CN214683452U - 一种热相分离系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种热相分离系统，包括：导热油加热装置，具有燃烧器和导热油出口；热相分离设备，具有物料室、出气口、进料口和加热腔，加热腔上设置有第一导热油进口，导热油出口与第一导热油进口连通；换热器，具有换热气体进口、不凝气体出口和冷凝液体出口，出气口与换热气体进口连通，以使物料室、换热气体进口以及不凝气体出口处于同一气室内；以及真空泵，具有真空泵入口和真空泵出口，真空泵入口与不凝气体出口连通，能够抽取气室中的气体。通过真空泵在气室内形成真空负压的条件，能够降低对含有机物的固体废物进行热相分离所需要的温度，因此，该热相分离系统可以显著降低设备能耗，进而降低成本。

Description

一种热相分离系统

技术领域

本实用新型涉及物料处理技术领域，尤其涉及一种热相分离系统。

背景技术

热相分离技术最初应用于土壤中有机物污染修复技术，但随着技术的不断改进和完善，其逐步应用于含有机物的固体废物处理领域，热相分离技术可分为直接加热和间接加热技术。其中，间接加热技术是一种利用外界热源产生的高温加热腔体，通过热传递的作用间接加热含有机物的固体废物，将其所含有机物和水分蒸发出来，再经冷凝塔和分离设备实现有机物回收。

现有技术中公开了一种含油污泥的处理系统及使用方法，采用导热油加热和高温烟气分别对间接热解预处理炉和直接热解炉进行加热，并设有油回收设备和净化装置，提高含油污泥热解适应性和提高油回收性能。该方法采用导热油加热和高温烟气加热两种加热方式，设备能耗大，增加了成本。因此，急需开发一种能显著降低设备能耗的热相分离系统。

实用新型内容

本实用新型公开一种热相分离系统，以解决现有技术中热相分离系统和方法设备能耗较大的技术问题。

为了解决上述问题，本实用新型采用下述技术方案：

根据本申请的实施例，提供了一种热相分离系统，包括：导热油加热装置，具有燃烧器和导热油出口；热相分离设备，具有物料室、分别与所述物料室连通的出气口和进料口、用于对所述物料室中的物料进行加热的加热腔，所述加热腔上设置有第一导热油进口，所述导热油出口与所述第一导热油进口连通；换热器，具有相互连通的换热气体进口、不凝气体出口和冷凝液体出口，所述出气口与所述换热气体进口连通，以使所述物料室、所述换热气体进口以及所述不凝气体出口处于同一气室内；以及真空泵，具有真空泵入口和真空泵出口，所述真空泵入口与所述不凝气体出口连通，能够抽取所述气室中的气体。

优选地，所述换热器为列管式换热器。

可选地，所述热相分离设备包括设置在加热腔外周的保温层。

可选地，所述物料室中设置有中空螺旋轴，所述中空螺旋轴具有空心轴和设置在所述空心轴表面上的叶片，所述空心轴具有第二导热油进口和第二导热油排放口，所述第二导热油进口与所述导热油出口连通；所述导热油加热装置还包括循环导热油进口，所述加热腔上还设置有第一导热油排放口，所述第一导热油排放口和所述第二导热油排放口同时与所述循环导热油进口连通。

可选地，所述热相分离系统还包括第一过滤器，所述第一过滤器包括第一过滤气体通道，所述出气口通过所述第一过滤气体通道与所述换热气体进口连通。

优选地，所述第一过滤器为高温陶瓷过滤器。

可选地，所述热相分离系统还包括油箱和水箱，所述冷凝液体出口同时与所述油箱和水箱连通。

可选地，所述热相分离系统还包括冷却设备，所述冷却设备包括冷却介质通道和第一放热液体管道，所述换热器还包括第一吸热液体管道，所述第一放热液体管道与所述第一吸热液体管道收尾相通形成循环回路，所述冷却介质通道被配置为使其内部的冷却介质能够与所述第一放热液体管道内的液体进行换热。

优选地，所述冷却设备为冷却塔。

可选地，所述热相分离系统还包括具有物料容纳腔的出料装置和储料仓；所述出料装置包括处理后物料进口、出料口和设置在所述物料容纳腔内的螺旋输送机构；所述热相分离设备还包括下料口，所述下料口与所述处理后物料进口连通，所述出料口与所述储料仓连通。

可选地，所述出料装置还包括设置在所述物料容纳腔外围的冷却腔，所述冷却腔具有冷却腔进口和冷却腔出口，所述冷却设备还包括第二放热液体管道，所述冷却腔进口和冷却腔出口分别与所述第二放热液体管道的两端连通，所述冷却介质通道内部的冷却介质能够与所述第二放热液体管道内的液体进行换热。

可选地，所述热相分离系统还包括具有不凝气处理装置进气口和不凝气处理装置出气口的不凝气处理装置，所述不凝气处理装置包括彼此气相连通的气液分离器、捕雾器和第二过滤器中的至少一个。

可选地，所述不凝气处理装置包括彼此气相连通的气液分离器、捕雾器和第二过滤器；所述不凝气处理装置进气口设置在所述气液分离器上，所述不凝气处理装置出气口设置在所述第二过滤器上。

优选地，所述捕雾器为折流板捕雾器，所述第二过滤器为斜板过滤器。

可选地，所述热相分离系统还包括进料装置，所述进料装置包括进料斗、设置在所述进料斗下端的进料筛分装置和设置在所述进料筛分装置下方的进料输送带，所述进料输送带的一端与所述进料口相对。

可选地，所述进料装置中还包括磁性体。

可选地，所述真空泵出口与所述燃烧器连通。

本实用新型采用的技术方案能够达到以下有益效果：

采用间接加热的方式，通过真空泵在气室内形成真空负压的条件，能够降低对含有机物的固体废物进行热相分离所需要的温度，因此，该热相分离系统可以显著降低设备能耗，进而降低成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为根据本申请实施例的热相分离系统的结构示意图。

附图标记说明：

1 进料装置

101 进料斗

102 进料筛分装置

103 进料输送带

104 磁性体

2 热相分离设备

201 进料口

202 进料闸板阀

203 中空螺旋轴

2031 空心轴

2032 叶片

204 保温层

205 加热腔

206 物料室

207 下料口

208 出气口

3 出料装置

301 螺旋输送机构

302 出料闸板阀

303 出料口

304 冷却腔

4 储料仓

5 第一过滤器

6 换热器

7 冷却设备

8 导热油加热装置

901 油箱

902 水箱

10 不凝气处理装置

1001 气液分离器

1002 捕雾器

1003 第二过滤器

1004 真空泵

1005 氧气检测器

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图，详细说明本实用新型各个实施例公开的技术方案。

根据本申请的一个实施例，提供了一种热相分离系统，包括：导热油加热装置8，其具有燃烧器和导热油出口；热相分离设备2，具有物料室206、分别与物料室206连通的出气口208和进料口201、用于对物料室206中的物料进行加热的加热腔204，加热腔204上设置有第一导热油进口，导热油出口与第一导热油进口连通；换热器6，具有相互连通的换热气体进口、不凝气体出口和冷凝液体出口，出气口208与换热气体进口连通，以使物料室、换热气体进口以及不凝气体出口处于同一气室内；以及真空泵1004，具有真空泵入口和真空泵出口，真空泵入口与不凝气体出口连通，能够抽取气室中的气体。

在本实施例中，热相分离设备2还可以包括设置在加热腔205外周的保温层204。

在上述实施例中，导热油加热装置8对导热油进行加热，高温导热油进入加热腔205对物料室206内的含有机物的固体废物进行加热，热相分离设备2采用双夹层结构，外层为保温层204，内层为加热腔205，保温层204有利于减少在设备运行中产生的热量损失。在热相分离设备2中，通过导热油对物料室206进行间接加热，可以控制热相分离过程的温度，以在不同阶段分别获得回收有机物和水(例如，在80～100℃获得水蒸气，在200～450℃获得有机物)，且能减少含有机物的固体废物因温度过高而裂解产生的气体，增加一些有机物的附加值，同时减少对排放的污染和资源的浪费。在本实施例中，热相分离设备2的物料室206内可以装有多个感应探头，例如，装有至少一个温度传感器和压力传感器以对物料室206内部的温度和压力进行实时监控，以根据工艺需求，将物料室206内部的温度和压力控制在合适的范围内；同时，通过真空泵1004对热相分离设备2在运行中内部产生的高温混合气进行捕获，并保持内部的真空负压的情况(真空压力≤100mbar，压力可调)，因为，通过设置真空泵1004在实现保持物料室206内负压的同时，还能够抽取物料室206内产生的混合气体。通过在气室内形成真空负压的条件，能够降低热相分离含有机物的固体废物所需要的温度，显著降低设备的能耗；同时，通过控制导热介质(例如本实施例中的导热油)的温度而控制物料室206内的温度，可以实现在热相分离过程使有机物、汞和水蒸汽分段产生的目的，从而提高纯度。

具体地，换热器6可以采用列管式换热器。

进一步地，物料室206中设置有中空螺旋轴203，中空螺旋轴203具有空心轴2031和设置在空心轴2031表面上的叶片2032，空心轴2031具有第二导热油进口和第二导热油排放口，第二导热油进口与导热油出口连通；导热油加热装置8还包括循环导热油进口，加热腔205上还设置有第一导热油排放口，第一导热油排放口和第二导热油排放口同时与循环导热油进口连通。含有机物的固体废物通过中空螺旋轴203在物料室206内运行，由于中空螺旋轴203的空心轴2031内可以通入导热油，因此，中空螺旋轴203既可以起到加热作用，保证含有机物的固体废物均匀受热，又可以起到搅拌作用，出料时可将物料集中到下料口207排出。同时，保温层204有效的减少了热量的损失，提高含有机物的固体废物处理效率。

进一步地，热相分离系统还可以包括第一过滤器5，第一过滤器5可以包括第一过滤气体通道，出气口通过第一过滤气体通道与换热气体进口连通。

具体地，第一过滤器5可以采用高温陶瓷过滤器。通过导热油加热物料室，在物料室内产生的高温混合气经出气口208通过经高温陶瓷过滤器(其中，通入高温氮气进行反吹扫避免堵塞)过滤，再经换热器6降温换热，高温混合气中的水和有机物可以根据控制温度而分段获取，经过高温陶瓷过滤器而沉积收集的颗粒物降温后可以与进料混合后再处理。

进一步地，热相分离系统还可以包括油箱901和水箱902，冷凝液体出口同时与油箱901和水箱902连通。例如，冷凝液体出口通过三通阀同时与油箱901和水箱902连通。因此通过控制导热油的温度，在热相分离过程分阶段产生的有机物和水蒸汽分别冷凝后所得的有机物和水分别进入到缓存油箱901和缓存水箱902中。剩余的不凝气进入不凝气处理装置10中进行处理。

在本实施例中，热相分离系统还可以包括冷却设备7，冷却设备7包括冷却介质通道和第一放热液体管道，换热器6还包括第一吸热液体管道，第一放热液体管道与第一吸热液体管道收尾相通形成循环回路，冷却介质通道被配置为使其内部的冷却介质能够与第一放热液体管道内的液体进行换热。

具体地，冷却设备7可以采用冷却塔。由此，采用风冷的形式在冷却塔中对第一放热液体管道进行冷却，冷却后的介质进一步流至换热器6的第一吸热液体管道内，从而在换热器6中与经过高温混合气体进行换热降温。

进一步地，热相分离系统还可以包括具有物料容纳腔的出料装置3和储料仓4；出料装置3包括处理后物料进口、出料口303和设置在物料容纳腔内的螺旋输送机构301；热相分离设备还包括下料口207，下料口207与处理后物料进口连通，出料口303与储料仓4连通。其中，在下料口207处可以设置出料闸板阀，以通过该出料闸板阀来控制下料口207的开合。

在本实施例中，出料装置3还可以包括设置在物料容纳腔外围的冷却腔304，冷却腔304具有冷却腔进口和冷却腔出口，冷却设备7还包括第二放热液体管道，冷却腔进口和冷却腔出口分别与第二放热液体管道的两端连通，冷却介质通道内部的冷却介质能够与第二放热液体管道内的液体进行换热。

在上述实施例中，换热器6和冷却设备7形成换热模块，通过冷却液对换热器6中的油水混合汽和出料装置3中的出料进行换热降温，冷却液换热后温度升高，进而在诸如冷却塔的冷却设备7中通过风冷的形式冷却降温，降温后的冷却液继续对换热器6中的油水混合汽和出料装置3中的出料进行换热降温。

进一步地，热相分离系统还可以包括具有不凝气处理装置进气口和不凝气处理装置出气口的不凝气处理装置10，不凝气处理装置10包括彼此气相连通的气液分离器1001、捕雾器1002和第二过滤器1003中的至少一个。具体到本实施例，不凝气处理装置10可以包括彼此气相连通的气液分离器1001、捕雾器1002和第二过滤器1003；不凝气处理装置进气口设置在气液分离器1001上，不凝气处理装置出气口设置在第二过滤器1003上。

具体地，捕雾器1002可以采用折流板捕雾器，第二过滤器1003可以采用斜板过滤器。通过使自换热器6排出的不凝气依次经过气液分离器1001、捕雾器1002和第二过滤器1003，气液分离器1001可以去除不凝气携带的液体，捕雾器1002可以去除不凝气携带的液体和粉尘等固体颗粒，第二过滤器1003可以进一步去除不凝气携带的粉尘等固体颗粒，从而实现对不凝气的净化处理。

在本实施例中，热相分离系统还可以包括进料装置1，进料装置1包括进料斗101、设置在进料斗下端的进料筛分装置102和设置在进料筛分装置102下方的进料输送带103，例如，进料输送带103可以采用进料皮带的形式。进料输送带103的一端与进料口201相对，以将物料通过进料口输送至热相分离设备2的物料室206内。进料筛分装置102筛分块状的含有机物的固体废物，将粒径合适的含有机物的固体废物输送至热相分离设备中。其中，进料口201处可以设置进料闸板阀202以控制进料口201的开合。

进一步地，进料装置1中还可以包括磁性体104，例如，磁性体104可以为电磁块，用于去除含有机物的固体废物中所含铁屑、铁丝等物质。

在本实施例中，真空泵出口与导热油加热装置8的燃烧器连通。处理后的不凝气由真空泵1004抽吸至导热油锅炉8中燃烧。其中，为了避免由于处理后的不凝气中氧气含量过高带来的安全隐患，不凝气处理装置10中可以包括氧气检测器1005，氧气检测器1005可以设置在真空泵出口管线处，以检测通过不凝气处理装置10处理后的不凝气中的氧气含量，当氧含量过高时，调整真空泵的工作频率，以避免氧含量过高带来的安全隐患。

在本实施例中，物料的处理过程为：进料输送带103输送含有机物的固体废物由热相处理设备2上方的进料口201经进料闸板阀202直接进入热相分离设备2的物料室206中，通过外界差速电机带动中空螺旋轴203转动对物料进行搅拌，中空螺旋轴203的2031空心轴内部可通入导热油以增大换热面积，使含有机物的固体废物在物料室206内转动受热均匀，保证所含有机物和汞等物质能够充分挥发出来，处理后的含有机物的固体废物由下料口207，经出料装置3的出料闸板阀302、出料口303，最后到达储料仓4。

在物料室206内产生的高温混合气的处理过程为：高温混合气经出气口208进入第一过滤器5，在第一过滤器5中过滤除去高温混合气中的固体颗粒物，再经换热器6降温换热，高温混合气中的水和有机物可以根据控制温度而分段获取，冷凝后所得的有机物和水分别进入到油箱901和水箱902中。在换热器6中未被冷凝的不凝气进入不凝气处理装置10，经过气液分离器1001、捕雾器1002、过滤器1003处理后通过真空泵1004抽吸至导热油加热装置8的燃烧器中燃烧。

可见，在本申请中，采用间接加热的方式，通过设置真空泵在气室内形成真空负压的条件，能够降低热相分离含有机物的固体废物所需要的温度，显著降低设备的能耗；主炉体采用双夹层结构，内层为加热腔，外层为保温层，保温层有效的减少了热量的损失，提高含有机物的固体废物处理效率。通过控制导热介质的温度而控制炉体内的温度，可以实现在热相分离过程使有机物、汞和水蒸汽分段产生的目的，从而提高回收物的纯度。

综上所述，本专利通过以上方法及装置的实施，可有效解决现有设备普遍存在的能耗高、热量损失大等问题。上述热相分离系统与该热相分离方法高度匹配，不仅可以实现含有机物的固体废物的高效热相分离处理，还可以保证油水分阶段进行分离，同时还可以保证整个过程污染物的处理指标和要求。

本实用新型上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (13)

1.一种热相分离系统，其特征在于，包括：

导热油加热装置，具有燃烧器和导热油出口；

热相分离设备，具有物料室、分别与所述物料室连通的出气口和进料口、用于对所述物料室中的物料进行加热的加热腔，所述加热腔上设置有第一导热油进口，所述导热油出口与所述第一导热油进口连通；

换热器，具有相互连通的换热气体进口、不凝气体出口和冷凝液体出口，所述出气口与所述换热气体进口连通，以使所述物料室、所述换热气体进口以及所述不凝气体出口处于同一气室内；以及

真空泵，具有真空泵入口和真空泵出口，所述真空泵入口与所述不凝气体出口连通，能够抽取所述气室中的气体。

2.根据权利要求1所述的热相分离系统，其特征在于，所述热相分离设备包括设置在加热腔外周的保温层。

3.根据权利要求1所述的热相分离系统，其特征在于，所述物料室中设置有中空螺旋轴，所述中空螺旋轴具有空心轴和设置在所述空心轴表面上的叶片，所述空心轴具有第二导热油进口和第二导热油排放口，所述第二导热油进口与所述导热油出口连通；

所述导热油加热装置还包括循环导热油进口，所述加热腔上还设置有第一导热油排放口，所述第一导热油排放口和所述第二导热油排放口同时与所述循环导热油进口连通。

4.根据权利要求1所述的热相分离系统，其特征在于，还包括第一过滤器，所述第一过滤器包括第一过滤气体通道，所述出气口通过所述第一过滤气体通道与所述换热气体进口连通。

5.根据权利要求1所述的热相分离系统，其特征在于，还包括油箱和水箱，所述冷凝液体出口同时与所述油箱和水箱连通。

6.根据权利要求1所述的热相分离系统，其特征在于，还包括冷却设备，所述冷却设备包括冷却介质通道和第一放热液体管道，所述换热器还包括第一吸热液体管道，所述第一放热液体管道与所述第一吸热液体管道收尾相通形成循环回路，所述冷却介质通道被配置为使其内部的冷却介质能够与所述第一放热液体管道内的液体进行换热。

7.根据权利要求6所述的热相分离系统，其特征在于，还包括具有物料容纳腔的出料装置和储料仓；

所述出料装置包括处理后物料进口、出料口和设置在所述物料容纳腔内的螺旋输送机构；

所述热相分离设备还包括下料口，所述下料口与所述处理后物料进口连通，所述出料口与所述储料仓连通。

8.根据权利要求7所述的热相分离系统，其特征在于，所述出料装置还包括设置在所述物料容纳腔外围的冷却腔，所述冷却腔具有冷却腔进口和冷却腔出口，所述冷却设备还包括第二放热液体管道，所述冷却腔进口和冷却腔出口分别与所述第二放热液体管道的两端连通，所述冷却介质通道内部的冷却介质能够与所述第二放热液体管道内的液体进行换热。

9.根据权利要求1所述的热相分离系统，其特征在于，还包括具有不凝气处理装置进气口和不凝气处理装置出气口的不凝气处理装置，所述不凝气处理装置包括彼此气相连通的气液分离器、捕雾器和第二过滤器中的至少一个。

10.根据权利要求9所述的热相分离系统，其特征在于，所述不凝气处理装置包括彼此气相连通的气液分离器、捕雾器和第二过滤器；

所述不凝气处理装置进气口设置在所述气液分离器上，所述不凝气处理装置出气口设置在所述第二过滤器上。

11.根据权利要求1所述的热相分离系统，其特征在于，还包括进料装置，所述进料装置包括进料斗、设置在所述进料斗下端的进料筛分装置和设置在所述进料筛分装置下方的进料输送带，所述进料输送带的一端与所述进料口相对。

12.根据权利要求11所述的热相分离系统，其特征在于，所述进料装置中还包括磁性体。

13.根据权利要求1所述的热相分离系统，其特征在于，所述真空泵出口与所述燃烧器连通。

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