气体屏障制造技术

提供了一种用于处理诸如包括生物质、工业废物、城市固体废弃物及淤泥的有机涂层废弃物以及有机材料的材料的设备。该设备包括具有主体部分(15)的可旋转及可倾斜熔炉(1)、单一材料进入点(11)以及位于所述进入点和所述熔炉的主体部分之间的圆锥形部分(13)。该熔炉进一步包括用于围绕它的纵轴使熔炉(1)旋转的装置(25)和用于使熔炉倾斜的装置(32，102)。该熔炉具有在材料可被引入熔炉(1)的打开位置和熔炉的内部被与外界环境相隔离的闭合位置之间可移动的隔板。位于或邻近于所述进入点(11)的装置以所述熔炉的向内的方向引导气体，以便于当所述隔板位于它的打开位置时，在所述开口附近提供气体的屏障来阻止包含有大气气体的氧气进入。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及一种用于处理包括生物质、工业废物、城市固体废弃物及淤泥的有机涂层废弃物和有机材料的设备。
技术介绍
在金属工业中使用一个开口端可倾斜旋转的熔炉来熔化污损的金属(参见Yerushalmi的US专利6，572，675和Mansell的6，676，888)，该污损的金属诸如为来自于包含含有有机材料的杂质的废料的铝。更具体地，这些熔炉被用于铝渣处理。典型地，这些熔炉以高温操作，例如在1400 ° 到2000 °F的范围内。通常地，处理过后，金属废料处于熔融状态(流体态)。这些熔炉或者使用空气燃料燃烧器或者使用氧气燃料燃烧器来加热或熔化熔炉内的金属废料。典型地，这些熔炉使用氧气与燃料比在I. 8到I. 21范围内的燃烧器，正如US专利6，572，675 (Yerushalmi)所叙述的。该范围确保注入熔炉内部大气的燃料几乎全部发生氧化作用。该高氧气/燃料比在这些可倾斜旋转熔炉中确保了高燃料效率(采用每Lb熔化的铝的燃料BTU).此外，对于所有这些类型的熔炉，废气被收集在如在US专利6，572，675 (Yerushalmi)和6，676，888 (Mansell)中所提出的开盖系统中。该开盖系统被设计成吞并和收集从旋转熔炉排出的废气。开盖系统随着热的废气收集较广范围的杂质(未燃烧的有机物、颗粒及其他杂质)。这些杂质被夹带在热的气体中并由其携带。除了热的废气，该开盖系统还(从熔炉外部)将大量的周围空气夹带入盖内，导致了完全混合的空气和受污染的废气。Zdolshek的US专利申请2005/0077658讨论了接收伴随有被夹带的空气的受污染气体，并通过烟雾处理系统对其进行传递的开盖系统，在烟雾处理系统中，通过气旋很大程度上移除了颗粒，以及碳氢化合物在隔离的独立焚化炉被烧成灰烬。从焚化炉排出的气体被排向袋滤室。这种装置被设计成使得在排出气体之前处理它。利用废气来从烟道中重新获得一些热量的示例被在Fink的US专利4，697，792中公开了。在该专利中，热的气体在同流换热器中行进，同流换热器利用这些气体来再加热助燃空气，随后该助燃空气通过风箱被吹入燃烧器中。因此，它是废气仅仅被用于再加热助燃空气的开路系统。典型地，这些熔炉中，在熔化周期的末端，熔炉向前倾斜，并首先将熔化的金属倾空到金属渣壳容器中。随后，可能为铁和其他含有处理中所使用的盐的残留杂质的组合物的余渣、以及氧化铝通过突出的撇渣装置从熔炉内部撇出。US 专利 4，697，792 (Fink)、6，572，675 (Yerushalmi)和 6，676，888 (Mansell)中所提到的可倾斜旋转熔炉(单一可操作入口点熔炉)相对于传统的固定式旋转熔炉(两个相 对的可操作入口点)的优点在于快速倾倒熔融金属(经由重力来控制)快速倾倒导致对废料金属进行后期处理的熔融金属余渣(盐、氧化铝等等)。较大的热量传递表面积，熔炉壁允许在熔炉的内部耐熔壁与金属废料之间的较高的热量传递，因此加速了熔化处理，而降低了燃料的使用。较大的气体停留时间-沿着旋转熔炉的纵向路径的用于热的燃烧气体的两个通道(两个路线)，确保了较高的热量传递，这也转化成较高的熔化能力。利用亚化学计量的热的气体来使来自于旋转熔炉的废弃物气化在US专利5，553，554中列出，其描述了利用具有两个相对的进入点的连续操作的熔炉(且不是单一进入点的可倾斜旋转熔炉)来使废弃物气化。在前述的专利中，有机废弃物经由具有以连续的方式进入旋转熔炉内的撞锤的料斗来进料。此外，在该系统中，燃烧器被安装在具有导入空气的旋转熔炉内，以便向熔炉提供直接的火焰加热。该系统的处理控制不具有预测有机物什么时候已被完全气化的机构。因此，该系统在固定的处理时间对废弃物进行操作，而不考虑废弃物中的有机物的量。这自然导致了过度燃烧废弃物材料(浪费能量)，或者未充分燃烧材料(有机物未完全燃烧，且废弃物仍旧在熔炉的出口处与灰烬废弃物一起闷燃 (这同时引起了环境问题和以未燃烧的碳氢化合物的形式的潜在的能量的损失))。这样的熔炉的另一个问题在于，当熔炉门被打开以允许更多的材料被加入到熔炉中时，这允许含氧气体(空气)进入熔炉，导致温度的降低和金属的氧化。
技术实现思路
本专利技术寻求提供一种用于处理有机材料和有机涂层金属的方法和设备。因此，本专利技术提出了一种利用通常被称为气化的处理，使来自于金属废料材料的诸如生物质、城市固体废弃物、淤泥等等的有机材料或废弃物材料去除涂层的方法。一种利用具有单一可操作进入点的旋转可倾斜热量的优选方法，该熔炉具有瓶子的形状，且被镶衬由可经受重载和高温的耐火材料，该熔炉可关于它的中心纵轴旋转。该熔炉具有单一可操作入口并包括用于加热被处理的材料的燃烧器和带有用于烟道管道以便带走废气的构造的气密性门。还提供了热氧化器，其将从旋转熔炉内的废料或废物释放的易挥发的有机化合物(VOC)气体焚化。热氧化器可包括多个燃料燃烧器，其可使用原始材料(如，天然气或石油)和/或VOC气体。提供空气调节系统来控制熔炉内部的温度，且还提供了控制进入袋滤室的温度的第二空气调节系统。提供了处理控制系统来使得在气化处理中，熔炉系统的燃烧氧气水平保持在化学计量之下(< 2% -12% )。此外，控制系统保持旋转可倾斜熔炉内部的适当气化温度(1000 T -1380 T )，以及保持热氧化器内部的适当气化温度(大约2400 T )。此外，控制系统确保系统压力在整个周期保持稳定。控制系统利用氧气及一氧化碳传感器、热传感器、气体分析器和压力传感器的组合来接收来自于该系统内部的信号。旋转熔炉优选地被设计成以低于金属废料的熔化温度的温度操作。经由燃烧器或注入热气的高速喷枪来实现熔炉加热，该热气在所谓的亚化学计量燃烧中极度缺乏氧气。由于该燃烧大大减少了氧气(亚化学计量)，在旋转熔炉环境中仅仅获得废料有机物的部分氧化。该部分氧化还提供了使来自于废料金属的有机物气化所需要的部分热量。废气经由管道离开旋转熔炉环境，并包括易挥发的有机化合物(VOC)。随后，这些气体被焚化以便在被排出到空气之前，基本在热氧化器中完全氧化。垂直的热氧化器完全焚化焦油，并提供使从旋转熔化内部的金属废料所释放的易挥发有机化合物的完全氧化所需要的2秒的滞留时间。为了实现这个，热氧化器以达到2% -12%范围内的氧化水平的高温[2400 T ]并通过易挥发有机化合物和氧气之间的混合来操作。热氧化器利用多个燃料燃烧器来加热热氧化器的环境。该多燃料燃烧器被设计成燃烧原始燃料(天然气、柴油)和从旋转熔炉接收的易挥发有机化合物气体。因此，气体能在进行下游处理以便移除颗粒或有害气体之后排出到空气中。在一个实施例中，来自于氧化器的热气穿过空气调节系统，在那里，根据加载的废料的类型和对于旋转熔炉的操作的要求，同时调整气体温度和氧气水平。典型地，为了去涂层的目的，取决于材料和去涂层的阶段，气体温度被维持在1000 °F之下，而氧气水平被维持在2%-12%范围内。为了废弃物(包括生物质、城市固体废弃物、工业废物和淤泥)的 气化，气体温度可高达1380 °F，以及氧化水平维持在4%之下。随后，这些气体返回到具有调节过的温度(低于金属熔化温度)和氧气水平(亚化学计量)的旋转熔炉，并经由高速喷嘴被引入到旋转熔炉的内部空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.07.10 GB 0911973.61.一种用于处理诸如包括生物质、工业废物、城市固体废弃物及淤泥的有机涂层废弃物和有机材料的材料的设备，其包括 可旋转及可倾斜熔炉(I)，具有主体部分(15)、单一材料进入点(11)以及位于所述进入点和熔炉的所述主体部分之间的圆锥形部分(13)，单一材料进入点具有在打开位置和闭合位置之间可移动的隔板，在打开位置材料被引入熔炉，在闭合位置熔炉的内部被与外部环境隔离； 用于围绕熔炉的纵轴使熔炉(I)旋转的装置(25)； 用于使熔炉倾斜的装置(32，102)； 以及用于在所述进入点(11)处或邻近所述进入点(11)处以朝向所述熔炉内部的方向引导气体的装置，以使得邻近于所述开口提供气体屏障以便在所述隔板处于它的打开位置时阻止含有环境气体的氧气进入。2.如权利要求I中所述的设备，其进一步包括，用于至少部分氧化处理所述材料所释放的气体中的易挥发有机化合物(VOC)的氧化装置(6，31)； 以及用于从所述熔炉(I)将所述气体引导到所述氧化装置出，31)的通道装置(2); 其中，所述通道装置(2)被密封到所述熔炉和所述燃烧器，由此防止外部空气的进入。3.如权利要求2所述的设备，其中，氧化装置(6，31)包括多燃烧器。4.如权利要求2或3所述的设备，其进一步包括，位于所述通道装置(2)中的气体分析装置(19，21)，以用于监测气体中的氧气和一氧化碳水平以及提供代表每个水平的信号。5.如权利要求2，3或4所述的设备，其进一步包括，用于控制熔炉和氧化装置(6，31)的温度的控制装置(106)。6.如权利要求5所述的设备，其中 熔炉(I)具有多个传感器，用于监测熔炉的选定参数并产生代表选定参数的信号； 以及控制装置(106)是可操作的以便控制至少一个熔炉以及相关的氧化装置(6，31)的操作。7.如权利要求6所述的设备，其中，所述传感器包括热传感器、气体分析器和压力传感器。8.如权利要4-7中任一项所述的设备，其中，控制装置为可操作的以便将旋转熔炉的温度控制到低于金属废料的熔化温度的水平以及控制在足够使废弃物或金属废料中的有机物气化的温度。9.如权利要求8所述的设备，其中，控制装置为可操作的以便将旋转熔炉的温度控制到低于1400° F。10.如权利要求5-9中任一项所述的设备，其中，控制装置(106)为可操作的以便将熔炉中的氧气水平控制在2%与12%的权重之间。11.如权利要求5-9中任一项所述的设备，其中，控制装置(106)为可操作的以便将氧化装置中的氧气水平控制在2%与12%的权重之间。12.如权利要求5-11中任一项所述的设备，其中，控制装置(106)为可操作的以便将氧化装置中的温度控制在低于2400° F的水平。13.如权利要求1-12中任一项所述的设备，其进一步包括通道装置(7)，以用于将气体从所述氧化装置(6，31)引导到用于从气体中分离颗粒的分离器(9)。14.如权利要求13中所述的设备，进一步包括调节装置(8)，以用于控制从所述氧化装置(6，31)排放到所述分离器(9)的气体的温度。15.如权利要求1-14中任一项所述的设备，进一步包括通道装置(3)，以用于将热的气体从所述氧化装置(6，31)引导到所述熔炉(I)，由此以便协助加热所述熔炉中的材料。16.如权利要求15中所述的设备，其进一步包括位于所述通道装置(3)中的气体分析器装置(19，20)，以用于监测回路气体中的氧气和一氧化碳的水平并提供代表每个水平的信号。17.如权利要求15或16所述的设备，其进一步包括调节装置(4)，以用于控制从所述氧化装置(6，31)排放到所述熔炉(I)的回路气体的温度。18.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述气体为消除氧气的气体。19.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述引导装置包括围绕所述熔炉的内壁周向延伸的管道装置。20.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述引导装置包括以360°角度围绕所述熔炉的内壁周向延伸的管道装置。21.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述引导装置包括以240°角度围绕所述熔炉的内壁周向延伸的管道装置。22.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述引导装置包括用于将所述气体供应到所述弓I导装置的通道装置。23.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述引导装置包括用于在进入所述熔炉(I)之前加热所述气体的加热装置。24.如前述权利要求2-23中任一项所述的设备，当从属于权利要求2时，其中，所述引导装置包括用于将热的气体从所述氧化装置出，31)引导到所述熔炉(I)的通道装置。25.如前述权利要求中任一项所述的设备，其进一步包括用于将所述材料装入所述熔炉⑴的装料装置(24)。26.如前述权利要求25中所述的设备，其中，所述装料装置(24)包括用于在材料排放到所述熔炉之前支撑所述材料的平台(32)。27.如前述权利要求26中所述的设备，其中，所述平台(32)在横截面上为部分圆柱形。28.如前述权利要求26中所述的设备，其中，所述平台(32)大体上为平的。29.如前述权利要求26中所述的设备，其中，所述平台(32)具有基底和直立的侧壁。30.如前述权利要求26-29中任一项所述的设备，其进一步包括用于使所述平台(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡利，
申请(专利权)人：孟凡利，
类型：发明
国别省市：