CN1118665C - 内部加热的废料高温分解旋转加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于对固体物料进行热处理的一种加热炉。它包括：一旋转件，所述固体物料在旋转件内纵向地循环流动；一加热所述物料的装置，该装置在加热炉内纵向延伸。所述固体物料在旋转件内部朝前运动通过约旋转件的两个长度。本发明的加热装置是固定的，作为固体物料的流动通道并对其进行预加热。更确切地讲，加热装置同轴地设置在旋转件的内部，使得在由加热装置界定的轴向区域内的固体物料具有最高的温度。

Description

内部加热的废料高温分解旋转加热炉

本发明涉及用于固定物料热处理的加热炉领域，尤其涉及用来处理诸如各种废料的固体物料的高温分解(或热解)加热炉。

有关的加热炉通常是圆筒形的，并绕其对称轴线旋转。高温分解所需的热输入可由与被处理固体物料接触或不接触的固体或气体构成。

编号为FR-2,668,774的专利揭示一种可用高温分解供气燃烧器在加热炉外面进行加热的高温分解加热炉；而在另一实施例中，是使载热固体与加热炉内的被高温分解的废料接触。那么就还需要另一个加热载热固体的反应装置。

这种类型的装置需要一个复杂的实现过程，并已证明是一种能量消耗大的装置。

此外，许许多多的连接使得这种装置成本较高，可靠性差，尤其是热效率低。

部分解决这些问题的一种办法是例如使加热炉更紧凑。编号为DE2903280的专利文件揭示一种紧凑的旋转加热炉，其中被处理的废料先通过一第一旋转筒，随后通过一与该筒同轴的旋转环。废料由绕旋转筒循环流动的载热气体加热。一外部旋转套壳限定着加热区。

尽管这种装置由于其紧凑而达到了较高的热效率，但其仍然很复杂，尤其表现在其旋转筒的形状上；而且，由于加热装置和烟气排出装置不是固定的，其连接方面可能出现某些问题。这种类型的装置，与大多数已有技术的旋转加热炉一样，都只能看作是外部间接加热的旋转加热炉。

本发明提出了对已有技术高温分解旋转加热炉的一种改进。

由于本发明的旋转筒很简单，其在结构方面有某些优点。

而且，仅有一个部件是旋转的，因而简化了连接。

另外，在运行过程中，本发明可以避免由大块的、不活泼的或还没有热软化的固体所引起的阻塞问题。烧附的风险几乎不存在，或者说，相对于已有技术的系统非常明显地减少了。

本发明的装置的进入和拆装尤其方便，这一点对操作者来说很重要，也是受其欢迎的。

最后，本发明之装置的热效率因其非常紧凑而极大地提高了。

本发明之装置的热效率还由于其最高温度局限在系统的中央部分而更加高了。

作为对比，编号为DE2,903,280的专利文件中，最热区域是在装置的周边部分，它于热量损失是不利的。

本发明的上述目的、优点和改进是用这样一种用于固体物料的热处理的加热炉来达到，它包括一旋转件和一固体物料加热装置，固体物料在旋转件内纵向地循环流动，固体物料加热装置在加热炉内纵向延伸，固体物料在旋转件内部朝前运动通过约其两个长度。

本发明的加热装置是固定的，用作引导固体物料流动的通道以及确保对物料进行预加热和/或加热。

更确切地讲，加热装置是固定的，同轴地设置在旋转件内，使得在由加热装置界定的轴向区域内的固体物料具有最高的温度。

有利的是，加热装置包括至少一个管状构件，其一个或若干支管平行于加热炉的纵向轴线，一个或若干支管用隔板连接起来，连接成的组合件大体呈圆筒形。

这种布局可达到非常好的热效率。

用一种载热流体在加热装置内以与固体物料同向流动和/或逆向流动的方式循环流动，也不偏离本发明的范围。

可取的是，本发明的加热炉可以包括相互独立供热的多个管状构件。

与旋转加热的情况相比，本发明的加热炉由于采用一固定的加热系统而更容易重复利用热的流体。这是提高本发明之装置的高效工作性能的另一途径，因为所产生的烟气的显热可以有效地回收。

加热装置可以由一个外周或内周布置有一些电阻元件的大致呈圆筒状部件构成，这也不偏离本发明的范围。

通过结合附图阅读下文以非限制性实例给出的描述，本发明的其它详细内容、特点和优点将会变得很清楚。

图1是本发明之装置的一简化纵向剖面示意图；

图2是沿图1中之A-A截取的本发明之装置的示意图。

图1所示的这种加热炉包括一轴线为水平的或根据固体物料的装卸和流动的需要而稍有倾斜的旋转筒1。此旋转筒安装于例如滚动件2上，滚动件2固定于一基础3以支承加热炉装置的主体部分。该旋转筒配置有一组件4，组件4可使其以一最好在每分钟0.1和20转之间的一速度旋转。

旋转筒1通过一接合件6连接于一固定部件5，接合件6在加热炉内部环境和外界之间建立一种完整的密封。接合件6可以是本技术领域的熟练人员所了解的一种旋转密封件。该固定部件5包括一供旋转筒内产生的气体流出的出口7和一供处理后形成的固体流出的出口8。

固定部件5支承着一个有一端部或称出口9a的、大体上呈圆筒状的加热装置9。加热装置9最好延伸于旋转筒1的几乎整个长度。加热装置9用来加热炉子的内部，并用作被处理废料从进入端流向旋转筒1的与之相反的那一端的通道。废料来自装料斗或任何存放装置10。废料由一例如图1所示的推杆驱动的装置11或用本技术领域的技术人员所了解的任何其它装置(例如螺旋送料机)、以一可控流速送入加热炉。

从装料斗到加热炉的传送通过一管道12，在管道12内，如果废料在原始状态表现为体积松大，它将被或多或少地压实。废料在固定件9中以有点像紧密的活塞移动的流动状态向前运动，同时被预加热。在加热装置9的端部9a处，废料因重力而落入旋转筒内，并纵向地逐渐向出口8流动。这样，废料在加热炉内走了一个来回。

如图2所示，加热装置9可由一组由隔板21相互连接起来的管件20构成，以形成一基本呈圆筒状的、完全连续的装置。

管件最好以2、4、6等个数组成一组，构成U形，热的流体在其中流动或一燃烧过程在其中进行。这些U形组件连接于一收集器13，收集器13紧固于固定部件5或设置于靠近固定部件5。

收集器13包括一用于供给热流体或空气和燃料的区域13a，以及一用于排放冷流体或烟气的区域13b。千万不要使在一面的用来加热管子20的流体或烟气与在另一面的包含在旋转筒1和固定部件5内的气体接触。

在图2的情况中，加热装置9由具有两种类型的管子20的简单U形件构成：流体在其中的流动方向与废料在装置9内的流动方向相同的管子22，和位于各管子22之间的、流体在其中的流动方向与废料在装置9内的流动方向相反的管子23。

可以例如通过气体燃料的燃烧来加热管子。

气体燃料可以是天然气或者甚至是由废料高温分解产生的气体，这类气体最好经过预先处理，以除去可能导致不希望的脏污现象的焦油和颗粒。

以上描述当然不是限制性的。加热装置9也可以由一大体上呈圆筒形的、装有例如许多电阻的电加热装置的管子构成，电阻可以螺旋地绕在该管子内，并有位于外面的接头连接于供电箱。

本发明的加热炉最好是用来在50和900℃之间的温度范围内处理废料，在加热炉出口处高温分解产物的最终温度最好在400至600℃的范围内。加热装置9可达到的温度在100至2000℃的范围内，最好是在600至1000℃之间。管子20、21和22确保废料一边由加热装置9的内表面给予第一次加热(或预加热)一边在装置9内向前移动。当预加热的废料离开装置9时，由装置9的外表面继续给废料加热。装置9的外表面通过辐射把热能直接施加于废料，或由旋转筒1的内壁反射到废料上，废料的加热就由加热装置9的外表面完成。

如图1所示，装置9的内侧面或外侧面的一部分可用一隔热护罩14包围起来，以控制和限制在系统之任一点的热输入。

用于加热，本发明之加热炉意味着应优先应用热流体或例如天然气或除去了焦油和其它颗粒的高温分解气体的清洁燃料。

热流体也可以是空气，例如在锅炉燃烧原料的高温分解气体内被预热到500至1000℃温度范围内的空气，这也不偏离本发明的范围。

以上叙述表明，与包括一由多个燃烧器或围绕的载热流体从外部加热的旋转筒的已有技术装置相比，本发明具有某些显著的优点。

更确切地讲：

不用外部加热装置可减少投资费用，且由于至少两个原因可以肯定地减少热量损失：装置的最热点是在其中央而不是在其外周；以及由于不存在围绕旋转筒的套壳，各热的部件的外表面大大地减少了。

一方面由于大大地减少了热损失，另一方面由于用于加热的烟气或热流体是被完善地以管道引导，并且可以重复利用而不会在处理过程的其它点出现任何问题。因此，本发明可使装置的能量利用效率明显提高。而在已有技术的系统中，由不可避免的附加空气吸入造成的烟气稀释相当程度地限制了废料所含能量的最佳利用的可能性。

而且，本发明可以对组成加热装置的各不同管件独立地供热，这为控制和调节旋转筒的加热提供了较大的方便。

另外，本发明的加热炉表现出是一套热惯性较低的装置，它能很快启动，也增加了万一突然停止时的安全状态。相比之下，当已有技术的加热炉由于高温分解气体燃烧炉的意外事故而不得不立即停止时，积聚在耐火材料内的所有热能还在加热旋转筒，高温分解继续进行，产生的燃气不能烧掉，这可能会出现暴炸情况。本发明的加热装置的热惯性低得多，热流体或燃料供入可即刻停止，高温分解过程也能在较短的时间内停止。

除此以外，对于一定功率而言，本发明的旋转筒比已有技术的加热炉小，因此本发明实现了加热炉的设计结构和建造的简化。再者，用一单个密封件取代了已有技术中的两个，这简化了最终的热膨胀问题。本发明的旋转筒连接于一单个固定点，而已有技术装置的旋转筒通常连接于两个固定点。

Claims (8)

1.一种用于固体物料的热处理的加热炉，它包括一个所述固体物料在其内纵向循环流动的旋转件(1)和一个在加热炉内纵向延伸用于加热所述固体物料的加热装置(9)，所述固体物料在旋转件(1)内向前移动通过约其两个长度，其特征在于，加热装置(9)是空心的和固定的，用作引导固体物料在其外面和里面移动的管道，并对其进行预加热和/或加热。

2.如权利要求1所述的加热炉，其特征在于，加热装置(9)同轴地设置在旋转件(1)内，使得在由加热装置限定的轴向区域内的固体物料具有最高的温度。

3.如权利要求1所述的加热炉，其特征在于，所述加热装置(9)包括至少一个管状件(22，23)，其一个或多个支管与加热炉的纵向轴线平行，其特征在于，一个或多个支管用隔板(21)连接起来，连接成的组件基本上呈圆筒形。

4.如权利要求3所述的加热炉，其特征在于，一种载热流体在加热装置(22，23)内流动，其流动方向与固体物料流向相同和/或相反。

5.如权利要求3所述的加热炉，其特征在于，各管件(22，23)相互独立地供热。

6.如权利要求1所述的加热炉，其特征在于，它还包括一用于排放旋转件(1)中产生的气体的第一固定装置(7)和一用于排出热处理后形成的固体颗粒的第二固定装置(8)。

7.如权利要求1所述的加热炉，其特征在于，加热装置(9)构成一基本上呈圆筒形的、绕其周围或在其内侧设置有电阻元件的部件。

8.如权利要求1所述的加热炉，其特征在于，它还包括一围绕所述加热装置(9)的隔热部件(14)。