CN101387402A - 垃圾处理设备及相关处理程序 - Google Patents
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Abstract
一种垃圾处理的设备,该设备包含一个用于盛放具有较高碳含量的可燃垃圾(5)的储存缸(3);一个用于盛放干垃圾的储存缸(9);一个用于向设备输水(21)的输水管道(20);一个带有等离子体火炬(25)的反应器(24);一个调整向反应器(24)中输送的可燃垃圾、干垃圾以及水(21)的输送量、并借助加装在合成气(31)气流经过处的诊断器(36、37、39)进行分析、获得废料(32)以及合成气(31)中的含碳化合物含量值、水蒸气含量值以及氧气含量值、随后向一号可控输送器、二号可控输送器和带有阀门(23)的输水管道(20)发送指令并控制热解反应的逻辑控制元件。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于垃圾处理的设备以及相关垃圾处理程序。
本发明提供一种设备及程序,该设备及程序能够根据需要方便的处理各种类型的垃圾,比如城市生活垃圾,并且经过简易改装之后也能处理工业垃圾。
该设备可以安装在居民区附近,以保证该区域较低的污染水平。
因此,可以将这种设备及程序应用于低污染排放垃圾处理系统中。
背景技术
环境污染的加剧以及日益增长的待处理垃圾所带来的问题是我们进行研究、以开发出新一代的垃圾处理和回收问题解决方案的原因。
市镇地区每年的垃圾产量都能达到上千吨,根据城市内部结构、地理位置和季节的不同,城市生活垃圾的组成成分也会发生较大变化。
除了城市生活垃圾以外,如何消除来自医院、报废汽车和工业废弃物等方面的特种垃圾和有毒有害废料,也是一个亟待解决的问题。
例如,如同Marco Tellini(马克·特立尼)的博士论文“Hydrogenfrom waste and CO2 sequestration”(“垃圾和二氧化碳固化过程中产生的氢气”)中所述,市镇地区的垃圾其主要成分如下表所示,其中明示城市生活垃圾各组分的最低比重、最高比重和平均比重,该研究论文显示:
| 细类 该种垃 该种垃 该种垃圾占总 圾占总 圾占总量之最 量之最 量之平低比重 低比重 均比重(%) (%) (%) |
| 废纸及废纸 12 44.7板 |
| 布料 1.4 9.4 |
| 塑料 4.1 21.4 |
| 金属物 2.3 6.9 |
| 有机垃圾 16.1 51.8 |
| 不可燃垃圾 3.4 16.5 |
| 碳 28.47 |
| 氮 0.68 |
| 硫 0.49 |
| 氯 2.07 |
垃圾成分也会跟随地理位置的不同而发生变化,下表中列举了意大利不同区域的垃圾产量和组成成分。
| 北部 中部 南部 |
| 垃圾[百万吨29 +3.3% +2.4% +0.3%产量/年] |
| 人均[千克/ 514 557 454垃圾年]产量 |
| 城市[千克/ 650地区年] |
| 分类[百万吨 4.2 3.25 0.7 0.23垃圾/年]产量 |
| 分类[%] 14.4 24.4 11.4 2.4垃圾产量 |
| 废纸[千吨/ 1308 957 266 85年] |
| 有机[千吨/ 1298 1073 173 47垃圾年] |
| 塑料[千吨/ 131.5 27.5 15.7(*)年] |
| 玻璃[千吨/ 759 609 106.7 43年] |
| 金属[千吨/ 213 148 53 11物年] |
(*)塑料包装物所构成的垃圾约为750000吨/年
下表中特别列举了6个样本城市市镇地区垃圾的含能值及其化学成分。
| [千卡/千克] | H2O | C | H | O | N | C | S | |
| 米兰 | 2196 | 35.10 | 24.60 | 5.20 | 14.90 | 0.80 | 0.50 | 0.10 |
| 罗马 | 2232 | 34.10 | 26.40 | 2.80 | 16.10 | 0.50 | 1.10 | 0.40 |
| 巴勒莫 | 1984 | 35.00 | 29.20 | 4.30 | 14.50 | 0.80 | 0.10 | 0.20 |
| 雷焦艾米利亚 | 2312 | 35.10 | 30.20 | 3.80 | 13.30 | 0.40 | 0.60 | 0.40 |
| 卡尔皮 | 2279 | 16.70 | 30.10 | 4.60 | 12.40 | 0.40 | 0.50 | 0.40 |
| 帕尔马 | 2147 | 34.60 | 27.00 | 2.90 | 15.20 | 0.40 | 0.50 | 0.30 |
| 范围 | 1980-2310 | 16-35 | 25-30 | 2.8-5.2 | 12-16 | 0.4-0.8 | 0.1-1.1 | 0.1-0.4 |
目前已存在多种垃圾处理装置,所用技术各不相同,例如,热燃焚烧法、封装处理法和卫生填埋法等。
到目前为止,现有垃圾处理办法均存在某些局限性,比如,只能处理同一种类的垃圾,或者只能处理组成成分符合预设值的垃圾,同时有毒有害废料所占比例必须很低。另外,上述处理办法中的大多数,都会向空气中排放有毒有害烟尘,并且会产生许多难以处理的废料。
热化反应垃圾处理法,特别是等离子体火炬法,为当前行业领先水平。
US4644877号专利涉及一种采用等离子体火炬热解炉高温分解有毒有害垃圾和危险材料的设备和方法。垃圾被放入热解炉后,在5000余度的高温下被分解并电离为原子和离子。然后,这些原子和离子被送入反应室内再次化合,形成气态和固态颗粒状物。在安装于反应室近旁的环状喷射器的作用下,化合反应产物得以冷却。具体来说,环状喷射器会喷射出雾状碱液,中和产物并湿润颗粒。反应产生的燃气从反应室中被提取出来,或被当作燃料使用。该设备还配有监控设施,用于检查再次化合反应的产物,同时,当出现危险物质时,监控设施可以迅速关闭本设备。
使用上述专利所提供的处理方法,可以将垃圾直接放入热解炉,但是当垃圾成分与预设标准成分不同时,在电离和分解过程中将会出现许多问题。另外,如果垃圾中存在危险物质,则不得不关闭该设备。
EP1607466号专利涉及一种预设成分垃圾连续处理过程,该过程分为两个阶段,首先,在一号反应室内,利用等离子体火炬产生一个等离子体电弧,然后,将待处理垃圾放入紧邻一号反应室的二号反应室内。二号反应室与一号反应室通过高导热性隔层互相分离。这样,采用该设备进行垃圾燃解时,火炬不会受到燃解过程中产生的燃气的直接化学侵蚀。
但是,该专利所提供的处理程序不能对任意类型的垃圾进行燃解,而只能处理符合预设组成成分的垃圾。
US5280757号专利涉及一种垃圾处理设备,该设备采用等离子体电火炬作为热源,用于燃解城市生活垃圾。垃圾被放置于反应器内燃解,其产物为燃气及有毒有害物质,与燃解前的垃圾相比产物中的有毒有害物质含量更低。
该专利所提供的方法,对垃圾组成成分也有特定要求,因此,垃圾组成成分的改变对设备的正常运行起着至关重要的作用。另外,火炬也会受到燃解过程中产生的燃气的直接化学侵蚀。
发明内容
为了克服现有的垃圾处理设备的不足,本发明提供一种垃圾处理设备及处理程序,该设备及程序能够方便的提高垃圾处理的效率。
另外,本发明所提供的垃圾处理设备及处理程序还能够降低污染量,同时还能够自适应各种类型的待处理垃圾,运行效率高且投入产出比卓越。
本发明所提供的垃圾处理设备及处理程序还能保证操作过程的高度安全性。
本发明所提供的垃圾处理设备及处理程序安装简单且相当可靠。
本发明所提供的垃圾处理设备体积较小,特别适于在城镇区域内安装。
附图说明
本发明之技术特点如上文有益效果所述,且可从其后的权利要求书中得到确认,另外,下文的具体实施方式及附图(其中标号1为根据本发明所设计的垃圾处理设备整体结构)均详细展示了本发明的优点。
具体实施方式
本发明所提供的垃圾处理设备,其整体在本文中及所附设计图中的标号均为1。本发明所提供的设备可以处理各种类型的垃圾,特别适于处理城市生活垃圾,这种垃圾中可能含有干垃圾(塑料、废纸、布料、纤维等)、厨余垃圾(植物有机垃圾或动物有机垃圾)、不可燃垃圾(玻璃、金属物)和可燃垃圾(作为食品的植物油或动物油残余、机油、汽油等)。
为了优化本发明所提供的带有等离子体火炬的设备1的垃圾处理程序,应当先将上述垃圾分装在不同的容器中。
可以利用钢质支架2将设备1埋入路面下方,这样,即使在城市中也能够方便的利用本设备,无需规划出专用区域,同时也不存在由于体积过大而带来的难题。
事实上,如下文所述,本发明所提供的设备1仅含有几根用于输送分类垃圾的管道以及一根排烟烟囱。
具体来说,支架2上装有一号储存缸3,通过一号输送管4,将具有较高碳含量或氢含量的可燃垃圾5输送至该储存缸中,用来有效支持下文中的燃烧反应。可燃垃圾5包含植物油或动物油残余、机油、汽油或其它燃料。可燃垃圾5的来源有两种,一种来自使用该垃圾处理设备的用户,特别是实行垃圾分类办法的小区的市民,另一种则来自管理维护设备1的工作人员,后者必须检查一号储存缸3中的储存量。因此,上述一号储存缸还应特别配有一个储量指示器6(比如超声波指示器)或者一个称重传感器7,用于监测储存缸中的可燃垃圾5的存量。
传感器将获取的数据发送给管理设备1的逻辑控制元件,如下所述,该元件能够自动控制设备1的运行,或在工作人员的配合下完成对设备1的控制。
最好在一号管道4中安装初步过滤装置8,用于阻止杂质(比如固态物质)或可能损坏设备的物质(比如酸类、易爆物质或其他物质)进入一号储存缸3。
另外,还应当安装二号储存缸9,通过二号输送管10将干垃圾11(比如塑料、废纸、布料、纤维等)输送至该储存缸中,以及三号储存缸12,通过三号输送管13将厨余垃圾14(比如植物或动物有机垃圾)输送至该储存缸中。
上述垃圾划分方法对市民而言并不困难,他们应当在家中预先进行垃圾分类收集工作。事实上,上述垃圾分类收集方法已在许多城市和地区实施多年,因此已经形成习惯。储存缸9和储存缸12都由支架2支撑,分别装有称重传感器7,用于监测储存缸中的垃圾存量。储存缸9和储存缸12的容积大小应当根据设备1的特定用途而决定。因此,比如用在工业区时,应当相应减小储存缸12的体积,甚至应当完全取消该储存缸。
另外,最好安装配有相应的称重传感器7的四号储存缸15,用于盛装不可燃垃圾17,比如玻璃和金属物。最后这一类垃圾将通过四号输送管16进入储存缸,但是最好不要让这一类垃圾参与燃烧反应,因此应当将其直接输送至废料缸98,关于该废料缸请详见下文。
对于每一个称重传感器7而言,既可以将其安装在储存缸缸底,也可以采用悬吊法进行安装。
干垃圾11、厨余垃圾14以及不可燃垃圾17必须先经过专门的打夯机18压实,然后经过专门的粉碎机19粉碎,最后才能分别进入相应的储存缸9、12和15。
打夯机18最好采用相关行业所使用的水压机制成,比如城市道路垃圾清洁车所用的水压机。
对于粉碎机19,可以选用转刀(这种方法特别适合粉碎干垃圾11和厨余垃圾14),或者使用并排且以相反方向旋转的磨轮,中间留有缝隙,垃圾从中间穿过并被粉碎(特别适合粉碎玻璃),或者还可以使用高压喷水枪系统进行粉碎。
不可燃垃圾17中,玻璃相较金属物而言更容易粉碎,另外,与金属物不同的是,玻璃可以作为缓和剂参与燃烧反应,用于降低超高含碳量垃圾的反应活性。
因此,还应对该类垃圾进行再次细分,玻璃标为17′,金属物标为17”,后者通过输送管16”进入储存缸15”。
玻璃17’可以仅采用磨轮粉碎机19进行粉碎处理,而金属物17”可以只使用水压机18进行压实处理。
干垃圾11和厨余垃圾14可以只进行粉碎处理,而无需事先进行压实处理。
在此,不再对打夯机18和粉碎机19进行进一步说明,因为这两种机器并非本专利申请主题,并且市场上早已开始使用该类产品,该领域的技术人员对其也已相当熟悉。
或者,该领域技术人员也可以采用兼有压实和粉碎功能的一体式系统,该系统能够根据进入该系统的垃圾的类型自动选择并将其送入相应的储存缸中,该系统市场有售,但本发明的图例中未以展示。
最后,还应安装供水管道20,用于有规律的向设备1供应水21,供水管道中应当安装流量计22和阀门23(比如节流阀),一同连接至前文提及之逻辑控制元件,用于控制管道供水量。
依据本发明的原理,设备1包含一个带有等离子体火炬25的反应器24,以及一组螺旋式输送器和输送管,将上述各种物质输送至火炬25近旁的反应器24中,这些物质包括:干垃圾11、厨余垃圾14、可燃垃圾5、水21,若有必要还应包括玻璃17’。
具体来说,需要安装一个输送管26,用于将可燃垃圾5从一号储存缸3输送至反应器24中,该输送管上装有阀门27,另外还要安装带有独立动力系统的螺旋式输送器28、29和30,分别将干垃圾11、厨余垃圾14和玻璃17’输送至反应器24。也可以采用一号、二号、三号输送方法替换螺旋式输送器28、29和30,比如输送带等。
阀门和螺旋式输送器动力系统由逻辑控制元件控制,这样才能达到下述运行效果。
等离子体火炬25由一对覆有陶瓷或碳涂层的磁铁制成的电极组成,两个电极分别施以不同电压,由此而产生电弧。电弧能够升高反应器24内的温度,直至反应器内的全部物质均完全热解为止。反应器内基本不存在氧气,因此垃圾不会发生燃烧。
等离子体火炬25所引致的热解反应以极高的温度(一般介于3000摄氏度和10000摄氏度之间)分解垃圾,产生中间产物,即一种混合燃气,行业术语中常用“合成气”31表示,同时将玻璃颗粒和金属颗粒32沉淀在专门的废料缸中,即前文提及之废料缸98。
热解反应中生成的较重的粒子沉淀形成玻璃状物质32,后者在废料缸98底部专门的分离层99上固化,该分离层99被分为若干栅格,用于制作不可燃砖块继而将其回收处理。
合成气31经由等离子体火炬25下方的反应器24中的狭管77进入燃烧室33。在进入燃烧室33之前,在输送管88中最好为合成气31设置一段弯管,这样可以避免在合成气气流中产生漩涡,进而导致燃烧室对燃气的吸引作用。另外,还要向燃烧室33中注入定量混合助燃剂,这样在高温作用下,能够共同引起合成气自燃。可以选用空气作为助燃剂,但是最好只采用纯氧,否则空气中的氮可能会加大垃圾中本已存在的氮所占的比例,进而产生应当避免的有毒有害副产品,比如NOx和二氧化硫。
氧气发生装置35产生的氧气通过输送管34进入,该发生装置既可以是氧气罐,也可以是能够从空气中提取氧气的浓缩器,若采用后者,则最好使用本设备1产生的电能作为能源。
设备1的主要目的是处理垃圾,因此必须能够在运行过程中进行自我调整,使得上述螺旋式输送器能够按照合理比例将垃圾输送至反应器24中,以保证燃烧室31中的持续燃烧。
具体来说,在反应器24的初始开启阶段,仅通过管道26向等离子体火炬25输送可燃垃圾5,在必要情况下,还需要通过管道20向其输送水21。
在这个阶段,逻辑控制元件借助诊断器(请详见下文)能够分析合成气的热化学特点,进而设置每一组分向反应器的输送。
此时,诊断器测量并计算出的数值和参数,将与仅使用可燃垃圾5(汽油)和水进行校调时逻辑控制元件记录的参考数据进行比较。
测量值相对参考值的偏离率可以用作可燃垃圾5的修正参数(或评估参数)。
另外,在设置和调整燃烧器运行时,完成上述仅使用可燃垃圾5(燃料)和水的初始校调阶段之后,还应当加入预设量的干垃圾11,或厨余垃圾14,或玻璃17’,用以计算等离子体火炬25中的反应回复值以及生成的合成气的热化学特点,继而根据在可编程逻辑控制元件中预设的优先级确定最佳运行方式。
一次仅添加一种组分(11、14或17’),传感器就可以针对每一组分的比重变化测量得到一组数值(温度、水的百分比、含碳化合物的百分比,详见下文表述)。针对每一组分所获得的数据在矩阵中进行有效整理,根据组分所占比重的不同,通过该系列矩阵可以得到运行变量值,从而获得具有特定热化学特点的合成气或实现设备1的有益效果。
根据逻辑控制元件内记忆的程序对采用上述方法而获取的数据进行进一步处理,然后根据预设功能将处理所得数据与设备1运行最优值进行对比。
完成设备1的自设置过程后,逻辑控制元件就能够决定应向反应器24中引入的垃圾种类及其引入量。在完成初始设置过程之后,还可以进行持续校准,以保证设备运行变量符合预设功能和预设目的的最优标准值。
因此,设置阶段完成之后,在其后的正常运行过程中,逻辑控制元件将根据垃圾中某种元素含量的多寡,改变各种垃圾的需求量,以保证燃烧室31中的化学反应符合要求。
设备1的运行情况取决于逻辑控制元件中的预设优先级,举例来说,逻辑控制元件一般都会尽可能的利用垃圾11和14,并尽可能的减少可燃垃圾5的使用。事实上,从某种意义上讲,后者是最为“贵重”的组分,其燃烧能量值较高,且更加易于处理。
本发明的有益效果是燃烧所产生的能量可用于发动机的运转,比如奥拓4冲程循环发动机或斯特林发动机,继而带动直流发电机的运转以生产电能。产生的电能可以用来为等离子体火炬25的电极供电。可以将燃烧过程所产生的剩余热量输送至楼房热水供暖管道,图中用50代示。如图所示,废料缸98中的热能也可以采用这种方式方便回收。
其次,燃烧过程中燃气的膨胀也可以被涡轮发电机所利用。
再次,燃烧室33中所产生的热燃气也可以借由一号水气热交换器60而得以完全利用,产生的热能可有多种用途,比如用于楼房热水供暖管道50。
在这种情况下,上述热交换器60也可具有其他作用,比如将合成气的温度降至700至900摄氏度,该温度有利于反应中可能产生的污染物(比如还原性颗粒物、尾气以及碳颗粒)的沉淀凝集。
如下所述,应当在二次热解炉41对这些颗粒进行再次热解,并在催化炉43中对其进行二次燃烧,最终予以消除。
如图所示,为使本发明发挥最大效用,还应当安装一号水气热交换器60以及涡轮发电机80。
热解过程中生成的较重的粒子沉淀后形成玻璃状物质,被盛装在废料缸98中,可以为废料缸设置一个与外界隔离的水包覆层61,后者将其热能传递给外界并储存在蓄水缸中,便于为楼房供暖。可将水包覆层61与一号水气热交换器60相连,作为楼房热水供暖管道50的一部分。也可以为该楼房热水供暖管道50另配一个传统式热水器,这样就可以为已经加热的水流继续加热,获得更多好处。
在这种情况下,可以把燃烧室33和热交换器60当作普通锅炉使用。
具体来说,本设备所用的诊断器配备热感应器36,用于测量温度。一号热感应器36应当装在用于存放可燃垃圾5的一号储存缸3中,二号热感应器36应当置于反应器24中。
另外还应当安装至少一个红外线感应器37,用于测量水(蒸汽)以及合成气31中的含碳化合物的含量。该红外线感应器37应当放在与等离子体火炬25相距合适距离、合成气各组分比例已然稳定的地方。含碳化合物和水蒸气发射出特定频率的红外线,红外线感应器37可以对这些红外线进行测量,并以较小误差直接显示出合成气31各组分之绝对含量。通过含量值和温度值可以计算出合成气31中所包含的化学能和热能值,由此可以推知燃烧室33中的化学反应情况。
由此,在上述感应器所测量出的数值和逻辑控制元件的程序的基础上,就可以对进入反应器24中的垃圾量进行调控。
具体来说,感应器不断测量温度以及反应器24中的碳含量值和蒸汽含量值。若测量所得温度低于等离子体火炬25的正常运行温度,或者若红外线感应器37测量所得碳含量值低于进行热解反应所需比例,逻辑控制元件则会向螺旋式输送器及连通上述储存缸和反应器24的输送管的阀门发出信号,从而降低厨余垃圾14和不可燃玻璃垃圾17’的输送量。反之,若测量所得温度高于正常运行温度,或者若红外线感应器37测量所得碳含量值过高,且可能导致反应器24损坏,逻辑控制元件则会向螺旋式输送器及输送管阀门发出信号,从而降低可燃垃圾5的输送量,并同时增加或有选择的增加不可燃玻璃垃圾17’、厨余垃圾14和水21的输送量。
根据对垃圾每一组分的流量的测量、热感应器36对温度的测量以及红外线感应器37对蒸汽含量值和含碳化合物含量值的测量,逻辑控制元件可以直接通过阀门38调整通过管道34进入燃烧室33的氧气量。另外,最好在燃烧室33的顶部和底部安装λ含氧感应器39,这样可以持续测量合成气31中的氧气含量,从而精确控制化学反应的进行。
具体来说,应当在烟尘经过区域安装λ含氧感应器39,在这里气流较为稳定,可以借助对红外线的分析确定燃烧室底部烟尘中所含的氧气量。
借助上述诊断元件,逻辑控制元件可以检查能量组分是否与燃烧需求相符,并根据预设程序控制各种垃圾向反应器的输送量,程序中可以选择优先考虑垃圾处理(一般选择该项),或者优先考虑发电,或者优先考虑热能的生产。
从燃烧室33中排放出的气体中可能依然含有硫,因此,特别是在含硫量较高的情况下,最好对该气体进行进一步处理,可以采用碳酸氢钠滤筒40以及螺旋式过滤机将其滤除。该技术已为本行业所熟知,此处不再赘述。
另外,为了更有效的清除燃烧室33排放的烟尘中的污染物,可以另外加装一个气气热交换器41,比如由多层平行板组成的热交换器,两种气体在热交换器内外穿行,燃烧排放出的气体被重新加热,进行二次燃烧反应,从而烧尽残余尾气。
向输送管中再次灌注氧气,有助于二次燃烧反应的进行。置于燃烧室33顶部的λ含氧感应器39可以测量燃后气体中的氧气含量,从而计算出为帮助烟尘中的尾气进行二次燃烧氧化反应而需要再次灌注的氧气的量值。
另外,还可以安装催化炉42,以消除少量的尾气和硫。
最后,还要通过二号水气热交换器44对气体进行再次处理,完全回收其中的热能,并使烟尘中的水蒸气冷凝,然后才可以通过烟囱43排向大气。
Claims (1)
1)一种垃圾处理设备,尤其是一种城市生活垃圾处理设备,其特征是包括:
- 至少一个一号储存缸(3),用于盛放具有较高碳含量的可燃垃圾(5);
- 至少一个二号储存缸(9),用于盛放含碳量低于可燃垃圾(5)的干垃圾;
- 至少一个输水管道(20),至少装有一个阀门(23),用于调控输向设备的水流(21);
- 至少一个反应器(24),带有至少一个等离子体火炬(25);
- 一个逻辑控制元件,该逻辑控制元件用于调整通过一号可控输送器、二号可控输送器和带有阀门(23)的输水管道(20)向反应器(24)中输送的可燃垃圾、干垃圾以及水(21)的输送量,同时,逻辑控制元件还可借助加装在合成气(31)气流经过处的诊断器(36、37、39)进行分析,获得废料(32)以及合成气(31)中的含碳化合物含量值、水蒸气含量值以及氧气含量值,随后逻辑控制元件向一号可控输送器、二号可控输送器和带有阀门(23)的输水管道(20)发送指令,以次控制热解反应。
2)根据权利要求1所述的设备,其特征是在上述合成气(31)中添加混合助燃剂(35),其成分主要是氧气,该混合助燃剂通过输送管(34)供应,并且逻辑控制元件可以通过阀门(38)对供应量进行调节。
3)根据权利要求2所述的设备,其特征是配备发动机或涡轮发电机(80),用以利用燃烧反应生产电能。
4)根据权利要求2所述的设备,其特征是配备热交换器(60),用以利用燃烧反应为供暖管道提供热能。
5)根据权利要求1所述的设备,其特征是上述诊断器中至少应当包含一个λ含氧感应器,安装在合成气气流经过区域,借助对红外线的分析确定合成气中的氧气含量。
6)根据权利要求1所述的设备,其特征是上述诊断器中至少应当包含一个红外线感应器(37),安装在合成气气流经过区域,借助对红外线的分析确定合成气中的水蒸气的含量以及含碳化合物的含量。
7)根据权利要求1所述的设备,其特征是上述诊断器至少应当包含一个热感应器(36),用于测量反应器内部的温度。
8)根据权利要求1所述的设备,其特征是至少包含一个三号储存缸(12),用于存放厨余垃圾。
9)根据权利要求1所述的设备,其特征是上述一号储存缸(3)配有储量指示器(6),与上述逻辑控制元件相连。
10)根据权利要求1和8所述的设备,其特征是上述一号储存缸(3)、上述二号储存缸(9)以及上述三号储存缸(12)配有称重传感器(7),与上述逻辑控制元件相连。
11)根据权利要求1所述的设备,其特征是至少包含一个四号储存缸(15),用于存放不可燃垃圾。
12)根据权利要求1所述的设备,其特征是包含一个埋放于路面之下的支架(2),用于供给储存缸的输送管(4、16、10、13)以及用于排烟的烟囱(43)与其相联。
13)根据权利要求1所述的设备,其特征是包含一个截取烟尘的二号热交换器(44),置于用于排烟的烟囱(43)之前。
14)根据权利要求1、8、11所述的设备,其特征是同时包含或分别包含一个粉碎机或打夯机,用于将经由管道获得的松散垃圾压实并将紧实的垃圾送入上述储存缸中。
15)根据权利要求1所述的通过设备进行垃圾处理、特别是城市生活垃圾处理的过程,其特点是包含:
- 一个初始启动阶段,在该阶段中向等离子体火炬(25)供给水和具有高含碳量的可燃垃圾(5);
- 一个利用诊断器(36、37、39)分析合成气的阶段;
- 至少一个操作阶段,在该阶段中逻辑控制元件对一号可控运输器、二号可控运输器和输水管道(20)的阀门(23)进行控制,调整向反应器(24)中运输的可燃垃圾、干垃圾以及水(21)的输送量,以保持通过诊断器测量出的上述合成气中的含碳化合物含量、水蒸气含量以及氧气含量处于预设值范围之内。
16)根据权利要求8、11和15所述的垃圾处理过程,其特征是在初始启动阶段和操作阶段之间,还具有一个设置阶段,在该阶段中,分别将二号储存缸、三号储存缸或四号储存缸中的垃圾组分定量供应给等离子体火炬,这样,诊断器就可以对合成气中的含碳化合物含量、水蒸气含量以及氧气含量进行分析,针对每个储存缸的出一组数据。
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Families Citing this family (4)
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN103423748A (zh) * | 2013-08-21 | 2013-12-04 | 宋汶芸 | 一种立式垃圾焚烧炉 |
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| CN104148372B (zh) * | 2014-07-25 | 2016-09-21 | 李英军 | 一种垃圾减容减湿预处理装置和预处理方法 |
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