專(zhuān)利名稱(chēng)：帶有燃?xì)夤艿墓虘B(tài)物加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種可以圍繞自身縱軸旋轉(zhuǎn)的固態(tài)物加熱器，尤其是一種用于垃圾處理的低溫干餾筒，其內(nèi)部空腔裝有一定數(shù)量的，相互基本平行的，可通燃?xì)獾娜細(xì)夤堋?br> 這個(gè)加熱器被優(yōu)先用于垃圾的燃燒處理，尤其是作為用于低溫燃燒的低溫干餾筒。
低溫燃燒過(guò)程在垃圾處理領(lǐng)域內(nèi)是眾所周知的。該用于垃圾燃燒處理的工作過(guò)程及其設(shè)備已經(jīng)在EP-A-0 302 310以及DE-A-38 30 153中作了說(shuō)明。采用低溫燃燒過(guò)程進(jìn)行垃圾熱處理的設(shè)備有兩個(gè)重要組成部件，一個(gè)是低溫干餾裝置(低溫干餾筒，熱解反應(yīng)器)，一個(gè)是高溫燃燒室。低溫干餾裝置將由垃圾輸運(yùn)裝置輸送到其內(nèi)部的垃圾通過(guò)化學(xué)方法進(jìn)行低溫和熱解過(guò)程轉(zhuǎn)換成低溫干餾氣和熱解剩余物(固態(tài)熱解物)。低溫干餾氣和熱解剩余物經(jīng)過(guò)合適的后處理輸送到高溫燃燒室的燃爐內(nèi)。在高溫燃燒室形成的可熔化的爐渣經(jīng)出口排出并冷卻成玻璃狀。在高溫燃燒室產(chǎn)生的煙氣經(jīng)煙道由煙囪排出。在煙道里特別裝有一個(gè)余熱蒸汽發(fā)生器作為冷卻裝置，一個(gè)粉塵過(guò)濾器和一個(gè)煙氣凈化器。另外，在煙道內(nèi)緊靠煙氣凈化器出口處還裝有一個(gè)氣體壓縮機(jī)作為煙道氣泵。設(shè)置這個(gè)氣體壓縮機(jī)是用于在高溫干餾筒內(nèi)形成一個(gè)負(fù)壓，盡管負(fù)壓很低，卻可以由此避免干餾氣從干餾筒密封環(huán)處外泄到環(huán)境里去。
通過(guò)垃圾輸運(yùn)裝置將低溫干餾筒內(nèi)的各類(lèi)垃圾，如經(jīng)過(guò)破碎的家庭垃圾，與家庭垃圾類(lèi)似的工業(yè)垃圾和破碎了的大塊垃圾，當(dāng)然還有脫過(guò)水的泥漿傳送到低溫干餾筒里。
作為低溫干餾室(熱解反應(yīng)器)在一般情況下都有一個(gè)可自轉(zhuǎn)且較長(zhǎng)的低溫干餾筒，在其內(nèi)部有許多平行的燃?xì)夤?，靠其在氣密的情況下對(duì)垃圾進(jìn)行加熱。低溫干餾筒繞其縱軸旋轉(zhuǎn)，其縱軸最好相對(duì)于水平線稍微傾斜，以使固態(tài)熱解物在低溫干餾筒出口處積存并由此通過(guò)一個(gè)帶剩余物收集豎井的低溫干餾氣和熱解物排放室向剩余物燃燒爐方向排放。
在低溫干餾筒內(nèi)的低溫干餾物通過(guò)燃?xì)夤鼙患訜帷榱诉_(dá)到這一目的，燃?xì)饬鹘?jīng)沿低溫干餾筒縱向設(shè)置的燃?xì)夤堋Ｒ话闱闆r下在這里應(yīng)用對(duì)流原理，即燃?xì)庥筛绅s筒熱端進(jìn)入，從干餾筒冷端流出。在這里出現(xiàn)的問(wèn)題是在干餾筒冷端出現(xiàn)較高的熱能需求區(qū)，而在熱端出現(xiàn)較低的熱能需求區(qū)。特別需要指出，在垃圾的干燥過(guò)程中需要較高的熱能量，而在垃圾的低溫干餾過(guò)程中需要較低的熱能量。沿垃圾輸送方向看過(guò)去，較高的熱能需求出現(xiàn)在干餾筒長(zhǎng)度的0-2/3區(qū)間上，較低的熱能需求出現(xiàn)在干餾筒長(zhǎng)度的2/3至端點(diǎn)的區(qū)間上。
這樣在這種對(duì)流原理方式中就可確定在較低的熱量需求區(qū)出現(xiàn)具有較高流速的高溫燃?xì)?。此時(shí)由燃?xì)獾饺細(xì)夤芎陀扇細(xì)夤艿焦虘B(tài)物的熱量傳導(dǎo)是比較好的，因?yàn)槿細(xì)庠诖似陂g被冷卻，在高熱量需求區(qū)出現(xiàn)了與此相反的較低的燃?xì)鉁囟龋挥纱水a(chǎn)生了較低的燃?xì)饬魉俸鸵粋€(gè)由燃?xì)獾饺細(xì)夤苓M(jìn)而到位于低溫干餾筒內(nèi)垃圾的明顯不良的熱量傳導(dǎo)。
本發(fā)明的目的是對(duì)本文開(kāi)頭所述的加熱器進(jìn)行擴(kuò)大設(shè)置，使高熱量需求區(qū)即低溫燃?xì)鈪^(qū)的熱量傳導(dǎo)得到改善。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即沿燃?xì)饬鲃?dòng)方向看去，在燃?xì)夤芪捕蔚膬?nèi)部設(shè)置擾流子。
借助于擾流子，在高熱能需求區(qū)的燃?xì)夤艿膬?nèi)壁邊界層上產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)的紊流，此時(shí)隨之而來(lái)的是燃?xì)獾钠骄魉俚脑鲩L(zhǎng)，由此帶來(lái)熱量傳導(dǎo)的改善。
將最好由高級(jí)合金鋼制成的擾流環(huán)相互間隔的作為擾流子裝上，它們的橫切面可能是長(zhǎng)方形，尤其是正方形或也可是圓形的。
其它有利的設(shè)方案及其圖示在從屬權(quán)利中作了說(shuō)明。
下面結(jié)合下列8幅圖示對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步的說(shuō)明，附圖中

圖1為帶有低溫干餾筒的低溫燃燒裝置的入口部分，其燃?xì)夤苁且罁?jù)對(duì)流原理流通燃?xì)獾?；圖2為低溫干餾筒內(nèi)帶有一定數(shù)量環(huán)形擾流子的燃?xì)夤艿目v截面圖；圖3為一個(gè)對(duì)這種燃?xì)夤艿姆糯蠼孛鎴D；圖4為圖3燃?xì)夤艿臋M截面圖；圖5為對(duì)環(huán)形擾流子改進(jìn)設(shè)置后的燃?xì)夤艿姆糯罂v截面圖；圖6為圖5燃?xì)夤艿臋M截面圖；圖7為帶有擾流子和符合第一種實(shí)施例的置換體的燃?xì)夤艿目v截面圖；圖8為帶有擾流子和符合第二種實(shí)施例的置換體的燃?xì)夤艿目v截面圖。
如圖1所示，固態(tài)垃圾A經(jīng)帶有落料豎井3的進(jìn)料或給料裝置2，通過(guò)裝在給料管7里由電機(jī)6驅(qū)動(dòng)的螺旋輸送機(jī)4，集中被送入熱解反應(yīng)器或低溫干餾筒8內(nèi)。干餾筒8在本實(shí)施例中是一個(gè)內(nèi)部可加熱的，且可繞其縱軸10旋轉(zhuǎn)的低溫干餾筒或熱解筒，其長(zhǎng)度為15至30米，在300至600攝氏度下工作，并盡可能在無(wú)氧狀態(tài)下運(yùn)行，在產(chǎn)生揮發(fā)性的低溫干餾氣s的同時(shí)產(chǎn)生固態(tài)熱解物f。在此所述的內(nèi)部為管狀的干餾筒8的內(nèi)部空腔13里裝有許多(例如50至200)相互平行設(shè)置的燃?xì)夤?2，在圖1中只畫(huà)了4根。在右端或稱(chēng)熱端設(shè)置一個(gè)靜止的密封的燃?xì)馊肟谑?4作為燃?xì)鈎的入口，在左端或稱(chēng)冷端也裝有一個(gè)靜止的密封的燃?xì)獬隹谑?6作為燃?xì)鈎的出口。干餾筒8的縱軸10相對(duì)于水平線是傾斜的，使右面熱端的垃圾A出口比左面的入口低。干餾筒8內(nèi)最好保持在較外界環(huán)境稍低的負(fù)壓下。
熱解筒8在其出口或排料端通過(guò)一個(gè)可一起轉(zhuǎn)動(dòng)的總排料管17與排料裝置18相連通；該排料裝置18設(shè)有一個(gè)用于排出低溫干餾氣s的低溫干餾氣排煙接管20和一個(gè)用于排出固態(tài)熱解剩余物f的熱解剩余物卸料口22。一個(gè)與低溫干餾氣排煙接管20相連的低溫干餾氣導(dǎo)管同一個(gè)高溫燃燒室的燃燒器(圖中未示出)相連通。
干餾筒8繞其縱軸10的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)同電動(dòng)機(jī)26相連接的傳動(dòng)裝置24驅(qū)動(dòng)的。該驅(qū)動(dòng)裝置24、26例如可通過(guò)固定在于餾筒8外圈上的齒環(huán)進(jìn)行工作。干餾筒8的軸承在圖示中用27來(lái)表示。
由圖1可以清楚的看出，燃?xì)夤?2的一端固定在第一塊端面板28上，另一端固定在第二塊端面板30上。將燃?xì)夤芄潭ㄔ诙嗣姘迳弦紫仁谷細(xì)夤?2的更換方便。燃?xì)夤?2的端部通過(guò)一開(kāi)口由干餾筒內(nèi)室向左伸到出口室16內(nèi)，另一端向右伸到進(jìn)口室14內(nèi)。燃?xì)夤?2的軸線均設(shè)置為垂直于端面板28、30。在圖示結(jié)構(gòu)中應(yīng)注意，個(gè)別燃?xì)夤?2要承受較高的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷；端面板28、30(也可稱(chēng)作筒板或筒底板)可圍繞干餾筒8的縱軸10一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
在端面板28、30之間設(shè)置兩個(gè)支撐點(diǎn)X、Y以支撐燃?xì)夤?2(否則加熱管中間可能下垂)。沿垃圾輸送方向看去，第一個(gè)支撐點(diǎn)X位于于餾筒8全長(zhǎng)的大約1/3處，第二個(gè)支撐點(diǎn)Y位于干餾筒8全長(zhǎng)的大約2/3處。在這里支撐架31、32是由金屬，例如用鋼制成的圓形孔板，它們被固定在內(nèi)壁33上。
如圖2所示，燃?xì)夤?2按箭頭方向流通燃?xì)鈎。在燃?xì)夤?2的左段，即熱量傳導(dǎo)應(yīng)良好的區(qū)域，在此將進(jìn)入干餾筒的垃圾A中所含的水份蒸發(fā)，在燃?xì)夤艿奈捕位蛉L(zhǎng)l最后的2/3段(沿燃?xì)饬魍ǚ较蚩慈?內(nèi)裝有一定數(shù)量的擾流子40，它們被特別制成環(huán)狀或擾流環(huán)，并等距或不等距的沿著氣流方向排列且通常由高級(jí)合金鋼制成。通過(guò)它們?cè)谌細(xì)夤?2的2/31長(zhǎng)的管段的邊界層上產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)的紊流，同時(shí)也提高氣流速度，導(dǎo)致從右到左的路程上自然冷卻的燃?xì)庥幸粋€(gè)改善的熱量傳導(dǎo)。
從圖3和圖4可以清楚看到，擾流環(huán)40是圓形的、或矩形的、特別情況下也有正方形截面的。
擾流環(huán)40借助于3根縱向延伸的間隔鋼絲42來(lái)裝入燃?xì)夤?2內(nèi)部。位于擾流環(huán)40和間隔鋼絲42之間的焊點(diǎn)在圖示中用44來(lái)表示。在圖3和圖4中的擾流環(huán)40緊靠著燃?xì)夤?2內(nèi)壁，在擾流環(huán)的作用范圍內(nèi)燃?xì)鈎流通截面減小，這樣提高了氣流速度并導(dǎo)致渦流的產(chǎn)生，這樣如所述那樣，使從燃?xì)獾饺細(xì)夤?，從燃?xì)夤艿嚼臒崃總鲗?dǎo)得到改善。
另外的一個(gè)實(shí)施形式如圖5和圖6所示。其中擾流環(huán)40與燃?xì)夤?2內(nèi)壁間有一定間距d，并最好同心的裝置。為了保持間距d和擾流環(huán)40相互間的距離仍采用間隔鋼絲42。在這里鋼絲設(shè)置在擾流環(huán)外側(cè)并通過(guò)焊點(diǎn)固定。鋼絲42的厚度d相當(dāng)于擾流環(huán)40同燃?xì)夤?2內(nèi)壁的間距d。這對(duì)熱量傳導(dǎo)的影響與圖3和圖4所示實(shí)施形式是一致的。
圖7和圖8所示為進(jìn)一步的改進(jìn)方案。如以上所述，隨著燃?xì)鈎的冷卻，燃?xì)饬魉俳档?。這個(gè)流速通過(guò)特別安放在燃?xì)夤?2中心的至少一個(gè)置換體50再次得到提高，從而結(jié)合前述的擾流環(huán)使熱傳導(dǎo)得到進(jìn)一步改善。這樣盡管燃?xì)鈎受到冷卻也可在燃?xì)夤?2全長(zhǎng)l上達(dá)到一個(gè)近似均勻的由燃?xì)獾饺細(xì)夤鼙诘臒崃總鲗?dǎo)。這一措施可使干餾筒8的長(zhǎng)度比通常的要短，值得一提的是，這也使得干餾筒8的制造成本下降了。
如圖7所示，最好用高級(jí)合金鋼制成的置換體50基本上是圓筒狀的，其尖端是迎著燃?xì)鈎放置的。圖8所示的置換體50同樣是由高級(jí)合金鋼制造的，其形狀是角錐或圓錐形的，其尖端同樣是迎著氣流的。
圖7和圖8所示的置換體50總是固定在燃?xì)夤?2的中間。一般是由位于置換體50頭尾兩端的繞軸向成120°旋轉(zhuǎn)夾角的3端支撐腳52支撐。這種支撐腳52出于圖示清晰的原因而只在圖7中表示。置換體50的長(zhǎng)度總是延伸穿過(guò)多個(gè)擾流環(huán)40，沿著全長(zhǎng)的2/3 l長(zhǎng)度的管段內(nèi)可以設(shè)置多個(gè)置換體50。
權(quán)利要求
1.可繞其縱軸(10)旋轉(zhuǎn)的固態(tài)物加熱器，特別是用于垃圾(A)的低溫干餾筒(8)，其內(nèi)部空腔(13)裝有一定數(shù)量的相互基本平行的燃?xì)夤?12)，管內(nèi)可通燃?xì)?h)，其特征在于沿燃?xì)?h)流動(dòng)的方向看去，在燃?xì)夤?12)的尾段2/3長(zhǎng)度內(nèi)，將擾流子(40)置入燃?xì)夤?12)內(nèi)。
2.按權(quán)利要求1的加熱器，其特征在于擾流子為相互間隔設(shè)置的擾流環(huán)(40)，其最好由一種高級(jí)合金鋼制成。
3.按權(quán)利要求2的加熱器，其特征在于擾流環(huán)(40)的截面是矩形，但優(yōu)先為圓形的。
4.按權(quán)利要求2或3的加熱器，其特征在于擾流環(huán)(40)通過(guò)至少兩根間隔鋼絲(42)按規(guī)定的間距固定。
5.按權(quán)利要求4的加熱器，其特征在于間隔鋼絲(42)固定在擾流環(huán)(40)的內(nèi)側(cè)或外側(cè)。
6.按權(quán)利要求1至5之一的加熱器，其特征在于在燃?xì)夤?12)的尾段2/3長(zhǎng)度內(nèi)，將置換體(50)置入燃?xì)夤?12)內(nèi)。
7.按權(quán)利要求6的加熱器，其特征在于置換體(50)總是被固定在燃?xì)夤艿闹行摹?br> 8.按權(quán)利要求7的加熱器，其特征在于每個(gè)置換體(50)由3端支撐腳(52)將其兩端固定在燃?xì)夤?12)內(nèi)。
9.按權(quán)利要求6至8之一的加熱器，其特征在于置換體(50)基本上是圓筒狀或圓錐狀的。
10.按權(quán)利要求6至9之一的加熱器，其特征在于置換體(50)的長(zhǎng)度延伸穿過(guò)多個(gè)擾流環(huán)(40)。
11.按權(quán)利要求6至10之一的加熱器，其特征在于置換體(50)由一種高級(jí)合金鋼制成。
12.按以上任一權(quán)利要求的加熱器，其中的垃圾(A)是按對(duì)流原理向著與燃?xì)饬髁飨虻南喾捶较蜉斔?，其特征在于擾流子(40)被裝在燃?xì)夤?12)尾端的約為2/3 l長(zhǎng)的管段內(nèi)。
全文摘要
在固態(tài)物加熱器的內(nèi)腔(13)，尤其在用于垃圾(A)的低溫干餾筒(8)的內(nèi)部，裝有一定數(shù)量的燃?xì)夤?12)，它們受驅(qū)動(dòng)可繞干餾筒縱軸(10)旋轉(zhuǎn)。燃?xì)夤?12)相互平行設(shè)置，管內(nèi)流通燃?xì)?h)，以對(duì)固態(tài)物加熱，將垃圾(A)熱解。垃圾(A)進(jìn)料方向與燃?xì)?h)的流動(dòng)方向相反，一個(gè)問(wèn)題是盡管在垃圾(A)的輸入段2/3 1區(qū)域內(nèi)熱能需求大，而相對(duì)來(lái)說(shuō)燃?xì)鉁囟鹊汀０幢景l(fā)明在燃?xì)夤?12)內(nèi)部設(shè)置擾流環(huán)(40)并產(chǎn)生紊流可解決這一問(wèn)題。為進(jìn)一步改善熱傳導(dǎo)還可設(shè)置置換體(50)。
文檔編號(hào)C10B1/10GK1126236SQ95115378
公開(kāi)日1996年7月10日 申請(qǐng)日期1995年8月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月23日
發(fā)明者赫伯特·特拉茲, 赫爾穆特·沃丁格, 喬基姆·博里茨基, 安東·埃伯特 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司