一種物料多級處理的烘干或熱裂解方法與流程

本發(fā)明屬于適用于油泥砂、塑料廢料及含有塑料成分的廢料、漿料等能通過受熱其中一部分成份轉化為氣態(tài)的所有物料的烘干、熱裂解裝置，尤其涉及一種物料多級處理的烘干或熱裂解方法。

背景技術：

現有的適用于油泥砂、塑料廢料及含有塑料成分的廢料、漿料等能通過受熱其中一部分成份轉化為氣態(tài)的所有物料的烘干或熱解設備，主要由安裝連接在一起的固定床、流化床、回轉窯、燒蝕床、熔融浴等構成，為油泥砂、塑料廢料及含有塑料的處理發(fā)揮了作用，但其同時存在著如下的缺點或不足：①工業(yè)化應用的成功率十分有限；②尚沒有可以適合大規(guī)模工業(yè)化生產的設備，城市生活垃圾的熱裂解處理則是更不盡如人意；③大部分含固量較大的物料熱裂解的研究還只局限在實驗室階段，面臨著技術環(huán)節(jié)和經濟效益等難題的阻礙，技術也尚不成熟；④現有的大部分熱裂解反應設備是在氣態(tài)下進行熱裂解，含固量較大的物料在熔融狀態(tài)后，粘結在反應罐壁，發(fā)生焦化，不但影響傳熱，使之無法有效進行熱裂解，同時焦化的產物也無法去除，帶來諸多難以處理的問題；⑤由于含固量較大物料傳熱過程的復雜性，以及其在管程內位置的不同，所以垃圾并不是全部都在恒定溫度下進行熱裂解反應的，特別是處于中心位置的物料不能真正的得到熱裂解反應，因此，反應及處理效果極差，甚至難以處理。

技術實現要素：

本發(fā)明針對上述的問題，設計了一種物料多級處理的烘干或熱裂解方法，采用第一管程至N個管程連續(xù)加熱處理的多管程、防爆、出料密封的結構，有效地克服或避免上述現有技術中存在的缺點或不足。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為，

一種物料多級處理的烘干或熱裂解方法，具體包括以下步驟：

步驟一，利用物料處理裝置對待處理物料進行烘干或者熱裂解處理

a、首先對物料處理裝置中的爐膛做加熱處理；

b、再將待處理物料從物料處理裝置的進料口放入到管程內，該待處理物料由于受到第一管程機構、第二管程機構、第三管程機構以及第N管程機構作用力的作用依次經過上述管程機構；

c、待處理物料在步驟a中的管程機構進行烘干或裂解，并產生蒸汽，與此同時，物料處理裝置上的溫度傳感器以及壓力傳感器對管程內部進行實時監(jiān)測，以保證整個處理過程的安全性；

步驟二，是將物料處理裝置內的蒸汽和“產物”進行區(qū)別收集處理

d、管程內產生的蒸汽經過物料處理裝置頂部的蒸汽出口管道排出；

e、蒸汽沿著蒸汽出口管道經冷凝器冷凝后，進入到真空泵中進行保存，物料剩余的“產物”將會從物料處理裝置上的出料口中排出；

其中，上述步驟中提到的物料處理裝置包括真空泵、冷凝器、蒸汽出口管道、溫度傳感器、壓力傳感器、密封頂板、防爆孔、爐膛、進料口、拔料片、第一管程機構、第二管程機構、第三管程機構、第N管程機構、螺旋片和出料口，所述爐膛上部并行排列安裝有第一管程機構至第N管程機構，各管程上安裝有密封頂板，該密封頂板上順次安裝有蒸汽出口管道、溫度傳感器、壓力傳感器、防爆孔，蒸汽出口管道上連接安裝有真空泵和冷凝器，第一管程機構-第N管程機構內安裝有螺旋片及拔料片，第一管程機構的始端安裝有進料口，第N管程機構的末端安裝有出料口。

作為優(yōu)選，所述待處理物料的烘干和熱裂解的根本區(qū)別在于對物料處理裝置中管程的加熱溫度，烘干所需的加熱溫度為100℃-250℃，熱裂解所需的加熱溫度為250℃-450℃。

作為優(yōu)選，所述待處理物料的烘干或熱裂解的效果除了在于加熱溫度之外，還在于待處理物料在各管程中的流動速度。

作為優(yōu)選，所述爐膛上排列安裝的各管程頭尾相連接并相連通，即：第一管程機構的末端與第二管程機構的始端、第二管程機構的末端與第三管程機構的始端、第三管程機構的末端與第N管程機構的始端相連接并連通。

作為優(yōu)選，所述步驟e中從管程內經出料口出來的物料進入爐膛焚燒。

其中，對于物料處理裝置中的相關部件或機構而言：所述各管程內安裝有連續(xù)的螺旋片；所述各管程內的末端安裝有與軸向平行的均勻布置的拔料片，所述爐膛的頂部排列安裝有第一管程至第N管程，頭尾相互連通；所述防爆孔安裝于密封頂板的一邊頂部，用石棉板或鍍鋅薄鐵皮加以密封；所述每一管程的密封頂板上安裝有一個蒸汽出口管道，并與冷凝器相連接；所述各管程并列布置，各管程的截面為U型結構。

與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于，

1、技術設計合理，功能先進，整體性好，運轉平穩(wěn)。

2、U型受熱面為固定式，內部的螺旋片和拔料片推動物料前進及實現物料翻轉，物料加溫受熱均勻。

3、螺旋片和拔料片對粘結在容器內壁的物料具有刮削作用。

4、工作狀態(tài)為常壓或微負壓，具有較好的安全性。

5、具有較好的密封性，環(huán)保效果好。

6、各管程頂部的防爆孔上，以強度大大底于裝置結構強度的石棉板或薄鍍鋅板做防爆板，且方向向上，一旦管程內發(fā)生燃爆，有效地保護人員及設備免受傷害。

7、各管程結構設計成細長管狀，物料填充后，爆炸當量較低，具有本質安全性。

8、運行時可以連續(xù)進料、出料，大大的提高效率。

9、采用多管程并列布局，理論上可實現流程任意設計長度，占地面積小、占用空間小，熱效率高。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為物料處理裝置的結構示意圖；

圖2為圖1所示的A-A向的結構示意圖；

圖3為圖1所示的B-B向的結構示意圖；

以上各圖中，1、真空泵；2、冷凝器；3、蒸汽出口管道；4、溫度傳感器；5、壓力傳感器；6、密封頂板；7、防爆孔；8、爐膛；9、進料口；10、撥料片；11、第一管程機構；12、第二管程機構；13、第三管程機構；14、第四管程機構；15、螺旋片；16、出料口。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明并不限于下面公開說明書的具體實施例的限制。

本發(fā)明中提供的方法，其核心是一種在相對小的空間內，通過多管程聯接，實現物料在管程內長距離和可控時間的停留，從而實現對物料的烘干或熱裂解的一種方法。特別提出的是，通過管程設計，減少了管程內空間，從而減少了有可能發(fā)生燃燒爆炸的物質的質量，從而減少了爆炸當量，提高了安全性。

實施例1，本發(fā)明提供了一種物料多級處理的烘干或熱裂解方法，主要是利用本發(fā)明中提供的物料處理裝置對物料進行烘干或熱裂解的方法，該物料主要是指油泥砂、塑料廢料及含有塑料成分的廢料、漿料等，即利用該方法將上述物料中的蒸汽(也就是油氣)給提取出來，實現物汽分離。下面具體講一下，發(fā)明人利用物料處理裝置是怎么樣實現對物料高效提取處理的，在整個處理方法中，主要包括兩個大的步驟，一是將物料進行處理，二是將物料處理后所得的產物進行區(qū)別收集。

步驟一：利用物料處理裝置對待處理的物料進行烘干或者熱裂解處理

首先是要對物料處理裝置中的爐膛進行加熱，在這里需要注意的是，加熱的溫度主要取決于物料需要達到的最終結果，比如說，如果待處理的物料(這里的物料一般指的是常見的一些物料)需要烘干，則需要將加熱的溫度調至100℃-250℃，如果需要熱裂解，則需要將加熱溫度調至250℃-450℃，上述的加熱溫度也是發(fā)明人經過大量的試驗得出的；設置好加熱的溫度之后，則需要將待處理的物料從物料處理裝置的進料口處放入到管程內，將待處理的物料放入到物料處理裝置的管程內的目的是為了對待處理的物料進行加熱處理，為了更好、更安全、更高效的對待處理的物料進行加熱，發(fā)明人提供了一種多級加熱的方法，即待處理的物料分別經過管程內部的第一管程機構、第二管程機構、第三管程機構以及第N管程機構，在上述管程機構作用力的作用下，待處理的物料在管程內運動，逐步加熱，當然，每個對管程機構進行加熱的加熱裝置也是獨立的，即便于控制每個管程處理階段的溫度，發(fā)明人經過大量的試驗得出，從第一管程機構到第N管程機構上的加熱裝置所提供的加熱溫度是逐步增加的話要比整體一樣溫度加熱的效率和效果都要好，并且安全性也得到了很大的提高，發(fā)明人自從利用該方法在物料處理裝置中進行物料處理到現在，還沒有發(fā)現任何的安全隱患；無論利用該方法對待處理的物料進行烘干，還是熱裂解，都會產生蒸汽和“產物”，即蒸汽和“產物”肯定不能一直留在管程，即需要將蒸汽和“產物”進行收集再利用或者處理，在這里發(fā)明人為了保證整個方法使用的安全性，發(fā)明人在物料處理裝置中設置了溫度檢測裝置和壓力檢測裝置，溫度檢測裝置一般會選用溫度傳感器，壓力檢測裝置會選用壓力傳感器。

步驟二：是將物料處理裝置內的蒸汽和“產物”進行區(qū)別收集處理

管程內產生了蒸汽和“產物”之后，需要對其分別收集處理，發(fā)明人在物料處理裝置的頂部設置了蒸汽出口管管道，即管程內產生的蒸汽經過物料處理裝置頂部的蒸汽出口管道排出，這是蒸汽的溫度是比較高的，所以在收集過程中，需要對蒸汽進行降溫冷凝，即便于收集，發(fā)明人在蒸汽出口管道上設置了冷凝器，即蒸汽經過冷凝器進入到真空泵中進行儲存，剩余的雜質產物也會從物料處理裝置上的出料口中排出收集處理，這樣對實現了對待處理物料的烘干或熱裂解的處理，一般從管程內經出料口出來的物料進入爐膛焚燒。

在這里針對上述所述的方法，需要補充一點，在物料利用管程機構傳輸的過程中，其傳輸的速度對物料的加熱效果也有很大的影響，即每個管程的速度也不一定是一樣的，由于物料本質的不同，其加熱溫度以及管程機構的轉速也是不同，發(fā)明人經過大量的試驗之后得出，第一管程機構到第N管程機構轉動的速度是逐一增加的，不過速度的增加量不是特別的大，這樣設置溫度，會大大提高物料處理的效率。

由于有了多級處理物料的概念，發(fā)明人設計了一套非常配合本方法工作的裝置，即上述方法中提到的物料處理裝置，如圖1、圖2、圖3所示，物料處理裝置包括包括真空泵1、冷凝器2、蒸汽出口管道3、溫度傳感器4、壓力傳感器5、密封頂板6、防爆孔7、爐膛8、進料口9、拔料片10、第一管程機構11、第二管程機構12、第三管程機構13、第N管程機構14、螺旋片15和出料口16，上述的每個部件都有著它們在整個裝置中的作用。下面具體講一下上述的每個部件在整個裝置中的作用：真空泵是用來收集蒸汽冷凝后形成的液體的；冷凝器則是將高溫度的蒸汽進行冷凝其目的是為了便于收集；蒸汽出口管道則是用于傳輸蒸汽用的，在具體設置的時候蒸汽出口管道的材料也是有要求的，一般會選用耐高溫的材料；溫度傳感器則是用來實時監(jiān)測裝置內部的溫度，并將該溫度及時反饋給加熱裝置，已做好處理；壓力傳感器則是用來檢測管程內部的壓力，以防止由于管程內的壓力過大造成不必要的損失；密封頂板則是用來對爐膛進行密封的，以保證對物料處理的高效性，也便于蒸汽的收集處理；防爆孔則是為了防止整個裝置由于內部壓力過大產生爆炸所設置的；管程則是一個場所，給物料和相關的管程機構提供一個工作的空間；進料口則是待處理物料的入口；各管程機構則是用來對待處理物料進行均與、循序漸進的在管程內輸送物料，以實現對物料的高效加熱；為了實現各管程機構能夠傳輸物料的目的，發(fā)明人在管程機構上設置了螺旋片和撥料片，螺栓片則是依附在管程機構上，以實現物料傳輸的目的，撥料片則是為了將堆積的物料進行均化處理；發(fā)明人還設置了出料口，該出料口是用來排出烘干或者熱裂解完的物料的?，F已經了解了物料處理裝置中相關的部件的功能以及效果，下面簡單的介紹一下上述部件是怎樣設置來完成本發(fā)明中所及的方法的。

如圖1、圖2、圖3所示，在管程的上部并排安裝設置了第一管程機構至第N管程機構，并在和爐膛的上部設置了密封頂板，其密封頂板的設置是為了將待處理物料進行密封式處理，這樣可以大大的提高處理的效果；從圖中可以看出，在密封頂板的上部順次設置了蒸汽出口管道、溫度傳感器、壓力傳感器、防爆孔，在蒸汽出口管道上連接安裝有真空泵和冷凝器，第一管程機構-第N管程機構內安裝有螺旋片及拔料片，第一管程機構的始端安裝有進料口，第N管程機構的末端安裝有出料口，其中爐膛上排列安裝的各管程頭尾相連接并相連通，即：第一管程機構的末端與第二管程機構的始端、第二管程機構的末端與第三管程機構的始端、第三管程機構的末端與第N管程機構的始端相連接并連通；各管程內安裝有連續(xù)的螺旋片；各管程內的末端安裝有與軸向平行的均勻布置的拔料片，爐膛的頂部排列安裝有第一管程至第N管程，頭尾相互連通；防爆孔安裝于密封頂板的一邊頂部，用石棉板或鍍鋅薄鐵皮加以密封；每一管程的密封頂板上安裝有一個蒸汽出口管道，并與冷凝器相連接；各管程并列布置，各管程的截面為U型結構。針對上述所述的各部件的位置關系，簡單的說一下其工作原理，待處理的物料進行到管程內部，首先進到第一管程機構中進行加熱傳輸，兩個管程機構之間的設置方案是采用了相反方向的傳輸方向，這樣可以大大提高物料烘干或熱裂解處理的效果，即實現對物料的全方位的加熱，也能使物料上的所有油氣都能蒸發(fā)出來形成蒸汽，相應的提高了烘干或熱裂解的效果，按理想設計的話，管程越多對物料的處理效果也就越好，當然，不同的物料其管程多少的設置也是不一樣的，都會有一個最好的值，最后物料經過各個管程之后，蒸汽則由蒸汽出口管道排出處理收集，“產物”則由出料口排出處理。

使用本發(fā)明提供的方法對待處理的物料進行處理，其效果要遠遠的大于現有一些處理方法，本發(fā)明相對現有的一些處理方法具有：技術設計合理，功能先進，整體性好，運轉平穩(wěn)；U型受熱面為固定式，內部的螺旋片和拔料片推動物料前進及實現物料翻轉，物料加溫受熱均勻；螺旋片和拔料片對粘結在容器內壁的物料具有刮削作用；工作狀態(tài)為常壓或微負壓，具有較好的安全性；具有較好的密封性，環(huán)保效果好；各爐膛頂部的防爆孔上，以強度大大底于裝置結構強度的石棉板或薄鍍鋅板做防爆板，且方向向上，一旦管程內發(fā)生燃爆，有效地保護人員及設備免受傷害；各管程結構設計成細長管狀，物料填充后，爆炸當量較低，具有本質安全性；運行時可以連續(xù)進料、出料，大大的提高效率；采用多管程并列布局，理論上可實現流程任意設計長度，占地面積小、占用空間小，熱效率高。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例應用于其它領域，但是凡是未脫離本發(fā)明技術方案內容，依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。