專利名稱：廢棄物熱解方法以及其具有預熱裝置的設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及固體材料熱處理的領域，具體說來，是涉及用于處理工業(yè)和/或生活廢棄物等固體的熱解爐。
大多數(shù)已知的這類熱解爐或熱解設備是一個固定式或旋轉式的爐子，并備以通常位于爐外的加熱裝置。
法國專利申請FR-2，668，774描述了一種繞著水平軸旋轉的圓柱形爐子，它由位于繞爐的環(huán)形空間中的一些燃燒器來加熱。
這種類型的設備證明能耗很大，因為需要將非常大量的固體加熱到可能高達800℃的溫度。
本發(fā)明的目標就是通過主要降低能耗和成本并簡化設備的一般設計來顯著改進這種類型的旋轉爐，但也可用來改進其它的爐子。
具體地說，采用本發(fā)明可以使熱解氣體自動凈化，如后所述。
本發(fā)明的優(yōu)點是可以用來處理種類各異、含水量差別也很大的廢棄物。
根據(jù)本發(fā)明，可以達到很好的操作靈活性和設備組件標準化。
為了達到上述的目的和優(yōu)點，本發(fā)明的目標就是一種用于固體熱解的設備，它包括一個在其中進行熱解的旋轉爐和一個對它加熱的裝置。
按照本發(fā)明，該設備還包括一個位于所述爐子上游的預熱固體的裝置，所述裝置包括至少可使固體預熱至不同溫度的兩個區(qū)域和一個排氣裝置，熱解氣體在通過至少一個所述預熱區(qū)域后通入這個排氣裝置，在所述旋轉爐和所述預熱裝置之間還備有一個密封接頭。
該設備的優(yōu)點是它還有一個能用來分別調節(jié)每個預熱區(qū)域和所述旋轉爐中溫度的裝置。
所述預熱裝置內部的溫度最好應調節(jié)在總是低于一給定溫度T0不越出本發(fā)明范圍還要指出的是，就設備中固體傳送的方向而言，熱解氣體排除裝置是安裝在兩個預熱區(qū)域之間的。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，該排氣裝置也可用于某些固體的分離和/或出料。
更精確地說，預熱裝置可以是管式的，基本上沿水平軸方向裝設，在其端部可以有個縮小部以便通過接頭與爐子連接。
本發(fā)明的設備在所述旋轉爐的上游，還可以有一個在固體中注入堿性成份的裝置。
按照本發(fā)明，還可備有一個遇緊急情況時排放熱解氣體的裝置。
本發(fā)明另一個目標是提供使用本設備的熱解方法。
本發(fā)明特別針對的用途是工業(yè)和/或生活廢棄物的熱解。
參考僅有的一個附圖
，閱讀了以下通過非限制性實施例對于本發(fā)明方案的敘述以后，本發(fā)明的其它特征、優(yōu)點和改進之處就很清楚了。
這個附圖是本發(fā)明一個設備的縱截面圖。
該設備包括一個旋轉爐1，其前面是一個伸長的，基本上為圓筒形的預熱廢棄物的裝置2，由料斗3通過傳輸管線4向所述裝置2將廢棄物裝入。
由料斗通入的廢棄物經(jīng)過稱量、壓制，然后用推桿5或者本工作熟練的人員所知的，能起同樣作用的其它裝置推入傳輸管線4。
廢棄物進入預熱裝置2的第一區(qū)2a。在這個第一區(qū)中廢棄物直接受加熱套管6a的加熱，加熱套管中通有管線7a流入的熱流體，或者有某種合適的燃料在燃燒。
加熱裝置的第一區(qū)2a是用來去除廢棄物所含的大部分水分，并將廢棄物預熱到50°～150℃，最好是60°～90℃。
優(yōu)選的做法是，廢棄物在第一區(qū)2a的出口的溫度用一探頭8a測量，利用測出的溫度調節(jié)向加熱套管6a提供的熱量。
對廢棄物的加熱然后在預熱裝置的第二區(qū)2b中繼續(xù)進行，所用的方式與第一區(qū)2a基本上相同，即用加熱套管6b，其中通以經(jīng)管線7b進入的熱流體。在第二區(qū)2b中，廢棄物經(jīng)第一區(qū)2a后仍剩留的水分被去除，同時廢棄物達到100°～500℃，最好是140°～200℃。
同樣有益的做法是，第二區(qū)2b出口的溫度用探頭8b測量，并將測出的結果用來控制加熱裝置6b。
第二預熱區(qū)的端部9通過密封接頭10與旋轉爐1連接。端部9可以制成有個縮小部11，使得傳輸管線4和預熱管中的廢棄物料流更加密實些。
在預熱區(qū)2a和2b之間，在區(qū)域2C之處安裝一個不受加熱的，但是隔熱的排氣裝置。
排氣裝置12接受廢棄物在部件2a和2b中所產生的水蒸汽以及在旋轉爐中產生的熱解氣體，這些熱解氣體是通過位于第二區(qū)2b中的廢棄物床層逆向地流動之后被排氣裝置所接受的。
為了實現(xiàn)這個只排抽氣體的功能，排氣裝置12中備有部件13，它是多孔的表面和出口、格柵或任何其它有相同作用的部件。氣體由預熱管2的區(qū)域2c經(jīng)過部件13流向所述排氣裝置，就不致帶走顯著量的固體物質。
熱解氣體和水蒸氣則由裝置12經(jīng)過管線14流出，而可能伴隨著氣體的固體物質可在裝置12中藉沉積或本領域中技術人員所熟知的其它手段分離出來，然后通過管線15排出。
廢棄物離開預熱裝置2后就藉重力落入旋轉爐中，在其中形成固體料床層20。根據(jù)所需的固體處理總量和傳送速率，旋轉爐是裝置成一定斜度的。
旋轉爐可以通過位于外部的例如燃燒器藉熱解氣體來加熱，也可以用附圖所示的位于旋轉爐內部的裝置21直接加熱。在后者情況下，安裝在固定部件22上的該加熱裝置21可以是一根套裝的管子，在其中進行著燃料氣體例如天然氣或者不含大部分焦油和固體顆粒的熱解氣體的燃燒。這套裝管子的供熱也可以用一種熱氣體，例如用在爐子中燃燒了熱解氣體的空氣。固定部件22藉接頭23與旋轉爐1連接，該接頭在所述爐子1的氣氛與外界氣氛之間構成氣密的封接。
有利的做法是，固定部件22上可以裝一個為熱解氣體緊急排空的裝置24，它在熱解氣流顯著慢下來或不能夠通過管子2b或排氣裝置12時啟用。
在旋轉爐1中，廢棄物的處理溫度為150℃～900℃，最好是400°～900℃。廢棄物的運動方向是從進口1a朝著固定部件22。所得的固定相集中在區(qū)域22a，然后通過管線25排出。
還可以在預熱裝置2，最好是在其區(qū)域2a處安裝一個注入堿性物質(吸附劑)的料斗26。
很清楚，預熱管(即預熱裝置)的目的是使廢棄物干燥，然后將其加熱至接近但必須低于T0的一個溫度，在溫度T0廢棄物會放出氯化產物等毒性氣體，而這些毒性氣體是必須截集在旋轉爐內的固體相中的。
旋轉爐內的氣體相應當均勻，這是很重要的，可以用本領域技術人員所掌握的方法來強化氣體在所述旋轉爐內的流通，并改善對氣體以及對固體的攪拌作用。
此外還要指出，當熱解氣體滲透流過預熱管區(qū)域2b中的廢棄物時，這熱解氣體就參與了對廢棄物加熱的作用。結果熱解氣體在此區(qū)域內就降低溫度，導致其所含焦油的凝聚，并使某些酸性化合物如鹽酸氣體被有意加入廢棄物中的或在大多數(shù)工業(yè)和生活廢棄物中通常含有的堿性物質所吸收。在廢棄物床層中還會發(fā)生細顆粒的截留作用。由于廢棄物床層有這種“過濾”階段的作用，結果得到了不含污染成份、焦油和粉塵的氣體，這種氣體例如即可立即再用于加熱裝置21中。
采用本發(fā)明設備進行的工藝，其有獨創(chuàng)性的特征可以用下述的實施例來說明用與附圖相同的一種設備進行生活廢棄物的處理。該廢棄物含有30%水份。調節(jié)三個加熱帶，使區(qū)域2a，2b和1的出口溫度分別為100°，150°和500℃。當廢棄物在區(qū)域2a中時，它失去其水份的大約50%。不考慮熱量損失，在加熱裝置6a，6b和21所供應的能量，對每千克所處理的廢棄物分別為0.523，0.268和0.368兆焦耳。
對于不用預熱管的常規(guī)旋轉爐，能耗將達每千克廢棄物1.52兆焦耳。因此可見，若不考慮熱量損失，本發(fā)明提供的設備可以獲得總的能量增益為25%，而其在旋轉爐部分的能耗只及常規(guī)迥轉爐的25%。
由于上述的結果，本發(fā)明設備的最值得注意的優(yōu)點如下熱解氣體因滲透通過存在于預熱裝置中的廢棄物床層2b而得以自行凈化。其中所含的焦油藉凝結而大量除去(焦油會在旋轉爐與預熱管之間往返數(shù)次，但最終發(fā)生熱裂解)，未收集的殘余酸化合物在旋轉爐中固定了下來，隨氣體攜帶的大部分細顆粒則因通過預熱管中的廢棄物床層的過濾作用而除去。
操作的能耗需求降低。一方面，這是由于將熱解氣體顯熱的大部分用于加熱廢棄物;另一方面，是由于設備的旋轉爐部分的尺寸顯著減小之故。
成本降低，結構問題簡化。這也是由于設備的旋轉爐部分比通常的旋轉爐小得相當多之故。
便于處理本性和含水量差異都很大的種種廢棄物。這是因為設備采用了幾個互相獨立的加熱區(qū)(2a，2b，1)之故。
權利要求
1.一種用于熱解固體的設備，它包括一個在其中進行熱解的旋轉爐(1)和對旋轉爐加熱的裝置(21)，該設備的特征在于它還包括一個位于所述爐子上游的用于預熱固體的裝置(2)，該裝置(2)則包括至少兩個在不同溫度預熱固體的區(qū)域(2a，2b)以及一個令熱解氣體流過至少一個所述預熱區(qū)(2a，2b)后進入的排氣裝置(12)，所述旋轉爐(1)和所述預熱裝置(2)之間藉一個密封接頭(10)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于它還為各自調節(jié)所述旋轉爐(1)的每個預熱區(qū)(2a，2b)的溫度裝有了兩個裝置(8a，8b)。
3.根據(jù)權利要求2所述的設備，其特征在于所述預熱裝置內的溫度調節(jié)在總是低于某一給定溫度T0。
4.根據(jù)任一前面權利要求所述的設備，其特征在于熱解氣體排除裝置(12)，對于設備中固體傳送的方向而言，是位于兩個預熱區(qū)(2a，2b)之間。
5.根據(jù)權利要求4所述的設備，其特征在于該排氣裝置(12)也起著分離和/或排放某些固體的作用。
6.根據(jù)任一前面權利要求所述的設備，其特征在于供旋轉爐加熱用的裝置(21)是安裝在所述爐子(1)的內部。
7.根據(jù)任一前面權利要求所述的設備，其特征在于該預熱裝置(2)是管式的，基本上沿水平軸方向裝設，在其端部(9)有個縮小部(11)通過接頭(10)與爐子(1)連接。
8.根據(jù)任一前面權利要求所述的設備，其特征在于它還包括一個位于所述旋轉爐上游，用于向固體中加入堿性物質的裝置(26)。
9.根據(jù)任一前面權利要求所述的設備，其特征在于它還包括一個遇緊急情況排放熱解氣體用的裝置(24)。
10.一種固體熱解的方法，它包括一個通過加熱所述固體實現(xiàn)的熱解階段，還包括一個在不同溫度操作的在先的預熱階段，還包括熱解氣體在該預熱階段中通過在固體床層中的滲濾而發(fā)生的自凈化作用。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法和根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的設備在工業(yè)和/或生活廢棄物熱解上的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于熱解固體的設備，它包括一個在其中進行熱解的旋轉爐(1)和對旋轉爐加熱的裝置(21)。本發(fā)明的設備還包括一個位于所述爐子上游的用于預熱固體的裝置(2)，該裝置(2)則包括至少兩個在不同溫度預熱固體的區(qū)域(2a，2b)以及一個令熱解氣體流過至少一個所述預熱區(qū)(2a，2b)后進入的排氣裝置(12)。
文檔編號C10B7/04GK1113309SQ95105868
公開日1995年12月13日 申請日期1995年5月30日 優(yōu)先權日1994年5月30日
發(fā)明者G·馬丁, E·馬蒂 申請人:法國石油研究所