CN105485695B - 一种用于废弃物焚烧预处理的进料系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于废弃物焚烧预处理的进料系统及方法，进料系统包括依次相连的破碎部、混合器以及加压输送部；其中：所述破碎部包括碎料区、第一喂料器和破碎机，所述碎料区经所述喂料器与所述破碎机相连接；所述破碎机与所述混合器相连接；所述加压输送部包括第二喂料器、柱塞泵、高压管道和喷枪，所述混合器经所述第二喂料器与所述柱塞泵相连接，所述柱塞泵经所述高压管道通至所述喷枪，所述喷枪与焚烧系统的进料端对接。本发明的进料系统在封闭安全环境下对散状、打包固体以及粘稠液体废弃物进入焚烧系统前分阶段、按步骤地进行预处理，废弃物处理效率高，尤其适合对于较大规模的以固体、浆状和/或液体形态存在的废弃物的处理。

Description

一种用于废弃物焚烧预处理的进料系统及方法

技术领域

本发明涉及垃圾处理技术，具体涉及一种用于废弃物焚烧预处理的进料系统及方法。

背景技术

核心要点：环境、安全(生产，人身，环境)、自动化、热值稳定物料

根据来源和性状不同，废弃物主要被分为城市生活垃圾或简称生活垃圾、工业垃圾、危险废物和各种废液等几类。其中：

对于生活垃圾的处理：

填埋和焚烧发电是目前最主要的两种处理方式，其中填埋处理具有占地面积大，环境污染严重等缺点，垃圾焚烧发电由于处理规模大(一般一个垃圾焚烧厂日处理量都在1000吨以上)、资源回收利用(利用焚烧的热值来发电)以及垃圾减容量大(垃圾经过焚烧后的体积减小了90％以上)等方面的优点，正在逐步代替填埋成为生活垃圾的最主要处理方式。

垃圾焚烧发电中的垃圾焚烧环节是采用专门的垃圾焚烧炉来焚烧垃圾，垃圾经垃圾运输车辆运输到垃圾焚烧厂后，将垃圾倒入垃圾储坑，经破碎处理后的垃圾再次进入垃圾储坑，经过几天的发酵后，用垃圾抓斗将垃圾送到焚烧炉的进料斗内，垃圾被送入垃圾焚烧炉焚烧。上述工艺使得垃圾焚烧厂的厂房内的气味很大，因此工厂一般采用负压抽气的方式将臭气送入焚烧炉内焚烧的办法来减少臭气对工作环境和外界大气的影响。

对于工业垃圾和危险废弃物以及废液的处理：

针对这些废弃物，我国规定需要由取得相关处理资质的专业处理单位、主要采用焚烧的方式来处理。焚烧炉包括专用的回转式窑炉、立式气化炉以及等离子气化炉等，由于废弃物的外观形态大致有固态、半固态、液态、粘稠状态的散装、块状、带包装(20-200L铁桶，吨桶(一种1立方米的塑料桶，专门用来盛放和运输液态废弃物)袋装等)等形式，热值高低不一，且有毒有害、易燃易爆的程度不同，成分极为复杂。

目前最主要的处理工艺是采用回转窑焚烧处理：将大块的和带包装的物料一般需经过破碎机破碎之后，用抓斗送入焚烧系统的进料斗内，在被送入回转窑焚烧。但是，无论是破碎机破碎物料时还是物料进入焚烧系统的进料斗，基本都是敞开式的，废弃物被暴露在大气中，废弃物中挥发出来的有毒有害气体直接进入空气中，污染生产区域的环境，对生产工人的健康有很大危害，同时泄露到外界大气中后，会对大气也造成污染；因此环境污染不容忽视；其次，一些易燃易爆和低燃点的废弃物，极容易在破碎的环节产生燃烧和爆炸，对厂区工作人员，设备、设施造成伤害(人员伤亡，基础设施损失)，由于上述处理工艺的很多环节需要有人工介入，就不可不免的造成生产人员需要与废弃物直接接触，存在安全隐患，安全性很难保证；此外，由于各个环节无法实现连续工作，因此整个处理过程是不连续的，无法实现自动化的联系生产，自动化程度不高，处理效率有待进一步提高。

焚烧系统的运行周期受物料的影响较大，设备稳定运行时间短，焚烧系统故障率高，检修频率高：由于废弃物的热值高低差别很大(高的可以达到12Mcal/kg，低的只有2Mcal/kg)，这些物料如果没有经过配伍和混合就进入焚烧系统的话，会对焚烧系统内部的耐热材料产生很大的损害，影响焚烧系统的寿命，同时焚烧系统运行的温度也是极不稳定的，对生产工艺控制，产量和后续的烟气处理都带来很大的麻烦，而且高热值得物料集中进入焚烧系统，还很有可能造成生产安全事故；这些都是焚烧系统不希望的。

目前一些处理厂通过人工+机械的方式将物料进行简单的混合，期望得到稳定均衡热值的物料，但是这种方式存在很大的安全隐患(人员与物料接触，吸入有毒气体等，物料混合时存在发生燃烧和爆炸的可能和风险)。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于废弃物焚烧预处理的进料系统及方法，旨在通过对废弃物的预处理提高废弃物焚烧系统的处理水平。

本发明采用的技术方案具体为：

一种用于废弃物焚烧预处理的进料系统，包括依次相连的破碎部、混合器以及加压输送部；其中：

所述破碎部包括碎料区、第一喂料器和破碎机，所述碎料区经所述喂料器与所述破碎机相连接，具体地：待处理的固态废弃物收集至碎料区后，经所述第一喂料器送至破碎机进行破碎规整；

所述破碎机与所述混合器相连接，非固态废弃物和破碎规整后的废弃物分别进入混合器，经处理后得到浆状混合物；

所述加压输送部包括第二喂料器、柱塞泵、高压管道和喷枪，所述混合器经所述第二喂料器与所述柱塞泵相连接，浆状混合物经所述柱塞泵进一步处理后，所述柱塞泵经所述高压管道通至所述喷枪，所述喷枪与焚烧系统的进料端对接。

在上述用于废弃物焚烧预处理的进料系统中，还包括氮气保护部，所述氮气保护部包括氧气含量检测装置、氮气源以及设于所述破碎部、所述混合器以及所述柱塞泵的若干组氮气注入点和氧气含量检测取样点；其中：

所述氧气含量检测装置与氧气含量检测取样点对接，用于检测氧气含量检测取样点的氧气水平是否在设定范围之内；

所述氮气源用于在氧气水平超范围的情况下通过阀门组来分配通往各个氮气注入点的氮气。

在上述用于废弃物焚烧预处理的进料系统中，第一收集装置将散状固态废弃物通过经第一密封舱收集至所述破碎区，第二收集装置将非散状固态废弃物经第二密封舱收集至上述破碎区，所述经第一密封舱和所述第二密封舱上分别设有所述氮气注入点和所述氧气含量检测取样点。

在上述用于废弃物焚烧预处理的进料系统中，所述第一密封舱或者所述第二密封舱包括舱体和设于所述舱体进料端和出料端的第一门和第二门，所述氮气注入点和所述氧气含量检测取样点设于舱体，第一门打开进料完毕后，开始通过氮气注入点充氮，待充氮满足要求后第二门打开，物料送入破碎区，之后第二门关闭。

在上述用于废弃物焚烧预处理的进料装置中，所述混合器的出料端设有堰板。

在上述用于废弃物焚烧预处理的进料系统中，所述喷枪包括喷枪主体以及由内而外置于其内的三层功能区；其中：

内层用于连通着高压管道输送的物料；

中间层用于在必要的情况下利用高压空气将喷枪口流出的物料打散开；

外层为冷却层，通过冷却介质对其进行冷却。

一种用于废弃物焚烧预处理的进料方法，包括如下步骤：

S10、进料口接收到的固态废弃物经进料装置进入破碎区，经破碎处理后对其进行尺寸规整处理；

S20、非固态废弃物与尺寸规整处理后的废弃物通入混合器，经过推送、混合和搅拌，形成浆状混合物料；

S30、将浆状混合物料通入柱塞泵中，对其进行进一步的处理和加压，之后经高压管道通往喷枪，送至焚烧系统的进料端。

在上述用于废弃物焚烧预处理的进料方法中，所述步骤S10具体为：

破碎区的物料经第一喂料器的喂料器推头将物料推送至破碎机的破碎刀处，将物料挤压向破碎刀后破碎；

不能破碎的固体废弃物经排料口排出。

在上述用于废弃物焚烧预处理的进料方法中，所述步骤S20具体为：

经步骤S10预破碎的物料经混合器溜槽进入混合器第一端，非固态废弃物经混合筒体上的法兰口进入混合器，混合器内沿轴向设置有主轴，驱动装置使得主轴带动主轴上的桨叶转动，使内部的物料返混、交叉流动，充分混合后混合器第二端的物料形成了均质化的浆状混合物。

在上述用于废弃物焚烧预处理的进料方法中，所述步骤S30具体为：

喂料器的回旋力将浆状混合物料推进柱塞泵的泵体，柱塞泵的柱塞将物料推动经过设于泵体内切割环的位置时，将浆状混合物料中的长条物料切断，推出柱塞泵的物料经高压管道输送至喷枪后进入焚烧系统的进料端。

本发明产生的有益效果是：

本发明的进料系统结构紧凑，根据不同的工程实际可对部件的繁简加以调整，适应性良好；在保证密闭性的前提下，通过将固、液废弃物分阶段引入，使得不同阶段的处理方式更有针对性，自动化程度高且工作连续性良好，提高了处理水平。

本发明的进料方法通过破碎-混合-泵送的多处理联合结构形式，主要用于在封闭安全环境下对散状垃圾，打包固体垃圾以及粘稠液体垃圾进入焚烧系统前进行自动预处理，可处理的垃圾主要包括危废物、工业废物，化学废物，石油化工废物，医疗垃圾物和其它以固体、浆状或者液体形态存在的废弃物。

附图说明

当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一种用于废弃物焚烧预处理的进料系统的结构示意图。

图中：

1、破碎区

1a、料斗 1b、泄气阀门 1c、氧气含量监测点 1d、氮气注入点1e、防爆膜

2、液压喂料器

2a、液压缸 2b、喂料器推头

3、(不可破碎废弃物)排料门一

4、破碎机

4a、破碎刀 4b、破碎轴 4c、(破碎机不可破碎废弃物)排料门二

5、(破碎机-混合器)溜槽一

5a、上部溜槽 5b、柔性联结 5c、下部溜槽

6、混合器

6a、混合筒体 6b、桨叶 6c、堰板(混合器出料门) 6d、液压缸 6e、重量传感器 6f、混合器驱动装置 6g、混合器主轴 6h、废气排放阀门 6i、氧气含量取样点 6j、氮气注入点6k、防爆膜 6l、转速测量仪 6m、预留加注口法兰一 6n、预留加注口法兰二 6o、检修门 6p、视窗(可清洁) 6q、观察孔照明灯

7、(混合器-柱塞泵)溜槽二

7a、上部溜槽 7b、柔性联结 7c、下部溜槽

8、双螺旋喂料器

8a、螺旋驱动单元一 8b、螺旋驱动单元二 8c、无轴螺旋一8d、无轴螺旋二 8e、喂料器壳体 8f、重量传感器

9、柱塞泵

9a、泵体 9b、柱塞 9c、主液压缸 9d、液压缸位置感应器 9e、闸板阀 9f、闸板液压缸 9g、切割环

10、进料斗

11、垂直密封舱

11a、舱体 11b、外门 11c、外门驱动液压缸 11d、内门 11e、内门驱动液压缸 11f、排气阀 11g、氧气含量检测取样点 11h、氮气注入点

12、辊筒提升机

12a、提升机架 12b、提升机辊道托盘 12c、提升机底部输送辊道 12d、提升机顶部输送辊道

13、水平密封舱

13a、舱体 13b、外门 13c、外门驱动液压缸 13d、内门 13e、内门驱动液压缸 13f、辊筒输送机 13g、排气阀 13h、氧气含量监测取样点 13i、氮气注入点

14、高压管道

15、抓斗吊车

16、斗式提升机

16a、提升机架子 16b、提升斗

17、喷枪

17a、喷枪主体 17b、内层 17c、中间层 17d、外层

18、废物储坑

19、带包装废弃物。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

如图1所示的用于废弃物焚烧预处理的进料系统，主要包括以下三个连续工作的功能单元：

破碎部，待处理的原始固体废弃物进入破碎区1后经液压喂料器2进入破碎机4处理，负责进行包括尺寸缩小和同性整合在内的规整类作业；

混合部，经破碎机4规整后的废弃物经破碎机-混合器溜槽5进入混合器6，与其它辅件送入的液体、粘稠等非固态废弃物，得到具有稳定热值，可泵送的浆状混合物，这是因为，热值的稳定对于焚烧系统的运行非常重要，所以混合后的物料热值需均匀稳定，不能忽高忽低；

加压输送部，将得到的浆状混合物依次经混合器-柱塞泵溜槽7和双螺旋喂料器8进入柱塞泵9，经高压管道输送至喷枪17后，将预处理好的高压、均匀的浆状混合物送至焚烧系统的前端。

上述进料系统的详细结构及其进料过程具体为：

S10、前端给料步骤：

1)对于散装类废弃物：

抓斗吊车15从废物储坑18内抓取废弃物至进料斗10后经垂直封闭舱11进入进料系统前端的破碎区1；或者

在斗式提升机16的底部，通过手工或者车将置于提升机架子16a底部的提升斗16b装满后，将物料提升至高处倒至进料斗10内，然后经垂直封闭舱11进入进料系统前端的破碎区1。

2)对于带包装废弃物19：

包括单个的桶、放在托盘上的桶、吨袋和吨桶以及其他任何包装形式的固体废弃物体都可经过辊筒提升机12来运送，具体地：固体废弃物体通过叉车或者其他同功能的装置置于提升机底部输送辊道12c，然后通过输送辊道进入提升机辊道托盘12b后沿提升机架12a的方向提升至顶端后，经提升机辊道托盘12b再将废弃物体运送至提升机顶部输送辊道12d上，之后经水平封闭舱13内的辊筒输送机13f来到破碎区1。

在上述辊筒提升机12中，配套的输送辊道(12c、12d)具有缓冲作用，并可根据实际需要设置成不同长度，并将功能设计成按要求自动排队进、出辊筒提升机12的动作方式；同时，也可以将辊筒提升机顶部输送辊道12d省略，使辊筒提升机12直接和水平封闭舱相13对接。

其中，进料系统的破碎机4、混合器6以及柱塞泵9的所有作业都是在防火、防爆功能的充氮环境下进行的，柱塞泵9上并没有氮气注入点和氧气含量检测取样点的原因是：第一，从混合器6进入柱塞泵9的物料已经是在充氮气的状态下(也就意味着在这个环节因为没有与外界相通，氧气含量与混合器内一致，不需要再次充氮气)，第二，柱塞泵9的给料通过双螺旋喂料器8向柱塞泵9填充物料，目的是要尽可能地实现100％的填充，由于柱塞泵9和双螺旋喂料器8内部全部充满了物料，因此在柱塞泵9上即无需也没有可能再充入氮气。当然系统并不是100％的密封，通过将氧气的体积百分比控制在一定水平(优选为2-7％)，有效地减少发生火灾和爆炸的可能性。根据需要，在系统需要的部位氮气注入点，用于充入足够氮气将含有氧气的废气通过排气阀置换出去，并在相应的地方设有氧气含量检测取样点，旨在通过氧气含量检测装置检测充氮水平达标。为了提高安全性，可以在一个区域安放两套检测装置，而氮气的分配由氮气自动阀组来实现，首先将氮气源送来的氮气调整至压力、流量、清洁度等满足使用要求的水平之后，根据需要由自动阀来分配到各个氮气注入点。氮气源可以由液体氮气罐、氮气站或是其他合理形式的氮气来供应。

系统内部的功能组件之间通过内、外门的双门结构的密封舱(11、13)与外界隔离，密封舱(11、13)内也分别设有氧气含量检测取样点(11g、13h)和氮气注入点(11h、13i)，通过降低内部的氧气含量以防止进料过程中可能发生的自燃现象，同时也可有效阻止毒性和危险气体泄漏到外界。密封舱(11、13)的结构具体为：

密封舱(11、13)位于整个系统的顶部，与下部的破碎区1相连，用于将进料口接收到的垃圾送入破碎区1。密封舱有两道门，连锁运行时两道门不会同时开启，二者的安装方向不同，但其工作方式是基本相同的，具体地：

抓斗吊车15或者斗式提升机16将物料送至进料斗10内，或者辊筒提升机12将带包装物料送至顶部的辊道12d处，密封舱(11、13)的进料门(即外门11b、13b)打开，废料进入密封舱；

进料后外门关闭，系统随即启动氮气保护系统向舱体(11a、13a)注入氮气，待舱内充氮满足要求后(氧含量满足设定值)，第二道门(即内门11d、13d)打开、舱内的物料(落入或者被水平密封舱13内的输送机13f)送入破碎区1，内门随之关闭；

之后外门再打开，进入下一个进料循环。

外门(11b、13b)和内门(11d、13d)均设有相应的液压驱动缸(11c、13c)和(11e、13e)，由于封闭舱(11、13)的存在，使得进料系统能够在氮气保护的状态下连续运行。废气通过排气阀(11f、13g)排放到专门的气体收集装置，经处理后排入大气或者送进焚烧系统。

来到破碎区1后经破碎装置，用于通过破碎物料，减小其尺寸，作预破碎处理。

S20、破碎步骤：

破碎装置是主要包括破碎区1、液压喂料器2、用于排出不可破碎的物料的排料门一3和破碎机4；破碎机4设于破碎区1底端的料斗处1a，进入破碎区1的物料经液压喂料器2进入破碎机4，排料门一3则设于液压喂料器2；具体地：

在破碎区1需要保持一个较低的氧气含量，当通过氧气含量监测点1c检测发现氧气含量已超过设定值时，充氮系统会通过氮气注入点1d注入氮气直至氧含量在设定值之内。废气通过泄气阀门1b排出。作为一种优选，破碎区1的结构设计可抵抗爆炸时至少1bar的冲击力，在爆炸发生时，通过防爆膜1e泄压。

破碎机4通过液压系统来驱动的，通常采用高扭矩、低转速的两轴破碎轴4b驱动。当然，也有单轴、三轴、四轴破碎机(均配有物料滤网来控制破碎粒度)，其中双轴、三轴和四轴破碎机的工作原理是通过相向旋转的转子和破碎刀4a来破碎、剪切或撕裂废弃物，而单轴的破碎机4则是将刀具通过螺栓连接在转子和破碎机4的框架结构上。

作为一种优选，在必要的时候，也可以在破碎机上设有用于自动排出破碎机不可破碎的废物的排料门二4c。

液压喂料器2包括沿进料斗方向自上而下相连接的液压缸2a和喂料器推头2b，通过液压缸2a驱动的喂料器推头2b，将物料推送至破碎刀4a处来破碎，这样就可以通过适当的夯实作业来避免物料的架桥，提高了破碎产量，而且某些不容易破碎的物料也可以通过此方式来破碎。

设于料斗1a上的排料门一3(由于液压喂料器2和排料门一3以及料斗1a是集成在一起的，所以描述为集成于料斗1a上的液压喂料器2和排料门一3)是通过液压缸实现打开和关闭的，使不能破碎废物排出破碎机4。

不可破碎物的排料门有两种设计形式，一种是与液压喂料器2一起集成于料斗1a上的排料门一3，另一种是集成于破碎机4上的排料门二4c，大多数情况下采用排料门一3的结构形式，对于某些特殊的破碎机机型，可以设计为排料门二4c或者排料门(3、4c)共存的结构形式。

之后通过破碎机-混合器溜槽5进入混合器6，用于形成浆状混合物。

S30、混合步骤：

在混合筒体6a内的区域需要保持一个很低的氧气含量，当通过检测(氧气含量取样点6i)发现氧气含量超过设定值时，系统会自动通过氮气注入点6j充入氮气。废气通过废气排放阀门6h排出。混合筒体6a的机体结构设计可以抵抗1bar.爆炸冲击力。如果发生爆炸，通过泄爆筒和防爆膜6k将冲击力引导至安全区域。

混合器6为一个连续型混合设备，主要包括卧式的混合筒体6a以及沿筒体轴向设置的混合器主轴6g，混合器主轴6g的作用为搅拌轴，因此其上安装有桨叶6b，可使内部的物料返混、交叉流动，使其充分混合，混合器主轴6g还配有驱动装置6f，通常为液压或者电机驱动，。主轴6g的转子上安装有检测其转速的转速测量仪6l。

破碎机-混合器溜槽5出口的预破碎的物料经混合器6前端顶部进入混合筒体6a，经混合器预留的加注口法兰(6m、6n)向混合筒体6a内加入废液、污泥等，经过充分混合及交叉流动，到达混合器另一端的物料已经克服了不同时间段加入的物料造成的不均匀性，实现了充分的均质化，同时，混合器在完成其均质化功能的同时，也作为柱塞泵9的物料缓冲器。

桨叶6b也是为了与进料系统相匹配而专门设计的，要点包括：

1、靠近进料端的3～6(优选为5)组桨叶6b与作为搅拌轴的混合器主轴6g夹角设计为30～50°，朝向出料端，作用是使物料尽量快地移动至混合器6的充分搅拌区；

2、中部的搅拌区由3～6(优选为4)对桨叶组成，每对桨叶分别由一个朝向出料端的、与搅拌轴成30～50°的桨叶和一个朝向进料端的、与搅拌轴成5～20°的桨叶组成；旨在实现物料的反复搅拌，而且由于朝向出料端的桨叶角度大于朝向进料端的桨叶角度，可以实现物料充分搅拌和物料输送的双重功能；

3、切断闸门(即堰板6c)前，先后由1～2(优选为1)个朝向出料端的、与搅拌轴成5～20°的桨叶和1～2(优选为1)个朝向进料端的、与搅拌轴成5～20°的桨叶组成，主要是减缓物料的输送速度，使闸门的开关更加省力；

4、靠近混合器6出料端，由2～4(优选为2)个朝向出料端的、与搅拌轴成30～50°的桨叶和1～2(优选为1)个朝向进料端的、与搅拌轴成5～20°的桨叶组成，可使出料过程顺利进行，从而完成整个搅拌过程。

桨叶6b用螺栓固定在混合器主轴6g的桨臂上。桨叶6b的材质为硬质耐磨合金，且作为一种优选，混合筒体6a的内部衬有易于更换的耐磨板，提高内部耐磨性，为达到延长混合器筒体使用寿命和便于维修的目的。

在混合筒体6a上设有若干个检修门6o，检修门通过螺栓固定于混合器筒体6g，检修门6o的四周设有橡胶垫密封。

在混合器6出料端的闸板出料区设置有两个带清理刮片的视窗6p(玻璃观察口)，操作人员可通过视窗观察混合器6内的实际运行情况(例如闸板开启大小、物料的混合情况等)，视窗还可以带有观察孔照明灯6q，在照明的情况下方便进一步的观察。

在混合器6的混合区和出口法兰之间装有一个闸板式的堰板6c，作为混合器的出料门，这样使混合器的混合区既起到一个使得物料均质化的作用，同时也作为下游的柱塞泵9的一个缓冲设备，即作为柱塞泵9与破碎机4之间的物料缓冲区。堰板6c及其滑动框架(约束堰板移动的框架和滑道，固定于混合器6的内部，堰板沿滑道上下移动并可以停留在其行程的任意位置)均为经精密机加工的部件，并配有相应的密封装置。堰板6c由液压缸6d驱动，且作为一种优选，液压缸6d上装有监控装置，用于持续监视并控制堰板6c的位置，控制堰板6c升降的液压缸6d装在堰板6c的顶部，这样可以使污损降至最低。

堰板6c使得混合器6既可以作为一个连续进料和连续出料的连续性混合设备使用，也可以通过控制堰板6c的开启位置(位置是无级调整的)来实现间断性出料，同时也可以通过堰板6c来控制出料量。

混合器的4个支脚上分别装有重量传感器6e，用于连续检测混合筒体6a内的物料量。

之后通过混合器-柱塞泵溜槽7进入柱塞泵9，经柱塞泵9增压后经喷枪17送至焚烧系统的前端。

其中溜槽(5、7)的结构相似，包括上部溜槽(5a、7a)、下部溜槽(5c、7c)以及连接二者的柔性联结(5a、7b)。

S40：加压喷射步骤：

充分混合后得到的浆状混合物料进入混合器-柱塞泵溜槽7，经喂料器送入柱塞泵9，柱塞泵9的最高压力值可达160bar，尤其适于处理固态物料含量很高以及介质很不均匀的物体(如铁桶条、木材等)。

其中，喂料器优选为双螺旋喂料器8，即两组螺旋驱动单元(8a、8b)(液压马达或者电机驱动)驱动喂料器壳体8e的双无轴螺旋(8c、8d)，旋转的无轴螺旋利用回旋力将浆状混合物料推进柱塞泵9的泵体9a内，有效避免了难输送的物料架桥，同时该结构形式的喂料器8也保证了前端持续、均匀地为柱塞泵9给料，最大限度地提高了系统的处理能力。同时喂料器8的进料端还安装有重量传感器8f，用于来实时监测给料状况。

物料进入泵体9a后，主液压缸9c驱动柱塞9b沿泵体轴向移动，完成物料的输送；当柱塞头位于最右侧时，双螺旋喂料器8它将物料推向泵体9a内，通过螺旋推压的方式使物料尽量将泵体内腔充满，在柱塞9b将物料推动经过设于泵体9a内的切割环9g的位置时，可将长条物料切断。主液压缸9c配有主液压缸位置感应器9d，由于液压缸和柱塞头是刚性连接，所述通过监测液压缸9c的位置来达到监测柱塞头的位置。

柱塞泵9的进口段与双螺旋喂料器8相连接，作为一种优选，设计成可沿柱塞9b轴向旋转180°的结构形式，而不是固定在一个位置(角度)，用于实现对不同安装位置的的适应性，即，在工程中，可根据实际需要将双螺旋喂料器8与水平面调整至适合的位置和角度，以使得介质通过喂料螺旋尽可能直接地进入泵体9a内。

推出柱塞泵9的物料经高压管道14输送至喷枪17后，以均匀、浆状混合物状态的物料进入焚烧系统。

柱塞泵9的出料端附近设有闸板阀9e，作用是防止已进入高压管道14的物料回流，闸板阀9e由闸板液压缸9f驱动，闸板阀9e的具体设置位置由限位开关(即位置开关，控制闸板阀9e的上下停止位置，当闸板阀移动到指定位置后，触发限位开关，液压系统即停止向闸板液压缸9f供油)控制。

喷枪17包括喷枪主体17a以及由内而外置于其内的2～3层功能区，其中喷枪主体17a由耐高温、高强度的钢材(如301不锈钢)制成。如本实施中的功能区即包括由内而外的17(b、c、d)三层，其中内层17b连通着高压管道14输送的物料，中间层17c则是在某些必要的情况下利用高压空气将喷枪口流出的物料轻微打散开，而外层17d则是作为冷却层，主要利用冷空气、水蒸气或者冷却循环水作为介质，对喷枪17进行冷却。

通过对废弃物进行预处理，良好的密闭性有效防止了大气污染，规避了人员与废弃物的接触，所有工艺流程都自动运行，安全性和自动化程度均得到了改善，均匀的混合浆状物解决了后续的焚烧系统对废弃物热值要均匀稳定的要求，使得焚烧系统运行稳定，提高了焚烧处理水平。

在实际工程中，根据场地情况和废弃物的不同、对处理过程涉及到的功能部件均可进行不同的设定和调整；

如在处理规模和水平相对较宽松的前提下，相比于本实施例所阐述的完整的进料预处理系统，也可以通过多种方式简化或根据客户需求作不同的组合；以及根据实际处理场地的具体位置，也可配置专门的灭火系统，使其符合电气防爆要求。同时，本发明的进料系统也可以是集装箱式的模块设计，通过分块装入标准集装箱，方便运输，可以更好地适应施工现场的需求。

以上结合附图对本发明的实施例进行了详细地说明，此处的附图是用来提供对本发明的进一步理解。显然，以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何对本领域的技术人员来说是可轻易想到的、实质上没有脱离本发明的变化或替换，也均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于废弃物焚烧预处理的进料系统，其特征在于，包括：

第一收集装置，用于收集散装固态废弃物；

第一密封舱，用于将所述第一收集装置收集的散装固态废弃物进行密闭处理；

第二收集装置，用于收集非散装固态废弃物；

第二密封舱，用于将第二收集装置收集的非散装固态废弃物进行密闭处理；

还包括：依次相连的破碎部、混合器以及加压输送部；其中：

所述破碎部包括碎料区、第一喂料器和破碎机，所述碎料区经所述第一喂料器与所述破碎机相连接，具体地：待所述第一密封舱和所述第二密封舱处理的固态废弃物收集至碎料区后，经所述第一喂料器送至破碎机进行破碎规整，所述破碎部还包括排料门一，所述排料门一设置在所述第一喂料器上，用于排出不可破碎的固态废弃物；在所述破碎机上设有排料门二，用于排出所述破碎机不可破碎的固态废弃物；

所述破碎机与所述混合器相连接，非固态废弃物和破碎规整后的废弃物分别进入混合器，经处理后得到浆状混合物；在所述混合器的出料端设有堰板，所述堰板由液压缸驱动，所述液压缸上装有监控装置，用于持续监视并控制所述堰板的位置；所述混合器包括混合筒体、沿所述混合筒体轴向设置的混合器主轴，在所述混合器主轴上安装有桨叶；

所述加压输送部包括第二喂料器、柱塞泵、高压管道和喷枪，所述混合器经所述第二喂料器与所述柱塞泵相连接，浆状混合物经所述柱塞泵进一步处理后，所述柱塞泵经所述高压管道通至所述喷枪，所述喷枪与焚烧系统的进料端对接；

还包括氮气保护部，所述氮气保护部包括氧气含量检测装置、氮气源以及设于所述第一密封舱、所述第二密封舱、所述破碎部、所述混合器以及所述柱塞泵的若干组氮气注入点和氧气含量检测取样点；其中所述氧气含量检测装置与氧气含量检测取样点对接，用于检测氧气含量检测取样点的氧气水平是否在设定范围之内；所述氮气源用于在氧气水平超范围的情况下通过阀门组来分配通往各个氮气注入点的氮气；

还包括气体收集装置，在所述第一密封舱和所述第二密封舱上设有排气阀，所述排气阀与所述气体收集装置相连，用于将废气排放到所述气体收集装置内。

2.根据权利要求1所述的用于废弃物焚烧预处理的进料系统，其特征在于：

所述第一收集装置包括废物储坑、抓斗吊车和进料斗，所述废物储坑用于储存散装固态废弃物；所述抓斗吊车用于抓取所述废物储坑内的散装固态废弃物；所述进料斗位于所述第一密封舱的上端，用于承接所述抓斗吊车抓取的散装固态废弃物；或者所述第一收集装置包括斗式提升机和进料斗，在所述斗式提升机设置的提升斗用于装填散装固态废弃物，通过所述斗式提升机将散装固态废弃物送至所述进料斗，所述进料斗位于所述第一密封舱的上端，用于承接来自所述提升斗的散装固态废弃物；所述第一密封舱为垂直封闭舱；

所述第二收集装置包括叉车和辊筒提升机；所述叉车将非散装固态废弃物置于所述辊筒提升机的底部输送辊道，所述底部输送辊道将所述非散装固态废弃物送入所述辊筒提升机的辊道托盘，所述辊道托盘用于将所述非散装固态废弃物送至所述辊筒提升机的顶部输送辊道，所述顶部输送辊道用于将非散装固态废弃物送至所述第二密封舱；所述第二密封舱为水平封闭舱。

3.根据权利要求1或2所述的用于废弃物焚烧预处理的进料系统，其特征在于：

所述混合器的4个支脚上分别装有重量传感器。

4.根据权利要求1或2所述的用于废弃物焚烧预处理的进料系统，其特征在于，所述第一密封舱或者所述第二密封舱包括舱体和设于所述舱体进料端和出料端的第一门和第二门，所述氮气注入点和所述氧气含量检测取样点设于舱体，第一门打开进料完毕后，第一门关闭，开始通过氮气注入点充氮，待充氮满足要求后第二门打开，物料送入破碎区，之后第二门关闭。

5.根据权利要求1所述的用于废弃物焚烧预处理的进料系统，其特征在于，所述桨叶包括：

进料端桨叶，所述进料端桨叶为3～6组，与所述混合器主轴夹角为30～50°，朝向混合器的出料端；

中部桨叶，所述中部桨叶为3～6对，每对桨叶分别由一个朝向混合器出料端的、与混合器主轴成30～50°的桨叶和一个朝向混合器进料端的、与混合器主轴成5～20°的桨叶组成；

出料端桨叶，由2～4个朝向混合器出料端的、与混合器主轴成30～50°的桨叶和1～2个朝向混合器进料端的、与混合器主轴成5～20°的桨叶组成。

6.根据权利要求1所述的用于废弃物焚烧预处理的进料系统，其特征在于，所述喷枪包括喷枪主体以及由内而外置于其内的三层功能区；其中：

内层用于连通着高压管道输送的物料；

中间层用于在必要的情况下利用高压空气将喷枪口流出的物料打散开；

外层为冷却层，通过冷却介质对其进行冷却。

7.一种基于权利要求1中用于废弃物焚烧预处理的进料系统的进料方法，其特征在于，包括如下步骤：

S10、进料口接收到的固态废弃物经进料装置进入破碎区，经破碎处理后对其进行尺寸规整处理；所述步骤S10具体为：第一收集装置将散状固态废弃物通过经第一密封舱收集至所述破碎区，第二收集装置将非散状固态废弃物经第二密封舱收集至上述破碎区，破碎区的物料经第一喂料器的喂料器推头将物料推送至破碎机的破碎刀处，将物料挤压向破碎刀后破碎；不能破碎的固体废弃物经排料口排出；

S20、非固态废弃物与尺寸规整处理后的废弃物通入混合器，经过推送、混合和搅拌，形成浆状混合物料；所述步骤S20具体为：经步骤S10预破碎的物料经混合器溜槽进入混合器第一端，非固态废弃物经混合筒体上的法兰口进入混合器，混合器内沿轴向设置有主轴，驱动装置使得主轴带动主轴上的桨叶转动，使内部的物料返混、交叉流动，充分混合后混合器第二端的物料形成了均质化的浆状混合物；

S30、将浆状混合物料通入柱塞泵中，对其进行进一步的处理和加压，之后经高压管道通往喷枪，送至焚烧系统的进料端；所述步骤S30具体为：第二喂料器的回旋力将浆状混合物料推进柱塞泵的泵体， 柱塞泵的柱塞将物料推动经过设于泵体内切割环的位置时，将浆状混合物料中的长条物料切断，推出柱塞泵的物料经高压管道输送至喷枪后进入焚烧系统的进料端；

其中，所述破碎机、所述混合器以及所述柱塞泵的所有作业都是在防火、防爆功能的充氮环境下进行的。

8.根据权利要求7所述的用于废弃物焚烧预处理的进料方法，其特征在于：

所述充氮环境下是指，氧气的体积百分比控制在2～7%之间。

9.根据权利要求8所述的用于废弃物焚烧预处理的进料方法，其特征在于：

在所述混合器的混合区和出口法兰之间装有一个闸板式的堰板，作为所述混合器的出料门，使所述混合器的混合区作为所述柱塞泵与所述破碎机之间的物料缓冲区。

10.根据权利要求7所述的用于废弃物焚烧预处理的进料方法，其特征在于：

所述步骤S30中，所述第二喂料器为双螺旋喂料器，所述第二喂料器的进料端还安装有重量传感器，用于来实时监测给料状况；

所述第二喂料器的主液压缸配有主液压缸位置感应器，由于所述主液压缸和所述柱塞泵的柱塞头是刚性连接，通过监测所述主液压缸的位置来达到监测所述柱塞头的位置。