CN109340802B - 一种旋风分离器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋风分离器，包括罐体、封头、旋风分离器入口、热解合成气出口、固体颗粒出口、第一密封法兰板、第二密封法兰板、第三密封法兰板、分离器；所述分离器贯穿所述第一法兰密封板、第二法兰密封板和第三法兰密封板之间，所述第二法兰密封板和第三法兰密封板之间设置冷却装置；通过旋风分离器的设置可以分离固体颗粒降低污染物的排放；通过冷却装置的设置可以调整热量的供给，与废物热解的温度匹配，凸部的设置可以降低废物在窑体中的停留时间，提高热解效率，间接的可以增加废物的处理量或者减少窑体的体积。

Description

一种旋风分离器

技术领域

本发明涉及一种环保装置，具体说是一种固气分离装置。

背景技术

热解是利用有机物(碳氢化合物)的热不稳定性，使有机物受热化学分解的过程。热解可以理解为是气化和燃烧的第一步，其过程在无氧或者缺氧条件下进行，因此热解不同于燃烧，燃烧需要有足够的氧气。

热解简单定义为碳氢化合物在缺氧环境中达到高温，分解成其化学元素成分的物质。当热解产生的气体冷却到室温时，较重的气体冷凝成液体，称为生物油。较轻的气体，如氢和甲烷，被称为合成气。通过改变热解温度和持续时间，可以优化热解过程，调整合成气，生物油和生物碳的生成比例。例如，在较低温度下的慢速热解会产生更多的生物碳，而在较高温度下的快速热解会产生更多的合成气。通过快速热解，产生的合成气可以在系统内燃烧以维持热解温度，只剩少量生物炭作为热解后的产物。

热解技术的现代发展出现在第一次和第二次世界大战期间，它被广泛应用在战争前线。1958年，美国的贝尔实验室与世界各地的几所大学和组织一起开展了研发计划，以研究热解的有效性。这些热解技术通常专注于从废料中获取气体。

这些早期热解技术为批次处理过程：物料填充、密封窑炉和加热。每次处理后都需要清洁窑炉后才能进行下一次处理。20世纪70年代早期，批次热解气化技术首次商业化应用在医疗系统领域，但由于处理量小以及窑炉的耐火保温内衬技术问题，限制了该项技术的商业应用。在70年代末和80年代早期，批次处理技术被连续进料技术替代，流化床旋风设计使气体的排放更有效率。该技术首先出现在英国，然后是美国、德国、日本、加拿大和荷兰。

焚烧技术面临的挑战与上述热解技术发展是同步的，80年代开始人们的环保意识逐渐增强，有关焚烧技术和工艺受到严格的审查。各国制定了环境标准，企业需要增加非常昂贵的设备来处理排放物，即便如此，焚烧的副产物仍然存在问题。在焚烧系统中，低挥发性金属的排放超过规定限值的8至10倍。由于焚烧炉里的富氧环境，导致低挥发性金属与氧分子结合生产大量的副产物。此外，由于有氧气参与，在焚烧中极易产生二恶英。焚烧的这些缺点促进了人们对热解的研究。

在20世纪80年代中后期，以固定床、流化床和混合设计形式，使用直接加热的热解技术被引入市场。固定床指加热介质由上而下通过固定的炉体，流化床指气体与进料同流向相接触，气体流速高到可以使颗粒悬浮。这些技术的缺点在于副产物的纯净度。在过去的30年里，人们对上述设计及其缺点已经进行了大量的研究并开始新的热解系统的商业化应用，研究表明，热解能够提供比设想中更多的能量。

热解一直被认为是相对于焚烧处置废物的合适方法，焚烧会造成呋喃和二恶英等有毒排放物的影响，这些化合物是高毒性并对环境有长期影响的有机污染物。它们主要来源于各种工业生产过程中的副产物，对于类似二恶英的多氯联苯和多溴联苯等化合物，则是工业生产所需化合物混合物的组成部分。它们可能是高温工艺造成的产物，可以通过急冷至低于例如250℃，以避免形成二恶英。

研究材料，试验设备，现有商用设施和在建工厂提供了充分的证据，证明热解既不是新的也不是未经测试的技术。问题的关键不在于热解技术本身的有效性，而在于可靠的技术应用和可见的经济效益，同时能否以安全有效的方式运行。对于医疗废物，热解通常在高达1150℃的高温下进行，而对于车辆轮胎温度可以低至430℃。英国的布里斯托尔Compact Power工厂已经处理医疗废物超过十年，这些医疗废物在医院诊所被密封好并用塑料容器运到工厂进行处理。

世界上许多国家都开始加强对危险废物和其他废物进行从产生源头到处理处置地方的过程管理。这将要求相关工业企业和医院考虑如何在源头上处理自己的危险废物，以避免产生运输成本、有害溢出物和碳排放的增长。

热解过程中产生大量的高温热解合成气，但由于各国对于烟气燃烧停留时间的控制，比如GB18484-2001《危险废物焚烧污染控制标准》里，规定烟气在窑炉内停留时间不少于2秒，则需要大量的空气进行冷却，进而需要更大体量的燃烧系统满足烟气停留时间的规定，从而限制了热解技术工艺的推广。

综上，在废物热解过程中，热量利用不充分，能量不可控，现有分离器满足不了在有限空间里进行大废料处理量的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种旋风分离器，用于解决现有技术中，排放不达标、能量利用低、温度可控性差等问题。

本发明提供了一种旋风分离器，包括罐体、封头、旋风分离器入口、热解合成气出口、固体颗粒出口，还包括第一密封法兰板、第二密封法兰板、第三密封法兰板、分离器；所述罐体和所述封头之间密封连接，所述热解合成气出口设置在所述封头上端；所述固体颗粒出口设置在所述罐体的下端；所述罐体和所述封头之间从上到下依次固定设置所述第一法兰密封板、第二法兰密封板、第三法兰密封板；所述旋风分离器入口设置在所述第一法兰密封板和第二法兰密封板之间的所述罐体的侧边；所述分离器贯穿所述第一法兰密封板、第二法兰密封板和第三法兰密封板之间，所述分离器上端设置热解合成气切向入口，所述热解合成气的切向入口设置在所述第一法兰密封板和第二法兰密封板之间；所述第二法兰密封板和第三法兰密封板之间设置冷却装置。

优选地，所述第一密封法兰板、第二密封法兰板、第三密封法兰板与所述分离器之间均密封连接。

优选地，所述冷却装置包括冷却装置入口和冷却装置出口，所述冷却装置入口和冷却装置出口分别设置在所述第二密封法兰板和所述第三密封法兰板之间的所述罐体的两侧。

优选地，所述旋风分离器入口连接喷射泵装置和热解炉出口；所述喷射泵装置包括依次连接的压缩机、储气罐和喷射泵；在所述喷射泵抽吸作用下，所述热解炉出口的热解产物与所述旋风分离器呈90℃方向流入。

优选地，所述第三密封法兰板下方的窑体上设置有便于排渣的流化器或螺旋输送轴。

优选地，所述第三密封法兰板下方的窑体两侧分别设置有流化器入口和流化器出口。

本申请还提供了一种废物处理装置，所述废物处理装置包括旋风分离器，还包括热解炉、氧化燃烧系统；所述热解炉的出口与所述分离器连接，所述分离器的热解合成气出口与所述氧化燃烧系统或/和燃气发电系统连接，所述氧化燃烧系统产生的热量通过所述热解炉的热量进口输送给热解炉；所述燃气发电系统利用热解合成气作为燃气发电。

优选地，所述热解炉包括壳体、窑体，所述壳体上设置有热量进口；所述窑体可旋转的设置在所述壳体内，所述窑体包括废料进口和出口，所述废料进口用于接收废物，所述出口用于将处理后的废物排出；所述窑体的外表面设置有向内部延伸的中空凸部，所述凸部用于对热解炉中心部位传递热量。

优选地，所述凸部的截面为三角形、矩形、梯形、U型。

优选地，所述凸部为U型管。

优选地，所述凸部为空腔结构，所述凸部的开口与所述窑体的外表面吻合。

优选地，所述凸部沿所述窑体的外表面向内部延伸的深度不同。

优选地，所述凸部包括若干组，每组所述凸部的数量为1-10个；所述若干组凸部沿所述窑体圆周均匀间隔分布。

优选地，所述若干组凸部在所述窑体的轴向交替分布。

优选地，所述窑体包括若干窑体模块拼接而成，所述窑体模块上设置有所述凸部。

优选地，所述热解炉还包括热分配装置，所述热分配装置设置在所述窑体的外周，所述热分配装置上的孔与所述凸部的开口连通。

优选地，所述热分配装置为热分配管或热板。

优选地，还包括挡热板，所述热分配管环套在所述窑体外周，所述挡热板镶嵌在所述壳体和所述热分配管之间，用于调整热量的分布。

优选地，所述热板的数量为2-6个，围绕所述窑体的外表面均匀间隔分布，所述热板和所述窑体之间焊接或螺栓连接。

优选地，所述壳体内部设有隔热内衬；所述壳体和所述窑体同心设置。

优选地，所述窑体的旋转速度可调；所述窑体倾斜角度设置便于废物自重下沉，所述倾斜角度可调。

综上所述，本发明提供了一种旋风分离器及废物处理装置，通过旋风分离器的设置可以分离固体颗粒降低污染物的排放；通过冷却装置的设置可以调整热量的供给，与废物热解的温度匹配，同时有效利用盈余热解合成气进行燃气发电，凸部的设置可以降低废物在窑体中的停留时间，提高热解效率，间接的可以增加废物的处理量或者减少窑体的体积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种热解炉实施例1的整体结构示意图；

图2为本发明一种热解炉实施例2的整体结构示意图；

图3a为本发明一种热解炉实施例3的整体结构示意图；

图3b为本发明一种热解炉实施例3的左视图；

图3c为本发明一种热解炉实施例3的剖视图；

图4为本发明一种热解炉实施例3的整体结构示意图；

图5为本发明一种热解炉实施例4的分解示意图；

图6a为本发明一种热解炉实施例5的整体结构示意图；

图6b为本发明一种热解炉实施例5的截面视图；

图6c为本发明一种热解炉实施例5的主视图；

图6d为本发明一种热解炉实施例5的横截面视图；

图7为本发明一种热解炉的分离器示意图；

图8为本发明一种热解炉的分离器示意图；

图中：1、壳体；2、窑体；3、隔热保温内衬；4、热量进口；5、第一内伸加热槽；6、第二内伸加热槽；7、第三内伸加热槽；8、热分配管；9、档热板；11、出口；12、废料进口；13、空心叶片；14、热板；15、接缝；16、窑体模块；22、热量腔体；25、旋风分离器入口；26、封头；27、分离器；28、热解合成气切向入口；29、热解合成气出口；30、第一密封法兰板；31、第二密封法兰板；32、第三密封法兰板；33、分离器出口；34、固体颗粒出口；35、冷却装置入口；36、冷却装置出口；37、压缩机；38、储气罐；39、热解合成气入口；40、喷射泵；41、流化器入口；42、流化器出口。

具体实施方式

有鉴于此，本发明提供了一种分离器，用于解决现有技术中，排放不达标、能量利用低、温度可控性差等问题。

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了更详细说明本发明，下面结合附图对本发明提供的一种热解炉，进行具体地描述。

实施例1

如图1、7-8所示，本发明提供了一种旋风分离器，包括罐体、封头26、旋风分离器入口25、热解合成气出口29、固体颗粒出口34，还包括第一密封法兰板30、第二密封法兰板31、第三密封法兰板32、分离器27；所述罐体和所述封头26之间密封连接，所述热解合成气出口29设置在所述封头26上端；所述固体颗粒出口34设置在所述罐体的下端；所述罐体和所述封头26之间从上到下依次固定设置所述第一法兰密封板30、第二法兰密封板31、第三法兰密封板32；所述旋风分离器入口25设置在所述第一法兰密封板30和第二法兰密封板31之间的所述罐体的侧边；所述分离器27贯穿所述第一法兰密封板30、第二法兰密封板31和第三法兰密封板32之间，所述分离器27上端设置热解合成气切向入口28，所述热解合成气切向入口28设置在所述第一法兰密封板30和第二法兰密封板31之间；所述第二法兰密封板31和第三法兰密封板32之间设置冷却装置。

所述第一密封法兰板30、第二密封法兰板31、第三密封法兰板32与所述分离器27之间均密封连接；所述冷却装置包括冷却装置入口35和冷却装置出口36，所述冷却装置入口35和冷却装置出口36分别设置在所述第二密封法兰板31和所述第三密封法兰板32之间的所述罐体的两侧；所述旋风分离器入口25连接喷射泵装置和热解合成气入口39；所述喷射泵装置包括依次连接的压缩机37、储储气罐38和喷射泵40；在所述喷射泵抽吸作用下，所述热解炉出口的热解产物与所述旋风分离器呈90℃方向流入。

所述第三密封法兰板32下方的窑体上设置有便于排渣的流化器或螺旋输送轴；所述第三密封法兰板32下方的窑体两侧分别设置有流化器入口和流化器出口，便于将固体颗粒悬浮输送到需要的位置。

所示旋风分离器用于废物处理装置，所述废物处理装置还包括热解炉、氧化燃烧系统(未显示)；所述热解炉的出口11与所述旋风分离器连接，所述旋风分离器用于将热解炉热解后的废物固气分离，将固体颗粒分离；所述分离器的热解合成气出口与所述氧化燃烧系统或/和燃气发电系统连接，所述氧化燃烧系统产生的热量通过所述热解炉的热量进口输送给热解炉。

整个废物的热解过程产生大量的可燃合成气体，对于可燃合成气体尽可能使用；包括两方面，一方面氧化燃烧用作热解反应所需热量；另外一方面对于多余可燃合成气体加以回收利用。

所述分离器的热解合成气出口与所述氧化燃烧系统连接，所述氧化燃烧系统产生的热量通过所述热解炉的热量进口输送给热解炉，尽可能的实现了利用热量进行热解反应。

如果热解合成气有盈余；旋风分离器中间部分设置冷却装置，冷水通入冷却装置入口绕过单个或多个旋风分离器来冷却固体颗粒及冷却热解合成气，将热解系统所需的热量与热解窑的进料量相匹配，热解合成气体经过旋风分离器分离固体颗粒后部分分流到氧化室燃烧生热维持系统运行，其余部分(由于为冷却后的气体可以直接通入燃气发电机组)与其它高热值的可燃气体例如丙烷混合后进入燃气发电机组进行发电。

热解炉将废物热解后，通过分离器用于将热解炉热解后的废物固气分离，将固体颗粒分离；所述分离器的热解合成气出口与所述氧化燃烧系统连接，热解产生的部分或全部合成气体进入到氧化燃烧系统内，合成气体与进入氧化燃烧系统内的空气进行扩散式燃烧并产生热量，上述化学反应是可控的，通过对照需处理废物的热值、化学成分和比例，可以计算出热解合成气体进行充分燃烧时所需的氧气量，假定氧气在空气中的含量比例为21％，可以计算出维持系统运行所需的空气总量。上述氧化燃烧反应完成后，温度可以在短至2秒内达到2,000℃的峰值，随后需要进一步加入空气或惰性气体如氮气将烟气冷却至所需温度以维持热解阶段所需的热量供应，实现热解温度可控；也就是说冷却装置的设置间接的控制后续的氧化燃烧反应。

对于分离出来的固体颗粒可以用作回收利用，同时减轻烟气除尘器的工作负荷，确保排放物符合废物焚烧标准规定。

通过布置在设备上的工控元件，结合与热值相关的在线检测数据和废物的化学物理性质等信息，系统可以通过设定一系列工艺参数实现自动运行。工艺参数包括温度、窑炉转速、物料在窑炉的停留时间，还可以调节窑炉倾斜角度，比如在0.5到3度之间，窑炉出口朝下，利用热解产物自重来加快从热解阶段到分离阶段的进程。

如图1所述，对于热解炉，包括壳体1、窑体2，所述壳体1上设置有热量进口4；所述窑体2可旋转的设置在所述壳体1内，所述窑体2包括废料进口12和出口11，所述废料进口12用于接收废物，所述出口11用于将处理后的废物排出，处理后的废物为热解合成气体和固体颗粒；所述窑体2的外表面向内部延伸凸部，所述凸部用于对热解炉中心部位传递热量。

对于凸部的形状和结构，为空心槽结构，二者均可向窑体内部传递热量。

在附图1中，凸部的截面形状为矩形的第一内伸加热槽5、截面为U型的第二内伸加热槽6、截面为三角形的内伸加热槽7、或者截面为梯形的内伸加热槽、或者其他形状及其组合。

所述第一内伸槽5、第二内伸槽6、第三内伸槽7的开口与所述窑体2的外表面吻合，通过热量进口4输送的热量通过内伸槽的开口将热量往窑体内部传递，

所述凸部沿所述窑体2的外表面向内部延伸的深度不同，上述延伸深度可以根据需要热解的废物种类进行调节，热解的问题通常高达1150℃，而车辆轮胎的热解温度低至430℃，因此对于热解温度要求不高的废物上述凸部的延伸深度可以降低。

所述凸部的数量可以根据热解废物进行调整，其在窑体2的圆周均匀或或其他分布均可，如图1所示，5个凸部的截面形状为矩形的第一内伸加热槽5、1个截面为U型的第二内伸加热槽6、1个截面为三角形的内伸加热槽7沿窑体的外周面非均匀分布。

所述壳体1由外壳和内壳组成，所述外壳和内壳之间的空间内部设有耐火的隔热保温内衬3；所述壳体1和所述窑体2同心设置。

所述窑体2的旋转速度可调；所述窑体倾斜角度设置便于废物自重下沉，所述倾斜角度可调。

与传统的废料处理装置相比，通过旋风分离器的设置可以分离固体颗粒降低污染物的排放；通过冷却装置的设置可以冷却热解合成气减少氧化燃烧室内冷却介质的输入量，进而减少燃烧系统所占空间；与废物热解的温度匹配，间接的实现温度可控；通入窑体的热量与需要热解废物的热解温度匹配，通过设置凸部不仅可以实现窑体外表面的加热还可以实现窑体内部的加热，在短时间内使窑体满足废物的目标热解温度，降低废物在窑体中的停留时间，不仅减少了焦油和其他物质的生成率，还提高了热解效率，间接的可以增加废物的处理量或者减少窑体的体积，从而允许更小的窑体在其他场地受限的场合使用。

实施例2

如图2、7-8所示，本发明提供了一种旋风分离器，包括罐体、封头26、旋风分离器入口25、热解合成气出口29、固体颗粒出口34，还包括第一密封法兰板30、第二密封法兰板31、第三密封法兰板32、分离器27；所述罐体和所述封头26之间密封连接，所述热解合成气出口29设置在所述封头26上端；所述固体颗粒出口34设置在所述罐体的下端；所述罐体和所述封头26之间从上到下依次固定设置所述第一法兰密封板30、第二法兰密封板31、第三法兰密封板32；所述旋风分离器入口25设置在所述第一法兰密封板30和第二法兰密封板31之间的所述罐体的侧边；所述分离器27贯穿所述第一法兰密封板30、第二法兰密封板31和第三法兰密封板32之间，所述分离器27上端设置热解合成气切向入口28，所述热解合成气切向入口28设置在所述第一法兰密封板30和第二法兰密封板31之间；所述第二法兰密封板31和第三法兰密封板32之间设置冷却装置。

所述第一密封法兰板30、第二密封法兰板31、第三密封法兰板32与所述分离器27之间均密封连接；所述冷却装置包括冷却装置入口35和冷却装置出口36，所述冷却装置入口35和冷却装置出口36分别设置在所述第二密封法兰板31和所述第三密封法兰板32之间的所述罐体的两侧；所述旋风分离器入口25连接喷射泵装置和热解合成气入口39；所述喷射泵装置包括依次连接的压缩机37、储气罐38和喷射泵40；在所述喷射泵抽吸作用下，所述热解炉出口的热解产物与所述旋风分离器呈90℃方向流入。

所述第三密封法兰板32下方的罐体上设置有便于排渣的流化器或螺旋输送轴；所述第三密封法兰板32下方的罐体两侧分别设置有流化器入口和流化器出口，便于将固体颗粒悬浮输送到需要的位置。

所示旋风分离器用于废物处理装置，所述废物处理装置还包括热解炉、氧化燃烧系统(未显示)；所述热解炉的出口11与所述旋风分离器连接，所述旋风分离器用于将热解炉热解后的废物固气分离，将固体颗粒分离；所述分离器的热解合成气出口与所述氧化燃烧系统连接，所述氧化燃烧系统产生的热量通过所述热解炉的热量进口输送给热解炉。

整个废物的热解过程产生大量的可燃合成气体，对于可燃合成气体尽可能使用；包括两方面，一方面氧化燃烧用作热解反应所需热量；另外一方面对于剩余的热量加以回收利用。

所述分离器的热解合成气出口与所述氧化燃烧系统连接，所述氧化燃烧系统产生的热量通过所述热解炉的热量进口输送给热解炉，尽可能的实现了利用热量进行热解反应。

如果热解合成气有盈余；旋风分离器中间部分设置冷却装置，冷水通入冷却装置入口绕过单个或多个旋风分离器来冷却固体颗粒及冷却热解合成气，将热解系统所需的热量与热解窑的进料量相匹配，热解合成气体经过旋风分离器分离固体颗粒后部分分流到氧化室燃烧生热维持系统运行，其余部分(由于为冷却后的气体可以直接通入燃气发电机组)与其它高热值的可燃气体例如丙烷混合后进入燃气发电机组进行发电。

热解炉将废物热解后，通过分离器用于将热解炉热解后的废物固气分离，将固体颗粒分离；所述分离器的热解合成气出口与所述氧化燃烧系统连接，热解产生的部分或全部合成气体进入到氧化燃烧系统内，合成气体与进入氧化燃烧系统内的空气进行扩散式燃烧并产生热量，上述化学反应是可控的，通过对照需处理废物的热值和废物的气化温度，可以计算出热解合成气体进行充分燃烧时所需的氧气量，假定氧气在空气中的含量比例为21％，可以计算出维持系统运行所需的空气总量。上述氧化燃烧反应完成后，温度可以在短至2秒内达到2,000℃的峰值，随后需要进一步加入空气或惰性气体如氮气将烟气冷却至所需温度以维持热解阶段所需的热量供应，实现热解温度可控；也就是说冷却装置的设置间接的控制后续的氧化燃烧反应。

对于分离出来的固体颗粒可以用作回收利用，同时减轻烟气除尘器的工作负荷，确保排放物符合相关排放标准规定。

通过布置在设备上的工控元件，结合与热值相关的在线检测数据和废物的化学物理性能等信息，系统可以通过设定一系列工艺参数实现自动运行。工艺参数包括温度、窑炉转速、物料在窑炉的停留时间，还可以调节窑炉倾斜角度，比如在0.5到3度之间，窑炉出口朝下，利用热解产物自重来加快从热解阶段到分离阶段的进程。

如图2所示，一种热解炉，包括壳体1、窑体2，所述壳体1上设置有热量进口4；所述窑体2可旋转的设置在所述壳体1内，所述窑体2包括废料进口12和出口11，所述废料进口12用于接收废物，所述出口11用于将处理后的废物排出，处理后的废物为热解合成气体和固体颗粒；所述窑体2的外表面向内部延伸凸部，所述凸部用于对热解炉中心部位传递热量；

对于凸部的形状和结构，应为空心槽结构。

凸部的截面形状为矩形的第一内伸加热槽5、截面为U型的第二内伸加热槽6、截面为三角形的内伸加热槽7、或者截面为梯形的内伸加热槽、或者其他形状及其组合。

所述第一内伸槽5、第二内伸槽6、第三内伸槽7的开口与所述窑体2的外表面吻合，通过热量进口4输送的热量通过内伸槽的开口将热量往窑体内部传递，

所述凸部沿所述窑体2的外表面向内部延伸的深度不同，上述延伸深度可以根据需要热解的废物种类进行调节，热解的问题通常高达1150℃，而车辆轮胎的热解温度低至430℃，因此对于热解温度要求不高的废物上述凸部的延伸深度可以降低。

所述凸部的数量可以根据热解废物进行调整，其在窑体2的圆周均匀或或其他分布均可。

所述壳体1内部设有耐火的隔热保温内衬3；所述壳体1和所述窑体2同心设置。

所述窑体2的旋转速度可调；所述窑体倾斜角度设置便于废物自重下沉，所述倾斜角度可调。

与实施例1的区别主要在于，所述热解炉还包括热分配装置，所述热分配装置设置在所述窑体的外周，所述热分配装置上的孔与所述凸部的开口连通；如图2所示，所述热分配装置为热分配管8，还包括挡热板9，所述热分配管8环套在所述窑体2外周，所述挡热板9镶嵌在所述壳体1和所述热分配管8之间，用于分隔热量腔体的入口和出口。

参照图2，热量(烟气形式或者其他形式)从热量进口4进入到分配管8和耐火隔热内衬3之间，通过热分配管8上的孔达到窑体2的内伸加热槽进行传热，热量被挡热板9阻挡，内伸加热槽里的热量从挡热板后的分配管8出来后进行余热利用系统。废物从废料进口12投入，在窑体2中反应生成的热解合成气体、生物炭、生物油和炉渣通过出口11进行到分离器27。

上述挡热板9和分配管8用于分隔热量腔体的入口和出口，可以调整热量在窑体上下的分布，便于根据废物进行调整。

实施例3

如图3a-3c、4、7-8所示，本发明提供了一种旋风分离器，包括罐体、封头26、旋风分离器入口25、热解合成气出口29、固体颗粒出口34，还包括第一密封法兰板30、第二密封法兰板31、第三密封法兰板32、分离器27；所述罐体和所述封头26之间密封连接，所述热解合成气出口29设置在所述封头26上端；所述固体颗粒出口34设置在所述罐体的下端；所述罐体和所述封头26之间从上到下依次固定设置所述第一法兰密封板30、第二法兰密封板31、第三法兰密封板32；所述旋风分离器入口25设置在所述第一法兰密封板30和第二法兰密封板31之间的所述罐体的侧边；所述分离器27贯穿所述第一法兰密封板30、第二法兰密封板31和第三法兰密封板32之间，所述分离器27上端设置热解合成气切向入口28，所述热解合成气切向入口28设置在所述第一法兰密封板30和第二法兰密封板31之间；所述第二法兰密封板31和第三法兰密封板32之间设置冷却装置。

所述第一密封法兰板30、第二密封法兰板31、第三密封法兰板32与所述分离器27之间均密封连接；所述冷却装置包括冷却装置入口35和冷却装置出口36，所述冷却装置入口35和冷却装置出口36分别设置在所述第二密封法兰板31和所述第三密封法兰板32之间的所述罐体的两侧；所述旋风分离器入口25连接喷射泵装置和热解合成气入口39；所述喷射泵装置包括依次连接的压缩机37、储气罐38和喷射泵40；在所述喷射泵抽吸作用下，所述热解炉出口的热解产物与所述旋风分离器呈90℃方向流入。

所述第三密封法兰板32下方的窑体上设置有便于排渣的流化器或螺旋输送轴；所述第三密封法兰板32下方的窑体两侧分别设置有流化器入口和流化器出口，便于将固体颗粒悬浮输送到需要的位置。

所示旋风分离器用于废物处理装置，所述废物处理装置还包括热解炉、氧化燃烧系统(未显示)；所述热解炉的出口11与所述旋风分离器连接，所述旋风分离器用于将热解炉热解后的废物固气分离，将固体颗粒分离；所述分离器的热解合成气出口与所述氧化燃烧系统连接，所述氧化燃烧系统产生的热量通过所述热解炉的热量进口输送给热解炉。

整个废物的热解过程产生大量的可燃合成气体，对于可燃合成气体尽可能使用；包括两方面，一方面氧化燃烧用作热解反应所需热量；另外一方面对于多余的可燃合成气体加以回收利用。

所述分离器的热解合成气出口与所述氧化燃烧系统连接，所述氧化燃烧系统产生的热量通过所述热解炉的热量进口输送给热解炉，尽可能的实现了利用热量进行热解反应。

如果热解合成气有盈余；旋风分离器中间部分设置冷却装置，冷水通入冷却装置入口绕过单个或多个旋风分离器来冷却固体颗粒及冷却热解合成气，将热解系统所需的热量与热解窑的进料量相匹配，热解合成气体经过旋风分离器分离固体颗粒后部分分流到氧化室燃烧生热维持系统运行，其余部分(由于为冷却后的气体可以直接通入燃气发电机组)与其它高热值的可燃气体例如丙烷混合后进入燃气发电机组进行发电。

热解炉将废物热解后，通过分离器用于将热解炉热解后的废物固气分离，将固体颗粒分离；所述分离器的热解合成气出口与所述氧化燃烧系统连接，热解产生的部分或全部合成气体进入到氧化燃烧系统内，合成气体与进入氧化燃烧系统内的空气进行扩散式燃烧并产生热量，上述化学反应是可控的，通过对照需处理废物的热值和废物的气化温度，可以计算出热解合成气体进行充分燃烧时所需的氧气量，假定氧气在空气中的含量比例为21％，可以计算出维持系统运行所需的空气总量。上述氧化燃烧反应完成后，温度可以在短至2秒内达到2,000℃的峰值，随后需要进一步加入空气或惰性气体如氮气将烟气冷却至所需温度以维持热解阶段所需的热量供应，实现热解温度可控；也就是说冷却装置的设置间接的控制后续的氧化燃烧反应。

对于分离出来的固体颗粒可以用作回收利用，同时减轻烟气除尘器的工作负荷，确保排放物符合废物焚烧标准规定。

通过布置在设备上的工控元件，结合与热值相关的在线检测数据和废物的化学物理性能等信息，系统可以通过设定一系列工艺参数实现自动运行。工艺参数包括温度、窑炉转速、物料在窑炉的停留时间，还可以调节窑炉倾斜角度，比如在0.5到3度之间，窑炉出口朝下，利用热解产物自重来加快从热解阶段到分离阶段的进程。

如图3a-3c、4所示的热解炉，包括壳体1、窑体2，所述壳体1上设置有热量进口4；所述窑体2可旋转的设置在所述壳体1内，所述窑体2包括废料进口12和出口11，所述废料进口12用于接收废物，所述出口11用于将处理后的废物排出，处理后的废物为热解合成气体和固体颗粒；所述窑体2的外表面向内部延伸凸部，所述凸部用于对热解炉中心部位传递热量；

对于凸部的形状和结构，如图3所述，为U型管组成的空心叶片13，热量通过U型管的一端的开口进入窑体2内部，和窑体2内部进行热量交换，然后通过一个出口排出(如图3的箭头所示方向)。

所述凸部沿所述窑体2的外表面向内部延伸的深度不同，上述延伸深度可以根据需要热解的废物种类进行调节，热解的问题通常高达1150℃，而车辆轮胎的热解温度低至430℃，因此对于热解温度要求不高的废物上述凸部的延伸深度可以降低。所述凸部的数量可以根据热解废物进行调整，其在窑体2的圆周均匀或或其他分布均可。如图3所述，所述空心叶片13在窑体2的圆周均匀分布且沿所述窑体2的外表面向内部延伸的深度相同。

所述窑体2的旋转速度可调；所述窑体倾斜角度设置便于废物自重下沉，所述倾斜角度可调。

与上述实施例的区别主要在于，除了凸部不同外，所述热解炉还包括热分配装置，所述热分配装置设置在所述窑体的外周，所述热分配装置上的孔与所述凸部的开口连通；如图3所示，所述热分配装置为热板14，所述热板14的数量为2-6个，围绕所述窑体2的外表面均匀间隔分布，所述热板14和所述窑体2之间焊接或螺栓连接。

所述空心叶片13使用高温合金或陶瓷材料制成，制成的空心叶片13固定在窑体2，热板14可以在需要的位置通过焊接或者螺栓与窑体2连接，形成接缝15。

参照图3c，热量(烟气形式或者其他形式)从热量进口4进入到热板14和耐火保温内衬3之间，通过热板14上的孔从U型管的一端的开口进入窑体2内部，和窑体2内部进行热量交换，然后通过一个出口排出。

参照图4是热解炉的剖视图，其中热板14的数量为6，围绕所述窑体2的外表面均匀间隔分布，所述热板14和耐火的隔热保温内衬3之间形成热量空腔22。

实施例4

如图5、7-8所示，与上述实施例的区别主要在于，窑体为分体结构，包括若干窑体模块16，所述窑体模块16上设置有所述凸部，也就是窑体模块16集成了凸部，通过窑体模块16实现窑体的组装，形成特定的内伸加热槽结构同时确保物料顺畅流过不引起窑炉堵塞。

实施例5

如图6a-6d、7-8所示，与上述实施例的区别主要在于，参照图6，所述窑体由若干部分45-49组成，是不同的部位所述凸起的排列方式不同或相同，例如窑体部分45有三组凸起组成，每组凸起的数量为三个，三组凸起沿窑体外周均匀分布；窑体部分46的凸起和窑体部分45的凸起轴向上交替分布；窑体部分48和窑体部分45相同；窑体部分49内部设置螺旋叶片，窑体部分47内部是光滑的；由于窑体部分47内部没有约束限制可允许其轴向热膨胀；模块化的热板入口可以倾斜设置热解管内废物产生螺旋驱动的效果。对于上述通过若干部分45-49组成的窑体形成特定的内伸加热槽结构同时确保物料顺畅流过不引起窑炉堵塞。

综上所述，本发明提供了一种旋风分离器及废物处理装置，通过旋风分离器的设置可以分离固体颗粒降低污染物的排放；通过冷却装置的设置可以降低合成气的温度，从而可以分流一部分合成气到燃气发电机组，调整热量对热解炉的供给，与废物热解的温度匹配，同时有效利用盈余热解合成气进行燃气发电；通过凸部的设置可以实现热量向窑体内部的传递，在短时间内使窑体满足废物热解的温度，降低废物在窑体中的停留时间，提高热解效率，间接的可以增加废物的处理量或者减少窑体的体积。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种废物处理装置，所述废物处理装置包括旋风分离器，还包括热解炉、氧化燃烧系统；

所述旋风分离器包括罐体、封头、旋风分离器入口、热解合成气出口、固体颗粒出口，还包括第一密封法兰板、第二密封法兰板、第三密封法兰板、分离器；所述罐体和所述封头之间密封连接，所述热解合成气出口设置在所述封头上端；所述固体颗粒出口设置在所述罐体的下端；所述罐体和所述封头之间从上到下依次固定设置所述第一密封法兰板、第二密封法兰板、第三密封法兰板；所述旋风分离器入口设置在所述第一密封法兰板和第二密封法兰板之间的所述罐体的侧边；所述分离器贯穿所述第一密封法兰板、第二密封法兰板和第三密封法兰板之间，所述分离器上端设置热解合成气切向入口，所述热解合成气切向入口设置在所述第一密封法兰板和第二密封法兰板之间；所述第二密封法兰板和第三密封法兰板之间设置冷却装置；所述旋风分离器入口连接喷射泵装置和热解炉出口；所述喷射泵装置包括依次连接的压缩机、储气罐和喷射泵；所述第三密封法兰板下方的窑体上设置有便于排渣的流化器或螺旋输送轴；

所述热解炉包括壳体、窑体，所述壳体上设置有热量进口；所述窑体可旋转的设置在所述壳体内，所述窑体包括废料进口和出口，所述废料进口用于接收废物，所述出口用于将处理后的废物排出；所述窑体的外表面设置有向内部延伸的多个中空凸部，所述凸部用于对热解炉中心部位传递热量；所述凸部沿所述窑体的外表面向内部延伸的深度不同；所述热解炉还包括热分配装置，所述热分配装置设置在所述窑体的外周，所述热分配装置上的孔与所述凸部的开口连通；所述凸部的截面为三角形、矩形、梯形或U型；所述热解炉还包括挡热板，所述热分配装置为热分配管，所述热分配管环套在所述窑体外周，所述挡热板镶嵌在所述壳体和所述热分配管之间，用于分隔热量腔体的入口和出口；

所述热解炉的出口与所述旋风分离器连接，所述旋风分离器的热解合成气出口与所述氧化燃烧系统或/和燃气发电系统连接，所述氧化燃烧系统产生的热量通过所述热解炉的热量进口输送给热解炉；所述燃气发电系统利用热解合成气作为燃气发电。

2.如权利要求1所述的废物处理装置，其特征在于：所述第一密封法兰板、第二密封法兰板、第三密封法兰板与所述分离器之间均密封连接。

3.如权利要求2所述的废物处理装置，其特征在于：所述冷却装置包括冷却装置入口和冷却装置出口，所述冷却装置入口和冷却装置出口分别设置在所述第二密封法兰板和所述第三密封法兰板之间的所述罐体的两侧。

4.如权利要求3所述的废物处理装置，其特征在于：在所述喷射泵抽吸作用下，所述热解炉出口的热解产物与所述旋风分离器呈90℃方向流入。

5.如权利要求4所述的废物处理装置，其特征在于：所述第三密封法兰板下方的窑体两侧分别设置有流化器入口和流化器出口。

6.如权利要求5所述的废物处理装置，其特征在于，所述凸部为U型管。

7.如权利要求6所述的废物处理装置，其特征在于，所述凸部为空腔结构，所述凸部的开口与所述窑体的外表面吻合。

8.如权利要求7所述的废物处理装置，其特征在于，所述凸部包括若干组，每组所述凸部的数量为1-10个；所述若干组凸部沿所述窑体圆周均匀间隔分布。

9.如权利要求8所述的废物处理装置，其特征在于，所述若干组凸部在所述窑体的轴向交替分布。

10.如权利要求9所述的废物处理装置，其特征在于，所述窑体包括若干窑体模块拼接而成，所述窑体模块上设置有所述凸部。

11.如权利要求10所述的废物处理装置，其特征在于，所述壳体内部设有隔热内衬；所述壳体和所述窑体同心设置。

12.如权利要求11所述的废物处理装置，其特征在于，所述窑体的旋转速度可调；所述窑体倾斜角度设置便于废物自重下沉，所述倾斜角度可调。

Images