CN105823052A - 一种自动化垃圾处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动化垃圾处理系统，包括：垃圾处理炉、滤水装置、鼓风机、尾气净化子系统、炉渣处理子系统和控制模块组成。本发明中，通过第一引风机将垃圾处理炉中含有可燃气体和水蒸气的混合气体吸入滤水装置进行干燥后导入氧化层底部进行助燃，既可以利用可燃气体对垃圾进行充分燃烧，又可以对混合气体中成分进行氧化或者分解，避免混合气体中的有害成分造成大气污染。本发明中，通过监控垃圾处理炉炉底的温度可对氧化层与炉底之间的距离进行监控，从而对氧化层的位置进行控制，保证燃气进口、尾气出口与氧化层的相对位置的稳定，从而，保证混合气体可在氧化层充分分解，保证尾气出口输出的尾气均是通过氧化层高温燃烧分解后的无害气体。

Description

一种自动化垃圾处理系统
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，尤其涉及一种自动化垃圾处理系统。
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。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种自动化垃圾处理系统。
本发明提出的一种自动化垃圾处理系统，包括：垃圾处理炉、滤水装置、鼓风机、尾气净化子系统、炉渣处理子系统和控制模块组成；
滤水装置用于对混合气体中的水分进行过滤，其输入端通过预设的第一引风机与预设在垃圾处理炉顶部的燃气出口连通，其输出端与预设在垃圾处理炉上并与垃圾处理炉底部有预定距离的燃气进口连通；
鼓风机的出风口与预设在垃圾处理炉上的进气口连通，尾气净化子系统的输入端通过预设的第二引风机与预设在垃圾处理炉上的尾气出口连通，尾气出口与垃圾处理炉底部有预定距离并位于燃气进口上方；
炉渣处理子系统包括炉渣收集箱，炉渣收集箱的进口与设置在垃圾处理炉底部的炉渣排放口连通，炉渣排放口处设置有排放阀；
垃圾处理炉可自底部对垃圾进行燃烧，通过鼓风机向燃烧位置送入供氧气体助燃；通过控制第二引风机和鼓风机使得垃圾处理炉内形成负压状态；垃圾处理炉内根据温度变化从下至上分为氧化层、还原层、干馏层和干燥层，氧化层垃圾被高温燃烧，还原层垃圾中可分解物质被高温分解并产生可燃气体，干馏层和干燥层对垃圾进行蒸干；通过第一引风机将垃圾处理炉中含有可燃气体和水蒸气的混合气体吸入干燥装置进行干燥后导入氧化层底部进行助燃，氧化层高温氧化后的尾气经尾气出口被第二引风机导入尾气净化子系统进行净化；
垃圾处理炉底部设置有温度传感器用于检测垃圾处理炉炉底的温度；垃圾处理炉内部设置有第一压强传感器用于检测其安装位置的压强；
控制模块分别与温度传感器、第一压强传感器、排放阀、鼓风机和第二引风机连接，其根据温度传感器检测值控制排放阀工作，并根据第一压强传感器检测值控制鼓风机和第二引风机工作。
优选地，控制模块中预设有温度阈值和排放时间值，排放阀具有两种工作状态，第一工作状态，排放阀关闭，第二工作状态下，排放阀开启并维持排放时间值后自动切换到第一工作状态；控制模块将温度传感器检测值与温度阈值比较，并根据比较结果控制排放阀从第一工作状态到第二工作状态的切换。
优选地，温度传感器设置在垃圾处理炉内部。
优选地，控制模块中预设有多个流速集合，每一个流速集合中均包括一个尾气导出流速和一个对应的供氧气体导入流速，任意两个流速集合中，尾气导出流速和供氧气体导入流速的差值相异；控制模块通过调用流速集合对鼓风机和第二引风机的工作状态进行设置。
优选地，控制模块根据设置在垃圾处理炉外的第二压强传感器实时获取垃圾处理炉的工作环境气压，并将第一压强传感器的检测值和工作环境气压进行比较，根据比较结果调节鼓风机和第二引风机工作状态。
优选地，控制模块将当前工作环境气压减去预设值获得炉内气压阈值，并根据工作环境气压对炉内气压阈值进行更新；控制模块内还预设有炉压下限值；控制模块将垃圾处理炉内的气压分别与炉内气压阈值和炉压下限值比较，并根据比较结果，调取差值与当前采用的流速集合相邻的流速集合对供氧气体导入流速和尾气导出流速进行设置。
优选地，滤水装置包括箱体、填充在箱体内的冷却剂和浸没在冷却剂中的导气管，导气管的第一端作为滤水装置的输入端，导气管第二端作为滤水装置的输出端。
优选地，导气管为螺旋形管道。
本发明提供的自动化垃圾处理系统，垃圾处理炉可自底部对垃圾进行燃烧，通过控制第二引风机和鼓风机使垃圾处理炉内形成负压状态，可避免垃圾处理炉内的高温气体散失，从而提高高温利用率。垃圾处理炉内根据温度变化从下至上分为氧化层、还原层、干馏层和干燥层，氧化层垃圾被高温燃烧，还原层垃圾中可分解物质被高温分解并产生可燃气体，干馏层和干燥层对垃圾进行蒸干。本发明中，通过第一引风机将垃圾处理炉中含有可燃气体和水蒸气的混合气体吸入滤水装置进行干燥后导入氧化层底部进行助燃，既可以利用可燃气体对垃圾进行充分燃烧，又可以对混合气体中成分进行氧化或者分解，避免混合气体中的有害成分造成大气污染。
本发明中，通过监控垃圾处理炉炉底的温度可对氧化层与炉底之间的距离进行监控，从而对氧化层的位置进行控制，保证燃气进口、尾气出口与氧化层的相对位置的稳定，从而，保证混合气体可在氧化层充分分解，保证尾气出口输出的尾气均是通过氧化层高温燃烧分解后的无害气体。
本发明中，通过自动测量垃圾处理炉内的气压控制第二引风机和鼓风机工作以维持负压状态，并通过检测炉底温度自动调节氧化层与燃气进口和尾气出口的相对位置，自动化程度高，有利于降低人工成本。
附图说明
图1为本发明提出的一种自动化垃圾处理系统结构示意图；
图2为本发明提出的一种自动化垃圾处理系统控制结构示意图。
具体实施方式
参照图1、图2，本发明提出的一种自动化垃圾处理系统，包括：垃圾处理炉1、鼓风机3、滤水装置2、尾气净化子系统、炉渣处理子系统和控制模块组成。
垃圾处理炉底部点燃火焰后，将垃圾导入垃圾处理炉中，火焰杯垃圾覆盖后，对垃圾进行灼烧，垃圾处理炉1内根据温度变化从下至上分为氧化层、还原层、干馏层和干燥层，氧化层垃圾被高温燃烧，还原层垃圾中可分解物质被高温分解并产生可燃气体，干馏层和干燥层对垃圾进行蒸干并产生大量水蒸气。
滤水装置其输入端通过预设的第一引风机4与预设在垃圾处理炉1顶部的燃气出口连通，其输出端与预设在垃圾处理炉1上并与垃圾处理炉1底部有预定距离的燃气进口连通。本实施方式中，燃气出口位于干燥层以上，燃气进口位于氧化层底部。垃圾处理炉1内还原层产生的可燃气体和干馏层干燥层产生的水蒸气等混合气体在第一引风机作用下被吸入滤水装置2，混合气体中的水蒸气被过滤，干燥的混合气体从燃气进口进入氧化层后可燃气体燃烧并促进垃圾充分燃烧，混合气体中的有害物质被高温分解。
本实施方式中，滤水装置2包括箱体8、填充在箱体内的冷却剂和浸没在冷却剂中的导气管9，导气管9的第一端作为滤水装置的输入端，导气管9第二端作为滤水装置的输出端。燃气出口输出的混合气体进入导气管9后，混合气体中的水蒸气遇冷凝结附着在导气管9内壁上。本实施方式中，导气管9为螺旋形管道，以便延长混合气体在低温环境中的运行路程，增强除水效果。
鼓风机3的出风口与预设在垃圾处理炉1底部的进气口连通，鼓风机3用于向氧化层输送供氧气体如空气或者氧气保证燃烧的持续进行。本实施方式中，鼓风机3出风口连接有送氧管6，送氧管6另一端插入垃圾处理炉炉1内并位于尾气出口下方，鼓风机3工作状态下，通过送氧管6向垃圾处理炉1内的氧化层送入空气或氧气。
尾气净化子系统的输入端通过预设的第二引风机5与预设在垃圾处理炉1上的尾气出口连通，尾气出口与垃圾处理炉1底部有预定距离并位于燃气进口上方，具体的，尾气出口与预设的氧化层对应，具体对应氧化层温度最高处。氧化层高温氧化后的尾气经尾气出口被第二引风机5导入尾气净化子系统进行净化。
尾气净化子系统包括干燥装置10、吸附有害物质的吸附装置11和中和酸性气体的中和装置12；尾气出口排出的气体依次经过干燥装置10、吸附装置11和中和装置12后排出。
干燥装置10由壳体和设置在壳体内的水气吸附层组成，尾气进入壳体并经过吸附层后进入吸附装置，尾气中的粉尘或水气等可被吸附层截留；吸附装置11内填充有活性炭可对尾气中的水分和残留的有害物质进行吸附，中和装置12内填充有碱性物质以便对尾气中的酸性气体进行中和，碱性物质可采用石灰。
本实施方式中，尾气净化子系统还包括高效过滤器，其与中和装置连接，中和装置12排出的气体通过高效过滤器过滤后排出，以实现尾气的无害排放。
垃圾处理炉1的底部设有炉渣排出口，炉渣处理子系统与炉渣排出口连通用于对垃圾处理炉1底部排出的炉渣进行回收；炉渣排出口处设有排放阀7。
炉渣处理子系统包括炉渣收集箱13，炉渣收集箱13的进口与设置在垃圾处理炉底部的炉渣排放口连通，炉渣排放口处设置有排放阀7，打开排放阀7，垃圾处理炉1底部的炉渣可排入炉渣收集箱13中。具体的，排放阀7具有两种工作状态，第一工作状态，排放阀7关闭，第二工作状态下，排放阀7开启并维持排放时间值后自动切换到第一工作状态。
炉渣处理子系统还包括炉渣传送带14、送粉管15和粉尘溶解池16。炉渣收集箱13内倾斜设有滚板17，炉渣收集箱13上设有多个与送粉管15第一端连通的粉尘出口，送粉管15第二端插入粉尘溶解池16并浸没于粉尘溶解池16内的溶液中。排放阀7开启后，垃圾处理炉1底部的炉渣通过炉渣排出口进入炉渣收集箱13内的滚板17上，下落过程中，炉渣中的粉尘扬起通过送粉管15进入粉尘溶解池16溶解于水中避免对大气造成粉尘污染。具体实施时，为了保证对炉渣中粉尘的充分分离，还可在送粉管15上设置第三引风机。此外，为了对炉渣进行大小直径的充分分离，还可在滚板17上由上至下设置直径由小到大的筛孔，利用筛孔对炉渣进行进一步筛选。
垃圾处理炉1底部设置有温度传感器A1用于检测垃圾处理炉1炉底的温度；垃圾处理炉1内部设置有第一压强传感器B1用于检测其安装位置的压强。控制模块分别与温度传感器A1、第一压强传感器B1、排放阀7、鼓风机3和第二引风机5连接，其根据温度传感器A1检测值控制排放阀7工作，并根据第一压强传感器B1检测值控制鼓风机3和第二引风机5工作。
控制模块中预设有温度阈值和排放时间值。控制模块将温度传感器A1检测值与温度阈值比较，并根据比较结果控制排放阀7从第一工作状态到第二工作状态的切换。随着垃圾燃烧，垃圾处理炉1底部的炉渣逐渐堆积，导致氧化层的位置不断上移，从而，导致燃气进口、尾气出口与氧化层的相对位置发生变化，从而导致，混合气体和尾气的燃烧分解可能不够充分。本实施方式中，通过监控垃圾处理炉1炉底的温度可对氧化层与炉底之间的距离进行监控，从而对氧化层的位置进行控制，保证燃气进口、尾气出口与氧化层的相对位置的稳定，从而，保证混合气体可在氧化层充分分解，保证尾气出口输出的尾气均是通过氧化层高温燃烧分解后的无害气体。
本实施方式中，温度传感器A1设置在垃圾处理炉内部，以保证根据温度监控氧化层位置的精确程度。
控制模块中预设有多个流速集合，每一个流速集合中均包括一个尾气导出流速和一个对应的供氧气体导入流速，任意两个流速集合中，尾气导出流速和供氧气体导入流速的差值相异。每一个流速集合中，尾气导出速度均大于供氧气体导入流速，如此，可在垃圾处理炉内形成负压状态，以避免垃圾处理炉内的高温气体外溢，既提高了高温利用率，又避免了有害气体的溢出。尾气导出流速和供氧气体导入流速分别通过控制第二引风机5和鼓风机3进行调整。即，控制模块分别连接鼓风机3和第二引风机5，其通过调用流速集合对鼓风机3和第二引风机5的工作状态进行设置。
具体地，控制模块根据设置在垃圾处理炉1外的第二压强传感器B2实时获取垃圾处理炉1的工作环境气压，控制模块将当前工作环境气压减去预设值获得炉内气压阈值，并根据工作环境气压对炉内气压阈值进行更新。控制模块内还预设有炉压下限值，控制模块将垃圾处理炉内的气压分别与炉内气压阈值和炉压下限值比较，当垃圾处理炉内的气压大于炉内气压阈值，控制模块调取与当前执行的流速集合相邻，且尾气导出流速和供氧气体导入流速差值较大的流速集合对鼓风机和第二引风机进行调整；当垃圾处理炉内的气压小于炉压下限值，控制模块调取与当前执行的流速集合相邻，且尾气导出流速和供氧气体导入流速差值较小的流速集合对鼓风机和第二引风机进行调整。
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)

1.一种自动化垃圾处理系统，其特征在于，包括：垃圾处理炉(1)、滤水装置(2)、鼓风机(3)、尾气净化子系统、炉渣处理子系统和控制模块组成；
滤水装置用于对混合气体中的水分进行过滤，其输入端通过预设的第一引风机(4)与预设在垃圾处理炉(1)顶部的燃气出口连通，其输出端与预设在垃圾处理炉(1)上并与垃圾处理炉(1)底部有预定距离的燃气进口连通；
鼓风机(3)的出风口与预设在垃圾处理炉(1)上的进气口连通，尾气净化子系统的输入端通过预设的第二引风机(5)与预设在垃圾处理炉(1)上的尾气出口连通，尾气出口与垃圾处理炉(1)底部有预定距离并位于燃气进口上方；
炉渣处理子系统包括炉渣收集箱(13)，炉渣收集箱(13)的进口与设置在垃圾处理炉底部的炉渣排放口连通，炉渣排放口处设置有排放阀(7)；
垃圾处理炉(1)可自底部对垃圾进行燃烧，通过鼓风机(3)向燃烧位置送入供氧气体助燃；通过控制第二引风机(5)和鼓风机(3)使得垃圾处理炉(1)内形成负压状态；垃圾处理炉(1)内通过对温度和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，氧化层垃圾被高温燃烧，还原层垃圾中可分解物质被高温分解并产生可燃气体，干馏层和干燥层对垃圾进行脱水、干燥；通过第一引风机(4)将垃圾处理炉(1)中含有可燃气体和水蒸气的混合气体吸入干燥装置进行干燥后导入氧化层底部进行助燃，氧化层高温氧化后的尾气经尾气出口被第二引风机(5)导入尾气净化子系统进行净化；
垃圾处理炉(1)底部设置有温度传感器(A1)用于检测垃圾处理炉(1)炉底的温度；垃圾处理炉(1)内部设置有第一压强传感器(B1)用于检测其安装位置的压强；
控制模块分别与温度传感器(A1)、第一压强传感器(B1)、排放阀(7)、鼓风机(3)和第二引风机(5)连接，其根据温度传感器(A1)检测值控制排放阀(7)工作，并根据第一压强传感器(B1)检测值控制鼓风机(3)和第二引风机(5)工作。
2.如权利要求1所述的自动化垃圾处理系统，其特征在于，控制模块中预设有温度阈值和排放时间值，排放阀(7)具有两种工作状态，第一工作状态，排放阀(7)关闭，第二工作状态下，排放阀(7)开启并维持排放时间值后自动切换到第一工作状态；控制模块将温度传感器(A1)检测值与温度阈值比较，并根据比较结果控制排放阀(7)从第一工作状态到第二工作状态的切换。
3.如权利要求1所述的自动化垃圾处理系统，其特征在于，温度传感器(A1)设置在垃圾处理炉内部。
4.如权利要求1所述的自动化垃圾处理系统，其特征在于，控制模块中预设有多个流速集合，每一个流速集合中均包括一个尾气导出流速和一个对应的供氧气体导入流速，任意两个流速集合中，尾气导出流速和供氧气体导入流速的差值相异；控制模块通过调用流速集合对鼓风机(3)和第二引风机(5)的工作状态进行设置。
5.如权利要求1所述的自动化垃圾处理系统，其特征在于，控制模块根据设置在垃圾处理炉(1)外的第二压强传感器(B2)实时获取垃圾处理炉(1)的工作环境气压，并将第一压强传感器(B1)的检测值和工作环境气压进行比较，根据比较结果调节鼓风机(3)和第二引风机(5)工作状态。
6.如权利要求5所述的自动化垃圾处理系统，其特征在于，控制模块将当前工作环境气压减去预设值获得炉内气压阈值，并根据工作环境气压对炉内气压阈值进行更新；控制模块内还预设有炉压下限值；控制模块将垃圾处理炉内的气压分别与炉内气压阈值和炉压下限值比较，并根据比较结果，调取差值与当前采用的流速集合相邻的流速集合对供氧气体导入流速和尾气导出流速进行设置。
7.如权利要求1所述的自动化垃圾处理系统，其特征在于，滤水装置(2)包括箱体(8)、填充在箱体内的冷却剂和浸没在冷却剂中的导气管(9)，导气管(9)的第一端作为滤水装置的输入端，导气管(9)第二端作为滤水装置的输出端。
8.如权利要求7所述的自动化垃圾处理系统，其特征在于，导气管(9)为螺旋形管道。
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