專利名稱：廢料熱處理爐和熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱處理和較專門的固體熱分解，特別是工業(yè)廢料和(或)混合料。
廢料的熱處理特別是其熱分解是一種愈來愈多使用的工藝，因?yàn)榕c其他方法諸如排泄法、壓實(shí)法或至少包括一固體清洗步序的稱作“濕”處理法相比，它提供了若干優(yōu)點(diǎn)。
然而，熱處理有時(shí)具有以下缺點(diǎn)—需供給巨大的能量，因?yàn)楣腆w應(yīng)被加溫到1000℃以上，加溫的運(yùn)轉(zhuǎn)成本很高；—有時(shí)廢料具有很不均一的性質(zhì)，所需運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性與裝置的熱慣量和流量/氯氣控制設(shè)施經(jīng)常不相兼容。
在熱解時(shí)，為排除所產(chǎn)生的諸如二氧化硫的污染物，必須加以控制和抑制，因?yàn)檫@些廢棄物對(duì)環(huán)境當(dāng)然是有害的。愈來愈嚴(yán)的標(biāo)準(zhǔn)使排除污染物的問題變得很敏感。
為了較專門地解決這些問題的這一個(gè)或另一個(gè)，已經(jīng)提出了各種工藝。
如以申請(qǐng)者名義提出的專利申請(qǐng)F(tuán)R2668774，敘述包括外部加熱旋轉(zhuǎn)式熱解爐的一種裝置，特別是一種具有捕集熱解所生成污染物的專門設(shè)施。
以申請(qǐng)者名義提出的法國專利申請(qǐng)EN.94/06660，顯示一種旋轉(zhuǎn)式熱解爐，包括一些位于同一熱解爐內(nèi)部的加熱設(shè)施，以便降低能量和熱慣量的消耗。
本發(fā)明具有這類裝置的改進(jìn)，鑒于它尤其設(shè)有
本發(fā)明的目標(biāo)是一種用于熱處理尤其廢料熱解的爐子，它包括一個(gè)繞其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)處理廢料的基本上是圓筒形空腔，一位于所述空腔周圍的燃燒室和一些用于向所述燃燒室內(nèi)注入燃料和助燃劑的設(shè)施。
按照本發(fā)明，注入燃料和助燃劑的設(shè)施的取向均與所述燃燒室壁相切，使這些設(shè)施所點(diǎn)發(fā)的單一或多根火舌以螺旋方式繞著含有廢料的所述空腔發(fā)旺。
本發(fā)明另一個(gè)目標(biāo)是所述爐子的運(yùn)行方法。
—可使用未經(jīng)專門處理的熱解氣體，即帶有焦油和顆粒的熱解氣體，若是這兩者不超限的話，就可能使用間接方式加熱旋轉(zhuǎn)圓筒；—有一種消除污染問題的簡單燃燒裝置；—有一種通過分段噴射燃料和(或)助燃劑以減少NOx排出的燃燒裝置；一補(bǔ)充干式處理的可能性，熱解氣體的脫氯已在旋轉(zhuǎn)圓筒內(nèi)開始。
本發(fā)明特別可以解決熱解氣體排放管路內(nèi)的污染問題。
按照本發(fā)明，裝置內(nèi)壓力的控制和監(jiān)測(cè)也另外作了有利的考慮。
按照本發(fā)明，以上面臨的目標(biāo)均已達(dá)到，發(fā)明的目標(biāo)就是一種用于熱處理廢料的爐子，它包括一個(gè)繞其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)以處理廢料的基本上是圓筒形空腔，一位于所述空腔周圍的燃燒室和一些用于向所述燃燒室內(nèi)注入燃料和助燃劑的設(shè)施。
按照本發(fā)明，注入燃料和助燃劑的設(shè)施的取向均與所述燃燒室壁相切，使這些設(shè)施所點(diǎn)發(fā)的單一或多根火舌以螺旋方式繞著含有廢料的所述空腔發(fā)旺。
有利的是，燃料和(或)助燃劑的引入設(shè)施都沿著空腔縱向地隔開布置，以便在所述燃燒室里實(shí)現(xiàn)分段燃燒。
按照特殊的方式，熱處理爐還包括熱解氣體的出口，此出口與將所述熱解氣體，引導(dǎo)到所述燃燒室中的噴射燃料設(shè)施的管路連接。
按照本發(fā)明，熱解氣體再循環(huán)的管路包括一在所述管路中循環(huán)的固體與氣體之間的分離設(shè)施和一噴射吸收劑的設(shè)施。
此外，旋轉(zhuǎn)爐還可包括一些用于在燃燒室內(nèi)部將壓力保持在明顯地等同于大氣壓力的設(shè)施。
并且不脫離本發(fā)明的范圍，特別是保持壓力的設(shè)施還包括一抽取燃燒煙塵的設(shè)施，一通過位于所述燃燒室內(nèi)部的壓力傳感器進(jìn)行操縱的流量控制閥本發(fā)明另外還以一種熱處理廢料的方法為目標(biāo)它包括一基本上在圓筒形空腔內(nèi)的廢料熱分解(圓筒形空腔繞著其縱軸旋轉(zhuǎn))，一通過位于所述空腔1周圍的燃燒室內(nèi)的一些設(shè)施使空腔加熱的過程以及噴射在燃燒室內(nèi)的燃料和助燃劑是與所述燃燒室內(nèi)壁成切線地進(jìn)行的。
在所述燃燒室內(nèi)優(yōu)先實(shí)行分段燃燒。
有利的是，燃燒方法還可包括一個(gè)來自空腔的熱解氣體脫氯步驟。
與本發(fā)明關(guān)聯(lián)的其他詳情、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將在讀了下文、無限制性的供參考的附圖的圖解后更好地顯露出來，圖中一

圖1表示按照本發(fā)明實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)爐縱向剖視示意圖；一圖2是按照本發(fā)明旋轉(zhuǎn)爐的橫向剖視簡圖；一圖3表示按照本發(fā)明另一種實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)爐的縱向剖視示意圖。
因此圖1所示是按照本發(fā)明的裝置示意圖。爐子包括一個(gè)每端通過密封接頭4和5與固定部分2和3相連的加長圓筒旋轉(zhuǎn)部分1。旋轉(zhuǎn)部分1總是根據(jù)系統(tǒng)中流量和固體停留時(shí)間的要求或是水平狀，或是略微傾斜。
廢料由固定在爐頭的固定件3上的管路6引入。廢料在管路6的出口掉入旋轉(zhuǎn)部分1，那里構(gòu)成廢料床7，隨著在爐內(nèi)的廢料逐漸向固定部分2前進(jìn)過程中，加熱廢料和使其熱解。
固定部分2帶有固相提取區(qū)2a，和一條管路8，管路8在其全長上保持一溫度接近于旋轉(zhuǎn)部分1出口廢料的溫度，且用于釋放熱解氣體。
旋轉(zhuǎn)部分1的加熱借助于固定在明顯是圓筒形的固定室12上的設(shè)施9，由熱解氣體的燃燒來保證，固定室全面地包住旋轉(zhuǎn)圓筒體1的大部分。
設(shè)施9主要是一些噴注及控制燃料和空氣流量的設(shè)施，空氣由管路10引入，燃料由管路8引入，可產(chǎn)生一個(gè)或一些包圍旋轉(zhuǎn)部分1的火舌。
噴射設(shè)施的位置最好對(duì)著旋轉(zhuǎn)圓筒的第一部分，該處的廢料還是濕冷的，故該處需要的能量最多。
借助圖2將更好地理解噴射設(shè)施9的定位，圖中表示設(shè)施的安裝方式顯然是保證燃料和助燃劑的切向引入，且在室12的壁20的附近產(chǎn)生一發(fā)旺的火焰，噴射設(shè)施最好用耐火和絕緣材料制成。
由燃燒設(shè)施9產(chǎn)生的煙霧按全面地包圍旋轉(zhuǎn)部分1的螺旋運(yùn)動(dòng)從一端12a移向另一端12b，通過管路11從室12中排出。
室12對(duì)外界的密封由旋轉(zhuǎn)密封或相當(dāng)系統(tǒng)13來保證。
按照本發(fā)明的專門運(yùn)行方式，只要通過管路10引入燃燒所需的一部分空氣和通過附加管路14引入補(bǔ)充空氣即可實(shí)行分段燃燒。分段燃燒方式在燃料含有氮?dú)獬煞謺r(shí)可減少NOx的生成。
因此分段燃燒隨著混合氣體的形成而使火焰發(fā)旺。這一特點(diǎn)顯然避免了在燃燒器上游產(chǎn)生燃料和空氣混合時(shí)所存在的自燃問題。
分段燃燒另外還可改善沿旋轉(zhuǎn)圓筒的熱流。分段既可涉及空氣也可涉及燃料，盡管燃料的分段一開始就不合宜的，因?yàn)樗蟀采狭髁靠刂蒲b置，所有這些裝置增加了污染和熱解氣體堵塞通氣管路的危險(xiǎn)。
按照本發(fā)明的爐子，可以處理廢料的溫度優(yōu)選于150～900℃之間，最好在400～600℃范圍內(nèi)。
有利的是，熱解氣體不需處理即點(diǎn)燃。因而可帶走(或不帶走)含碳?xì)浠衔锏念w粒，在室12內(nèi)產(chǎn)生灰分。為此，室12下部還包括一些捕集并排放這些灰分的標(biāo)準(zhǔn)裝置，如一些刮板(圖1上未曾表示出來)。
引入燃料和空氣的9a、9b和15可帶有一些適應(yīng)于用多塵氣體運(yùn)行的節(jié)流器(文丘里管)，以便具有足夠高的流體初速度，使室12內(nèi)的煙流到達(dá)出口11時(shí)保持其螺旋特性。熱解氣體和空氣的標(biāo)準(zhǔn)初速度在10～250m/s之間，最好在50～100m/s間。熱解氣體和空氣的速度不盡相同。在設(shè)施9a、9b和15的水平面上的節(jié)流器也可調(diào)節(jié)來自旋轉(zhuǎn)圓筒的熱解氣體流量，這樣即確保更穩(wěn)定的燃燒。
當(dāng)圓筒加熱需求明顯地低于熱解氣體內(nèi)所含能量時(shí)，環(huán)路中所述提取氣體的部分可通過管路16向外排出。相反情況下，即當(dāng)熱解氣體能量不能滿足爐子需求的能量時(shí)，例如能用附加燃料摻添入所述的熱解氣體中。
以能量觀點(diǎn)為優(yōu)化方式運(yùn)行，特別須避免空氣通過連接機(jī)構(gòu)13進(jìn)入燃燒室12，連接機(jī)構(gòu)因?yàn)闄C(jī)械構(gòu)造的原因總是不能完美地加以密封。因此重要的是，所述室12內(nèi)的壓力要時(shí)時(shí)刻刻保持在處于大氣壓力下；這點(diǎn)可如圖1所指那樣去做，舉例說，借助于在再循環(huán)環(huán)路中所添加的一臺(tái)抽煙機(jī)17而實(shí)現(xiàn)抽煙控制，再循環(huán)的流量由閥19控制，該閥根據(jù)位于室12內(nèi)的傳感器30從所獲得壓力信息開始而動(dòng)作。
按照本發(fā)明的爐子的另一實(shí)施方式，如圖3所示，圖中在熱解氣體排出爐子后，加了一熱解氣體的脫氯步驟。圖1所示爐子管路8由一條為避免焦油或固體物質(zhì)沉積造成堵塞的獨(dú)特管路替代，沒有這條管路就不能這樣做。所述管路的溫度優(yōu)先保持在接近于固定部分2出口的氣體溫度。該管路帶有噴射吸收劑31的裝置，最好與舉例來說象文丘里管的那樣的設(shè)施32連接，有助于混合吸收劑與熱解氣體。脫氯過程自始至終地在管路33的氣體通路內(nèi)展開。然后混合物優(yōu)先進(jìn)入氣體—固體分離器34，該分離器例如可以是一臺(tái)旋流器或有時(shí)是一組串聯(lián)或并聯(lián)布置的旋流器?；旧瞎腆w顆粒被清除的熱解氣體則通過管路35被送往燃燒設(shè)施9，而捕集在一起的固體則通過另一管路36排出。部分用過的吸收劑可有利地重新送入旋轉(zhuǎn)室1內(nèi)，在室內(nèi)可重新加入熱解氣體的脫氯過程。
當(dāng)然，次要的一些補(bǔ)充和(或)改進(jìn)可由專業(yè)人員在不超出本發(fā)明的范圍內(nèi)在剛敘述過的爐子和工藝過程上進(jìn)行。
權(quán)利要求
1. 用于熱處理尤其廢料熱解的爐子，它包括一繞其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)處理廢料的基本上是圓筒形空腔(1)，一位于所述空腔周圍的燃燒室(12)和一些用于向所述燃燒室(12)內(nèi)注入燃料和助燃劑的設(shè)施(9a、9b、15)；其特征在于注入燃料和助燃劑的設(shè)施(9a、9b、15)的取向均與所述燃燒室(12)壁相切，使這些設(shè)施所點(diǎn)發(fā)的單一或多根火焰以螺旋方式繞著含有廢料的所述空腔(1)發(fā)旺；其中，注入燃料或助燃劑的設(shè)施(9a、9b、15)是不相同的且均沿著空腔縱向地隔開，以便在所述燃燒室(12)內(nèi)實(shí)現(xiàn)分段燃燒。
2. 按專利要求1的爐子，其特征在于，它還包括一個(gè)與管路(8；33、37)接通的熱解氣體出口，管路用于將一部分所述的熱解流出氣體引向在所述燃燒室(12)內(nèi)的注入燃料設(shè)施(9b)。
3. 按專利要求2的爐子其特征在于，熱解氣體排氣管路(37)包括一噴注吸收劑的設(shè)施(31)和一將所述管路內(nèi)流動(dòng)的氣體與固體分離的設(shè)施(34)。
4. 按專利要求3的爐子其特征在于，噴注吸收劑的設(shè)施(31)配以如文丘里管的斷面不恒定的設(shè)施(32)，以便提高流過設(shè)施(32)的流體流速和特定的氣體混合物的密度。
5. 按以專利要求的任一項(xiàng)的旋轉(zhuǎn)爐，其特征在于，它還包括一些用來將燃燒室(12)內(nèi)的壓力保持在顯然是等于大氣壓力的設(shè)施(17、18、19、30)。
6. 按專利要求5的爐子其特征在于，所述保持壓力的設(shè)施尤其包括一抽取燃燒煙塵的器具(17)，一由位于所述燃燒室(12)內(nèi)部的壓力傳感器(30)操縱的流量控制閥(19)。
7. 按上述專利要求的任意一項(xiàng)的爐子其特征在于旋轉(zhuǎn)空腔(1)與第一和第二固定設(shè)施(3，2)協(xié)作，它通過第一固定設(shè)施(3)引入廢料，以及處理過的廢料從空腔流入第二固定設(shè)施(2)內(nèi)。
8. 按專利要求2至7中任意一項(xiàng)的爐子，其特征在于向旋轉(zhuǎn)爐(1)外部排出熱解氣體的所述管路(8；37)通向所述爐子(1)的固定端(2)。
9. 廢料的熱處理方法包括一在縱軸周圍旋轉(zhuǎn)的基本上是圓筒形空腔(1)內(nèi)將廢料熱解的過程，一通過位于所述空腔(1)周圍的燃燒室(12)內(nèi)的一些設(shè)施(9a、9b、15)加熱所述空腔(1)的過程，其特征在于噴注入燃燒室(12)內(nèi)的燃料和助燃劑是與所述燃燒室(12)的內(nèi)壁成切線地進(jìn)行的。
10. 按專利要求9的熱處理方法其特征在于在所述燃燒室(12)內(nèi)實(shí)行分步燃燒。
11. 按專利要求9或10的任意一項(xiàng)的熱處理方法其特征在于它還包括一將來自空腔(1)的熱解氣體予以脫氯的過程。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于熱處理尤其是廢料熱解的爐子，它包括一個(gè)繞其縱軸轉(zhuǎn)動(dòng)處理廢料的基本上是圓筒形空腔(1)，一位于所述空腔周圍的燃燒室(12)和一些用于向所述燃燒室(12)內(nèi)注入燃燒和助燃劑的設(shè)施(9a、9b、15)。按照本發(fā)明，注入燃料和助燃劑的設(shè)施(9a、9b、15)的取向均與所述燃燒室(12)壁相切，使這些設(shè)施所點(diǎn)發(fā)的單一或多根火舌以螺旋方式繞著含有廢料的所述空腔(1)發(fā)旺。
文檔編號(hào)H05B6/68GK1114729SQ9510643
公開日1996年1月10日 申請(qǐng)日期1995年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月10日
發(fā)明者熱拉爾·馬丁, 埃里克·馬蒂, 阿里·明克基內(nèi) 申請(qǐng)人:法國石油研究所