CN102699012A - 一种垃圾转化减量处理工艺及实施该工艺的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾转化减量处理工艺及实施该工艺的设备，此垃圾转化减量处理工艺将垃圾进行分类挑选并进行分类处理，而用于实施该工艺的主设备将用于垃圾处理的各装置集成安装于各标准集装箱机房内，从而只需要将各套垃圾处理装置的垃圾处理车运输至需要使用垃圾处理设备的场所或者将各装置集成安装于垃圾转化减量处理站，即可实现高效率的垃圾处理工作，且压缩减量装置和转化减量装置可使得垃圾转化减量的效率大大提高，以至达到垃圾无残留的处理效果，此垃圾转化减量工艺及处理设备可更加机动性及移动进行多处垃圾的高效率转化减量处理，本发明用于资源及环境领域。

Description

一种垃圾转化减量处理工艺及实施该工艺的设备

技术领域

本发明涉及垃圾处理技术领域，特别是涉及一种垃圾转化减量处理工艺，以及用于实施该工艺的主设备---生物质垃圾转化减量系列装置。

背景技术

随着人口的增长和城市规模的急剧膨胀，城市垃圾的处理越来越多地受到人们的关注，但是客观上由于垃圾处理的规模和范围一定程度上落后于城市的发展，大量的生活垃圾来不及有效处置，以致造成日益严重的环境问题。

对于城市生活垃圾的处理，目前人们通常采用在城市的周边修建垃圾填埋场、焚烧厂或制肥厂的方式进行处理。填埋对垃圾几乎没有实质的处理，除了会占用大量的土地资源外，被填埋物还有可能污染地下水或者逸散气体的方式造成二次污染，最后危害人类的健康；而建立垃圾焚烧处理厂立项审批困难、需要的投入资金大、建设周期长、运行费用高，且一旦建设完成后，如果因其他条件发生改变而需要搬迁，其过程将非常困难，不具有机动性，故通常只适用于进行大规模集中处理。但对于较偏远的城镇、工厂、小区、景区、大型建筑工地、农村等地区，高效、实用的垃圾处理设备有着广泛的现实需求，因为其地理位置比较偏远分散，运输处理成本过高，不能实施集中处理；此外，对于一些自然灾害或者突发事件的后期处理，往往也伴随大量的垃圾清理，比如地震、海啸后的现场清理及灾后重建工作，这些情况不仅要求有垃圾处理设备在场，而且对垃圾处理设备的机动性及处理的时效性都有着极强的敏感度，现有的垃圾处理方式根本不能满足上述要求。

基于以上原因，我国生活垃圾处理行业迫切需要适用范围广、减量大、效果好、效率高、成本低且机动性强的新型垃圾转化减量技术及设备，对现有制度下垃圾处理方式作补充，体现因地制宜，集中与分散处理相结合，多种处理技术相结合，以真正实现垃圾处理“减量化、无害化、资源化”，解决“垃圾围城”民生“瓶颈”问题。

基于以上原因，人们对一些可拆卸、机动性强且处理效率高的垃圾处理设备有着迫切的需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种机动性强、可移动且处理效率高的垃圾转化减量处理工艺及实施该处理工艺的设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种垃圾转化减量处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)  通过垃圾分类系统对需要进行处理的生活垃圾进行分类挑选，将生活垃圾分类挑拣为待回收物、待转化减量的生物质垃圾和不可回收的待压缩减量垃圾；

2)  分别将生物质垃圾送入转化减量装置，将待回收垃圾送入回收物收集箱，将待压缩减量垃圾送入压缩减量装置进行压缩；

3)  将所述转化减量装置内的生物质垃圾处理产物制成土壤调理剂用于土壤改良和园林绿化，将压缩减量装置内的垃圾处理产物用于压缩外运；

4)  将垃圾分类系统、转化减量装置和压缩减量装置中产生的渗滤液送入转化减量装置同时处置。

进一步作为本发明技术方案的改进，步骤2）中的垃圾分类系统内还设有能压出生活垃圾内部液体的推挤装置和能对园林垃圾进行破碎处理的垃圾破碎装置。

进一步作为本发明技术方案的改进，垃圾分类系统、转化减量装置、回收物收集箱和压缩减量装置均集中安放于可移动的垃圾转化减量车内或者不可移动的垃圾转化减量站内。

一种用于实施垃圾转化减量处理工艺的垃圾处理设备，包括一标准集装箱机房，标准集装箱机房内设有控制系统及通过控制系统控制的提升系统、送料系统、转化系统、转化气净化系统、渗滤液处理系统和转化物出渣系统。

进一步作为本发明技术方案的改进，控制系统包括总控制箱和用于控制提升系统的液压工作台。

进一步作为本发明技术方案的改进，标准集装箱机房内还设有一端与送料系统相连的提升系统，与送料系统的另一端相连设有转化系统，送料系统伸入转化系统内，标准集装箱机房内还设有用于接收送料系统的待转化垃圾渗滤液的渗滤液处理系统和对由送料系统输送进转化系统内的生物质待转化垃圾进行搅拌的搅拌系统。

进一步作为本发明技术方案的改进，转化系统内设有用于点火的燃烧机、用于改变转化系统内空气含量的风机和送出待转化垃圾转化后的转化物出渣系统，转化系统内还设有喷雾反应喷头，与喷雾反应喷头相连设有用于盛装液体的容器，容器内盛装有液体，液体在80-500℃时分解为助燃气体，转化系统的外侧设有聚热反应器，聚热反应器与主容器间设有至少一个用于彼此连通的通孔。

进一步作为本发明技术方案的改进，标准集装箱机房内设有转化气净化系统，转化气净化系统包括气体净化装置和组合除尘装置，聚热反应器内设有加热器。

进一步作为本发明技术方案的改进，标准集装箱机房为一标准集装箱或者多个标准集装箱拼装而成的组合体。

本发明的有益效果：此垃圾转化减量处理工艺将垃圾进行分类挑选并进行分类处理，而用于实施该工艺的设备将用于垃圾物料处理的各装置集成安装于标准集装箱机房内，从而只需要将内部设有多种垃圾处理装置的垃圾处理车运输至需要使用垃圾处理设备的场所或者将各装置集成安装于垃圾转化减量处理站，即可实现高效率的垃圾处理工作，且压缩减量装置和转化减量装置可使得垃圾转化减量的效率大大提高，以至达到垃圾无残留的处理效果，此垃圾转化减量工艺及处理设备可更加机动性及移动进行多处垃圾的高效率转化减量处理。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例整体结构框架示意图；

图2是本发明实施例整体结构示意图；

图3是本发明实施例整体结构俯视图。

具体实施方式

参照图1～图3，本发明提供了一种垃圾转化减量处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)  通过垃圾分类系统1对需要进行处理的生活垃圾进行分类挑选，将生活垃圾分类挑拣为待回收垃圾、待转化减量的生物质垃圾和待压缩减量垃圾；

2)  分别将生物质垃圾送入转化减量装置2，将待回收垃圾送入回收物收集箱3，将待压缩减量垃圾送入压缩减量装置4进行压缩打包；

3)  将所述转化减量装置2内的生物质垃圾处理产物制成土壤调理剂用于土壤改良和园林绿化，将压缩减量装置4内的不可回收垃圾处理产物用于压缩外运；

4)  将垃圾分类系统1、转化减量装置2和压缩减量装置4中产生的渗滤液送入转化减量装置2同时处理。

此垃圾转化减量处理工艺将垃圾进行分类挑选并进行分类处理，而用于实施该工艺的设备将用于垃圾物料处理的各装置集成安装于标准集装箱机房内，从而只需要将内部设有多种垃圾处理装置的垃圾处理车运输至需要使用垃圾处理设备的场所或者将各装置集成安装于垃圾转化减量处理站，即可实现高效率的垃圾处理工作，且压缩减量装置4和转化减量装置2可使得垃圾转化减量的效率大大提高，以至达到垃圾无残留的处理效果，此垃圾转化减量工艺及处理设备可更加机动性及移动进行多处垃圾的高效率转化减量处理。

其中生物质垃圾为园林垃圾和餐厨垃圾。

作为本发明优选的实施方式，步骤2）中的垃圾分类系统1内还设有能压出生活垃圾内部液体的推挤装置和能对园林垃圾进行破碎处理的垃圾破碎装置。

作为本发明优选的实施方式，垃圾分类系统1、转化减量装置2、回收物收集箱3和压缩减量装置4均集中安放于可移动的垃圾转化减量车内或者不可移动的垃圾转化减量站内。

一种用于实施垃圾转化减量处理工艺的垃圾处理设备，包括一标准集装箱机房5，标准集装箱机房5内设有控制系统及通过控制系统控制的提升系统9、送料系统10、转化系统13、转化气净化系统16、渗滤液处理系统12和转化物出渣系统14。

作为本发明优选的实施方式，控制系统包括总控制箱6和用于控制提升系统9的液压工作台7。

作为本发明优选的实施方式，标准集装箱机房5内还设有一端与送料系统10相连的提升系统9，与送料系统10的另一端相连设有转化系统13，送料系统10伸入转化系统13内，标准集装箱机房5内还设有用于接收送料系统10的待转化垃圾渗滤液的渗滤液处理系统12和对由送料系统10输送进转化系统13内的待转化垃圾进行搅拌的搅拌系统11。

作为本发明优选的实施方式，转化系统13内设有用于点火的燃烧机17、用于改变转化系统13内空气含量的风机8和送出待转化垃圾转化后的转化物出渣系统14，转化系统13内还设有喷雾反应喷头，与喷雾反应喷头相连设有用于盛装液体的容器19，容器19内盛装有液体，液体在80-500℃时分解为助燃气体，转化系统13的外侧设有聚热反应器15，聚热反应器15与转化系统13间设有至少一个用于彼此连通的通孔。

作为本发明优选的实施方式，标准集装箱机房5内设有转化气净化系统16，转化气净化系统16包括气体净化装置和组合除尘装置，聚热反应器15内设有加热器18。

作为本发明优选的实施方式，标准集装箱机房5为一标准集装箱或者多个标准集装箱拼装而成的组合体。

此垃圾转化减量设备上设有压缩减量装置4和转化减量装置2，垃圾物料在进入垃圾转化减量设备前首先进行分拣，对待生活垃圾、餐厨垃圾和园林垃圾进行分类处理，分别分拣为生物质垃圾、待回收垃圾及待压缩减量垃圾，对于生活垃圾中不可利用或者不宜转化处理的垃圾物料输送入于垃圾转化减量设备相连的垃圾压缩机进行打包外运，而对于生活垃圾中可利用的垃圾物料即进入垃圾转化减量设备，进行转化减量处理。

对于经过分拣出来待生物质垃圾，将餐厨垃圾通过转化减量装置2中的脱水装置对餐厨垃圾进行脱水处理，而通过破碎装置对园林垃圾进行破碎处理，后将剩余垃圾物料进行转化处理为土壤调理剂，用于绿化使用，或者用于土壤改良，同时该垃圾转化减量装置的压缩减量装置4及转化减量装置2还能对垃圾进行除臭处理及对垃圾的渗滤液进行处理。

此垃圾转化减量装置将垃圾转化减量装置的各处理功能模块化，可将各模块进行快速的调运、组装使用，此垃圾转化减量装置可将各处理模块设置在运输车内，或者建设可移动的垃圾转化减量处理站，模块化的转化减量设备可在必要的情况下进行不同的配套安装及供应，可用于移动式的垃圾转化减量处理站的建设，也可用于应急、救灾及用于战备使用。

此垃圾转化减量设备可对各小型垃圾收集站内的垃圾进行网络式整合，并进行网络式的移动收集，实现垃圾的就地转化减量处理，此设备的占地面积少，操作简单，运行费用低。

此垃圾转化减量设备的主容器的气室内储存有正压气体，其中气室与空气压缩装置连接，气室的气压介于100Pa～3000Pa之间，通孔的孔径介于1mm～20mm之间，以形成“尖锐风刺”，压缩减量装置4在主容器内还设置有喷雾反应喷头，该喷雾反应喷头与用于盛装液体的容器连通，液体在加热至80-500℃以上温度时可分解成助燃气体，输送烘干装置还设置有用于转移垃圾的移动通道，该移动通道由耐高温材料首尾顺次连接形成循环式传送带，传送带的一端连接提升加料装置，另一端延伸入转化系统13的主容器内，为了充分利用转化气的热量，压缩减量装置4产生的转化气通过上述移动通道所在的送料空间排出，转化气净化系统包括顺次连接的复热聚热反应器、组合式除尘系统和转化气净化系统，复热聚热反应器设置有加热器，加热器可使复热聚热反应器的温度高于850℃、并停留大于2秒。

此垃圾转化减量技术与装置是在成熟的固体废物处理方法——热解气化法的基础上提高并溶入尖锐风刺、喷雾助燃剂等技术形成的新的专利技术——热力转化法。热力转化法是在一个封闭环境中，在控温控氧条件下，把生物质垃圾转化成混合气体和可回收的有机碳化物的过程。该法与其他垃圾处理方法不同，一般垃圾的焚烧是在高温环境下提供充足的氧气，燃烧后的产物是二氧化碳和水等不可再燃烧的烟气，并放出大量的反应热；而本方法结合了先进的热力转化技术和传统的高温供氧气化技术，实现生物质垃圾的热力转化。

位于主容器外壁的气室和主容器内腔由耐热层相间隔，由于耐热层上开有大量角度不同的通孔，当空气压缩装置向气室内通入正压时，气室内的气体透过通孔进入气压较低的主容器内腔并形成长度为100～1500mm的射流,即尖锐风刺，该尖锐风刺一方面对物料进行搅拌，使空气和待气化物充分接触，另一方面可以进入主容器内腔的各个角落，实现了局部充氧，让热力转化更加充分。

在过剩空气系数小于1的条件下，待处理垃圾动态快速转化减量，并使产生的气体充分分解。与尖锐风刺形成同步，当主容器温度达到一定值后，主容器配备的喷雾反应喷头开始向主容器内腔喷射雾化溶液，该溶液在高温控氧条件下即分解成助燃气体进一步推进热力气化反应，因溶液配方的不同还可实现对转化气的净化作用，在实践中，在主容器中喷液雾的除尘效率可达25～65%，转化气净化效率可达20%～60%。

为了使反应更充分，热力转化过程通过控制系统和加热系统使温度控制为250℃～850℃，氧气浓度控制为1%～7%，使得处理物的环境更适合于进行还原反应。此外，根据被处理物的特点，还可按综合利用或安全填埋的不同目的来确定垃圾的转化减量比例，该转化减量比例可在50%～95%之间调节。通常地讲，如残留物需要填埋，则升高温度并增加氧气浓度，使转化过程更加充分；如残留物需综合利用，则相应降低转化温度，适当控制转化减量比率。

原料种类和加热条件是生物质转化分解过程的主要影响因素。由于园林和餐厨垃圾中的挥发组分较高，在较低的温度,300～400℃下就能释放出70%左右的挥发组分。热力转化速率随着温度的升高和加热速率的加快而加快，只要有足够的温度和加热速率，热力转化会以相当快得速率进行。

为了使本发明所描述的垃圾转化减量设备实现快速拆装和转移，采用目前通用的标准集装箱作为标准集装箱机房6，例如，设置内尺寸分别为20尺、40尺或特别尺寸的集装箱或以以上标准集装箱为最小尺寸单元的组合柜体作为标准集装箱机房，其中垃圾转化减量设备工作时部分超过标准集装箱尺寸的零部件均设计成可快速拆卸的活动件，并为其在标准集装箱机房的底面预留了相应位置。在装运时，可对标准集装箱机房进行整体吊装，转运方便，待卸车就位后，将活动件重新拼接固定即可开机运行，操作简便。

此垃圾转化减量装置填补了国内空白，属于国际领先水平，其主要有以下技术创新点：

1)垃圾转化设备采用热力转化技术，主炉体内过剩空气系数<1.0的缺氧的条件下气化，氮氧化物，硫氧化物和氯化氢等污染物质的产生量减少；

2）生物质垃圾转化后的碳化物可作为土壤调理剂用于土壤改良或绿化，减少了废物排放；

3）本次研发的设备体积小，整体设备安装在一个或多个标准集装箱柜中，可移动、标准化、模块化，可根据不同地方的需求转移，吊装、转运方便，卸车就位后，将可快速组装的活动料斗，消气净化器固定后，即可开机运行，操作简便；本设备具有船用设备特性，抗颠簸，防晃动等移动运输特性，动力系统采取保护措施，不因移位而质量下降；本设备对构筑物要求简单，无需占用永久性固定场地，在任何公路交通能够到达的生活垃圾堆场、园林垃圾堆场均可开机运行，解决了选址、迁址困难等问题。适用小区、工厂、大型建筑工地、农村、街镇、临建和应急情况处理的需求，达到网点式集中处理。

4）本系统包含垃圾分选，分为自动、半自动和人工分拣，对于垃圾中含有的无机物、塑料制品等分拣出来，不进入装置进行转化减量处理，处理过程中只产生水蒸气、二氧化碳等，排放达到国家标准。

同时由于构成标准集装箱机房的各集装箱均为标准尺寸，所以自然和现有的交通工具兼容，同时还有助于让垃圾转化减量设备的其他部件实现标准化、模块化的生产。为了给固定于标准集装箱机房内的垃圾转化减量设备预留操作和维修空位，标准集装箱机房于其侧壁上设置有多功能的操作检修门，该多功能门的顶部通过转轴与标准集装箱机房体活动连接，该多操作检修门闭合可以使标准集装箱机房封闭，开启可为各操作工位提供空间，同时还兼有遮阳挡雨的功能。

本次研发的垃圾转化设备弥补了大规模垃圾处理的不足，可以有效的解决垃圾量较少地区垃圾的处理问题，适用性广，可快速见效。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种垃圾转化减量处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)通过垃圾分类系统(1)对需要进行处理的生活垃圾进行分类挑选，将生活垃圾分类挑拣为待回收垃圾、生物质垃圾和待压缩减量垃圾；

2)分别将生物质垃圾送入转化减量装置(2)，将待回收垃圾送入回收物收集箱(3)，将待压缩减量垃圾送入压缩减量装置(4)进行压缩；

3)将所述转化减量装置(2)内的生物质垃圾处理产物用于土壤改良和园林绿化，将所述压缩减量装置(4)内的垃圾处理产物用于压缩外运；

4)将所述垃圾分类系统(1)、转化减量装置(2)和压缩减量装置(4)中产生的渗滤液送入转化减量装置(2)。

2.根据权利要求1所述的垃圾转化减量处理工艺，其特征在于：所述步骤2）中的垃圾分类系统(1)内还设有能压出生活垃圾内部液体的推挤装置和能对园林垃圾进行破碎处理的垃圾破碎装置。

3.根据权利要求1或2所述的垃圾转化减量处理工艺，其特征在于：所述垃圾分类系统(1)、转化减量装置(2)、回收物收集箱(3)和压缩减量装置(4)均集中安放于可移动的垃圾转化减量车内或者不可移动的垃圾转化减量站内。

4.一种用于实施权利要求1或2所述的垃圾转化减量处理工艺的垃圾处理设备，其特征在于：包括一标准集装箱机房(5)，所述标准集装箱机房(5)内设有控制系统及通过所述控制系统控制的提升系统(9)、送料系统(10)、转化系统(13)、转化气净化系统(16)、渗滤液处理系统(12)和转化物出渣系统(14)。

5.根据权利要求4所述的垃圾处理设备，其特征在于：所述控制系统包括总控制箱(6)和用于控制提升系统(9)的液压工作台(7)。

6.根据权利要求4所述的垃圾处理设备，其特征在于：所述标准集装箱机房(5)内还设有一端与送料系统(10)相连的提升系统(9)，与所述送料系统(10)的另一端相连设有转化系统(13)，所述送料系统(10)伸入转化系统(13)内，所述标准集装箱机房(5)内还设有用于接收送料系统(10)的待转化垃圾渗滤液的渗滤液处理系统(12)和对由送料系统(10)输送进转化系统(13)内的待转化垃圾进行搅拌的搅拌系统(11)。

7.根据权利要求4所述的垃圾处理设备，其特征在于：所述转化系统(13)内设有用于点火的燃烧机(17)、用于改变转化系统(13)内空气含量的风机(8)和送出待转化垃圾转化后的转化物出渣系统(14)，所述转化系统(13)内还设有喷雾反应喷头，与所述喷雾反应喷头相连设有用于盛装液体的容器(19)，所述容器(19)内盛装有液体，所述液体在80-500℃时分解为助燃气体，所述转化系统(13)的外侧设有聚热反应器(15)，所述聚热反应器(15)与转化系统(13)间设有至少一个用于彼此连通的通孔。

8.根据权利要求4所述的垃圾处理设备，其特征在于：所述标准集装箱机房(5)内设有转化气净化系统(16)，所述转化气净化系统(16)包括气体净化装置和组合式除尘装置，所述聚热反应器(15)内设有加热器。

9.根据权利要求4所述的垃圾处理设备，其特征在于：所述标准集装箱机房(5)为一标准集装箱或者多个标准集装箱拼装而成的组合体。

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