CN105782983B - 一种废气多次循环利用型垃圾处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废气多次循环利用型垃圾处理方法，将垃圾堆积在垃圾处理炉中，并从垃圾处理炉底部对垃圾进行燃烧。垃圾处理炉内通过对温度以及含氧量的控制，将炉内垃圾分为氧化层、还原层、干馏层和干燥层。垃圾中的可分解物质在还原层高温环境下充分分解，降低了垃圾中有害物质的处理难度，垃圾处理过程产生的尾气均已经在氧化层经过了高温氧化，可避免尾气中包含有害物质对大气造成污染。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，尤其涉及一种废气多次循环利用型垃圾处理方法。
背景技术
垃圾是人类日常生活和生产中产生的固体废弃物，由于排出量大，成分复杂多样，且具有污染性、资源性和社会性，如不能妥善处理，就会污染环境，影响环境卫生，浪费资源，破坏生产生活安全，破坏社会和谐。垃圾处理就是要把垃圾迅速清除，并进行无害化处理，最后加以合理的利用。
随着环境问题逐渐被重视，节能、环保成为各国的发展主题，已经开始为垃圾处理提供产业发展的机会。全世界垃圾年均增长速度为8.42％，而中国垃圾增长率达到10％以上。全世界每年产生4.9亿吨垃圾，仅中国每年就产生近1.5亿吨城市垃圾。中国城市生活垃圾累积堆存量已达70亿吨。在如此巨大的垃圾压力下，有理由相信，垃圾处理产业会成为未来国内的明星产业。
目前，垃圾处理主要采用燃烧的方式，燃烧过程中产生的尾气和废渣都包含有大量的烟尘和粉尘，为了避免大气污染，必须对尾气中的烟尘和废渣中的粉尘进行处理后排放，成本高昂，结构复杂。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种废气多次循环利用型垃圾处理方法。
本发明提出的一种废气多次循环利用型垃圾处理方法，包括以下步骤：
S1、设置垃圾处理炉，在垃圾处理炉底部生火后将垃圾倒入垃圾处理炉燃烧，通过对垃圾处理炉内温度和含氧量的控制，垃圾处理炉内的垃圾分为氧化层、还原层、干馏层和干燥层；
S2、向垃圾处理炉中氧化层导入含氧气体，并设置炉渣收集箱，将垃圾处理炉底部积累的炉渣炉灰排出，并将炉渣从炉灰中分离出来后排放到炉渣收集箱中使氧化层与垃圾处理炉相对位置的变化保持在预设范围内；
S3、从垃圾处理炉内垃圾上方抽取垃圾处理炉内包含还原层产生的分解气体和干馏层干馏层产生的水蒸气的混合气体，并将混合气体在垃圾处理炉外除水后导入垃圾处理炉内氧化层进行氧化反应；
S4、将氧化层产生的尾气导入炉渣收集箱，尾气与炉渣收集箱内炉渣中包含的粉尘混合后被导入存储在容器内的液态物质中清洗后排放。
优选地，步骤S1中，在垃圾处理炉底部生火步骤为：在垃圾处理炉底部铺设一层炉灰，在炉灰上铺设燃料后点火。
优选地，步骤S2中，炉渣排放的方式为：在垃圾处理炉侧壁上设置观察窗，通过观察窗观察垃圾处理炉底部炉渣积累状况，并根据观察结果对炉渣进行排放。
优选地，步骤S2中，含氧气体为空气或者氧气。
优选地，步骤S2中，垃圾处理炉外周设有环绕垃圾处理炉的第一螺旋通道，含氧气体经过第一螺旋通道后被导入垃圾处理炉中。
优选地，步骤S4中，垃圾处理炉外周设有环绕垃圾处理炉的第二螺旋通道，氧化层产生的尾气经过第二螺旋通道后被导入炉渣收集箱中。
优选地，步骤S3中，混合气体在垃圾处理炉外进行除水的具体方式为：将混合气体经过设置在低温环境中的管道中后再导入氧化层，混合气体中的水蒸气在管道中凝结。
优选地，步骤S4中，纯气态尾气进行净化包括对尾气进行除尘。
优选地，步骤S4中，纯气态尾气进行净化的步骤为：将尾气依次经过降温机构、除尘机构和可吸附有害物质的吸附机构。
本发明提出的废气多次循环利用型垃圾处理方法，将垃圾堆积在垃圾处理炉中，并从垃圾处理炉底部对垃圾进行燃烧。垃圾处理炉内的垃圾从燃烧位置向上随着温度的降低分为氧化层、还原层和干馏层。垃圾中的可分解物质在还原层高温环境下充分分解，降低了垃圾中有害物质的处理难度，垃圾处理过程产生的尾气均已经在氧化层经过了高温氧化，可避免尾气中包含有害物质对大气造成污染。
本发明中，将氧化层输出的尾气经过炉渣收集箱后导入存储在容器内的液态物质中，尾气在炉渣收集箱中与炉渣碰撞冲击，将炉渣中包含的粉尘扬起，然后携带粉尘后进入液态物质。尾气因为是从氧化层排出，不可避免会在氧化层沾染烟尘，本发明中，利用本就携带有少量烟尘的尾气对炉渣中包含的大量粉尘进行分离，然后将携带粉尘的尾气导入液态物质，一次性对尾气中包含的粉尘和烟尘进行溶解。
本发明即利用了尾气对炉渣进行粉尘分离，降低了炉渣中粉尘分离的成本，又将尾气中烟尘和炉渣中粉尘的处理合二为一，既节约了成本，有提高了效率。
附图说明
图1为本发明提出的一种废气多次循环利用型垃圾处理方法流程图。
图2为本发明实施例提出的一种垃圾处理系统结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种废气多次循环利用型垃圾处理方法，包括以下步骤：
S1、设置垃圾处理炉，在垃圾处理炉底部生火后将垃圾倒入垃圾处理炉燃烧，通过对垃圾处理炉内温度和含氧量的控制，垃圾处理炉内的垃圾分为氧化层、还原层、干馏层和干燥层，氧化层对垃圾中可氧化物质进行氧化，还原层对垃圾中可分解物质进行分解，干馏层干燥层对垃圾进行脱水干燥。
本步骤中，在垃圾处理炉底部生火步骤为：在垃圾处理炉底部铺设一层炉灰，在炉灰上铺设燃料后点火。炉底铺设炉灰后，可避免炉底快速散热的问题，有利于提高氧化层温度，保证垃圾的充分燃烧和有害物质的充分氧化。
S2、向垃圾处理炉中氧化层导入含氧气体，并设置炉渣收集箱，将垃圾处理炉底部积累的炉渣炉灰排出，并将炉渣从炉灰中分离出来后排放到炉渣收集箱中使氧化层与垃圾处理炉相对位置的变化保持在预设范围内。
本步骤中，炉灰为粉尘状物质，炉渣为固体颗粒状物质，将两者分离，可进行针对性处理，提高运输利用效率。
本步骤中，垃圾处理炉外周设有环绕垃圾处理炉的第一螺旋通道，含氧气体经过第一螺旋通道后被导入垃圾处理炉中。以避免直接导入的含氧气体温度较低，不利于垃圾处理炉内维持高温状态。
本步骤中，在垃圾处理炉侧壁上设置观察窗，通过观察窗观察垃圾处理炉底部炉渣积累状况，并根据观察结果对炉渣进行排放，以避免炉渣积累过多。含氧气体为空气或者氧气。
S3、从垃圾处理炉内垃圾上方抽取垃圾处理炉内包含还原层产生的分解气体和干馏层产生的水蒸气的混合气体，并将混合气体在垃圾处理炉外除水后导入垃圾处理炉内氧化层进行氧化反应。
混合气体在垃圾处理炉外进行除水的具体方式为：将混合气体经过设置在低温环境中的管道中后再导入氧化层。如此，混合气体在经过管道时，其中的水蒸气遇冷凝结从而被分离出来。混合气体除水后导入氧化层，可避免水分对氧化层垃圾的燃烧造成不利影响。混合气体导入氧化层后，其中的可燃气体对氧化层进行助燃，在有害物质被充分氧化的同时还可保证垃圾的充分燃烧，实现废气利用。
S4、将氧化层产生的尾气导入炉渣收集箱，尾气与炉渣收集箱内炉渣中包含的粉尘混合后被导入存储在容器内的液态物质中清洗后排放。
本实施方式中，通过设置尾气出口的位置，可使得氧化层输出的尾气均是已经在氧化层充分氧化后的气体，而，混合气体中进入氧化层后未来得及充分氧化的气体则经过氧化层后重新成为混合气体中的一部分，进入下一次循环，等待被氧化层充分氧化。
本步骤中，垃圾处理炉外周设有环绕垃圾处理炉的第二螺旋通道，氧化层产生的尾气经过第二螺旋通道后被导入炉渣收集箱中，以便利用尾气中的高温对垃圾处理炉进行保温，提高高温利用率。
本步骤中，纯气态尾气进行净化的步骤为：将尾气依次经过降温机构、除尘机构和可吸附有害物质的吸附机构。除尘机构对尾气进行除尘，避免残留的粉尘造成大气污染，吸附机构可吸附尾气中残留的有害物质。
以下结合一个具体的垃圾处理系统对以上方法做进一步说明。
参照图2，本实施例提出的一种垃圾处理系统，包括：垃圾处理炉1，第一吸风机2、滤水装置3、鼓风机4、第二吸风机5、炉渣收集箱6、粉碎箱13、分类箱14、吸尘机7、粉尘溶解池8和尾气净化机构A。
垃圾处理炉1上设有进料口、进气口、第一出气口、第二出气口和排渣口。进气口距离垃圾处理炉1底部有预定距离,第二出气口设置在进气口上方，第一出气口设置在第二出气口上方。
垃圾处理炉1底部点燃火焰后可通过进料口将垃圾倒入垃圾处理炉1，垃圾处理炉1内的垃圾由燃烧位置往上根据温度变化分为氧化层、还原层和干馏层。氧化层温度最高，可将有害物质氧化，还原层将垃圾中的可分解物质进行分解，干馏层对垃圾中的水分进行蒸发形成水蒸气。本实施方式中，由于垃圾直接覆盖在火焰上，所以垃圾处理炉1中不会出现激烈的燃烧方式，安全性高。鼓风机4出风口处通过一个送风管9与垃圾处理炉1底部连通，鼓风机4通过送风管9向垃圾处理炉1内氧化层底部输入含氧气体，以保证氧化层垃圾持续燃烧提供高温，并保证氧化层中的有害物质被充分氧化。
本实施方式中，送风管9环绕在垃圾处理炉外周作为第一螺旋管道，以便含氧气体在送风管9中被垃圾处理炉1外壁预热后进入氧化层，从而避免含氧气体低温输入氧化层会降低氧化层温度。
第一出气口通过第一吸风机2和滤水装置3与进气口连通。本实施方式中，第一出气口位于干馏层上方，第一吸风机2通过第一出气口将包含还原层产生的分解气体和干馏层产生的水蒸气的混合气体抽吸到滤水装置3中，混合气体在滤水装置3中被滤除水蒸气后通过进气口被导入氧化层，从而混合气体中的可燃气体在氧化层燃烧，以提高氧化层垃圾燃烧的速度和充分程度，混合气体中的有害气体在氧化层完全氧化。氧化层完全氧化后的尾气在第二吸风机5作用下通过第二出气口排出。
滤水装置3包括冷却箱301和导气管302，导气管302安装在冷却箱301内，其第一端与第一出气口连通，其第二端与进气口连通，冷却箱301内填充有冷却介质。混合气体通过导气管302后，其中的水蒸气遇冷凝结，从而被分离出来。分离出水蒸气的混合气体进入氧化层后，可避免含水量过高对燃烧反应的不利影响。本实施方式中，为了提高除水效率，导气管302采用螺旋管。
本实施方式中，进气口与氧化层底部对应，第二出气口与氧化层温度最高处例如氧化层顶层对应，以便第二出气口排出的尾气都已经在氧化层完全被氧化，防止有害气体排出。
为了保证进气口、第二出气口与氧化层相对位置的稳定，必须对炉底的炉渣进行及时排放，避免氧化层上移过多。本实施方式中，垃圾处理炉1侧壁上设有观察窗，且观察窗12靠近垃圾处理炉1底部设置，如此，可通过观察窗观察炉底炉渣的积累情况，从而及时对炉渣进行排放。本实施方式中，为了避免氧化层温度从炉底散失，应该保持炉底平铺有一层炉渣或炉灰进行保温。
本实施方式中，第二吸风机5的功率大于第一吸风机2的功率，即垃圾处理炉1中通过第二出气口的尾气排出流速比鼓风机4作用下含氧气体的输入流速大，如此，保持垃圾处理炉1内时钟维持在负压状态，避免垃圾处理炉1内的有害气体高温膨胀后溢出造成大气污染，并避免垃圾处理炉1中易爆物品燃烧产生爆炸。
排渣口通过预设的渣粉分离机构如旋风分离器与炉渣收集箱6的炉渣输入口连通，第二出气口通过第二引风机5与炉渣收集箱6的尾气输入口连通。垃圾处理炉1中，垃圾燃烧后产生粉尘状的炉灰和固体颗粒状的炉渣，炉灰和炉渣通过排渣口进入渣粉分离机构，炉灰和炉渣在渣粉分离机构中分离开来，炉灰被单独收集，炉渣进入炉渣收集箱6中进行后续处理。
炉渣收集箱6的尾气输出口、粉碎箱13的尾气输出口和分类箱14的尾气输出口均与吸尘机7的输入口连通，吸尘机7的输出口处设置有除尘管10，除尘管10另一端插入粉尘溶解池8并淹没于粉尘溶解池8内填充的液体中。粉尘溶解池8的出气口与尾气净化机构A的输入端连通；
尾气被导入炉渣收集箱6并在吸尘机7作用下，携带炉渣收集箱6中的炉渣中残留的炉灰即粉尘进入粉尘溶解池8，粉尘溶解池8输出的纯气态尾气被尾气净化机构A净化后排放。
粉碎箱13内设有粉碎装置，炉渣收集箱6的炉渣输出口与粉碎箱13的输入口连通，粉碎箱13的输出口与分类箱14的输入口连通。炉渣在炉渣收集箱6中将大部分的粉尘分离出去后，进入粉碎箱13中，直径大的炉渣被粉碎，粉碎箱13中产生的粉尘同样被吸尘机7导入粉尘溶解池8中。
分类箱14内设有经炉渣按照直径大小分类的分类机构，分类机构可为螺旋通道，炉渣在螺旋形通道上滚动过程中，不同大小直径的炉渣受到惯性作用的影响不同，从而对其进行分类；或者，分类机构设置为倾斜设置且不同区域分布有不同孔径的落料孔的筛板，例如筛板上的筛孔从上至下依次增大，以便不同直径的炉渣在不同区域落料从而分离。分类箱14中的粉尘同样通过吸尘机7导入粉尘溶解池8中，以便对炉渣中的粉尘进行充分分离。
粉尘溶解池8中的液体对粉尘进行溶解，尾气从液体中溢出进入尾气净化机构A净化后排放。尾气净化机构A可采用高效过滤器，或者采用由干燥装置、吸附装置、酸碱中和装置等组成。
本实施方式中，炉渣收集箱6的炉渣输入口和尾气输出口设置在顶部，炉渣收集箱6的尾气输入口设置在底部。如此，炉渣下落过程中，粉尘充分氧气，尾气从而底部输入更对粉尘进行冲击，有利于增强粉尘分离效率。同理，粉碎箱13的尾气输出口和分类箱14的尾气输出口也均设置在顶部。
本实施方式中，第二出气口通过尾气输送管11与炉渣收集箱6连通，第二吸风机5安装在尾气输送管11上，尾气输送管11环绕在垃圾处理炉1外周作为第二螺旋管道。如此，利用高温尾气对垃圾处理炉1进行保温，可提高高温利用率，有利于垃圾处理炉内还原层的分解反应和氧化层的氧化反应。
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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种废气多次循环利用型垃圾处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、设置垃圾处理炉，在垃圾处理炉底部生火后将垃圾倒入垃圾处理炉燃烧，通过对垃圾处理炉内温度和含氧量的控制，垃圾处理炉内的垃圾分为氧化层、还原层、干馏层和干燥层；
S2、向垃圾处理炉中氧化层导入含氧气体，并设置炉渣收集箱，将垃圾处理炉底部积累的炉渣炉灰排出，并将炉渣从炉灰中分离出来后排放到炉渣收集箱中使氧化层与垃圾处理炉相对位置的变化保持在预设范围内；
S3、从垃圾处理炉内垃圾上方抽取垃圾处理炉内包含还原层产生的分解气体和干馏层干燥层产生的水蒸气的混合气体，并将混合气体在垃圾处理炉外除水后导入垃圾处理炉内氧化层进行氧化反应；
S4、将氧化层产生的尾气导入炉渣收集箱，尾气与炉渣收集箱内炉渣中包含的粉尘混合后被导入存储在容器内的液态物质中清洗后排放；
步骤S4中，垃圾处理炉外周设有环绕垃圾处理炉的第二螺旋通道，氧化层产生的尾气经过第二螺旋通道后被导入炉渣收集箱中。
2.如权利要求1所述的废气多次循环利用型垃圾处理方法，其特征在于，步骤S1中，在垃圾处理炉底部生火步骤为：在垃圾处理炉底部铺设一层炉灰，在炉灰上铺设燃料后点火。
3.如权利要求1所述的废气多次循环利用型垃圾处理方法，其特征在于，步骤S2中，炉渣排放的方式为：在垃圾处理炉侧壁上设置观察窗，通过观察窗观察垃圾处理炉底部炉渣积累状况，并根据观察结果对炉渣进行排放。
4.如权利要求1所述的废气多次循环利用型垃圾处理方法，其特征在于，步骤S2中，含氧气体为空气或者氧气。
5.如权利要求1所述的废气多次循环利用型垃圾处理方法，其特征在于，步骤S2中，垃圾处理炉外周设有环绕垃圾处理炉的第一螺旋通道，含氧气体经过第一螺旋通道后被导入垃圾处理炉中。
6.如权利要求1所述的废气多次循环利用型垃圾处理方法，其特征在于，步骤S3中，混合气体在垃圾处理炉外进行除水的具体方式为：将混合气体经过设置在低温环境中的管道中后再导入氧化层，混合气体中的水蒸气在管道中凝结。
7.如权利要求1至5任一项所述的废气多次循环利用型垃圾处理方法，其特征在于，步骤S4中，纯气态尾气进行净化包括对尾气进行除尘。
8.如权利要求6所述的废气多次循环利用型垃圾处理方法，其特征在于，步骤S4中，纯气态尾气进行净化的步骤为：将尾气依次经过降温机构、除尘机构和可吸附有害物质的吸附机构。
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