工业有机固废高温热解气化一体化设备论文和设计-魏晓明

全文摘要

本实用新型公开了一种工业有机固废高温热解气化一体化设备，包括热裂解反应器装置主体，所述热裂解反应器装置主体内设有热裂解主反应管，所述热裂解主反应管（4）外部分组均匀缠绕有磁感加热线圈（1），所述磁感加热线圈（1）与所述热裂解主反应管（4）之间设置保温层（7）；所述磁感加热线圈（1）自身带有冷却系统；所述将磁感线圈分别设置为不同组别；本实用新型的优点在于：采用电磁感应加热为工业有机固废进行高温热裂解提供热量，通过高效自发热及保温，使得整个加热处理系统热效率提高，有效的避免了传统热解间接加热与裂解设备体积庞大，撒热面大等易损失热量的情况。

主设计要求

1.工业有机固废高温热解气化一体化设备，其特征在于：包括热裂解反应器装置主体，所述热裂解反应器装置主体内设有热裂解主反应管，所述热裂解主反应管（4）外部分组均匀缠绕有磁感加热线圈（1），所述磁感加热线圈（1）与所述热裂解主反应管（4）之间设置保温层（7）；所述磁感加热线圈（1）自身带有冷却系统；所述将磁感线圈分别设置为不同组别；所述热裂解主反应管（4）水平设置在所述热裂解反应器装置主体中，所述热裂解主反应管（4）内部设置有螺旋推进装置（3），所述热裂解主反应管（4）一侧设置有进料口（5），另一侧设置有燃气排放口（2）；所述螺旋推进装置（3）与螺旋推装置传动动力来源（6）传动相连；所述热裂解主反应管（4）下方设有出料口（8），所述出料口（8）下方连接出料冷却绞龙（9），所述出料冷却绞龙（9）设有外部冷却水套（10）；所述出料冷却绞龙（9）与出料冷却绞龙动力来源（11）传动相连。

设计方案

所述热裂解主反应管（4）水平设置在所述热裂解反应器装置主体中，所述热裂解主反应管（4）内部设置有螺旋推进装置（3），所述热裂解主反应管（4）一侧设置有进料口（5），另一侧设置有燃气排放口（2）；所述螺旋推进装置（3）与螺旋推装置传动动力来源（6）传动相连；

所述热裂解主反应管（4）下方设有出料口（8），所述出料口（8）下方连接出料冷却绞龙（9），所述出料冷却绞龙（9）设有外部冷却水套（10）；所述出料冷却绞龙（9）与出料冷却绞龙动力来源（11）传动相连。

2.根据权利要求1所述的工业有机固废高温热解气化一体化设备，其特征在于：所述磁感加热线圈（1）分为2-6组均匀缠绕在所述热裂解主反应管（4）外部，加热温度在300℃到900℃之间。

3.根据权利要求1所述的工业有机固废高温热解气化一体化设备，其特征在于：所述热裂解主反应管（4）采用专有磁感材料铸造而成，直径在200毫米到800毫米之间，长度在1米到6米之间，耐高温抗变形。

4.根据权利要求1所述的工业有机固废高温热解气化一体化设备，其特征在于：所述螺旋推进装置（3）采用间断叶片式螺旋推进结构，叶片为中空环状扇形片，采用单条耐高温钢带进行连接加固。

5.根据权利要求1所述的工业有机固废高温热解气化一体化设备，其特征在于：所述螺旋推进装置（3）转速在0.5-20转\/分钟。

6.根据权利要求1所述的工业有机固废高温热解气化一体化设备，其特征在于：所述出料冷却绞龙（9）的轴部采用空心结构。

7.根据权利要求1所述的工业有机固废高温热解气化一体化设备，其特征在于：所述热裂解主反应管（4）为圆筒状，所述的磁感加热线圈（1）、螺旋推进装置（3）和热裂解主反应管（4）呈同心圆状排列。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种磁感加热热解气化设备，具体地说是一种工业有机固废高温热解气化一体化设备，属于热解气化设备领域。

背景技术

我国工业有机固废行业目前处于初期阶段，管理体系尚不够健全，统计数据与企业管理也仍需进一步完善，可以说，工业有机固废行业处于“家底未摸清”的状态。

2014我国工业有机固废综合利用率为56%，处置率为25.2%，但该值因为统计基数偏小等原因而偏高。据中国环境报《我国危险废物利用处置量仅占产生量15%》文章显示，“据专家研究估算，我国工业有机固废产生量约为1亿吨\/年，而每年工业有机固废经营单位实际的利用处置量仅为1500万吨左右，危险废物利用处置量仅占产生量的15%。”该数据源的信息，与2014年的大中型城市工业有机固废实际处置量的数据较为一致，大中城市的实际处理处置量仅为1387万吨\/年，大中城市也是工业有机固废处置的主力军。故说明还有很大部分的工业有机固废流失在环境中，或被没有资质的企业接收、消纳。急需规范行业，降低环境风险。2011年，集中处置的危险废物是260万吨，其中50%以上的是焚烧，46%进入填埋场。工业有机固废的无害化处置缺口还很大。

随着 2016 年新版危险废弃物名录的出台，以及“十三五”期间大力发展环保产业，危险废弃物处理行业有望迎来更大的发展机遇，工业有机固废处理企业未来前景十分光明。

中国工业有机固废集中化处置市场高度分散。两种主流处置方式中,填埋量相对较少，约占总处理量的 1\/4，焚烧量占总处理量的 1\/2 左右。由于工业有机固废处理难度较大，工业有机固废处理价格基本维持在一个相对较高的水平。从各地的工业有机固废处理定价来看，填埋处理的价格一般在2000-4000 元\/吨，焚烧处理的价格一般在 2000-5000元\/吨，各地价格差异较大，主要是受工业有机固废产量与处理量缺口大小影响。

而现有工业有机固废处理所采用的加热技术主要为燃油或者天然气为燃料进行加热。未来，随着能源的枯竭，以消耗石油、煤、天然气等传统不可再生能源为主要加热方式的技术成本将越来越高。传统燃煤、燃油及燃气设备由于生产工艺落后，运行效率低，生态平衡破坏性大，环境污染严重，最终会被淘汰出局，而利用电加热等方式不仅效率高，而且清洁环保，必将成为主流。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型设计了一种工业有机固废高温热解气化一体化设备，采用电磁感应加热为工业有机固废进行高温热裂解提供热量，通过高效自发热及保温，使得整个加热处理系统热效率提高，有效的避免了传统热解间接加热与裂解设备体积庞大，撒热面大等易损失热量的情况。

本实用新型的技术方案为：

工业有机固废高温热解气化一体化设备，包括热裂解反应器装置主体，所述热裂解反应器装置主体内设有热裂解主反应管，所述热裂解主反应管外部分组均匀缠绕有磁感加热线圈，所述磁感加热线圈与所述热裂解主反应管之间设置保温层；

所述磁感加热线圈自身带有冷却系统；

所述将磁感线圈分别设置为不同组别，由此可以实现热解过程的分段分时控制；

所述热裂解主反应管水平设置在所述热裂解反应器装置主体中，所述热裂解主反应管内部设置有螺旋推进装置，所述热裂解主反应管一侧设置有进料口，另一侧设置有燃气排放口；所述螺旋推装置与螺旋推装置传动动力来源传动相连，实现螺旋推进装置的缓慢旋转；

所述热裂解主反应管下方设有出料口，所述出料口下方连接出料冷却绞龙，所述出料冷却绞龙设有外部冷却水套，采用间接冷却方式用循环水进行冷却；所述出料冷却绞龙与出料冷却绞龙动力来源传动相连。

工作时，将经预处理后的工业有机固体废弃物原料由进料口经螺旋推进装置输送至热裂解主反应管内部；热裂解主反应管外部为磁感加热线圈，通过电磁感应形成磁场，使得热裂解主反应管自身发热，为工业固体有机废弃物原料加热提供能量，使其达到300℃-900℃的高温进行分解减量。工业有机固体废弃物原料首先在热裂解主反应管内部进行热解，由螺旋推进装置进行原料的翻转搅拌及推进。热解所产燃气通过燃气排放口排出进行利用，所产生的热解残渣通过出料口进入下方出料冷却绞龙，此时出料口兼具气体物料密封的作用，使得燃气不会从下方出料冷却绞龙跑掉。此后，残渣通过出料冷却绞龙的外部冷却水套被冷却到室温稳定排出。

进一步的，所述磁感加热线圈为电磁感应式加热原理，分为2-6组均匀缠绕在所述热裂解主反应管外部，加热温度在300℃到900℃之间。

进一步的，所述热裂解主反应管采用专有磁感材料铸造而成，可提高电磁感应效率，直径在200毫米到800毫米之间，长度在1米到6米之间，耐高温抗变形。

进一步的，所述螺旋推进装置采用间断叶片式螺旋推进结构，叶片为中空环状扇形片，采用单条耐高温钢带进行连接加固。

进一步的，所述螺旋推进装置转速控制在0.5-20转\/分钟。

进一步的，所述出料冷却绞龙的轴部采用空心结构，减少重量的同时还在空心轴中通循环冷却水加强冷却效果。

进一步的，所述热裂解主反应管为圆筒状，所述的磁感加热线圈、螺旋推进装置和热裂解主反应管呈同心圆状排列。

本实用新型的优点在于：采用电磁感应加热为工业有机固废进行高温热裂解提供热量，通过高效自发热及保温，使得整个加热处理系统热效率提高，有效的避免了传统热解间接加热与裂解设备体积庞大，撒热面大等易损失热量的情况。

相对于天然气与燃油，电磁感应加热，具有成本低、无污染，加热方式等优点，因此利用电磁感应线圈作为工业有机固废进行高温热裂解的加热源，可以降低运行成本较低，提高整个发生系统的热效率。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为图1的A-A面的剖视图；

图中：1、磁感加热线圈；2、燃气排放口；3、螺旋推进装置；4、热裂解主反应管；5、进料口；6、螺旋推装置传动动力来源；7、保温层；8、出料口；9、出料冷却绞龙；10、外部冷却水套；11、出料冷却绞龙动力来源。

具体实施方式

以下对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1所示，一种工业有机固废高温热解气化一体化设备，包括热裂解反应器装置主体，所述热裂解反应器装置主体内设有热裂解主反应管，所述热裂解主反应管4外部分组均匀缠绕有磁感加热线圈1，所述磁感加热线圈1与所述热裂解主反应管4之间设置保温层7，所述磁感加热线圈1自身带有冷却系统（所述冷却系统为通过水泵进行循环的冷水盘管，随加热磁感线圈一起缠绕在主体加热管外部，具体功能是为加热线圈降温，确保加热线圈不过热烧坏）；采用将磁感线圈分别设置为不同组别（通过加热线圈缠绕时进行分组，或者叫分段，每一段单独通电，单独控制。），由此可以实现热解过程的分段分时控制（通过各个组别的加热线圈不同时间的开启和关闭实现分时分段控制加热管的区域温度）。

所述热裂解主反应管4水平设置在所述热裂解反应器装置主体中，所述热裂解主反应管4内部设置有螺旋推进装置3，所述热裂解主反应管4一侧设置有进料口5，另一侧设置有燃气排放口2；所述螺旋推装置3与设有螺旋推装置传动动力来源6，所述螺旋推装置传动动力来源设置在所述热裂解反应器装置主体的右侧，通过链条传动，实现螺旋推进装置3的缓慢旋转；

所述热裂解主反应管4下方设有出料口8，所述出料口8下方连接出料冷却绞龙9，所述出料冷却绞龙9设有外部冷却水套10，采用间接冷却方式用循环水进行冷却。所述出料冷却绞龙9与出料冷却绞龙动力来源11传动相连。

工作时，将经预处理后的工业有机固体废弃物原料由进料口5经螺旋推进装置3输送至热裂解主反应管4内部；热裂解主反应管4外部为磁感加热线圈1，通过电磁感应形成磁场，使得热裂解主反应管4自身发热，为工业固体有机废弃物原料加热提供能量，使其达到300℃-900℃的高温进行分解减量。工业有机固体废弃物原料首先在热裂解主反应管4内部进行热解，由螺旋推进装置3进行原料的翻转搅拌及推进。热解所产燃气通过燃气排放口2排出进行利用，所产生的热解残渣通过出料口8进入下方出料冷却绞龙9，此时出料口8兼具气体物料密封的作用（通过绞龙满管的物料，将空气隔绝，达到密封的作用，主要因为残渣中很有可能有单质碳，早温度较高时遇到空气会自燃，所以采用冷却下来的物料自身密封隔绝空气），使得燃气不会从下方出料冷却绞龙9跑掉。此后，残渣通过出料冷却绞龙9的外部冷却水套10被冷却到室温稳定排出。

所述磁感加热线圈1为电磁感应式加热原理，分为2-6组均匀缠绕在所述热裂解主反应管4外部，加热温度在300℃到900℃之间。

所述热裂解主反应管4采用磁感材料铸造而成，可提高电磁感应效率，直径在200毫米到800毫米之间，长度在1米到6米之间，耐高温抗变形。

所述螺旋推进装置3采用间断叶片式螺旋推进结构，叶片为中空环状扇形片，采用单条耐高温钢带进行连接加固。

所述螺旋推进装置3转速控制在0.5-20转\/分钟。

所述出料冷却绞龙9的轴部采用空心结构，减少重量的同时还在空心轴中通循环冷却水加强冷却效果。

所述热裂解主反应管4为圆筒状，所述的磁感加热线圈1、螺旋推进装置3和热裂解主反应管4呈同心圆状排列。

本发明的新型卧式磁感加热工业有机固废高温热解气化一体化设备，采用磁感线圈加热，将磁感线圈分别设置不同组别，由此实现工业有机固废高温热裂解的分段分时控制。充分发挥磁感加热直接、灵活的特点，克服了现有采用燃煤及燃气直接燃烧加热等技术的热效率低下，加热点难控等问题。提高了热效率，同时采用清洁的电能加热减少了CO_{2<\/sub>与SO_{2<\/sub>等有害气体及烟尘的污染，是真正意义上的绿色高效加热方式。同时大大减少了直接燃烧加热的尾气排放不达标以及携带大量热能难利用等问题。}}

设计图

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