[发明专利]预热式热裂解炉

说明书

本发明公开了预热式热裂解炉，涉及污泥处理领域，本发明包括：炉体、料斗、对辊破渣器、第一喷嘴、第二喷嘴、引气管、进料口、进料管、排渣口。炉体的上端开有进料口，与料斗相连通，底部开有排渣口；第一喷嘴设置在进料口附近，喷出高温燃气预热物料，在炉体内上部空间形成物料预热区；第二喷嘴喷射水蒸气与氧化剂，与合成气引气管设置在炉体下部；所述对辊破渣器设置在炉体下部，用于支撑污泥层，形成热裂解反应区，并破碎反应剩余的污泥残渣。本发明提供的热裂解炉，充分利用污泥自身热能，同时热裂解生成高附加值可燃气体，能够快速加热裂解炉,使得炉内的污泥迅速达到裂解反应温度，并且充分反应,提高污泥处理效率。

技术领域

本发明涉及污泥处理领域，尤其涉及预热式热裂解炉。

背景技术

城市污水处理过程中会产生污泥。这些污泥成分复杂，含有对人体和环境有害的重金属盐、细菌和寄生虫卵。随着我国城市化水平越来越高，城市的副产物——大量污泥亟待处理。

目前，国内外主流的污泥处理方式主要为焚烧、热解和热裂解。污泥直接燃烧极易产生二恶英、氮氧化物、颗粒物等大气污染物。相比之下，污泥通过热裂解或者热解处理，既可以得到可燃气体和焦油，又容易将难以处理的重金属盐等废料以灰渣的形式收集，真正做到了污泥的资源化、无害化处理。所以，污泥热裂解处理技术日益受到重视。

热裂解炉是用于热裂解反应的装置，污泥热裂解所使用热裂解炉多参考煤热裂解炉设计，常见的煤热裂解炉主要有固定床热裂解炉、循环流化床热裂解炉和夹带流热裂解炉等。其中固定床热裂解炉因其技术成熟，结构简单，在实际中广泛应用。固定床热裂解炉中物料堆积在反应器下部的炉栅上，与通入的水蒸气、空气或氧气发生氧化还原反应生成一氧化碳和氢气，同时放出热量可以干燥或加热上部物料。固定床热裂解炉根据内部气体的流动方向可以分为上吸式固定床、下吸式固定床、横吸式固定床，其中比较常见的是上吸式和下吸式。上吸式和下吸式固定床热裂解炉中物料从上部投入，热裂解剂从下部送入，合成气从上部出口或者下部引出。

污泥进入固定床热裂解炉后经历干燥、加热、反应等过程最终生成合成气，所产生的废渣被排出。处于物料层上部的污泥进入炉膛的时间短，加热不充分，温度达不到热裂解反应所需最低温度，其反应速率明显低于下部物料。下层物料虽然反应速率较快，温度较高，但固定床热裂解炉中物料固定不处于流态化状态，反应料层内部混合效果差，下层温度高的物料对上层物料的传热阻力很大。上述原因共同造成了传统固定床热裂解炉中物料加热缓慢、反应层温度不均等问题，并最终导致传统热裂解炉空间利用率不高、燃烧效率低下、污泥处理能力达不到预期。

因此，现有技术中缺乏一种热裂解炉,能快速加热入炉污泥，使得污泥达到满足裂解反应温度条件,提高污泥处理效率。

发明内容

本发明提供了预热式热裂解炉，能够快速加热裂解炉,使得炉内的污泥迅速达到裂解反应温度，并且充分反应,提高污泥处理效率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

预热式热裂解炉，包括：炉体、料斗、对辊破渣器、第一喷嘴、第二喷嘴、引气管、进料口、进料管、排渣口。

炉体顶部设置进料口，料斗通过进料管连接进料口连接处密封。炉体为中空圆柱体，进料口下方设置若干第一喷嘴，第一喷嘴沿着炉体截面方向等圆周角设置，第一喷嘴一端伸入炉体内部一定长度，另一端通入高温燃气。

高温燃气的主要成分为氮气、二氧化碳，少量水蒸气和少量氧气，高温燃气在炉体内燃烧，形成物料预热区。

由于第一喷嘴沿着炉体等圆周角设置，通入高温燃气后，在炉体内形成旋流，延长物料下落时间，同时也卷吸从进料口送入炉体内的污泥，污泥在下落过程中受到周围高温燃气的加热，迅速完成脱水过程，物料预热区温度不断上升。