分层热解装置及方法

技术领域

本发明涉及热分解技术领域，具体涉及一种分层热解装置及方法。

背景技术

热分解是指加热升温使化合物分解。在受热情况下，热解物料开始裂解的温度称之为热分解温度。

然而，不同的热解物料的热分解温度不同，导致目前的热解设备无法对多种热解物料同时热分解。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种分层热解装置，能够对多种热分解温度不同的物料同时进行热分解。

本发明的实施例还提出了一种应用于如上分层热解装置的分层热解方法。

本发明实施例的分层热解装置包括：热解室、燃烧室和多个给料组件。所述热解室设置有用于容纳热解物料的热解腔，所述热解室的顶端设置有排气口；所述燃烧室在封闭位置和分离位置之间可转动地与所述热解室连接，位于所述封闭位置的所述燃烧室封闭所述热解腔的底端并加热所述热解腔，位于所述分离位置的所述燃烧室与所述热解室分离；多个所述给料组件沿上下方向依次设置于所述热解室，每个所述给料组件包括位于同一水平面的多个用于向所述热解腔喷射所述热解物料和输送介质的给料器，每个所述给料组件中的多个所述给料器的喷射路径与设定的圆周相切，所述给料器设置有氧气控制阀以控制所述给料器喷射氧气的流量。

本发明实施例的分层热解装置，通过氧气控制阀对给料器向热解腔内输送的氧气浓度进行调节，使相应的热解物料层发生燃烧，从而对热解物料层的温度进行调节，使每层的热解物料的温度与其热分解温度匹配，从而实现多种热分解温度不同的物料同时进行热分解。

在一些实施例中，所述热解室的相邻两个外侧面间设置有斜角壁，所述给料器设置于所述斜角壁；和/或，所述分层热解装置还包括顶盖，所述顶盖可转动地设置于所述热解室的顶端以打开和封闭所述热解腔的顶端，所述顶盖设置有所述排气口。

在一些实施例中，分层热解装置还包括多个温度传感器，多个所述温度传感器与多个所述给料器一一对应。

在一些实施例中，所述燃烧室设置有用于发生燃烧反应的燃烧腔，所述燃烧室的底端设置有与所述燃烧腔连通的进气口，所述燃烧室的顶端设置有分隔板，所述分隔板上设置有多个排气孔，位于所述封闭位置的所述燃烧室的所述分隔板封闭所述热解腔的底端。

在一些实施例中，所述燃烧室内设置有防护罩和喷头，所述喷头用于喷射燃料以进行燃烧，所述喷头在上下方向上远离所述分隔板设置，所述防护罩罩设于所述喷头。

在一些实施例中，分层热解装置还包括用于分离热解油的热解油分离模块和用于收集热解油的热解油收集模块，所述热解油分离模块与所述热解室的顶端连接以接收从所述排气孔排出的热解气，所述热解油分离模块包括第一热解油出口和第二热解油出口，所述第一热解油出口和所述第二热解油出口均用于排出热解油，所述第一热解油出口与所述喷头连接，所述第二热解油出口与所述热解油收集模块连接。

在一些实施例中，分层热解装置还包括散热管和循环泵，所述循环泵与所述散热管连接以使导热介质在所述散热管内循环，所述散热管的一部分与所述防护罩贴合，所述散热管的另一部分的延伸方向与所述排气孔的排气方向相交。

在一些实施例中，所述散热管包括吸热段、回水段、至少两个散热段和至少一个连接段，所述吸热段与所述防护罩贴合，所述散热段的延伸方向与所述分隔板平行，每两个所述散热段相互平行，相邻的所述散热段之间通过所述连接段连接，在第一方向上位于一端的所述散热段与所述吸热段连接，在所述第一方向位于另一端的所述散热段与所述回水段连接，所述第一方向与所述散热段的延伸方向垂直，所述吸热段和所述回水段中至少一者与所述循环泵连接。

在一些实施例中，多个所述给料器的给料尺寸由下至上递减。

本发明实施例的分层热解方法，应用于如上实施例所述的分层热解装置，所述分层热解方法包括：

通过多个所述给料组件将多种比重的所述热解物料送入所述热解腔内；

使所述燃烧室位于封闭位置并使所述燃烧室对所述热解腔进行加热；

根据所述热解物料的热解温度调节相应的氧气控制阀。

本发明实施例的分层热解方法，根据不同的热解物料的热分解温度调节每个给料器上的氧气控制阀，使热解物料层发生燃烧，从而热解物料层的温度进行调节，使每层的热解物料的温度与其热分解温度匹配，从而实现多种热分解温度不同的物料同时进行热分解。

附图说明

图1是本发明实施例的分层热解装置的示意图。

图2是本发明实施例的分层热解装置的半剖图。

图3是本发明实施例的分层热解装置的另一视角的半剖图。

图4是本发明实施例的分层热解方法的流程图。

附图标记：

1、分层热解装置；2、热解室；3、燃烧室；4、给料组件；5、散热管；6、温度传感器；

21、斜角壁；22、热解腔；23、顶盖；24、排气口；

31、燃烧腔；32、进气口；33、分隔板；34、排气孔；35、防护罩；36、喷头；

41、给料器；

51、吸热段；52、回水段；53、散热段；54、连接段。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

结合附图描述本发明实施例的分层热解装置1和分层热解方法。

如图1、图2和图3所示，本发明实施例的分层热解装置1包括：热解室2、燃烧室3和多个给料组件4。热解室2设置有用于容纳热解物料的热解腔22，热解室2的顶端设置有排气口24以排出热解室2内的气体。

燃烧室3在封闭位置和分离位置之间可转动地与热解室2连接，位于封闭位置的燃烧室3封闭热解腔22的底端并加热热解腔22。位于分离位置的燃烧室3与热解室2分离，以便在热解物料完成热解后排出热解废渣。

多个给料组件4沿上下方向依次设置于热解室2以便沿上下方向上向热解室2中喷射多种热解物料，每个给料组件4包括位于同一水平面的多个用于向热解腔22喷射热解物料和输送介质的给料器41，每个给料组件4中的多个给料器41的喷射路径与设定的圆周相切，给料器41设置有氧气控制阀(图中未示出)以控制给料器41喷射氧气的流量。

输送介质的主要成分为例如氮气、惰性气体等化学性质稳定的气体。也就是说，输送介质不会在热解室2内燃烧，也不会对热解物料起到助燃效果。

由于每个给料组件4中的多个给料器41的喷射路径与设定的圆周相切，避免每个给料组件4中的多个给料器41在喷射热解物料的过程中相互干扰，热解物料主要聚集在设定的圆周内，便于与氧气接触以发生燃烧。

如图4所示，本发明实施例的应用于如上实施例的分层热解装置1的分层热解方法包括：

通过多个给料组件6将多种比重的热解物料送入热解腔22内；

使燃烧室3位于封闭位置并使燃烧室3对热解腔22进行加热；

根据热解物料的热解温度调节相应的氧气控制阀，以调节给料器41喷射氧气的流量。

多个给料组件4在向热解室2中喷射多种热解物料时，在重力的作用下，多种热解物料在上下方向上分层，即相同比重的热解物料聚集在同一层，多种热解物料的比重由下至上逐渐减小。

在热解物料发生热分解的过程中接触氧气易使热解物料发生燃烧，在热解物料发生热分解的过程中接触氧气的含量不同，热解物料燃烧的程度不同，从而调节热解物料层的温度，实现对热解物料层的温度的调节。

通过位于封闭位置的燃烧室3对热解室2进行加热使热解物料发生热分解。根据热解物料的热分解温度调节氧气控制阀，使相应的热解物料层发生燃烧，从而对热解物料层的温度进行调节，使每层的热解物料的温度与热分解温度匹配，从而实现多种热分解温度不同的物料同时进行热分解。

本发明实施例的分层热解装置，通过氧气控制阀对给料器向热解腔内输送的氧气浓度进行调节，使相应的热解物料层发生燃烧，从而对热解物料层的温度进行调节，使每层的热解物料的温度与其热分解温度匹配，从而实现多种热分解温度不同的物料同时进行热分解。

本发明实施例的分层热解方法，根据不同的热解物料的热分解温度调节每个给料器上的氧气控制阀，使热解物料层发生燃烧，从而热解物料层的温度进行调节，使每层的热解物料的温度与其热分解温度匹配，从而实现多种热分解温度不同的物料同时进行热分解。

如图1所示，在一些实施例中，热解室2的相邻两个外侧面间设置有斜角壁21，给料器41设置于斜角壁21。

斜角壁21能够减少热解室2的应力集中，提高热解室2的使用寿命。给料器41设置于斜角壁21上，便于在每个给料组件4中的多个给料器41的喷射路径与设定的圆周相切的情况下对给料器41进行固定。

如图1所示，在一些实施例中，分层热解装置1还包括顶盖23，顶盖23可转动地设置于热解室2的顶端以打开和封闭热解腔22的顶端，顶盖23设置有排气口24。

通过顶盖23打开热解腔22的顶端，能快速排出热解腔22内的气体。在一些特殊的情况下，还能通过热解腔22的顶端直接向热解腔22内添加热解物料。

如图2和图3所示，在一些实施例中，分层热解装置1还包括多个温度传感器6，多个温度传感器6与多个给料器41一一对应。

通过温度传感器6能够对每一层的热解物料的温度进行实时监测，以能够精准地对每一层热解物料的温度进行调节。

如图2所示，在一些实施例中，燃烧室3设置有用于发生燃烧反应的燃烧腔31，燃烧室3的底端设置有与燃烧腔31连通的进气口32，燃烧室3的顶端设置有分隔板33，分隔板33上设置有多个排气孔34，位于封闭位置的燃烧室3的分隔板33封闭热解腔22的底端。

换热气体由进气口32进入燃烧腔31内，在燃烧腔31内换热后由排气孔34进入热解腔22内以将热量从燃烧腔31传输至热解腔22。

此外，由于换热气体在热解腔22内由下向上运动最终由排气口24排出，使得热解腔22内的传输介质和热解气体产生的热解气在换热气体的作用下高效地由排气口24排出。

每个给料组件4中的多个给料器41的喷射路径与设定的圆周相切，热解物料主要聚集在设定的圆周内，便于换热气体穿过热解腔22。

换热气体为例如氮气、惰性气体等化学性质稳定的气体。也就是说，换热气体不会在热解室2内燃烧，也不会对热解物料起到助燃效果，即，换热气体不会对热解物料的温度调节产生干扰。

如图2和图3所示，在一些实施例中，燃烧室3内设置有防护罩35和喷头36，喷头36用于喷射燃料以进行燃烧，喷头36在上下方向上远离分隔板33设置，防护罩35罩设于喷头36。

防护罩35罩设于喷头36以避免喷头36喷射出燃料溅出对工作人员造成伤害，避免喷头36喷出的燃料进入热解腔22内燃烧对热解物料的温度调节产生干扰。

此外防护罩35还能对喷头35进行保护。

在一些实施例中，分层热解装置1还包括用于分离热解油的热解油分离模块和用于收集热解油的热解油收集模块，热解油分离模块与热解室2的顶端连接以接收从排气孔34排出的热解气，热解油分离模块包括第一热解油出口和第二热解油出口，第一热解油出口和第二热解油出口均用于排出热解油，第一热解油出口与喷头36连接，第二热解油出口与热解油收集模块连接。

热解油分离模块从热解气中分离热解油，分离后一部分热解油进入喷头36中进行燃烧，使分层热解装置1在对热解物料进行热分解的过程中能够自维持，也就是说，当分层热解装置1运行稳定后，热解物料产生的热解气分离出的热解油的一部分用于对热解物料进行加热以维持热解物料的分解。另一部分的热解油被热解油收集模块进行收集。

在一些实施例中，分层热解装置1还包括散热管5和循环泵(图中未示出)，循环泵与散热管5连接以使导热介质在散热管5内循环，散热管5的一部分与防护罩35贴合以增加散热管与防护罩3的接触面积，散热管5的另一部分的延伸方向与排气孔34的排气方向相交，以增加散热管5与换热气体的接触面积，增加换热气体的换热效率。

如图2所示，在一些实施例中，散热管5包括吸热段51、回水段52、至少两个散热段53和至少一个连接段54，吸热段51与防护罩35贴合，散热段53的延伸方向与分隔板33平行，每两个散热段53相互平行，相邻的散热段53之间通过连接段54连接，在第一方向上位于一端的散热段53与吸热段51连接，在第一方向位于另一端的散热段53与回水段52连接，第一方向与散热段53的延伸方向垂直，吸热段51和回水段52中至少一者与循环泵连接。

进一步增加散热管5与换热气体的接触面积，进一步增加换热气体的换热效率。

在一些实施例中，多个给料器41的给料尺寸由下至上递减，给料尺寸是指给料器61喷射的热解物料的比重，也就是说，给料器41由下至上喷射的热解物料的比重递减，增加热解物料分层的精度，提高对多种热解物料进行热分解时的热解效果。

作为示例，给料组件4设置有三个，三个给料组件4由下至上依次喷射生物质、废纺和橡胶。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。