一种废弃有机物微波催化碳化炉

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种废弃有机物微波催化碳化炉。

背景技术

废弃有机物的资源再利用，是环保领域及循序经济领域现在正在广泛研究的问题。废弃的塑料制品，报废汽车的轮胎，农作物秸秆，生化污泥等，都在开展碳化再利用技术研究。所谓碳化，就是在隔绝氧的条件下干馏。有机物的传热系数都比较小，干馏的温度高，一般在600℃左右，碳化时间长。

在都市中广泛使用的生物质机制炭是将农作物秸秆及其他生物质(木屑、竹屑等)，通过粉碎、干燥、压制成型、碳化制得。在专用碳化炉中，碳化时间一般在24小时以上。在市场上出现的生化污泥碳化设备，属于连续性生产，一般采用卧式布置，是参照常规回转窑设计，其传热原理基本与常规回转窑相同。

废弃有机物碳化的关键是热传导效率和物料温度的聚集，快速升温到碳化温度。机制炭碳化炉是通过加大能量输入缩短炉体内温度均匀，和上升到碳化温度的时间，保证碳化能量输入和温度稳定。卧式污泥碳化炉是通过细化污泥粒度和增加高温炉壁面积来加快碳化。但现有的碳化设备仍是存在热传导速度慢，碳化时间长，设备规模大等问题。因此，现需要一种能够解决以上问题的废弃有机物微波催化碳化炉。

发明内容

本发明的目的是提供一种废弃有机物微波催化碳化炉，将微波加热技术应用于废弃有机物的碳化，克服了废弃有机物碳化过程中的热传导速度慢，碳化时间长的问题，缩短了废弃有机物的碳化时间，减少了设备的规模。

本发明提供了如下的技术方案：

一种废弃有机物微波催化碳化炉，包括碳化炉，所述碳化炉内设有炉膛，所述碳化炉上设有进料斗、干馏气汇集腔、尾气汇集腔、微波源和燃烧室，所述炉膛与所述干馏气汇集腔和所述进料斗相通，所述干馏气汇集腔和所述尾气汇集腔上分别设有干馏气排气口和尾气排气口；所述碳化炉内设有出料腔，所述出料腔与所述炉膛相通；所述炉膛内设有烟气室，所述烟气室与所述燃烧室之间设有火焰喉管，所述烟气室与所述尾气汇集腔相通；所述微波源与所述碳化炉之间设有微波激励腔；所述碳化炉上设有出料输送机，所述出料输送机的一端与所述出料腔相接，所述出料输送机的另一端设有出料接口。

优选的，所述烟气室上设有布料锥，所述布料锥设于所述进料斗的下方。

优选的，所述微波激励腔与所述碳化炉之间设有微波激励腔保温板，所述火焰喉管的外侧壁设有喉管保温板。

优选的，所述进料斗由进料接口、一次插板阀、上料仓、二次插板阀、下料仓、上料仓料位计和下料仓料位计组成，所述一次插板阀设于所述进料接口上，所述二次插板阀设于所述上料仓和所述下料仓之间，所述上料仓料位计和所述下料仓料位计分别设于所述上料仓和所述下料仓上。

优选的，所述出料输送机由动力头、输送螺杆、冷却水套和壳体组成，所述壳体上设有进料口和出料口，所述出料口与所述出料接口相接，所述冷却水套上设有冷却水进口和冷却水出口，所述输送螺杆的两端与所述壳体转动连接，所述动力头与所述输送螺杆的端部相接。

优选的，所述冷却水出口高于所述冷却水进口。

优选的，所述出料接口由出料连接口、暂存料箱和放料口组成，所述出料连接口和所述放料口上分别设有三次插板阀和四次插板阀，所述暂存料箱的外侧壁设有水套，所述水套上设有进水口和出水口，所述暂存料箱上设有料位计、水气出口和喷雾头。

优选的，所述出水口高于所述进水口。

优选的，所述出料腔由搅拌冷却腔、出料搅拌器和传动轮组成，出料搅拌器设于所述搅拌冷却腔内，所述传动轮与所述出料搅拌器相接，所述传动轮通过电机转动，所述传动轮的内环壁与所述火焰喉管转动连接，所述搅拌冷却腔的下端和外壁上分别设有卸料口和冷却水夹套，所述冷却水夹套上设有冷却水进水孔和冷却水出水孔。

优选的，所述冷却水出水孔高于所述冷却水进水孔。

本发明的有益的效果：

本发明微波具有穿透性，物料吸收微波，自身发热，产生高温；物料通过烟气室吸收烟气室内的热量，使物料内外同时受热升温，克服了废弃有机物碳化过程中的热传导速度慢，碳化时间长的问题，缩短了废弃有机物的碳化时间，减少了设备的规模；

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明进料斗的结构示意图；

图3是本发明出料输送机的结构示意图；

图4是本发明出料接口的结构示意图；

图5是本发明出料腔的结构示意图。

附图标记说明：

1、进料斗；2、布料锥；3、炉膛；4、烟气室；5、微波激励腔；6、微波源；7、尾气汇集腔；8、干馏气汇集腔；9、尾气排放口；10、干馏气排气口；11、微波激励腔保温板；12、出料腔；13、火焰喉管；14、喉管保温版；15、燃烧室；16、出料输出机；17、出料接口；18、进料接口；19、一次插板阀；20、上料仓；21、二次插板阀；22、下料仓；23、上料仓料位计；24、下料仓料位计；25、动力头；26、输送螺杆；27、冷却水套；28、进料口；29、出料口；30、冷却水出口；31、冷却水进口；32、壳体；33、出料接口；34、三次插板阀；35、暂存料箱；36、喷雾头；37、料位计；38、水套；39、进水口；40、二次插板阀；41、出水口；42、水气出口；43、放料口；44、搅拌冷却腔；45、出料搅拌器；46、卸料口；47、传动轮；48、冷却水夹套；49、冷却水进水孔；50、冷却水出水孔；51、碳化炉。

具体实施方式

如图1至图5所示，一种废弃有机物微波催化碳化炉，包括碳化炉51，碳化炉51内设有炉膛3，碳化炉51上设有进料斗1、干馏气汇集腔8、尾气汇集腔7、微波源6和燃烧室4，炉膛3与干馏气汇集腔8和进料斗1相通，干馏气汇集腔8和尾气汇集腔7上分别设有干馏气排气口10和尾气排气口9，进料斗1便于物料暂存，进入炉膛3内，炉膛3内物料在干燥、碳化过程中产生的干馏气，通过管道输送到干馏气汇集腔8，经干馏气排气口10排出，干馏气经冷凝除去气体中的水分后，通入燃烧室4燃烧，为碳化炉51提供热能；

炉膛3内设有烟气室4，烟气室4与燃烧室15之间设有火焰喉管13，烟气室4与尾气汇集腔7相通，燃烧室15因燃油(气)产生的高温烟气，快速通过火焰喉管13，进入烟气室4，通过烟气室4壁将热量由内向外传导到炉膛3内的物料，烟气室4通过管道将烟气室4的烟气导出到尾气汇集腔7，从尾气排气口9排出，进行尾气处理；

微波源6与碳化炉51之间设有微波激励腔5，炉膛3被微波激励腔5包裹，微波源6将微波能馈入微波激励腔5，炉膛3内物料与微波耦合，对物料进行加热；微波激励腔5与碳化炉51之间设有微波激励腔保温板11，微波激励腔保温板11起到了隔热保温的功能；

碳化炉51内设有出料腔12，出料腔12与炉膛3相通；碳化炉51上设有出料输送机16，出料输送机16的一端与出料腔12相接，出料输送机16的另一端设有出料接口17；

烟气室4上设有布料锥2，布料锥2设于进料斗1的下方，布料锥2利于物料均匀布置于炉膛3中，物料吸收微波，自身发热，产生高温，物料通过烟气室4吸收烟气室4内的热量，使物料内外同时受热升温，克服了废弃有机物碳化过程中的热传导速度慢，碳化时间长的问题，缩短了废弃有机物的碳化时间，减少了设备的规模。

进料斗1由进料接口18、一次插板阀19、上料仓20、二次插板阀21、下料仓22、上料仓料位计23和下料仓料位计24组成，一次插板阀19设于进料接口18上，二次插板阀21设于上料仓20和下料仓22之间，上料仓料位计23和下料仓料位计24分别设于上料仓20和下料仓24的侧壁，进料斗1便于物料加入炉膛3内，进料斗1利于炉膛与外部氧气隔绝，进行干馏碳化。

出料输送机16由动力头25、输送螺杆26、冷却水套27和壳体32组成，壳体32上设有进料口28和出料口29，出料口29与出料接口17相接，冷却水套27上设有冷却水进口31和冷却水出口30，输送螺杆26的两端与壳体32转动连接，动力头25与输送螺杆26的端部相接，动力头25带动输送螺杆26转动，出料输送机16便于物料的定量出料；

冷却水出口30高于冷却水进口31，物料与冷却水热交换更加充分，物料在出料输送过程中，接触冷却水套27进行热交换冷却，物料温度降低，防止物料在大气中燃烧，隔绝空气进入炉膛3。

出料接口17由出料连接口33、暂存料箱35和放料口43组成，出料连接口33和放料口43上分别设有三次插板阀34和四次插板阀40，暂存料箱35的外侧壁设有水套38，水套38上设有进水口39和出水口41，暂存料箱35上设有料位计37、水气出口42和喷雾头36，喷雾头36向暂存料箱35内喷洒水雾，水雾吸收热量，给物料降温，水蒸汽通过水气出42排出，水套38进一步对暂存料箱35进行冷却；出水口41高于进水口39，物料与冷却水热交换更加充分。

出料腔12由搅拌冷却腔44、出料搅拌器45和传动轮47组成，出料搅拌器45设于搅拌冷却腔44内，传动轮47与出料搅拌器45相接，传动轮47通过电机转动，传动轮47的内环壁与火焰喉管13转动连接，搅拌冷却腔44的下端和外壁上分别设有卸料口46和冷却水夹套48，冷却水夹套48上设有冷却水进水孔49和冷却水出水孔50，传动轮47带动出料搅拌器45搅动物料，冷却水夹套48对搅拌冷却腔44内的高温碳化物料进行冷却；冷却水出水孔50高于冷却水进水孔49，物料与冷却水热交换更加充分。

火焰喉管13的外侧壁设有喉管保温板14，喉管保温板14阻止火焰喉管13将热传导给搅拌冷却腔44。

本发明的工作方式：一次插板阀打开19，二次插板阀关闭21，提升机将料输送到上料仓20，当上料仓料位计23检测到物料达到设定料位高度时，停止进料；一次插板阀19关闭，二次插板阀21打开，上料仓20的物料落入下料仓22，物料通过进料斗1进入炉膛3内，物料吸收微波，自身发热，产生高温，物料通过烟气室4吸收烟气室4内的热量；炉膛3内物料在干燥、碳化过程中产生的干馏气，通过管道输送到干馏气汇集腔8，经干馏气排气口10排出，干馏气经冷凝除去气体中的水分后，通入燃烧室4燃烧，为碳化炉51提供热能，烟气室4通过管道将烟气室4的烟气导出到尾气汇集腔7，从尾气排气口9排出，进行尾气处理；物料碳化结束后，来自炉膛3的高温碳化物料落入搅拌冷却腔44内，通过出料搅拌器45将物料输送到卸料口46，由卸料口46落入到出料输送机16，冷却水夹套48对搅拌冷却腔44内的高温碳化物料进行冷却，物料通过出料输送机16定量进入出料接口17，物料在出料输送过程中，接触冷却水套27进行热交换冷却，三次插板阀34打开、四次插板阀40关闭、出料输送机16将物料输送到暂存料箱35，喷雾头36向暂存料箱35内喷洒水雾，水雾吸收热量，给物料降温，水蒸汽通过水气出42排出，水套38进一步对暂存料箱35进行冷却，当暂存料箱35物料达到预设料位，料位计37发信号，三次插板阀34关闭，四次插板阀40开启，将物料卸出。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。