一种降落式热解器的制造方法

一种降落式热解器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种降落式热解器，自上而下包括下料口、均匀落料机构、预热段、主反应器、落料辅助机构以及炭排出段；尺寸在30mm以下、含水率35%及以下的废弃物或者生物质由均匀落料机构进入预热段，由预热段送至主反应器。预热段设有水汽出口。主反应器由垂直板或者膜式垂直管传热面构成，间距为最大颗粒尺寸的1.4~3倍，有落料辅助机构帮助落料，在一侧有热源进出口，另一侧有垂直于传热面的挥发份过滤层及导出口。产生的焦炭落入炭排出段，未热解完毕的物料在此继续热解，通过炭的排放速度控制停留时间。需要排出冷炭时炭排出段变冷却段，在冷源侧有冷媒通过。本发明能适应热解器的热胀冷缩、无泄漏且容量大、节约占地空间。
【专利说明】一种降落式热解器

【技术领域】
[0001]本发明属于生物质利用及废弃物资源化处理领域。具体地，本发明涉及一种降落式热解器。

【背景技术】
[0002]目前已有的可用于污泥、生物质、垃圾热解的反应装置种类主要包括流化床热解反应器、固定床热解反应器、回转式热解反应器、移动床热解反应器、旋转锥反应器、下降管式热解反应器等，它们在应用中都各有优势，同时也存在一定缺陷。
[0003]流化床热解反应器和旋转锥反应器比较适合于生物质颗粒的热解液化和热解气化，不太适合于生物质的热解炭化。固定床热解反应器比较适合于生物质颗粒和废物的热解炭化与热解气化，但不太适合于生物质和废物的热解液化。且由于固定床热解反应器存在热载体不易循环的问题，造成热能损失较大，降低了固定床热解反应器的热解能力。
[0004]流化床反应器是一种比较常见的热解装置，结构简单，反应快速。但对原料粒径要求苛刻，物料在反应器中停留时间过短，反应可能不完全，流化气会增加冷负荷，使得热能利用率低。同时流化床内强烈的气固作用导致气体产物中含有较多难以被常规分离器完全除去的微小固体杂质，影响热解油品质。中国发明专利申请CN103756712公开了一种基于内外双循环喷动流化床的生物质快速裂解装置，生物质颗粒由底饲加料室加入，由喷动风输运进入热解反应器内发生剧烈热解反应，未及反应的较大生物质颗粒随循环介质经环隙区形成内循环再次发生热解反应。该装置可满足流化床热解技术的短气相停留时间同时固相充分反应的要求；中国发明专利申请CN10122029和CN101481619都公开了一种流化床中的热量回收利用工艺，物料在流化床热解气化室中进行热解，产生热解气和半焦，半焦在燃烧室中燃烧产生的高温循环灰送入热解气化室，为热解气化反应提供热量。该工艺将热解半焦中的低品质能源作为热解热源，热量回收率高。但是上述技术均不能避免大量的小颗粒被产物携带，以气体热载体直接加热时，由于夹带、混合等作用，得到的热解气和焦油含尘量过高、半焦灰分增加是流化床反应器的一个突出问题。
[0005]回转窑相对于流化床热解反应器，系统密闭性更好，对物料要求低，且热解反应时间可控，但是加热效率低。为此中国发明专利申请CN2395146和CN1847364公开了一种回转窑-流化床组合式固体废弃物热解装置，使原生固体废弃物通过热解反应产生的半焦在流化床内燃烧后产生的热烟气加热回转窑内的固体废弃物，具有热效率高的特点，但是工艺复杂，且仍没有解决回转窑本身体积庞大的缺点。
[0006]中国发明专利申请CN102816581公开了一种竖行式移动床生物质连续热解装置。采用高温烟气冲刷移动床热解竖管排的方式强化外部热源对热解设备的传热效果，生物质原料在长径比很大的热解管依次受热分解，利用焦炭冷却释放的热量实现加热空气的预热，使能量得到充分利用，利用旋转进出料阀的调节，与物料自身重力实现热解过程的连续式生产。但是该下降管式反应器的尺寸需要够大，才能保证足够的反应时间。且热解炭容易在管内堆积、架桥，产生堵塞，从而影响整个热解装置的连续运行。
[0007]中国发明专利申请CN101717652公开了一种螺旋热解反应器，60(T90(TC的颗粒状热载体与生物质粉混合后经进料口喂入壳体内的螺旋滑道，生物质粉在高温热载体的作用下迅速热解成热解气和炭粉，炭粉及热载体继续沿螺旋滑道下行，最终从炭粉出口和热载体出口各自排出，但是对螺旋滑道的耐磨性要求非常高。对于废物来说，螺旋还存在缠绕的问题。
[0008]由于不同热解反应器分别有各自的优势，因此常将不同类型的反应器结合，以达到更好的热解效果。中国发明专利申请CN101747947公布了一种移动床热解流化床气化复合反应装置，其装置设有一个带有进料口和气体出口的移动床热解反应段，并在其一端部连通有一个底部带有气化剂输入管和排灰口的流化床气化反应段，移动床热解反应段和流化床气化反应段进行热解和气化反应，将移动床热解和流化床气化有机地结合在一起，物料转化效率高，气化气和生物质逆行运行，出口温度低，热效率高，但是流化床带粉的问题仍没有解决。中国发明专利申请CN10265368公布了一种下行床一移动床耦合热解反应装置。下行床热解反应器可以实现小颗粒固体燃料的快速热解，热解气体停留时间短，但对于大粒径的固体燃料则停留时间过短，不利于大颗粒的充分热解，该发明虽然利用移动床来解决这个问题，但是移动床仅处理大颗粒，效率过低。
[0009]鉴于现有的热解技术和反应器不能满足高效地完成热解、并使挥发份清洁、后处理简单的要求，本发明提出一种高效、经济、可稳定运行的降落式热解反应器，以保证废弃物和生物质能更经济、安全、高效地实现热解，热解产生的挥发份较清洁不会携带大量粉尘。本发明还能够适应热解器的热胀冷缩、无泄漏且具有容量大、节约占地空间的优点。


【发明内容】

[0010]本发明的目的是提供一种降落式热解反应器，该降落式热解反应器能高效完成热解反应任务、具有紧凑、可以适应热胀冷缩和大容量并使物料顺利下落的特点。
[0011]本发明提供的一种降落式热解器，所述热解器自上而下由下料口 1、均匀落料机构
2、预热段、主反应器以及炭排出段组成；其特征在于预热段上部与均匀落料机构2连接，下部与主反应器相连，所述预热段设有水汽出口 3 ;所述均匀落料机构连接驱动部件，在驱动部件的驱动下均匀动作；主反应器由垂直板传热面或者膜式垂直管传热面构成，主反应器内设有落料辅助机构，帮助被热解物料下落，主反应器传热面的一侧设有垂直于传热面的挥发份过滤层8，以及与挥发份过滤层8连接的挥发份导出口 7，主反应器传热面的另一侧上部设有热源进口，下部设有热源出口，主反应器底部连接炭排出段14 ;具体为:经过初步预处理以后尺寸在30mm以下、含水率在35%及以下的废弃物或者生物质(即被热解物料)由均匀落料机构2进入预热段；预热产生的水蒸汽由水汽出口 3排出，被热解物料由预热段落至主反应器，主反应器的工作温度为400 - 700°C，产生的焦炭落入排出段14。在主反应器工作的过程中，落料辅助机构定期运动，帮助被热解物料下落。
[0012]本发明中，所述落料辅助机构为焊在空的刮板框架上的刮板12组成的刮板组，板式传热面或管式传热面的每侧均配有刮板组，所有的刮板框架由支撑轴5和定距连接片18连在一起构成刮板12的轿架，刮板12的行程由行程槽4控制；在驱动机构6的驱动下，支撑轴5沿着行程槽4上下移动，使刮板12在传热面两侧上下刮动，帮助落料。
[0013]本发明中，所述主反应器传热面的间距A为最大颗粒(被热解物料)尺寸的1.3倍；在宽度为B的垂直板传热面或者内径为d的膜式垂直管传热面的热源侧有热源通过。
[0014]本发明中，炭排出段直接将热炭排出。
[0015]本发明中，炭排出段可以设有垂直板或者垂直管式传热面，所述换热面连接冷媒进15和冷媒出16接管，当炭排出段内的冷源侧有冷媒通过，将炭冷却后排出，即作为冷炭排出。
[0016]本发明中，均匀落料机构2由若干个同速转动的布料钢片或者布料棒排列构成。
[0017]本发明中，所述热源进口和热源出口之间通过热源隔板13分隔。热源进口和热源出口位于主反应器传热面的同一侧且垂直于传热面。
[0018]本发明中，主反应器的垂直板传热面具有内部热源换向结构和定距柱17，使热源侧宽度为B，且可以设置I层或者多层。
[0019]本发明中，主反应器的膜式垂直管传热面由若干管径为d的管子构成并通过连接片连成膜式，两端弯向一侧以便热源同侧进、出。
[0020]本发明中，所述过滤层8采用耐热层无机材料多孔纤维板。
[0021]本发明中，炭排出段下方设有炭斗和连续式炭输出装置。
[0022]本发明中，炭排出段14由于炭的高温，未热解完毕的物料还可以在炭的余热下继续热解，连续式炭输出装置可以控制速度使进料较粗时将热炭缓慢输出。
[0023]本发明提供的降落式热解器的使用方法，具体步骤如下:
经过初步预处理以后含水率在35%以下、颗粒尺寸在30mm以下废弃物或者生物质(即被热解的物料)由下料口 I下落到均匀落料机构2，均匀落料机构2通过固定的间隙、连续均匀的运动让物料下落到预热段，所述预热段设有水汽出口 3，在下部的热流作用下产生的水汽由水汽出口 3导出，使挥发分中水份降低，热值增加。然后干燥后的物料下降至主反应器，所述主反应器由垂直板或者膜式垂直管传热面11构成，垂直板或者膜式垂直管传热面11的热源侧是烟气，另一侧是被热解的物料，传热面的间距A为最大颗粒尺寸的1.4~3倍，有落料辅助机构帮助落料，有大面积的挥发份过滤层8及挥发份导出口 7将物料热解产生的挥发份导出。主反应器的工作温度在400-700°C，物料在主反应器受热热解时，落料辅助机构在驱动机构6的作用下定期动作，促使物料在主反应器的传热面11间隙下落。当炭下落到排出段14时，炭仍具有很高的温度，可以促使尚未热解完毕的物料继续热解，通过控制炭的排出速度可以控制炭在排出段的停留时间。在需要时设置冷却传热面，再通入冷源冷却，排出冷炭。
[0024]本发明中，所述均匀落料机构2可以按如下方法实施，具体为:多个平行转动的轴用链轮驱动，转轴上设有翅片或者齿状物，在转动时翅片或者齿状物对物料均匀拨动而且可以将大颗粒的物料压碎。
[0025]本发明中，主反应器的传热面11可以按如下方法实施，具体为:传热面11由垂直板构成，垂直板传热面的热源侧宽度为B，由定距柱17保持，中间设有折流隔板20，热源即高温烟气绕过折流隔板20后发生转向，使烟气实现同侧进、出；
传热面11还可以由膜式垂直管构成，管径d较小，可以使用管径在3/4的25 ~3/4的38之间的不锈钢管。不锈钢管用连接片19连接成膜式，两端弯向一侧使热源即高温烟气在同侧进、出。
[0026]采用本发明所提供的降落式热解反应器，可以实现对生物质、废弃物的高效热解、产生较为清洁的挥发分和颗粒状的炭，这是基于以下原理来实现的:
依靠被热解的废弃物和生物质的自重可以让它们在下料口I自动往下降落，降落到均匀落料机构2上时，在均匀落料机构2的分隔和转动下，自动向下降落到预热段。预热段的物料受到来自下部主反应器的热量，水分蒸发由水汽出口 3排出；避免了挥发分带水。落料辅助机构的支撑轴5沿行程槽4上下移动时可能引起的泄露，而水汽出口 3引起的负压可以避免这种泄露。由于物料热解时体积会收缩，所以形成的炭会在主反应器的传热面11间隙向下降落。易产生粘结的物料由刮板12的运动刮去，同时也带动下料。主反应器的传热面11是垂直板传热面或者膜式垂直管传热面，有烟气转向的结构，使得烟气的进、出都在一侧，给另一侧留下了挥发分的导出空间。大面积的挥发份导出空间使得挥发份携带的颗粒减少，并进一步通过过滤层，使出来的挥发分非常干净，便于后处理或者燃烧。
[0027]本发明中，所述废弃物为破碎后的生活垃圾、污泥、破碎后的废塑料；所述生物质为粉碎后的秸杆、沼渣等。
[0028]本发明的优点是:
1.本发明采用板式传热面或者细管型传热面，面积大而体积小，紧凑，体积小、容量大；
2.本发明的主反应器在支架中悬空布置，适应热胀冷缩的能力最强；
3.本发明中因预反应段3及时排除水汽，可以在本降落式热解器中顺利完成热解反应，并提高挥发分的热值；
4.本发明中，所述大面积的过滤层8阻止了颗粒物跟随挥发分排出，使挥发份更干净，不需要设置颗粒捕捉器。同时也减小了阻力；
5.本发明依赖物料重力下落，反应器静止、不易扬尘，避免炭粉化；
6.本发明只有辅助落料机构移动，其它部分不运动，可以避免泄露；
7.本发明中，预热段上部的均匀落料机构对进入的物料尺寸有控制作用，同时炭排出段在不设冷却传热面时可以继续让物料炭化热解，适应颗粒不均匀的物料；因此本热解反应器对进料尺寸的变化具有较好的适应性；
8.本发明中，组成主反应器的传热面11有烟气转向设计，便于布置。

【专利附图】

【附图说明】
[0029]图1是本发明所提供的排出热炭的降落式热解器；
图2是本发明所提供的排出冷炭的降落式热解器；
图3是本发明所提供的降落式热解器的主反应器及其辅助落料机构；其中:(a)为主视图，(b)为左视图；
图4是主反应器与辅助落料机构的俯视图；
图5是组成主反应器的垂直板传热面；
图6是组成主反应器的膜式垂直管传热面。
[0030]图中标号:1下料口 ；2均匀落料机构；3预热段水汽出口 ；4行程槽；5支撑轴；6驱动机构；7挥发份导出口；8过滤层；9热源进口；10热源出口；11传热面；12刮板；13热源隔板；14炭排出段；15冷媒进；16冷媒出；17定距柱；18定距连接片；19管式传热面连接片；20折流隔板；A传热面物料侧间距；B传热面热源侧宽度；C传热面长度；D传热面宽度。

【具体实施方式】
[0031]下面通过具体实施例来详细说明本发明的实施方案和效果。
[0032]实施例1:
图1示出了本发明所提供的一种降落式热解器具体优化的实施方式。该【具体实施方式】的热解器包括下料口 1、均匀落料机构2、预热段水汽出口 3 ;辅助落料机构由行程槽4，支撑轴5，驱动机构6，刮板12以及定距连接片18连接而成的轿架构成；主反应器由垂直板传热面11构成；一侧有挥发份过滤层8及其导出口 7 ;另一侧有热源即高温烟气的热源进口 9和热源出口 10 ;热源的进、出口之间有热源隔板13;生物质以及废弃物在主反应器反应完后排入炭排出段14;在排出段14做适当停留后被连续排出处理。垂直板传热面11之间(物料侧)的间距为A，大小为物料颗粒最大尺寸的1.43倍，热源侧依靠定距柱17维持热源侧的宽度B ;传热面长度为C ;传热面宽度为D。下料口 I后接均匀落料机构2 ;均匀落料机构2由同速转动的布料钢片或者布料棒按照一定间隔构成，在电机的驱动下均匀转动，使被热解物料如秸杆颗粒和污泥边破碎边下落；预热段在均匀落料机构2的下方、主反应器的上方，设有水汽出口 3 ;组成主反应器的垂直板换热面11具有内部热源换向的结构；且可以设置I层或者多层。主反应器的传热面间有落料辅助机构帮助落料。
[0033]主反应器与热源进、出口的对面侧有挥发份导出口 7;挥发份在导出之前经过大面积的过滤层8 种经济合适的过滤层8是耐热型无机材料多孔纤维板。
[0034]炭排出段14下设有炭斗和连续式炭输出装置将热炭输出到预定地点。
[0035]炭排出段14由于炭的高温，未热解完毕的物料还可以在炭的余热下继续热解，连续式炭输出装置可以控制速度使进料较粗时将热炭缓慢输出。
[0036]在该【具体实施方式】中，通过设置相应的管道连接，可以按照如下运行方式实现废弃物或者生物质高效热解处理的目的:
所述的废弃物或者生物质经过初步预处理以后含水率在35%以下，尺寸在30mm以下，由均匀落料机构2通过固定的间隙、连续均匀的运动让物料下落到预热段，预热段设有水汽出口 3，在下部的热流作用下产生的水汽由3导出，使挥发分中水份降低，热值增加。然后干燥预反应后的物料下降至主反应器，组成主反应器的垂直板传热面11的热源侧是高温烟气，将物料加热到400-700°C，另一侧是被热解的物料，间距A为最大颗粒尺寸的1.4^3倍，物料受热产生的挥发份通过大面积的过滤层8及挥发份导出口 7导出。物料在主反应器受热热解炭化下落，落料辅助机构在驱动机构6的作用下定期动作，促使炭在主反应器的传热面11间隙间的下落畅通。当炭下落到排出段14时，炭仍具有很高的温度，可以促使尚未热解完毕的物料继续热解，通过控制炭的排出速度可以控制炭在排出段的停留时间。
[0037]实施例2:
图2示出了本发明所提供的另一种降落式热解器具体优化的实施方式。该【具体实施方式】的热解器包括下料口 1、均匀落料机构2、预热段水汽出口 3 ;辅助落料机构由行程槽4，支撑轴5，驱动机构6，刮板12以及定距连接片18连接而成的轿架构成；主反应器由膜式垂直管传热面11构成；一侧有挥发份过滤层8及其导出口 7 ;另一侧有热源即高温烟气的进口9和出口 10 ;生物质以及废弃物在主反应器反应后排入炭排出段14;在炭排出段14做适当停留冷却后被连续排出处理。膜式垂直管传热面11之间的间距为A ;传热面管径为d ;传热面长度为C ;传热面宽度为D。
[0038]在该【具体实施方式】中，通过设置相应的管道连接，可以按照如下运行方式实现废弃物或者生物质高效热解处理的目的:
所述的废弃物或者生物质经过初步预处理以后含水率在35%以下，尺寸在30mm以下，由均匀落料机构2通过固定的间隙、连续均匀的运动让物料下落到预热段，预热段设有水汽出口 3，在下部的热流作用下产生的水汽由水汽出口 3导出，使挥发分中水份降低，热值增加。然后干燥预反应后的物料下降至主反应器，组成主反应器的膜式垂直管传热面11的管径为d，管内侧是烟气，将物料加热到400-700°C，另一侧是被热解的物料，间距A为最大颗粒尺寸的1.4^3倍，物料受热产生的挥发份通过大面积的过滤层8及挥发份导出口 7导出。物料在主反应器受热热解炭化下落，落料辅助机构在驱动机构6的作用下定期动作，促使炭在主反应器的传热面11间隙间的下落畅通。当炭下落到炭排出段14时，炭仍具有很高的温度，可以用冷却水冷却，冷却水的进口接管为冷媒进15，出口接管为冷媒出16，在炭排出段14区段，冷却管竖直布置，便于炭的下落。通过控制炭的排出速度可以控制炭在排出段的停留时间。
[0039]实施例3:
某污泥经干燥后，含水率30%，最大颗粒在28mm以下，利用现有回转式热解反应器利用现有回转式热解反应器利用现有回转式热解反应器器容易起粉尘，需要设置旋风除尘装置，而旋风除尘装置经常因为焦油堵塞。采用本发明的降落式热解器(图2)，污泥由均匀落料机构2加料到预热段；产生的水蒸汽从预热段的水汽排出口 3排出，使挥发分中水份降低，热值增加。然后干燥预反应后的物料下降至主反应器，主反应器由垂直板(图4)传热面11组成，垂直板热源侧的间距B为15mm，有高温烟气流过，污泥侧的间距A为45mm，被高温烟气加热到600°C，污泥受热产生的挥发份通过大面积的过滤层8及挥发份导出口 7导出。污泥在主反应器受热热解炭化下落，落料辅助机构在驱动机构6的作用下定期动作，促使炭在主反应器的传热面11间隙间的下落畅通。当炭下落到炭排出段14时，炭仍具有接近600°C的高温，用冷却水冷却，冷却水的进口接管为冷媒进15，出口接管为冷媒出16，在炭排出段14区段，冷却管竖直布置，便于炭的下落。通过控制炭的排出速度可以控制炭在排出段的停留时间使炭冷却到100°C以下再排出。
[0040]实施例4:
某批污泥经干燥后，含水率30%，最大颗粒30mm，利用现有回转式热解反应器利用现有回转式热解反应器利用现有回转式热解反应器器容易起粉尘，需要设置旋风除尘装置，而旋风除尘装置经常因为焦油堵塞。采用本发明的降落式热解器(图1)，污泥由均匀落料机构2加料到预热段；产生的水蒸汽从预热段的水汽出口 3排出，使挥发分中水份降低，热值增加。然后干燥预反应后的物料下降至主反应器，主反应器由膜式垂直管传热面(图5)组成，管内径d为25mm，有高温烟气流过，污泥侧的间距A为45mm，被高温烟气加热到700°C，污泥受热产生的挥发份通过大面积的过滤层8及挥发份导出口 7导出。污泥在主反应器受热热解炭化下落，落料辅助机构在驱动机构6的作用下定期动作，促使炭在主反应器的传热面11间隙间的下落畅通。当炭下落到炭排出段14时，炭仍具有接近700°C的高温，直接将热炭送入另设的炭的气化装置。通过控制炭的排出速度可以控制炭在排出段的停留时间。
[0041]实施例5:
某污泥经干燥后，含水率35左右％，最大颗粒在30mm左右，利用现有回转式热解反应器利用现有回转式热解反应器利用现有回转式热解反应器器容易起粉尘，需要设置旋风除尘装置，而旋风除尘装置经常因为焦油堵塞。采用本发明的降落式热解器(图2)，污泥由均匀落料机构2加料到预热段；产生的水蒸汽从预热段的水汽排出口 3排出，使挥发分中水份降低，热值增加。然后干燥预热后的物料下降至主反应器，主反应器由垂直板(图4)传热面11组成，板热源侧的间距B为18mm，有高温烟气流过，污泥侧的间距A为45mm，被高温烟气加热到400°C，污泥受热产生的挥发份通过大面积的过滤层8及挥发份导出口 7导出。污泥在主反应器受热热解炭化下落，落料辅助机构在驱动机构6的作用下定期动作，促使炭在主反应器的传热面11间隙间的下落畅通。当炭下落到炭排出段14时，炭仍具有接近400°C的高温，用冷却水冷却，冷却水的进口接管为冷媒进15，出口接管为冷媒出16，在炭排出段14区段，冷却管竖直布置，便于炭的下落。通过控制炭的排出速度可以控制炭在排出段的停留时间使炭冷却到100°C以下再排出。
[0042]实施例6:
某批筛选后垃圾筛上物经破碎后，含水率35%，最大颗粒30mm，利用现有回转式热解反应器利用现有回转式热解反应器利用现有回转式热解反应器器容易起粉尘，需要设置旋风除尘装置，而旋风除尘装置经常因为焦油堵塞。采用本发明的降落式热解器(图1)，垃圾由均匀落料机构2加料到预热段；产生的水蒸汽从预热段的水汽排出口 3排出，使挥发分中水份降低，热值增加。然后干燥预热后的物料下降至主反应器，主反应器由膜式垂直管传热面(图5)组成，管内径d为38mm,有高温烟气流过，垃圾侧的间距A为90mm,被高温烟气加热到700°C，垃圾受热产生的挥发份通过大面积的过滤层8及挥发份导出口 7导出。垃圾在主反应器受热热解炭化下落，落料辅助机构在驱动机构6的作用下定期动作，促使炭在主反应器的传热面11间隙间的下落畅通。当炭下落到炭排出段14时，炭仍具有接近700°C的高温，直接将热炭送入另设的炭的气化装置。通过控制炭的排出速度可以控制炭在排出段的停留时间。
[0043]实施例7:
某批废塑料经过破碎后，含水率30%，最大颗粒30mm，利用现有其它形式热解反应器得油率低，且无法大型化。采用本发明的降落式热解器(图2)，废塑料由均匀落料机构2加料到预热段；产生的水蒸汽从预热段的水汽排出口 3排出，使挥发分中水份降低，最终降低油的水分。然后预反应后的废塑料熔融下降至主反应器，主反应器由垂直板传热面(图4)组成，热源侧内间距B为25mm，有高温烟气流过，废塑料侧的间距A为42mm，被高温烟气加热到450°C，废塑料受热熔化沿着板式传热面下落，同时产生的挥发份通过大面积的过滤层8及挥发份导出口 7迅速导出。废塑料中的一些杂质形成浆状物，落料辅助机构在驱动机构6的作用下定期动作，促使上述浆状物在主反应器的传热面11间隙间的下落畅通。当浆状物下落时，越来越干燥，下落到炭排出段14时，已经形成粉末，仍具有接近450°C的高温，用冷却水冷却，冷却水的进口接管为冷媒进15，出口接管为冷媒出16，在炭排出段14区段，冷却管竖直布置，便于炭的下落。通过控制炭的排出速度可以控制炭在排出段的停留时间使炭冷却到100°C以下再排出。
[0044]实施例8:某批秸杆经破碎后，含水率15%，最大颗粒30mm，利用现有回转式热解反应器利用现有回转式热解反应器利用现有回转式热解反应器器容易起粉尘，需要设置旋风除尘装置，而旋风除尘装置经常因为焦油堵塞。采用本发明的降落式热解器(图1)，垃圾由均匀落料机构2加料到预热段；产生的水蒸汽从预热段的水汽出口 3排出，使挥发分中水份降低，热值增加。然后干燥预反应后的下降至主反应器，主反应器由膜式垂直管传热面(图5)组成，管内径d为32mm，有高温烟气流过，秸杆侧的间距A为50mm，被高温烟气加热到700°C，秸杆受热产生的挥发份通过大面积的过滤层8及挥发份导出口 7导出。秸杆在主反应器受热热解炭化下落，落料辅助机构在驱动机构6的作用下定期动作，促使炭在主反应器的传热面11间隙间的下落畅通。当炭下落到炭排出段14时，炭仍具有接近700°C的高温，直接将热炭送入另设的炭的气化装置与由挥发分导出口 7导出的挥发份接触，产生高热值的燃气利用。
【权利要求】
1.一种降落式热解器，所述热解器自上而下由下料口(I)、均匀落料机构(2)、预热段、主反应器以及炭排出段组成；其特征在于预热段上部与均匀落料机构(2)连接，下部与主反应器相连，所述预热段设有水汽出口(3);所述均匀落料机构连接驱动部件，在驱动部件的驱动下均匀动作；主反应器由垂直板传热面或者膜式垂直管传热面构成，主反应器内设有落料辅助机构，帮助被热解物料下落，主反应器传热面的一侧设有垂直于传热面的大面积挥发份过滤层(8)，以及与挥发份过滤层(8)连接的挥发份导出口(7)，主反应器传热面的另一侧上部设有热源进口，下部设有热源出口，主反应器底部连接炭排出段(14);具体为:经过初步预处理以后尺寸在30mm以下、含水率在35%及以下的废弃物或者生物质即被热解物料由均匀落料机构(2)进入预热段；预热产生的水蒸汽由水汽出口(3)排出，被热解物料由预热段落至主反应器，主反应器的工作温度为400 - 700°C，产生的焦炭落入排出段(14)，在主反应器工作的过程中，落料辅助机构定期运动，帮助被热解物料下落。
2.根据权利要求1所述的降落式热解器，其特征是所述落料辅助机构为焊在空的刮板框架上的刮板(12)组成的刮板组，垂直板传热面或膜式垂直管传热面的每侧均配有刮板组，所有的刮板框架由支撑轴(5)和定距连接片(18)连在一起构成刮板(12)的轿架，刮板(12)的行程由行程槽(4)控制；在驱动机构(6)的驱动下，支撑轴(5)沿着行程槽(4)上下移动，使刮板(12)在传热面两侧上下刮动，帮助落料。
3.根据权利要求1所述的降落式热解器，其特征是所述主反应器传热面的间距A为最大被热解物料尺寸的1.4^3倍；在宽度为B的垂直板传热面或者内径为d的膜式垂直管传热面的热源侧有热源通过。
4.根据权利要求1所述的降落式热解器，其特征是炭排出段直接将热炭排出。
5.根据权利要求1所述的降落式热解器，其特征是当炭排出段内设有冷却传热面、在冷源侧有冷媒通过，将炭冷却后排出，即作为冷炭排出。
6.根据权利要求1所述的降落式热解器，其特征是均匀落料机构(2)由若干个同速转动的布料钢片或者布料棒排列构成。
7.根据权利要求1所述的降落式热解器，其特征是所述热源进口和热源出口位于主反应器传热面的同一侧且垂直于传热面。
8.根据权利要求1所述的降落式热解器，其特征是主反应器的垂直板传热面具有内部热源换向结构和定距柱(17)，且可设置I层或者多层。
9.根据权利要求1所述的降落式热解器，其特征是主反应器的膜式垂直管传热面由若干管径为d的管子构成并通过连接片连成膜式，两端弯向一侧以便热源同侧进、出。
10.根据权利要求1所述的降落式热解器，其特征是所述过滤层(8)采用耐热层无机材料多孔纤维板。
11.根据权利要求1所述的降落式热解器，其特征是炭排出段下方设有炭斗和连续式炭输出装置。
【文档编号】C10B53/07GK104178189SQ201410412201
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月21日 优先权日:2014年8月21日
【发明者】陈德珍, 窦晓敏, 戴晓虎, 赵云松 申请人:同济大学