一种车载连续式热解气化装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种车载连续式热解气化装置与方法。该装置包括双旋转热解室、升料叶片、碎料叶片、筛分装置、气化室、压缩装置等。医疗废物在双旋转热解室中发生热解；固定于热解室壁面的螺旋状升料叶片通过旋转提升物料，实现热解室内部医疗废物的充分循环，使其均匀升温；而反向旋转的碎料叶片通过剪切破碎作用剥离物料表面残炭，强化传热；经由筛分装置筛选的残炭进一步在气化室中发生气化，最终剩余无机废渣通过压缩装置后进行收集填埋；装置产生的热解气和气化气可用于燃烧供能和燃料电池发电，实现装置的运行自持。上述装置可以有效小型化以适应车载运行，对医疗废物能及时进行彻底高温消毒，并遏制二噁英等有害物质生成，实现其无害化处置。实现其无害化处置。实现其无害化处置。

【技术实现步骤摘要】
一种车载连续式热解气化装置与方法


[0001]本专利技术属于医疗废物无害化处理
，具体涉及一种车载连续式热解气化装置。本专利技术还提供了一种能实现该车载连续式热解气化的方法。

技术介绍

[0002]在疫情防控、核酸检测、疫苗接种等过程中使用的一次性棉签、手套、口罩、针管、防护服、面具及其他潜在的医疗废物日益增多。由于这些医疗废物可能携带具有传染性的病菌，需要及时进行消毒处理。
[0003]高温焚烧是目前医疗废物最可靠的处理手段。虽然焚烧处理技术消毒灭菌彻底、减重减量效率高、各类医疗废物适应性强、规模化效应好，但是该方法的尾气处置较为困难，尤其是产生有毒的二噁英，会导致严重的环境污染问题。
[0004]热解和气化是高效的有机废弃物处理技术。采用热解技术处置医疗废物，同样具有处理效率高、适应性广、消毒彻底等优势。特别地，由于热解为无氧过程，能够无害脱氯，即在温度较低的条件下其还原性气氛能有效遏制含氯组分转化为二噁英等有害物质，避免二次污染。此外，热解过程能够用于制备高值化学品或燃料，并且结合气化技术可进一步利用热解炭生产气化气用于燃料电池发电，实现对医疗废物的资源化利用。因此，热解气化技术比高温焚烧处理技术具有更高的实用价值。
[0005]然而，医疗废物具分布广、不集中、单次产量少、不能长时间存储等特点，如果医疗废物不能得到及时高效的处置，必定会严重威胁人民的生命健康。由于上述情况下并不具备投建大型医疗废物处理设施的条件，因此有必要开发相应的小型化车载处置设备。
[0006]常规的热解装置主要包括流化床、固定床、旋转式反应器等。流化床热解反应器需要复杂的布风、分离等辅助设备，难以小型化。固定床反应器，如中国专利申请CN 201210202172.8和CN 202111123398.4，虽然可以小型化用于车载，但是存在物料受热不均匀、物料在热解过程发生粘结的问题。旋转式热解装置可分为轴转动的内旋反应器和反应室转动的外旋反应器，他们可以通过旋转辅助搅拌物料，使其受热均匀。但是单一的外旋反应器，如中国专利申请CN202010051988.X，存在搅拌强度不足导致热解过程中物料粘结、出料颗粒较大导致热解不完全的问题；而单一的内旋反应器，如中国专利申请CN 201910417628.4，搅拌装置仅对处于搅拌旋转平面的物料进行搅动，炉内不同层间的物料碰撞作用较弱，物料难以完全热解。即使将两类旋转式装置简单结合，也很难克服热量难以深入物料内部及物料粘结的问题。因此，亟需设计一种能通过破碎医疗废物实现强化换热并防止粘结的小型化连续式热解装置，并与气化
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发电装置进行有机结合，以适应车载条件。

技术实现思路

[0007]本专利技术主要解决的是现有热解反应装置存在传热不均匀、物料易粘结、难以小型化等缺点，无法有效实现医疗废物及时、高效处置的技术问题，提供一种车载连续式热解气
化装置与方法。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种车载连续式热解气化装置，包括外部壳体，所述外部壳体形成有进料口、热解气出口、烟气进口和烟气出口，所述烟气进口连通至燃气发动机以能够接收由所述燃气发动机产生的烟气，所述烟气出口连通至尾气净化装置；
[0009]双旋转反应器，所述双旋转反应器包括可转动地安装于所述外部壳体内的双旋转热解室和沿所述双旋转热解室的转动轴线延伸的所述搅拌轴，其中，所述双旋转热解室的转动轴线相对竖直方向倾斜，且在内壁面上连接有环绕所述转动轴线延伸的螺旋状升料叶片，所述进料口和热解气出口分别连通所述双旋转热解室的内腔；所述搅拌轴上设有碎料叶片，所述碎料叶片由多个设有槽口的搅拌杆或板式搅拌桨组成，且分布于所述升料叶片的间隙中且延伸长度小于所在旋转平面上对应的所述升料叶片的内径，以允许所述搅拌轴被驱动为相对所述双旋转热解室反向转动；以及，
[0010]气化室，所述气化室布置于所述外部壳体内并通过残炭通道连接至所述双旋转热解室的下端，以允许所述双旋转热解室内热解产生的固体产物进入所述气化室；所述气化室具有气化剂入口、气化气出口和出料口，所述气化气出口经由气化气管道连通至燃气发动机以及燃料电池的气化气入口。
[0011]烟道，所述烟道设置于所述外部壳体内，且分为上腔室和下腔室，其中上腔室位于外部壳体与双旋转热解室之间的区域，下腔室位于外部壳体与气化室之间的区域；上腔室与下腔室由所述外部壳体分隔，仅通过次高温烟气通道相连通；所述外部壳体的烟气进口连通至所述烟道下腔室，所述外部壳体的烟气出口连通至所述烟道上腔室；由所述外部壳体烟气进口通入的高温烟气能够依次经过所述烟道下腔室、次高温烟气通道和上腔室，并通过所述外部壳体烟气出口排出。
[0012]优选地，所述出料口的下端设有压缩装置，并连通至固体收集装置，其中，所述压缩装置包括沿出料方向螺距逐渐减小的螺旋叶片。
[0013]优选地，所述热解气出口经由热解气管道连通至吸附装置的热解气入口，并通过所述吸附装置连通至燃气发动机的热解气入口。
[0014]优选地，所述双旋转热解室和所述气化室的外侧分别布置有换热肋片，所述气化剂入口和出料口设置于所述气化室的下端，所述气化气出口设在所述残炭通道上。
[0015]优选地，所述双旋转热解室具有锥底彼此相接的双圆锥状筒体，所述双圆锥状筒体的两端分别通过轴承连接至所述外部壳体，其中，所述双旋转热解室的下端设有筛分装置，所述双旋转热解室内热解产生的固体产物通过所述筛分装置进入气化室。
[0016]优选地，所述车载连续式热解气化装置包括传动连接至所述双旋转热解室的外旋转驱动装置和传动连接至所述搅拌轴的内旋转驱动装置，所述外旋转驱动装置设置为能够驱动所述双旋转热解室在所述外部壳体内转动并使得所述升料叶片向上输送所述双旋转热解室内的至少部分固态物料；所述内旋转驱动装置设置为能够驱动所述搅拌轴相对所述双旋转热解室反向转动。
[0017]优选地，所述升料叶片的上端与所述进料口和所述热解气出口间距不少于 100mm，下端紧贴筛分装置表面，并且所述双旋转热解室的转动轴线与水平面之间的夹角为30～60
°
。
[0018]本专利技术还提供了使用上述车载连续式热解气化装置的方法，热解和气化两个阶段连续运行，医疗废物在所述双旋转热解室内发生热解产生热解气和热解残炭，随后热解残炭直接进入所述气化室发生气化产生气化气和无机废渣，包括以下步骤：
[0019]S1.随着医疗废物清运车的发动，车载连续式热解气化装置开始运行，分别驱动所述双旋转热解室旋转和搅拌轴反向旋转；
[0020]S2.燃气发动机产生的烟气进入烟道中，预热所述气化室和双旋转热解室；
[0021]S3.通过所述进料口将医疗废物持续送入所述双旋转热解室中，使其受热升温，干燥脱除部分水分，并发生热解；
[0022]S4.双旋转热解室的升料叶片转动；在升料叶片的推动下，处于底部的医疗废物沿双旋转热解室的内壁逐渐提升至顶端，继而医疗废物又从双旋转热解室中部下落返回至底部；同时，搅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载连续式热解气化装置，其特征在于，包括：外部壳体(11)，所述外部壳体(11)形成有进料口(1)、热解气出口(2)、烟气进口和烟气出口，所述烟气进口连通至燃气发动机以能够接收由所述燃气发动机产生的烟气，所述烟气出口连通至尾气净化装置；双旋转反应器，所述双旋转反应器包括可转动地安装于所述外部壳体(11)内的双旋转热解室(4)和沿所述双旋转热解室(4)的转动轴线延伸的所述搅拌轴(3)，其中，所述双旋转热解室(4)的转动轴线相对竖直方向倾斜，且在内壁面上连接有环绕所述转动轴线延伸的螺旋状升料叶片(5)，所述进料口(1)和热解气出口(2)分别连通所述双旋转热解室(4)的内腔；所述搅拌轴(3)上设有碎料叶片(6)，所述碎料叶片(6)由多个设有槽口的搅拌杆或板式搅拌桨组成，且分布于所述升料叶片(5)的间隙中且延伸长度小于所在旋转平面上对应的所述升料叶片(5)的内径，以允许所述搅拌轴(3)被驱动为相对所述双旋转热解室(4)反向转动；气化室(10)，所述气化室(10)布置于所述外部壳体(11)内并通过残炭通道(13)连接至所述双旋转热解室(4)的下端，以允许所述双旋转热解室(4)内热解产生的固体产物进入所述气化室(10)；所述气化室(10)具有气化剂入口(7)、气化气出口(15)和出料口(8)，所述气化气出口(15)经由气化气管道连通至燃气发动机以及燃料电池的气化气入口；以及，烟道(12)，所述烟道(12)设置于所述外部壳体(11)内，且分为上腔室和下腔室，其中上腔室位于外部壳体(11)与双旋转热解室(4)之间的区域，下腔室位于外部壳体(11)与气化室(10)之间的区域；上腔室与下腔室由所述外部壳体(11)分隔，仅通过次高温烟气通道相连通；所述外部壳体(11)的烟气进口连通至所述烟道(12)下腔室，所述外部壳体(11)的烟气出口连通至所述烟道(12)上腔室；由所述外部壳体(11)烟气进口通入的高温烟气能够依次经过所述烟道(12)下腔室、次高温烟气通道和上腔室，并通过所述外部壳体(11)的烟气出口排出。2.根据权利要求1所述的车载连续式热解气化装置，其特征在于，所述出料口(8)的下端设有压缩装置(9)，并连通至固体收集装置，其中，所述压缩装置(9)包括沿出料方向螺距逐渐减小的螺旋叶片。3.根据权利要求1所述的车载连续式热解气化装置，其特征在于，所述热解气出口(2)经由热解气管道连通至吸附装置的热解气入口，并通过所述吸附装置连通至燃气发动机的热解气入口。4.根据权利要求1所述的车载连续式热解气化装置，其特征在于，所述双旋转热解室(4)和所述气化室(10)的外侧分别布置有换热肋片，所述气化剂入口(7)和出料口(8)设置于所述气化室(10)的下端，所述气化气出口(15)设在所述残炭通道(13)上。5.根据权利要求1所述的车载连续式热解气化装置，其特征在于，所述双旋转热解室(4)具有锥底彼此相接的双圆锥状筒体，所述双圆锥状筒体的两端分别通过轴承连接至所述外部壳体(11)，其中，所述双旋转热解室(4)的下端设有筛分装置(17)，所述双旋转热解室(4)内热解产生的固体产物通过所述筛分装置(17)进入气化室...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘吉，陆强，周关正，胡斌，谢文銮，付浩，黄艳琴，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：