一种飞灰低温热降解回转窑反应器的制作方法

本技术涉及飞灰处理装置，具体涉及一种飞灰低温热降解回转窑反应器。

背景技术：

1、飞灰低温热降解是一种处理垃圾焚烧飞灰等危险废物的技术，其核心是在300℃～500℃的较低温度下，通过加热使飞灰中的有机污染物(如二噁英、呋喃等)发生热分解，从而实现无害化处置；其能够避免高温熔融所带来的能耗，并尽可能保留飞灰的物化性质以利于后续资源化利用。目前，实现该工艺的主流工业装备是回转窑反应器，依据供热方式主要可分为内热式与外热式两大类。

2、内热式回转窑通常指热源(如高温烟气或火焰)与飞灰物料在回转窑筒体内部直接接触并进行热交换的装置。例如，公开号为cn116025909a的中国专利，采用倾斜布置的回转窑，在窑头设置燃烧器向窑内喷射火焰，飞灰从窑尾进入，在窑体转动下向窑头移动并直接被火焰加热。外热式回转窑则采用间接加热方式，即燃气燃烧烟气在回转窑筒体外部的夹套或壳体内中流动，热量通过筒体壁面间接传递给在其内部流动的飞灰物料。公开号为cn115351054a的中国专利文献即提及了一种采用间接加热式回转窑的二噁英热解系统。此类结构将热源与物料隔离，易于控制窑内反应气氛，避免热源烟气污染物料，同时有利于有机挥发份的单独收集与处理。

3、现有回转窑结构在处理飞灰时还面临飞灰的板结与粘壁问题。飞灰中含有氯化钠、氯化钾等低熔点盐类，在300-500℃的工作温度下容易软化熔融。在现有回转窑相对简单的内部结构下，飞灰颗粒在翻动过程中易因熔融盐的粘性而相互粘结，并逐渐在筒体内壁累积形成板结物。这层板结物阻碍了热量从壁面向物料的传递，尤其对外热式回转窑的效能影响较大。

4、因此，有必要针对现有反应器进行改进。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种处理效率更高，同时能对飞灰板结问题有所改善的回转窑反应器。

2、为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下。

3、一种飞灰低温热降解回转窑反应器，包括筒体及套设在所述筒体外的壳体，所述筒体的端部暴露出所述壳体外，所述筒体内部构造成燃烧室，飞灰流动方向沿筒体轴向设置，所述筒体在所述壳体外的端部外周通过托轮在所述壳体的内部转动设置，所述托轮配置有滚圈；所述壳体的两个端部分别设置有燃气入口和燃气出口，所述燃气入口的高度低于所述燃气出口的高度，燃气的流动方向与飞灰流动方向相反；所述筒体的外表面构造成多条沿筒体轴向延伸并构造成异形截面，相邻的两个所述异形截面之间留有凹槽，所述筒体内部周向布设有多条管束，所述管束与所述异形截面相互对应，所述管束的端部固定设置在所述筒体内并连通所述壳体。

4、作为优选的技术方案，所述筒体外表面的异形截面包括弧形面，所述弧形面的凸面位于所述筒体的外表面，所述弧形面的凹面与所述管束同心设置。

5、作为优选的技术方案，沿筒体径向向外周，所述凹槽的宽度递增设置。

6、作为优选的技术方案，所述筒体外表面的异形截面包括沿其轴向延伸的突起结构，所述突起结构在筒体的外壁周向方向上呈螺旋状布置。

7、作为优选的技术方案，所述突起结构的螺旋方向与所述筒体在运行中的转动方向相反。

8、作为优选的技术方案，所述管束的中心与筒体内表面之间的距离为l，所述管束的内径为r，l与r满足l=k1r，其中1.2≤k1≤5。

9、作为优选的技术方案，所述筒体的内径为r，所述管束的内径为r，r与r满足r=k2r，其中6≤k2≤20。

10、作为优选的技术方案，所述筒体的传热系数λ1与所述管束的传热系数λ2之比为k3，其中，0.8≤k3≤2；

11、所述λ1和/或λ2的取值范围在15w/(m·k)至50w/(m·k)之间。

12、作为优选的技术方案，所述筒体的壁厚t1与所述管束的壁厚t2之比为k4，其中，1.5≤k4≤4。

13、作为优选的技术方案，所述筒体的末端还设置有尾气脱附接口。

14、本实用新型的优点和有益效果在于：通过强化传热提升了飞灰低温热降解过程的效率与稳定性。本实用新型采用外热式回转窑，燃气在壳体内沿与飞灰逆向流动，避免了烟气直接接触物料，有利于有机挥发分的独立收集与净化。筒体外表面设计为轴向延伸的异形截面，构造出凹槽增大了传热面积，在回转过程中对飞灰产生轴向推送与径向翻动作用，缓解了因低熔点盐类导致的物料板结与粘壁问题。

15、本实用新型所示反应器通过筒体外壁异形结构与内部管束，实现了多路径、高效率的热量传递。凹槽宽度沿径向递增，有利于燃气流动的分布优化，减少传热死区。管束与筒体的尺寸与传热系数匹配，在保证结构强度的同时，使热量能更均匀、高效地传递至飞灰物料层。

1.一种飞灰低温热降解回转窑反应器，包括筒体(1)及套设在所述筒体(1)外的壳体(2)，所述筒体(1)的端部暴露出所述壳体(2)外，其特征在于：所述筒体(1)内部构造成燃烧室(3)，所述筒体(1)在所述壳体(2)外的端部外周通过托轮(4)在所述壳体(2)的内部转动设置，所述托轮(4)配置有滚圈(5)；

2.根据权利要求1所述的飞灰低温热降解回转窑反应器，其特征在于：所述筒体(1)外表面的异形截面包括弧形面(10)，所述弧形面(10)的凸面位于所述筒体(1)的外表面，所述弧形面(10)的凹面与所述管束(9)同心设置。

3.根据权利要求1所述的飞灰低温热降解回转窑反应器，其特征在于：沿筒体(1)径向向外周，所述凹槽(8)的宽度递增设置。

4.根据权利要求1所述的飞灰低温热降解回转窑反应器，其特征在于：所述筒体(1)外表面的异形截面包括沿其轴向延伸的突起结构(11)，所述突起结构(11)在筒体(1)的外壁周向方向上呈螺旋状布置。

5.根据权利要求4所述的飞灰低温热降解回转窑反应器，其特征在于：所述突起结构(11)的螺旋方向与所述筒体(1)在运行中的转动方向相反。

6.根据权利要求1所述的飞灰低温热降解回转窑反应器，其特征在于：所述管束(9)的中心与筒体(1)内表面之间的距离为l，所述管束(9)的内径为r，l与r满足l=k1r，其中1.2≤k1≤5。

7.根据权利要求1或6所述的飞灰低温热降解回转窑反应器，其特征在于：所述筒体(1)的内径为r，所述管束(9)的内径为r，r与r满足r=k2r，其中6≤k2≤20。

8.根据权利要求1所述的飞灰低温热降解回转窑反应器，其特征在于：所述筒体(1)的传热系数λ1与所述管束(9)的传热系数λ2之比为k3，其中，0.8≤k3≤2；所述λ1和/或λ2的取值范围在15w/(m·k)至50w/(m·k)之间。

9.根据权利要求1所述的飞灰低温热降解回转窑反应器，其特征在于：所述筒体(1)的壁厚t1与所述管束(9)的壁厚t2之比为k4，其中，1.5≤k4≤4。

10.根据权利要求1所述的飞灰低温热降解回转窑反应器，其特征在于：所述筒体(1)的末端还设置有尾气脱附接口(12)。