廢料熱處理爐和熱處理方法
2023-05-12 00:57:36 1
專利名稱：廢料熱處理爐和熱處理方法
技術領域：
本發明涉及熱處理和較專門的固體熱分解，特別是工業廢料和(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，因為與其他方法諸如排洩法、壓實法或至少包括一固體清洗步序的稱作「溼」處理法相比，它提供了若干優點。
然而，熱處理有時具有以下缺點—需供給巨大的能量，因為固體應被加溫到1000℃以上，加溫的運轉成本很高；—有時廢料具有很不均一的性質，所需運轉靈活性與裝置的熱慣量和流量/氯氣控制設施經常不相兼容。
在熱解時，為排除所產生的諸如二氧化硫的汙染物，必須加以控制和抑制，因為這些廢棄物對環境當然是有害的。愈來愈嚴的標準使排除汙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或另一個，已經提出了各種工藝。
如以申請者名義提出的專利申請FR2668774，敘述包括外部加熱旋轉式熱解爐的一種裝置，特別是一種具有捕集熱解所生成汙染物的專門設施。
以申請者名義提出的法國專利申請EN.94/06660，顯示一種旋轉式熱解爐，包括一些位於同一熱解爐內部的加熱設施，以便降低能量和熱慣量的消耗。
本發明具有這類裝置的改進，鑑於它尤其設有
本發明的目標是一種用於熱處理尤其廢料熱解的爐子，它包括一個繞其縱軸轉動處理廢料的基本上是圓筒形空腔，一位於所述空腔周圍的燃燒室和一些用於向所述燃燒室內注入燃料和助燃劑的設施。
按照本發明，注入燃料和助燃劑的設施的取向均與所述燃燒室壁相切，使這些設施所點發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旺。
本發明另一個目標是所述爐子的運行方法。
—可使用未經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圓筒；—有一種消除汙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；一補充乾式處理的可能性，熱解氣體的脫氯已在旋轉圓筒內開始。
本發明特別可以解決熱解氣體排放管路內的汙染問題。
按照本發明，裝置內壓力的控制和監測也另外作了有利的考慮。
按照本發明，以上面臨的目標均已達到，發明的目標就是一種用於熱處理廢料的爐子，它包括一個繞其縱軸轉動以處理廢料的基本上是圓筒形空腔，一位於所述空腔周圍的燃燒室和一些用於向所述燃燒室內注入燃料和助燃劑的設施。
按照本發明，注入燃料和助燃劑的設施的取向均與所述燃燒室壁相切，使這些設施所點發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旺。
有利的是，燃料和(或)助燃劑的引入設施都沿著空腔縱向地隔開布置，以便在所述燃燒室裡實現分段燃燒。
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，引導到所述燃燒室中的噴射燃料設施的管路連接。
按照本發明，熱解氣體再循環的管路包括一在所述管路中循環的固體與氣體之間的分離設施和一噴射吸收劑的設施。
此外，旋轉爐還可包括一些用於在燃燒室內部將壓力保持在明顯地等同於大氣壓力的設施。
並且不脫離本發明的範圍，特別是保持壓力的設施還包括一抽取燃燒煙塵的設施，一通過位於所述燃燒室內部的壓力傳感器進行操縱的流量控制閥本發明另外還以一種熱處理廢料的方法為目標它包括一基本上在圓筒形空腔內的廢料熱分解(圓筒形空腔繞著其縱軸旋轉)，一通過位於所述空腔1周圍的燃燒室內的一些設施使空腔加熱的過程以及噴射在燃燒室內的燃料和助燃劑是與所述燃燒室內壁成切線地進行的。
在所述燃燒室內優先實行分段燃燒。
有利的是，燃燒方法還可包括一個來自空腔的熱解氣體脫氯步驟。
與本發明關聯的其他詳情、特點和優點將在讀了下文、無限制性的供參考的附圖的圖解後更好地顯露出來，圖中一
圖1表示按照本發明實施方式的旋轉爐縱向剖視示意圖；一圖2是按照本發明旋轉爐的橫向剖視簡圖；一圖3表示按照本發明另一種實施方式的旋轉爐的縱向剖視示意圖。
因此圖1所示是按照本發明的裝置示意圖。爐子包括一個每端通過密封接頭4和5與固定部分2和3相連的加長圓筒旋轉部分1。旋轉部分1總是根據系統中流量和固體停留時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的出口掉入旋轉部分1，那裡構成廢料床7，隨著在爐內的廢料逐漸向固定部分2前進過程中，加熱廢料和使其熱解。
固定部分2帶有固相提取區2a，和一條管路8，管路8在其全長上保持一溫度接近於旋轉部分1出口廢料的溫度，且用於釋放熱解氣體。
旋轉部分1的加熱藉助於固定在明顯是圓筒形的固定室12上的設施9，由熱解氣體的燃燒來保證，固定室全面地包住旋轉圓筒體1的大部分。
設施9主要是一些噴注及控制燃料和空氣流量的設施，空氣由管路10引入，燃料由管路8引入，可產生一個或一些包圍旋轉部分1的火舌。
噴射設施的位置最好對著旋轉圓筒的第一部分，該處的廢料還是溼冷的，故該處需要的能量最多。
藉助圖2將更好地理解噴射設施9的定位，圖中表示設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的附近產生一發旺的火焰，噴射設施最好用耐火和絕緣材料製成。
由燃燒設施9產生的煙霧按全面地包圍旋轉部分1的螺旋運動從一端12a移向另一端12b，通過管路11從室12中排出。
室12對外界的密封由旋轉密封或相當系統13來保證。
按照本發明的專門運行方式，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引入補充空氣即可實行分段燃燒。分段燃燒方式在燃料含有氮氣成分時可減少NOx的生成。
因此分段燃燒隨著混合氣體的形成而使火焰發旺。這一特點顯然避免了在燃燒器上遊產生燃料和空氣混合時所存在的自燃問題。
分段燃燒另外還可改善沿旋轉圓筒的熱流。分段既可涉及空氣也可涉及燃料，儘管燃料的分段一開始就不合宜的，因為它要求安上流量控制裝置，所有這些裝置增加了汙染和熱解氣體堵塞通氣管路的危險。
按照本發明的爐子，可以處理廢料的溫度優選於150～900℃之間，最好在400～600℃範圍內。
有利的是，熱解氣體不需處理即點燃。因而可帶走(或不帶走)含碳氫化合物的顆粒，在室12內產生灰分。為此，室12下部還包括一些捕集並排放這些灰分的標準裝置，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可帶有一些適應於用多塵氣體運行的節流器(文丘裡管)，以便具有足夠高的流體初速度，使室12內的煙流到達出口11時保持其螺旋特性。熱解氣體和空氣的標準初速度在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。在設施9a、9b和15的水平面上的節流器也可調節來自旋轉圓筒的熱解氣體流量，這樣即確保更穩定的燃燒。
當圓筒加熱需求明顯地低於熱解氣體內所含能量時，環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，即當熱解氣體能量不能滿足爐子需求的能量時，例如能用附加燃料摻添入所述的熱解氣體中。
以能量觀點為優化方式運行，特別須避免空氣通過連接機構13進入燃燒室12，連接機構因為機械構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內的壓力要時時刻刻保持在處於大氣壓力下；這點可如圖1所指那樣去做，舉例說，藉助於在再循環環路中所添加的一臺抽菸機17而實現抽菸控制，再循環的流量由閥19控制，該閥根據位於室12內的傳感器30從所獲得壓力信息開始而動作。
按照本發明的爐子的另一實施方式，如圖3所示，圖中在熱解氣體排出爐子後，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沉積造成堵塞的獨特管路替代，沒有這條管路就不能這樣做。所述管路的溫度優先保持在接近於固定部分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裡管的那樣的設施32連接，有助於混合吸收劑與熱解氣體。脫氯過程自始至終地在管路33的氣體通路內展開。然後混合物優先進入氣體—固體分離器34，該分離器例如可以是一臺旋流器或有時是一組串聯或並聯布置的旋流器。基本上固體顆粒被清除的熱解氣體則通過管路35被送往燃燒設施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室1內，在室內可重新加入熱解氣體的脫氯過程。
當然，次要的一些補充和(或)改進可由專業人員在不超出本發明的範圍內在剛敘述過的爐子和工藝過程上進行。
權利要求
1. 用於熱處理尤其廢料熱解的爐子，它包括一繞其縱軸轉動處理廢料的基本上是圓筒形空腔(1)，一位於所述空腔周圍的燃燒室(12)和一些用於向所述燃燒室(12)內注入燃料和助燃劑的設施(9a、9b、15)；其特徵在於注入燃料和助燃劑的設施(9a、9b、15)的取向均與所述燃燒室(12)壁相切，使這些設施所點發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)發旺；其中，注入燃料或助燃劑的設施(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)內實現分段燃燒。
2. 按專利要求1的爐子，其特徵在於，它還包括一個與管路(8；33、37)接通的熱解氣體出口，管路用於將一部分所述的熱解流出氣體引向在所述燃燒室(12)內的注入燃料設施(9b)。
3. 按專利要求2的爐子其特徵在於，熱解氣體排氣管路(37)包括一噴注吸收劑的設施(31)和一將所述管路內流動的氣體與固體分離的設施(34)。
4. 按專利要求3的爐子其特徵在於，噴注吸收劑的設施(31)配以如文丘裡管的斷面不恆定的設施(32)，以便提高流過設施(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的旋轉爐，其特徵在於，它還包括一些用來將燃燒室(12)內的壓力保持在顯然是等於大氣壓力的設施(17、18、19、30)。
6. 按專利要求5的爐子其特徵在於，所述保持壓力的設施尤其包括一抽取燃燒煙塵的器具(17)，一由位於所述燃燒室(12)內部的壓力傳感器(30)操縱的流量控制閥(19)。
7. 按上述專利要求的任意一項的爐子其特徵在於旋轉空腔(1)與第一和第二固定設施(3，2)協作，它通過第一固定設施(3)引入廢料，以及處理過的廢料從空腔流入第二固定設施(2)內。
8. 按專利要求2至7中任意一項的爐子，其特徵在於向旋轉爐(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的基本上是圓筒形空腔(1)內將廢料熱解的過程，一通過位於所述空腔(1)周圍的燃燒室(12)內的一些設施(9a、9b、15)加熱所述空腔(1)的過程，其特徵在於噴注入燃燒室(12)內的燃料和助燃劑是與所述燃燒室(12)的內壁成切線地進行的。
10. 按專利要求9的熱處理方法其特徵在於在所述燃燒室(12)內實行分步燃燒。
11. 按專利要求9或10的任意一項的熱處理方法其特徵在於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
本發明是一種用於熱處理尤其是廢料熱解的爐子，它包括一個繞其縱軸轉動處理廢料的基本上是圓筒形空腔(1)，一位於所述空腔周圍的燃燒室(12)和一些用於向所述燃燒室(12)內注入燃燒和助燃劑的設施(9a、9b、15)。按照本發明，注入燃料和助燃劑的設施(9a、9b、15)的取向均與所述燃燒室(12)壁相切，使這些設施所點發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)發旺。
文檔編號H05B6/68GK1114729SQ9510643
公開日1996年1月10日 申請日期1995年6月8日 優先權日1994年6月10日
發明者熱拉爾·馬丁, 埃裡克·馬蒂, 阿里·明克基內 申請人:法國石油研究所