1.本实用新型涉及有机废物处理技术领域，尤其是涉及一种加热速度气氛受控的定向加热式步进型热解装置。


背景技术：

2.现有有机固体废弃物热分解的处理方法普遍是指加热升温使化合物分解的过程。高分子材料在热作用下也会产生热分解作用，烃类高分子热分解最终产物是碳和氢及低级的烃类和沥青等。目前国内大部分热解设备如隧道窑、带式加热炉等，普遍为炉体或加热室的内部是一个通体结构。从低温至高温的过程中的温度区间无分级控制或无法精准控制，其结果造成低温区间与中温区间、高温区间的蒸汽和热解气体混杂，直接导致了系统末端热解气体无法再生利用和处理成本高。裂解产物进行后处理获得的油品成分负杂且含有大量的水分子，除了作为加热炉的辅助燃料，不便于进行资源化利用，导致了处理成本的升高。该系统追求的就是快速裂解，不追求对裂解过程的温度分级控制及产物控制。
3.在实现本实用新型的过程中，申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有有机固体废弃物处理方法大多处理不彻底，同时处理过程不受管控，热解产品不便于资源化利用，处理成本偏高，仍然会对环境造成污染。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种加热速度气氛受控的定向加热式步进型热解装置，以解决现有技术中存在的现有有机固体废弃物处理方法大多处理不彻底，同时处理过程不受管控，热解产品不便于资源化利用，处理成本偏高，仍然会对环境造成污染的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
6.本实用新型提供的一种加热速度气氛受控的定向加热式步进型热解装置，包括物料周转收纳箱、上料输送系统、重力式斜面封闭闸门、热解系统、热解室的主体装置、热解气体焚烧系统、气液分离系统及碳素材料深加工系统，其中，
7.物料周转收纳箱与上料输送系统连接，重力式斜面封闭闸门与热解系统连接，热解室的主体装置与热解系统连接，热解气体焚烧系统与热解室的主体装置连接，气液分离系统与热解系统连接，碳素材料深加工系统与物料周转收纳箱连接。
8.优选地，物料周转收纳箱还包括收纳箱、收纳箱翻转装置及升降机。
9.优选地，上料输送系统还包括上料缓冲系统、链式输送、高压氮气源、高压氮气入口及空气排出口，缓冲系统底部与链式输送相连，热解系统设有高压氮气入口，用于与高压氮气源连接。
10.优选地，重力式斜面封闭闸门还包括上部重力滚动卡锁压块、下部重力滚动弹簧压块、链式提升驱动装置及提升链。
11.优选地，热解系统还包括待机准备室、低温段热解室(多个)、中温段热解室(多个)、高温段热解室(多个)及冷却室(多个)，待机准备室、低温段热解室、中温段热解室、高温段热解室、冷却室之间设有从上落下的带有倾斜角度的重力式斜面封闭闸门，封闭门的上部、下部设有重力滚动压块。
12.优选地，热解室的主体装置还包括保温层、镜面微晶玻璃反射板、热辐射管及瓦斯排出口，低温段热解室、中温段热解室、高温段热解室的主体装置设有保温层、镜面微晶玻璃反射板、热辐射管，瓦斯排出口和高温热解气体管道相连，在的烟气管道上装有气氛分析仪。
13.优选地，热解气体焚烧系统还包括瓦斯炉气燃烧器、气体管路、气流尾气低氮燃烧器及烟囱。
14.优选地，气液分离系统还包括冷凝器、气液分离器、废水处理系统及再生水循环利用。
15.优选地，碳素材料深加工系统还包括破碎系统、气流式输送系统、及收尘系统。
16.本实用新型提供的一种加热速度气氛受控的定向加热式步进型热解装置，对有机固体废弃物无害化处理的同时实现了碳素材料产品化，填补了我国该技术领域中的空白，良好的管控处理过程，减少对环境造成的污染，有机废弃物热分解过程是在一个密闭、无氧的空间内对碳、水、有机化合物、高分子化合物等完全分解回收，能够对工业有机废弃物进行安全可靠的无害化处理，经过处理的炭素材料是以中高端的清洁材料得到重新利用；在热分解过程中对废弃物中所热解出的烃类、油类及高分子化合物可按温度区间进行分别回收，转化成气态产物的不凝气体会用于分系统的燃烧系统，直接进行热源的补充使用，既有效降低了能源的消耗，又实现了热解过程不排放有机气体或液体。具有结构自动化程度高、温度可控的智能化运行、适用性广泛等多项优点。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本实用新型一种加热速度气氛受控的定向加热式步进型热解装置一实施例的工艺流程图；
19.图2是本实用新型一种加热速度气氛受控的定向加热式步进型热解装置一实施例的重力式斜面封闭门示意图一；
20.图3是本实用新型一种加热速度气氛受控的定向加热式步进型热解装置一实施例的重力式斜面封闭门示意图二；
21.图4是本实用新型一种加热速度气氛受控的定向加热式步进型热解装置一实施例的重力式斜面封闭门示意图三；
22.图5是本实用新型一种加热速度气氛受控的定向加热式步进型热解装置一实施例的总体布置图；
23.图6是本实用新型一种加热速度气氛受控的定向加热式步进型热解装置一实施例
的结构示意图；
24.图7是本实用新型一种加热速度气氛受控的定向加热式步进型热解装置一实施例的气液处理回收系统示意图。
25.图中：a、物料周转收纳箱；a1、收纳箱；a2、收纳箱翻转装置；a3、升降机；b、上料输送系统；b1、上料缓冲系统；b2、链式输送；b3、高压氮气源；b4、高压氮气入口；b5、空气排出口；c、重力式斜面封闭闸门；c1、上部重力滚动卡锁压块；c2、下部重力滚动弹簧压块；c3、链式提升驱动装置；c4、提升链；d、热解系统；d1、待机准备室；d2、低温段热解室；d3、中温段热解室；d4、高温段热解室；d5、冷却室；e、热解室的主体装置；e1、保温层；e2、镜面微晶玻璃反射板；e3、热辐射管；e4、瓦斯排出口；f、热解气体焚烧系统；f1、瓦斯炉气燃烧器；f2、气体管路；f3、气流尾气低氮燃烧器；f4、烟囱；g、气液分离系统；g1、冷凝器；g2、气液分离器；g3、废水处理系统；g4、再生水循环利用；h、碳素材料深加工系统；h1、破碎系统；h2、气流式输送系统；h3、焚烧灰；h4、收尘系统；h5、碳素制品。
具体实施方式
26.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
27.在描述本实用新型具体实施例时，将图1的视角定义为本实用新型实施例的一种加热速度气氛受控的定向加热式步进型热解装置工艺流程图。在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的单元或具有相同或类似功能的单元。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型的实施例，而不能理解为对本实用新型实施例的限制。
28.下面参照附图详细地说明本实用新型的具体实施方式。在各附图中，相同的附图标记表示相同或相应的技术特征。各附图仅作为示意图，并非一定按实际比例绘制的。
29.参见图1、图2、图3、图4、图5、图6及图7，本实用新型提供了一种加热速度气氛受控的定向加热式步进型热解装置，包括物料周转收纳箱a、上料输送系统b、重力式斜面封闭闸门c、热解系统d、热解室的主体装置e、热解气体焚烧系统f、气液分离系统g及碳素材料深加工系统h，其中，
30.物料周转收纳箱a与上料输送系统b连接，重力式斜面封闭闸门c与热解系统d连接，热解室的主体装置e与热解系统d连接，热解气体焚烧系统f与热解室的主体装置e连接，
气液分离系统g与热解系统d连接，碳素材料深加工系统h与物料周转收纳箱a连接。
31.具体的，物料周转收纳箱与上料输送系统配合连接，重力式斜面封闭闸门与热解系统配合连接，热解室的主体装置与热解系统配合连接，热解气体焚烧系统与热解室的主体装置配合连接，气液分离系统与热解系统配合连接，碳素材料深加工系统与物料周转收纳箱配合连接。
32.作为可选地实施方式，物料周转收纳箱a还包括收纳箱a1、收纳箱翻转装置a2及升降机a3。
33.作为可选地实施方式，上料输送系统b还包括上料缓冲系统b1、链式输送b2、高压氮气源b3、高压氮气入口b4及空气排除口b5，缓冲系统b1底部与链式输送b2相连，热解系统d设有高压氮气入口b4，用于与高压氮气源b3连接。
34.作为可选地实施方式，重力式斜面封闭闸门c还包括上部重力滚动卡锁压块c1、下部重力滚动弹簧压块c2、链式提升驱动装置c3及提升链c4。
35.作为可选地实施方式，热解系统d还包括待机准备室d1、低温段热解室d2、中温段热解室d3、高温段热解室d4及冷却室d5，待机准备室、低温段热解室、中温段热解室、高温段热解室、冷却室之间设有从上落下的带有倾斜角度的重力式斜面封闭闸门c，封闭门的上部、下部设有重力滚动压块。
36.作为可选地实施方式，热解室的主体装置e还包括保温层e1、微晶玻璃反射板e2、热辐射管e3及瓦斯排出口e4，低温段热解室、中温段热解室、高温段热解室的主体装置设有保温层e1、镜面微晶玻璃反射板e2、热辐射管e3，瓦斯排出口e4和高温热解气体管道相连，在的烟气管道上装有气氛分析仪。
37.作为可选地实施方式，热解气体焚烧系统f还包括瓦斯炉气燃烧器f1、气体管路f2、气流尾气低氮燃烧器f3及烟囱f4。
38.作为可选地实施方式，气液分离系统g还包括冷凝器g1、气液分离器g2、废水处理系统g3及再生水循环利用g4。
39.作为可选地实施方式，碳素材料深加工系统h还包括破碎系统h1、气流式输送系统h2、焚烧灰h3、收尘系统h4及碳素制品h5。
40.被处理的固体废料放入多个用于周转的收纳箱，收纳箱在热解流水线的出料端通过翻转装置，把已完成热解的碳素材料倒出后，通过升降机返回步进式输送系统，固体废料收纳箱通过升降机步入上料缓冲系统，缓冲系统底部与链式输送系统相连；输送系统将装有固体废料的收纳箱连续送入首端待机准备室；固体废料与收纳箱一起，朝多个不同温度的待机准备室、低温段热解室、中温段热解室、高温段热解室及系统末端降温冷却室的方向送入；在待机准备室注入高压氮气置换出空气，防止空气进入热解室；为了确保系统精准的热解效果，系统分割不同温度的各室之间设置了重力式斜面封闭闸门，重力闸门上部设有重力滚动卡锁压块、下部设有重力滚动弹簧压块、重力闸门通过链式提升驱动装置提升或落下；
41.有机废弃物温度、加热速度、气氛受控、定向加热的步进式热解定向加热的热解系统，热分解过程是在一个密闭、无氧的空间内对碳、水、有机化合物、高分子化合物等完全分解回收，在热分解过程中对废弃物中所热解出的烃类、油类及高分子化合物可按温度区间进行分别回收，转化成气态产物的不凝气体会用于分系统的燃烧系统，直接进行热源的补
充使用，既有效降低了能源的消耗，又实现了热解过程不排放有机气体或液体。具有结构自动化程度高、温度可控的智能化运行；热解过程首先需要利用氮气置换出待机准备室中的空气，然后进入已开始升温的低温段热解室，蒸发出废弃物中的水份；与此同时，中温段热解室、高温段热解室也开始将加热升温；将热解室内逐步加热至高温贫氧的气氛。开机前将提前计算制定好的热解温度、热解时间、热解速度的热解方案输入系统自动控制编辑的程序mcu，物料被逐步加热分解。
42.举例来说，有机废物在温度受控定向加热的步进式热解的方法，需通过ghm烃分析。如：对几种物质的一组固废样品进行分析的试验，以每小时升温100℃为例：结果表明在100
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300℃，挥发产物中含有大量的c23以下的正构烷烃；在300
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500℃，含油固废中的有机物发裂解反应，产生较高含量的烯烃，其中碳原子数小于23的烃类可以占到裂解产物的80％以上。针对含油率高的罐底泥，在反应终温为550℃下固体产物产率约35％，液相产物可达50％。热解产物中热解油份有很好的利用价值，气体产物中也有很多有利用价值的ch4 c2h4等有机气体。在温度范围为100
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300℃内，可以认为挥发出的有机质主要为游离态物质，300
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500℃温度段内挥发出的物质主要为可裂解物质。下面的试验数据充分证明，在不同的温度下裂解产物是不同的。500
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700℃温度段有机物完全碳化。如下表：
43.表.不同热解温度下热解气体的成分和热值
44.℃h2ch4c2h4c2h6coco2cmhn45018.3515.216.353.2515.4310.3231.0955022.1218.877.265.1414.938.7123.9765025.4321.548.015.4514.527.7517.3075029.3323.658.454.4717.0510.385.77
45.就低温分解装置而言，低温热解室在100℃－200℃之间进行加热，高分子化合物未分解的温度内将水分汽化；加热上限温度设置之所以在210℃，在此温度以上就会开始进入中温热解室，加热温度在210℃
‑
400℃之间进行加热，高分子化合物将被气化发生热分解；高温热解室在410℃－600℃之间进行加热，在此温度的有机物可以完全碳化。
46.因此该温度、加热速度、气氛受控、定向加热的步进式热解反应过程中，各加热室之间设置了重力式斜面封闭闸门，各个反应室的室内温度则通过温度传感器、氧分仪等进行监控，并且通过控制辐射管内高温烟气温度及流量的方式来调节温度。
47.为了提高加热效率，系统热解室主体装置，的最内侧与热辐射管之间，设置了镜面微晶玻璃反射板，目的是为了辐射热源对步进式通过的物料实现定向是的加热，提高了热效率。
48.对于该温度、加热速度、气氛受控、定向加热的步进式热解系统，低温热分解加热过程所产生的低温热解气体进行间接冷却器，将其液化物与气体通过气液分离，气液分离器后在通过废水处理系统、经过处理后的再生水作为本系统的冷却水循环利用。
49.对于所述的温度、加热速度、气氛受控、定向加热的步进式热解方法的碳素材料深加工系统中包括：破碎系统、气流式输送系统、焚烧灰、收尘系统、碳素制品。就末端热分解出来的碳素材料的深加工及外运系统，属于常见的加工手段。本专利申请中不做详细论述。
50.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化
或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。