CN105505415B - 一种垃圾多段热解沸腾炭化二次氧化处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾多段热解沸腾炭化二次氧化处理装置，包括螺旋进料机、多段热解沸腾炭化炉、摆动机构和二次氧化炉，所述二次氧化炉上炉箱顶部设有螺旋进料机安装口，所述螺旋进料机通过螺旋进料机安装口横置在所述二次氧化炉的顶部，所述多段热解沸腾炭化炉安装在所述二次氧化炉的侧边，所述多段热解沸腾炭化炉的垃圾进料口与所述螺旋进料机垃圾出料口相通，所述二次氧化炉的裂解气进口与所述多段热解沸腾炭化炉的裂解气出口相通；所述摆动机构安装在所述多段热解沸腾炭化炉内。本发明通过沸腾式炭化燃烧解决了传统垃圾处理焚烧炉堆积结块压火问题，提高了处理炉连续稳定性；充分控制与利用垃圾燃烧与热能；设计采用多段多点分布下料，实现了炉内垃圾布料均匀和路层温度梯度均匀性；大容积高温二次氧化炉。

Description

一种垃圾多段热解沸腾炭化二次氧化处理装置

技术领域

本发明涉及一种废弃物处理装置，具体的说是一种垃圾多段热解沸腾炭化二次氧化处理装置，属于垃圾处理设备技术领域。

背景技术

随着我国经济的快速发展，城市规模的扩大和城市化进程的加速，我国城市生活垃圾的产生量和堆积量也在逐年增加。近几年城市生活垃圾的年增长率均在5%～8%，少数大城市垃圾的年增长率达到8%～10%，人均日产垃圾量已超过1千克，接近中等发达工业国家水平；我国城市垃圾产生量呈现急剧增加，且增长有着越来越快的趋势。

我国在城市生活垃圾处理方面起步较晚，长期以来，我国城市垃圾的处理方式主要以寻找合适地点加以“自然消纳”为目的。从应用技术看，国外主要是填埋、焚烧、堆肥处理法等方式，以上方式的局限性在于：处理过程本身也会生成大量的气体污染物，且能量转化效率很低，而且占用大量土地资源。

将垃圾贫氧燃烧后作为能源利用是垃圾处理的新趋势，传统的贫氧燃烧炉是通过燃烧室对物料进行贫氧燃烧（闷烧），耗时较长，能耗大，效率低，且产生的烟气和焦油需经烟囱排出，对环境造成二次污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种垃圾多段热解沸腾炭化二次氧化处理装置，能够快速贫氧燃烧垃圾，且无二次污染，并且实现对炉内热量进行循环利用。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种垃圾多段热解沸腾炭化二次氧化处理装置，包括螺旋进料机、多段热解沸腾炭化炉、摆动机构和二次氧化炉，所述二次氧化炉上炉箱顶部设有螺旋进料机安装口，所述螺旋进料机通过螺旋进料机安装口横置在所述二次氧化炉的顶部，所述多段热解沸腾炭化炉安装在所述二次氧化炉的侧边，所述多段热解沸腾炭化炉的垃圾进料口与所述螺旋进料机垃圾出料口相通，所述二次氧化炉的裂解气进口与所述多段热解沸腾炭化炉的裂解气出口相通；所述摆动机构安装在所述多段热解沸腾炭化炉内。

多段热解沸腾炭化炉物料依靠位差与摆动机构的拨料器依次通过各层塔盘，最后掉入多段气化沸腾裂解炭化炉底部；炉体由高到低依次分为：干燥段、热解段、贫氧沸腾燃烧炭化段；每段又由多层塔盘分割。由于多段气化沸腾裂解炭化炉温度与氧气浓度在轴向分段可控，在其底部设计构件进行沸腾炭化燃烧；实现轴向温度分段可控，底段沸腾燃烧炭化950～1100℃；中段热解850～950℃和上段气化热解650～850℃。

本发明进一步限定的技术方案是：前述的垃圾多段热解沸腾炭化二次氧化处理装置，所述螺旋进料机包括减速电机、螺旋杆和具有垃圾进口和垃圾出料扣的进料机筒体，所述螺旋杆安装座在进料机筒体内，所述减速电机驱动连接所述螺旋杆，并在所述进料机筒体顶部设有蒸汽出口。

前述的垃圾多段热解沸腾炭化二次氧化处理装置，所述多段热解沸腾炭化炉包括炉体、塔盘和空气分布器，所述炉体内壁上设有多层塔盘，所述空气分布器安装在所述炉体底部，在所述炉体上还设有炭化炉点火口、出灰口、空气进口和上部裂解气出口，所述出灰口设置在所述炉体的底部。

前述的垃圾多段热解沸腾炭化二次氧化处理装置，所述塔盘的数量为2～50层；除第一层为单个90°扇形塔盘外，其余每层均为两个相对的90°扇形塔盘，各层之间塔盘交错角为90°。

前述的垃圾多段热解沸腾炭化二次氧化处理装置，所述摆动机构包括摆动轴、耙式拨料器、上部水夹套、下部水夹套、曲柄摇杆机构和拨灰器，所述摆动轴竖直安装在所述多段热解沸腾炭化炉内，并在摆动轴于所述炉体连接处设有上部水夹套和下部水夹套，在水夹套内通入冷却水，用于对连接部的降温，确保摆动轴能够正常运转；所述耙式拨料器安装在所述摆动轴上，并与所述炉体上的塔盘对应布置，所述所述摆动轴底部通过摇杆连接所述曲柄摇杆机构带动所述耙式拨料器摆动；所述拨灰器安装接近炉体底部的摆动轴上，通过拨灰器将炉灰拨至出灰口。

前述的垃圾多段热解沸腾炭化二次氧化处理装置，所述摆动轴为空心轴，在其轴端设有冷却空气接口，通过所述冷却空气接口向内通入冷却空气。

前述的垃圾多段热解沸腾炭化二次氧化处理装置，所述二次氧化炉包括炉箱和空气预热器，所述空气预热器安装在所述炉箱内，在所述炉箱上设有烟气出口、裂解气入口、配风口、氧化炉点火口、螺旋进料机安装口和裂解气进口，所述空气预热器的预热空气通过管道分别送入所述配风口和所述多段热解沸腾炭化炉中的空气分布器，所述氧化炉点火口和炭化炉点火口内均安装有点火器点火探针；所述配风口设置在所述炉箱的顶部位置；垃圾裂解气与未充分燃烧的气体在炉箱中迅速富氧燃烧，放出的热量一部分由空气预热器内冷空气带走，另一部分作为螺旋进料机内垃圾升温的热源。

进一步的，前述的垃圾多段热解沸腾炭化二次氧化处理装置，所述炉箱还设有防爆口。

本发明通过二次氧化炉对螺旋进料机进行加热，使垃圾在螺旋进料器中便进行预热，并同时进行贫氧裂解，既利用了二次氧化炉中的余热，又提高了多段热解沸腾炭化炉中垃圾的转化效率；在多段热解沸腾炭化炉中设置多层耙式拨料器与耙式拨料器的配合，提高垃圾在炭化炉中的受热面积，使垃圾在炭化炉中分解彻底，避免排灰中夹杂未彻底炭化的垃圾而产生二次污染；在多段热解沸腾炭化炉中产生的裂解气通过在二次氧化炉中的富氧燃烧，确保裂解气中有害物质能够得到充分的高温氧化，有效控制二恶英污染物的生成与排放，同时还能利用二次氧化炉中的余热对螺旋进料器和同通入处理装置内的空气进行预热，减少该垃圾处理装置的能源消耗，提高垃圾处理能力，大大降低污染物的排放。

本发明具有以下有益效果：⑴稳定性：通过沸腾式炭化燃烧解决了传统垃圾处理焚烧炉堆积结块压火问题，提高了处理炉连续稳定性；⑵热平衡性：充分控制与利用垃圾燃烧与热能，平衡气化、热解、炭化热量，提高了系统热平衡；⑶均匀性：设计采用多段多点分布下料，实现了炉内垃圾布料均匀和路层温度梯度均匀性；⑷污染控制：大容积高温二次氧化炉；设计有多室蓄热功能，延长污染物高温氧化时间，有效控制二恶英污染物的生成与排放。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种垃圾多段热解沸腾炭化二次氧化处理装置，结构如图1所示，包括螺旋进料机1、多段热解沸腾炭化炉2、摆动机构3和二次氧化炉4，二次氧化炉4上炉箱顶部设有螺旋进料机安装口47，螺旋进料机1通过螺旋进料机安装口47横置在二次氧化炉4的顶部，多段热解沸腾炭化炉2安装在二次氧化炉4的侧边，多段热解沸腾炭化炉2的垃圾进料口22与螺旋进料机垃圾出料口16相通，二次氧化炉4的裂解气进口41与多段热解沸腾炭化炉2的裂解气出口25相通；摆动机构3安装在多段热解沸腾炭化炉2内。

本实施例的螺旋进料机1包括减速电机11、螺旋杆13和具有垃圾进口12和垃圾出料扣16的进料机筒体，螺旋杆13安装座在进料机筒体内，减速电机11驱动连接螺旋杆13，并在进料机筒体顶部设有蒸汽出口14；多段热解沸腾炭化炉2包括炉体26、塔盘24和空气分布器27，炉体26内壁上设有多层塔盘24，空气分布器27安装在炉体底部，在炉体26上还设有炭化炉点火口29、出灰口28、空气进口23和上部裂解气出口21，出灰口28设置在炉体26的底部。塔盘24的数量为3层；除第一层为单个90°扇形塔盘外，其余每层均为两个相对的90°扇形塔盘，各层之间塔盘交错角为90°。

摆动机构3包括摆动轴32、耙式拨料器33、上部水夹套31、下部水夹套34、曲柄摇杆机构35和拨灰器37，摆动轴32竖直安装在多段热解沸腾炭化炉2内，并在摆动轴32于炉体26连接处设有上部水夹套31和下部水夹套34；耙式拨料器33安装在摆动轴32上，并与炉体26上的塔盘24对应布置，摆动轴32底部通过摇杆351连接曲柄摇杆机构35带动耙式拨料器33摆动；拨灰器37安装接近炉体26底部的摆动轴上；摆动轴为空心轴，在其轴端设有冷却空气接口36，通过冷却空气接口36向内通入冷却空气，摆动轴安装在由曲柄摇杆机构的摇杆上，耙式拨料器随曲柄摇杆机构运动同时使炉内垃圾由上到下依次通过各层塔盘。

二次氧化炉4包括炉箱和空气预热器45，空气预热器安装在炉箱内，在炉箱上设有烟气出口15、裂解气入口44、配风口43、防爆口48、氧化炉点火口42、螺旋进料机安装口47和裂解气进口41，空气预热器45的预热空气通过管道分别送入配风口43和多段热解沸腾炭化炉2中的空气分布器27，氧化炉点火口42和炭化炉点火口29内均安装有点火器点火探针；配风口43设置在炉箱的顶部位置。

本实施例在工作时，垃圾经过分选预处理后进入螺旋进料机，控制转速和垃圾受热温度，推入多段气化沸腾裂解炭化炉上部授料元件中；螺旋进料机连接与二次氧化炉燃烧后的高温热炉气间接换热后，螺旋进料机内部垃圾连续受热汽化裂解进入多段气化沸腾裂解炭化炉中，在该炉中设计依靠位差与摆动机构的拨料器依次通过各层塔盘，最后掉入多段气化沸腾裂解炭化炉底部;在其底部设计构件进行沸腾热解炭化燃烧。由于多段气化沸腾裂解炭化炉温度与氧气浓度在轴向分段可控，进入到炉内垃圾由上到下依次经过气化—热解—沸腾燃烧炭化阶段，同时产生一定量的混合气体由多段气化沸腾裂解炭化炉中上部出口，进入二次氧化炉；在二次氧化炉富氧条件下进行高温氧化，产生的炙热烟气。二次氧化炉中设置换热器可以为燃烧过程提供热空气；二次氧化炉出口热烟气与螺旋进料机中垃圾间接换热利用。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种垃圾多段热解沸腾炭化二次氧化处理装置，包括螺旋进料机（1）、多段热解沸腾炭化炉（2）、摆动机构（3）和二次氧化炉（4），其特征在于：所述二次氧化炉（4）上炉箱顶部设有螺旋进料机安装口（47），所述螺旋进料机（1）通过螺旋进料机安装口（47）横置在所述二次氧化炉（4）的顶部，所述多段热解沸腾炭化炉（2）安装在所述二次氧化炉（4）的侧边，所述多段热解沸腾炭化炉（2）的垃圾进料口（22）与所述螺旋进料机垃圾出料口（16）相通，所述二次氧化炉（4）的裂解气进口（41）与所述多段热解沸腾炭化炉（2）的裂解气出口（25）相通；所述摆动机构（3）安装在所述多段热解沸腾炭化炉（2）内；所述螺旋进料机（1）包括减速电机（11）、螺旋杆（13）和具有垃圾进口（12）和垃圾出料扣（16）的进料机筒体，所述螺旋杆（13）安装座在进料机筒体内，所述减速电机（11）驱动连接所述螺旋杆（13），并在所述进料机筒体顶部设有蒸汽出口（14）；所述多段热解沸腾炭化炉（2）包括炉体（26）、塔盘（24）和空气分布器（27），所述炉体（26）内壁上设有多层塔盘（24），所述空气分布器（27）安装在所述炉体底部，在所述炉体（26）上还设有炭化炉点火口（29）、出灰口（28）、空气进口（23）和上部裂解气出口（21），所述出灰口（28）设置在所述炉体（26）的底部；所述二次氧化炉（4）包括炉箱和空气预热器（45），所述空气预热器安装在所述炉箱内，在所述炉箱上设有烟气出口（15）、裂解气入口（44）、配风口（43）、氧化炉点火口（42）、螺旋进料机安装口（47）和裂解气进口（41），所述空气预热器（45）的预热空气通过管道分别送入所述配风口（43）和所述多段热解沸腾炭化炉（2）中的空气分布器（27），所述氧化炉点火口（42）和炭化炉点火口（29）内均安装有点火器点火探针；所述配风口（43）设置在所述炉箱的顶部位置。

2.根据权利要求1所述的垃圾多段热解沸腾炭化二次氧化处理装置，其特征在于：所述塔盘（24）的数量为2～50层；除第一层为单个90°扇形塔盘外，其余每层均为两个相对的90°扇形塔盘，各层之间塔盘交错角为90°。

3.根据权利要求1所述的垃圾多段热解沸腾炭化二次氧化处理装置，其特征在于：所述摆动机构（3）包括摆动轴（32）、耙式拨料器（33）、上部水夹套（31）、下部水夹套（34）、曲柄摇杆机构（35）和拨灰器（37），所述摆动轴（32）竖直安装在所述多段热解沸腾炭化炉（2）内，并在摆动轴（32）于所述炉体（26）连接处设有上部水夹套（31）和下部水夹套（34）；所述耙式拨料器（33）安装在所述摆动轴（32）上，并与所述炉体（26）上的塔盘（24）对应布置，所述所述摆动轴（32）底部通过摇杆（351）连接所述曲柄摇杆机构（35）带动所述耙式拨料器（33）摆动；所述拨灰器（37）安装接近炉体（26）底部的摆动轴上。

4.根据权利要求1所述的垃圾多段热解沸腾炭化二次氧化处理装置，其特征在于：所述摆动轴为空心轴，在其轴端设有冷却空气接口（36），通过所述冷却空气接口（36）向内通入冷却空气。

5.根据权利要求4所述的垃圾多段热解沸腾炭化二次氧化处理装置，其特征在于：所述炉箱还设有防爆口（48）。