备存在进料和炉膛容易沾污和结焦等问题，提供了一种连续处理废弃风电叶片的热解气化炉，可有效对风电叶片废料进行充分热解气化，在短时间内具备商业化、规模化应用条件。
[0008]本技术的技术方案如下：
[0009]一种连续处理废弃风电叶片的热解气化炉，包括前端的送料单元、炉体和后端的出料单元，送料单元连接至炉体的进口，炉体的出口与出料单元相连；
[0010]所述炉体，包括炉壳、侧墙、炉顶、炉膛、炉底、炉胆、若干加热元件和若干热电偶，炉底上居中砌筑矩形筒状的炉膛，炉膛的两侧分别砌筑两侧墙，炉膛和侧墙的顶部砌筑炉顶，炉顶顶部覆盖炉壳，炉胆设置于炉膛内底部，炉胆内设置有用于料盘滑行移动的滑轨；
[0011]所有加热元件从一面侧墙均匀地插入炉膛内，所有热电偶从另一面侧墙均匀地插入炉膛内，加热元件和热电偶在炉膛内形成辐射加热区，从而可以对进入炉膛的物料进行辐射加热；
[0012]所述炉体的进口处设置有进气口，出口处设置有出气口和防爆口。
[0013]所述热解气化路的炉内采用分层砌筑，各层蓄热量小、保温性能好，炉子整体散热损失小，炉体的密封性能要好，以节约能源和提高生产率。并且，整个炉膛采用成型模块，无任何金属锚固件，有效减少了热短路点，既有效提高了热效率又减少了炉壳表面温升。
[0014]所述加热元件和热电偶采用防爆快插结构，能方便维修更换，可实现紧急不停产维修更换。
[0015]进一步的，对于炉体各部分的材料选用如下：所述炉壳采用钢板及型钢焊接而成；所述炉膛向火面采用高铝炉膛砖（Al2O3含量≥54%），具有纯度高、杂质少、挥发小的特点；所述炉底采用刚玉砖，以保证其高温强度及耐久性；所述侧墙和炉顶均采用莫来石砖，保温性好，导热系数低，理化性能稳定。
[0016]进一步的，所述炉胆为矩形拱顶的薄壁腔体（壳体钢板厚度为6mm，可满足炉胆的承压能力），薄壁腔体的外部焊接有型钢作为加强筋。
[0017]进一步的，所述加热元件采用Cr20Ni80高温合金材料制成的带保护套电热辐射管，每个辐射管功率按照温度曲线工艺分区设置；所述电热辐射管的保护套通过法兰与侧墙密封固定。
[0018]进一步的，所述滑轨采用高温合金材料310S。
[0019]进一步的，所述送料单元按照进料顺序包括进料输送带和进料推送段，进料输送带的末端与进料推送段衔接，进料推送段的末端与炉体的进口相连；进料输送带上布置有多个料盘，进料输送带的末端上方设置有落料口，进料输送带的末端侧面设置有推杆，进料
推送段的末端设置有主推杆、电动进口阀和进口密封气帘。所述进料输送带主要用于空料盘的运输，进料输送带可正、反转，变频调速。
[0020]进一步的，所述推杆和主推杆均采用电动缸控制，电动缸的缸体上设置有磁性开关，可以有效检测到料盘不到位、卡舟等异常情况，并具有报警功能，能实现自动停止推料和安全保护连锁的效果。
[0021]进一步的，所述出料单元主要采用出料输送带，出料输送带上按照出料顺序依次设置有电动出口阀和出口密封气帘。
[0022]进一步的，所述电动进口阀和电动出口阀分别通过法兰与炉体连接。
[0023]本技术的工作原理如下：
[0024]所述热解气化炉采用电加热方式进行废弃风电叶片处理。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续处理废弃风电叶片的热解气化炉，其特征在于：包括前端的送料单元、炉体（1）和后端的出料单元，送料单元连接至炉体（1）的进口，炉体（1）的出口与出料单元相连；所述炉体（1），包括炉壳（1
‑
3）、侧墙（1
‑
4）、炉顶（1
‑
5）、炉膛（1
‑
6）、炉底（1
‑
7）、炉胆（1
‑
8）、若干加热元件（1
‑
2）和若干热电偶（1
‑
1），炉底（1
‑
7）上居中砌筑矩形筒状的炉膛（1
‑
6），炉膛（1
‑
6）的两侧分别砌筑两侧墙（1
‑
4），炉膛（1
‑
6）和侧墙（1
‑
4）的顶部砌筑炉顶（1
‑
5），炉顶（1
‑
5）顶部覆盖炉壳（1
‑
3），炉胆（1
‑
8）设置于炉膛（1
‑
6）内底部，炉胆（1
‑
8）内设置有用于炉内料盘（1
‑
9）滑行移动的滑轨（1
‑
10）；所有加热元件（1
‑
2）从一面侧墙（1
‑
4）均匀地插入炉膛（1
‑
6）内，所有热电偶（1
‑
1）从另一面侧墙（1
‑
4）均匀地插入炉膛（1
‑
6）内，加热元件（1
‑
2）和热电偶（1
‑
1）在炉膛（1
‑
6）内形成辐射加热区；所述炉体（1）的进口处设置有进气口（8），出口处设置有出气口（9）和防爆口（10）。2.根据权利要求1所述的连续处理废弃风电叶片的热解气化炉，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭盼，朱鼎，关雪丰，胡春云，陈慧，田建，吴家桦，
申请(专利权)人：东方电气集团科学技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：