一种低速旋转超导体垃圾裂解气化炉搅拌装置
技术领域
本发明涉及一种搅拌装置，具体为一种低速旋转超导体垃圾裂解气化炉搅拌装置。
背景技术
城乡生活垃圾的处理已成为能源、环境与社会协调发展的一项重要工作，成为我国各级政府一件重要而紧迫的任务。垃圾裂解气化炉是实现垃圾减量化、无害化、资源化的先进设备，在“垃圾围城”成为公害的今天，采用垃圾裂解气化炉裂解处理垃圾已受到世界各国重视。
现有的垃圾裂解气化炉为促进密闭容器罐中垃圾的混合，提高热传递效率，在垃圾裂解气化炉密闭容器罐中心加装搅拌杆，搅拌杆为超导导热杆，超导导热杆外侧设置散热拨刀和热交换翅片，动力装置带动超导导热杆旋转，超导导热杆内相变工质受热气化，产生热量，热量通过散热拨刀和热交换翅片传递给密闭容器罐中心的垃圾。
现有的垃圾裂解气化炉在使用过程中仍存在密闭容器罐中心部及周围的垃圾得热不足，导致密闭容器罐中心部及周围的垃圾反应速率不高，裂解气化炉产气量和挥发份质量受到影响，出炉的残渣中垃圾残余过多，甚至出现裂解油过多堵塞输气管道、炉壁结焦的危险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低速旋转超导体垃圾裂解气化炉搅拌装置，在导热拔刀中设置密闭的空腔，导热拔刀中的密闭空腔与搅拌杆中的密闭空腔连通，增大超导腔体空间，解决垃圾裂解气化炉使用过程中密闭容器罐中心部及周围的垃圾得热不足，反应速率不高的问题，使热量能够更快的传递给密闭容器罐中心部及周围的垃圾，提高热传递效率，使中心部及周围的垃圾得热更充足、均匀，提高密闭容器罐内垃圾的反应速率。
本发明通过下述技术方案实现：
一种低速旋转超导体垃圾裂解气化炉搅拌装置，包括：裂解气化炉本体；在裂解气化炉本体内设置有转动的搅拌杆；在搅拌杆的侧壁上设置有导热拔刀，在搅拌杆的内部存在密闭的第一空腔，在导热拔刀的内部存在密闭的第二空腔，第一空腔和第二空腔连通，第二空腔的底壁倾斜设置，且第二空腔与第一空腔的连接处为倾斜低点。
本发明提供的低速旋转超导体垃圾裂解气化炉搅拌装置，通过在导热拔刀内部设置密闭的第二空腔，与搅拌杆内部存在的密闭的第一空腔连通，增大超导腔体空间，使热量能够更快的通过超导腔体空间传递给密闭容器罐中心部及周围的垃圾，提高热传递效率，使中心部及周围的垃圾得热更充足、均匀，提高密闭容器罐中心部及周围垃圾的反应速率。第二空腔的底壁倾斜设置，且第二空腔与第一空腔的连接处为倾斜低点，保证了潜热卸载的相变工质由气态变为液态后，在重力和旋转力作用下，液态的相变工质快速从导热拨刀中回流到蒸发端。
进一步的，所述第一空腔与第二空腔组成超导腔体空间，超导腔体空间为密闭真空态空间，内部静态真空度为1.5X10-3Pa，工作态为正压。
真空态，即真空空间状态，内部静态真空度为1.5X10-3Pa，是真空程度中的高真空状态。高真空状态下，超导腔体空间传热速度趋近音速，热转换效率达99％，热导率是普通搅龙的5000倍以上，在旋转状态下，超导腔体空间将加热器产生的大部分热能直接快速传导给中心部及周围垃圾，整个密闭容器罐里的空间裂解温度可迅速均衡达到600℃左右，垃圾在反应区得热快，裂解速度快，避免了常规裂解装置局部过热出现垃圾炭化结焦的危险。
进一步的，以水平方向为基准，第二腔室的底壁的倾斜角度大于12度，搅拌杆与导热拔刀焊接连接。
将第二腔室底壁的倾斜角度设置大于12度，导热拨刀中的相变工质传递完热量后可顺利回流入搅拌杆。搅拌杆与导热拔刀焊接连接，确保超导腔体空间的密闭性。
进一步的，所述第一空腔内装有相变工质，相变工质的体积占超导腔体空间容积的24％～28％。
进一步的，所述相变工质为活化的、工作温度在450℃至800℃的液态金属钠钾合金，钠与钾混合重量为2:5。
进一步的，所述相变工质为活化的、工作温度在450℃至800℃的液态金属汞加0.7％Ti和6％0Cr25Ni20粉。
进一步的，还包括用于封闭搅拌杆的堵头，搅拌杆为材质为0Cr25Ni20的不锈无缝钢管，导热拔刀和堵头的材质均为0Cr25Ni20钢板，采用氦质谱检漏仪静态检测所有焊接部位，泄漏率小于3.3X10-9Pa.L/S。
0Cr25Ni20(高铬镍奥氏体不锈钢)有很好的抗氧化性、耐腐蚀性和较高的蠕变强度，能在高温下持续作业，具有良好的耐高温性，因此，采用0Cr25Ni20材质，提高了搅拌杆、导热拔刀和堵头的使用寿命，降低维修率。采用氦质谱检漏仪静态检测所有焊接部位，泄漏率小于3.3X10-9Pa.L/S，确保超导腔体空间的密封性。
进一步的，所述搅拌杆下方设置有热交换翅片，热交换翅片为菊花形翅片、条形翅片、鳞片形翅片中的任一种，热交换翅片有效面积≥搅拌杆外围有效面积。
所述热交换翅片设置成菊花形、条形或鳞片形增大了热交换翅片的有效面积，增大热交换翅片的有效面积有助于热量的吸收，为保证吸收足够的热量，设定热交换翅片有效面积≥搅拌杆外围有效面积。
进一步的，所述裂解气化炉本体通过上密封轴承付与搅拌杆连接，上密封轴承付包括焊接在密闭容器罐上部的上圆型密封套，固定在上圆型密封套中的上石墨轴承，上圆型密封套与上石墨轴承之间填充有混合物，混合物的高度高于上石墨轴承，混合物的上部设置有上环形钢环，上环形钢环的外径小于上圆型密封套的内径，上环形钢环的内径大于搅拌杆的外径，搅拌杆工作时，混合物与搅拌杆紧密接触。
裂解气化炉本体通过上密封轴承付与搅拌杆连接，设置上密封轴承付有效的防止了搅拌杆转动时空气进入密闭容器罐，确保垃圾裂解气化炉工作状态下的安全。
进一步的，所述裂解气化炉本体通过下密封轴承付与搅拌杆连接，下密封轴承付包括焊接在密闭容器罐下部的下圆型密封套，固定在下圆型密封套中的下石墨轴承，下圆型密封套与下石墨轴承之间填充有混合物，混合物的高度高于下石墨轴承，混合物上部设置下环形钢环，下环形钢环的外径小于下圆型密封套的内径，下环形钢环的内径大于搅拌杆的外径，搅拌杆工作时，混合物与搅拌杆紧密接触。
裂解气化炉本体通过下密封轴承付与搅拌杆连接，设置下密封轴承付有效的防止了搅拌杆转动时空气进入密闭容器罐，确保垃圾裂解气化炉工作状态下的安全。
进一步的，所述混合物为耐高温石墨纤维、耐热石墨硅酸铝纤维、高温陶瓷线、碳纤维中任意一种与石墨膏按7:3比例混合制成。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1.本发明一种低速旋转超导体垃圾裂解气化炉搅拌装置，通过在导热拔刀内部设置密闭的第二空腔，与搅拌杆内部存在的密闭的第一空腔连通，增大超导腔体空间，使热量能够更快的通过超导腔体空间传递给密闭容器罐中心部及周围的垃圾，提高热传递效率，使中心部及周围的垃圾得热更充足、均匀，提高密闭容器罐中心部及周围垃圾的反应速率。
2.本发明一种低速旋转超导体垃圾裂解气化炉搅拌装置，通过设置超导腔体空间将加热器产生的大部分热能直接快速传导给中心部及周围垃圾，整个密闭容器罐里的空间裂解温度可迅速均衡达到600℃左右，垃圾在反应区得热快，裂解速度快，避免了常规裂解装置局部过热出现垃圾炭化结焦的危险。
附图说明
图1为本实施例的结构示意图。
附图标记：1-搅拌杆；2-导热拨刀；3-上密封轴承付；4-下密封轴承付；5-转动链盘；6-动力装置；7-密闭容器罐；8-相变工质；9-蒸发端；10-热交换翅片；11-加热器；12-链条；13-垃圾；14-热烟道；15-气化炉出气口；16-出渣口；17-炉外壳；18-上圆形密封套；19-上石墨轴承；20-耐高温石墨纤维；21-上环形钢环；22-下圆形密封套；23-下石墨轴承；25-下环形钢环；26-超导腔体空间；27-加热场；28-燃气输送管道；30-堵头。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为本发明的限定。
以下结合附图1对本发明作进一步详细介绍。
一种低速旋转超导体垃圾裂解气化炉搅拌装置，如图1所示，包括裂解气化炉本体，在裂解气化炉本体内设置有转动的搅拌杆1，在搅拌杆1的侧壁上设置导热拔刀2，在搅拌杆1的内部存在密闭的第一空腔，在导热拔刀2的内部存在密闭的第二空腔，第一空腔和第二空腔连通，第二空腔的底壁倾斜设置，且第二空腔与第一空腔的连接处为倾斜低点。
如图1所示，裂解气化炉本体包括密封容器罐7、设置在密封容器罐7外侧的炉外壳17，密封容器罐7与搅拌杆1上部通过上密封轴承付3连接，密封容器罐7与搅拌杆1下部通过下密封轴承付4连接，密封容器罐7与炉外壳17之间为热烟道14，热烟道14用于传递热量，密封容器罐7左上方设置有气化炉出气口15，气化的混合气体从气化炉出气口15流出，左下方设置有出渣口16，燃烧后的剩余残渣从出渣口16流出。
上述第一空腔与第二空腔组成超导腔体空间26，超导腔体空间26为密闭真空态空间，内部静态真空度为1.5X10-3Pa，工作态为正压，以水平方向为基准，第二腔室的底壁的倾斜角度大于12度，工作时，气态相变工质由搅拌杆1的腔体进入导热拔刀2，潜热卸载后液态相变工质在重力与旋转力作用下由导热拔刀2回流入搅拌杆1，以便导热拔刀2中的相变工质8传递完热量后顺利回流入搅拌杆1。
上述搅拌杆1上端焊接转动链盘5，转动链盘5通过链条12与动力装置6连接，动力装置6工作，链条12带动转动链盘5、搅拌杆1及导热拨刀2在垃圾裂解气化炉中旋转，导热拨刀2在翻动垃圾裂解气化炉中垃圾13的同时增强了垃圾13传热效果，将蒸发端9获得的热量通过导热拨刀2迅速传导给垃圾裂解气化炉中部的垃圾13，密闭容器罐7四周和底部从加热器11和热烟道14获得的热量从密闭容器罐7导热壁部位传导给导热壁附近的垃圾，整个裂解气化炉垃圾裂解率提高。
上述搅拌杆1下方设置加热装置，加热装置由设置在搅拌杆1下端的蒸发端9、焊接在蒸发端9外侧的若干热交换翅片10以及设置在蒸发端9下方的加热器11组成，蒸发端9与加热器11之间为加热场27，加热器11左下方设置有燃气输送管道28，气化的混合气体从气化炉出气口15流出，经处理后通过燃气输送管道28再进入加热器11作为垃圾裂解燃料。
上述第一空腔内装有相变工质8，相变工质8为活化的、工作温度在450℃至800℃的液态金属钠钾合金，钠与钾混合重量为2:5。
上述相变工质8或为活化的、工作温度在450℃至800℃的液态金属汞加0.7％Ti和6％0Cr25Ni20粉。
上述相变工质8的体积占超导腔体空间26容积的24％～28％。
还包括用于封闭所述搅拌杆1的堵头30，搅拌杆1材质为0Cr25Ni20的不锈无缝钢管，导热拔刀2和堵头30材质为0Cr25Ni20钢板，采用氦质谱检漏仪静态检测所有焊接部位，泄漏率小于3.3X10-9Pa.L/S。
上述搅拌杆1下方设置有热交换翅片10，热交换翅片10为菊花形翅片、条形翅片、鳞片形翅片中任意一种，热交换翅片10有效面积≥搅拌杆1外围有效面积。
上述裂解气化炉本体通过上密封轴承付3与搅拌杆1连接，上密封轴承付3包括焊接在密闭容器罐7上部的上圆型密封套18，固定在上圆型密封套18中的上石墨轴承19，上圆型密封套18与上石墨轴承19之间填充有混合物，混合物的高度高于上石墨轴承19，混合物的上部设置有上环形钢环21，上环形钢环21的外径小于上圆型密封套18的内径，上环形钢环21的内径大于所述搅拌杆1的外径，搅拌杆1工作时，混合物与搅拌杆1紧密接触。
上述裂解气化炉本体裂解裂解气化炉本体通过下密封轴承付4与搅拌杆1连接，下密封轴承付4包括焊接在密闭容器罐7下部的下圆型密封套22，固定在下圆型密封套22中的下石墨轴承23，下圆型密封套22与下石墨轴承23之间填充有混合物，混合物的高度高于下石墨轴承23，混合物上部设置下环形钢环25，下环形钢环25的外径小于下圆型密封套22的内径，下环形钢环25的内径大于搅拌杆1的外径，搅拌杆1工作时，混合物与搅拌杆1紧密接触。
上述混合物为耐高温石墨纤维、耐热石墨硅酸铝纤维、高温陶瓷线、碳纤维中任意一种与石墨膏按7:3比例混合制成。
工作原理：
垃圾13装入垃圾裂解气化炉密闭容器罐7反应区，密闭容器罐7下边加热器11工作，动力装置6接电，链条12带动转动链盘5、搅拌杆1及导热拨刀2在垃圾裂解气化炉中以每分钟5-7转速度旋转，导热拨刀2翻动垃圾裂解气化炉中垃圾以增强垃圾传热效果，加热器11加热场加热搅拌杆1蒸发端9，加热密闭容器罐7底部，并通过热烟道14加热密闭容器罐7周边，相变工质8气化将热量通过搅拌杆1、导热拨刀2迅速传导给垃圾裂解气化炉中部的垃圾13，垃圾裂解气化炉密闭容器罐7四周、底部从垃圾裂解气化炉加热器11加热场和热烟道14获得的热量从垃圾裂解气化炉密闭容器罐7周边导热壁传导给周边部的垃圾13，垃圾13得热裂解，当相变工质8通过搅拌杆1、导热拨刀2迅速传导给垃圾13后，潜热卸载的相变工质8由气态变为液态，在重力和旋转离心力作用下从导热拨刀2和搅拌杆1回流到蒸发端9继续得热气化，周而复始，将燃烧器的辐射热量源源不断供给给垃圾裂解气化炉密闭容器罐7反应区的垃圾13，垃圾13不断裂解气化。气化的混合气体从垃圾裂解气化炉出气口15流出，经处理后通过燃气输送管道28再进入加热器11作为垃圾裂解燃料。
本具体实施例仅仅是对发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。
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