CN105864777B - 自燃式垃圾节能环保处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自燃式垃圾节能环保处理系统，特征在于：包括设置在移动式箱体内的自能型垃圾焚烧炉和移动式烟气处理集成箱，移动式烟气处理集成箱包括设置在移动式箱体内的热交换式烟气处理器、粉尘处理器、分解器、吸附塔、管路、鼓风系统和电控系统；自能型垃圾焚烧炉包括炉体、烟囱、垃圾上料装置、炉排、炉灰收集装置及排渣系统，炉体下部圆周上设有点火器、多个自能式助燃器和能量放大器。优点是：实现垃圾的自能式持续燃烧，解决垃圾焚烧过程中能源浪费和烟气对环境污染问题；移动方便灵活可使垃圾焚烧处理设备实现集成化，特别适合建立在小规模分散式、垃圾处理量较小、环保要求较高和不易建立生活垃圾处理场的场所。
Description
技术领域
本发明属于垃圾处理设备技术领域，特别是涉及一种自燃式垃圾节能环保处理系统。
背景技术
目前，生活垃圾处理的主要方法是填埋法、堆肥法和焚烧法。填埋法和堆肥法具有场地占用大、选址困难，工艺条件难以控制、建设投资和后期维护成本相对较高的缺点，特别是处理工艺对环境造成二次污染的问题使其推广应用受到局限。
垃圾焚烧技术凭借减量化、资源化和无害化的特点，在世界许多国家得到广泛的应用。但是，生活垃圾在焚烧处理过程中将不可避免地产生粉尘颗粒物、酸性气体(如HCl、SO2、NOx)、重金属和有机毒性物质(如二噁英、呋喃)等二次污染物质。因此，采用焚烧技术处理生活垃圾时必须考虑烟气净化处理，焚烧烟气必须经过处理达到排放标准后才能排放，以避免二次污染。目前，制约垃圾焚烧技术成败的主要因素之一就是防治二次污染。由于现有垃圾焚烧处理设备的结构限制，无法实现集成化操作，不便于移动、实际安装操作繁琐，且适用范围受到限制。
垃圾焚烧技术在城市中一直未得到广泛的推广，主要存在的问题如下：1、城市垃圾成份复杂，且随季节变化比较大，垃圾热值又较低，采用传统的焚烧技术处理垃圾时，必须添加辅助燃料，导致投资和运行成本居高不下。2、传统的焚烧处理选址一般需避开居民居住聚集区，这样增加垃圾处理运输费用。3、采用传统的焚烧技术处理垃圾时，由于燃烧不够充分，烟气中的粉尘和有害气体含量较多，导致烟气排放尤其是二噁英的排放无法达到国家排放标准，对于小批量的垃圾处理，如果采用传统的垃圾焚烧工艺，需要投入大量资金在焚烧炉和昂贵的尾气净化处理设备上。因此，针对生活垃圾焚烧处理中所遇到的严峻形势，加快研究实际应用领域的垃圾焚烧烟气处理设备，对于推进生活垃圾焚烧技术稳定运行和持续性发展具有重大意义。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种自燃式垃圾节能环保处理系统。
本发明采用自能式助燃器、能量放大器引风系统和独特的炉体结构，实现了垃圾的自能式持续燃烧，彻底解决了以往垃圾焚烧过程中能源浪费和烟气对环境污染问题，经济效益、环保效益非常明显。克服了以往垃圾焚烧工艺以及烟气处理技术的不足，能够有效地处理生活垃圾，同时处理过程中产生的尾气及有害污染物得到控制，防止对环境的二次污染。移动方便灵活且可使垃圾焚烧处理设备实现集成化，特别适合建立在小规模分散式、垃圾处理量较小、环保要求较高和不易建立生活垃圾处理场的场所。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
自燃式垃圾节能环保处理系统，其特征在于：包括设置在移动式箱体内的自能型垃圾焚烧炉和移动式烟气处理集成箱，所述移动式烟气处理集成箱包括设置在移动式箱体内的热交换式烟气处理器、粉尘处理器、分解器、吸附塔、管路、鼓风系统和电控系统，在移动式箱体一侧上装有与热交换式烟气处理器连通的进气法兰连接口和通过管路与鼓风系统连通的出气法兰连接口；所述自能型垃圾焚烧炉包括炉体、设置在炉体顶部的烟囱、冷却水循环系统、与炉体一侧连接的垃圾上料装置、安装在炉体下部的炉排、炉灰收集装置及排渣系统，在炉体下部外壁的圆周上设有点火器、多个自能式助燃器和与自能式助燃器连接的能量放大器，所述烟囱上设有伸出移动式箱体外部的处理后气体连接法兰和出气连接法兰，在炉体的内壁上设有耐火层；所述移动式烟气处理集成箱的进气法兰连接口与自能型垃圾焚烧炉的出气连接法兰连接，所述移动式烟气处理集成箱的出气法兰连接口与自能型垃圾焚烧炉的处理后气体连接法兰连接；
所述自能型垃圾焚烧炉的自能式助燃器是由钢管、助燃器第一绝缘层、助燃器合金环、稀土硅胶层、轴向磁条、助燃器第二绝缘层、环形磁环和不锈钢套构成，在钢管和不锈钢套之间依次装有助燃器第一绝缘层、助燃器合金环、稀土硅胶层、轴向磁条、助燃器第二绝缘层和环形磁环，在钢管的一端制有用于连接能量放大器的螺纹，钢管的另一端制有用于与炉体下部连接的螺纹。
本发明还可以采用如下技术方案：
所述移动式烟气处理集成箱的热交换式烟气处理器通过管路连接粉尘处理器，所述粉尘处理器通过管路连接分解器，所述分解器通过管路连接设置在移动式箱体内的吸附塔，所述吸附塔通过管路连通鼓风系统，在电控系统上设有电控系统快插接头，所述电控系统通过导线与热交换式烟气处理器、分解器和鼓风系统电连接。
所述自能型垃圾焚烧炉的能量放大器包括锁母、放大器第一绝缘层、放大器第一合金环、放大器第二绝缘层、放大器第二合金环、放大器第三绝缘层和变径聚能环，在变径聚能环的等径部轴向上由左向右依次装有放大器第一绝缘层、放大器第一合金环、放大器第二绝缘层、放大器第二合金环、放大器第三绝缘层，所述放大器第一绝缘层外侧通过锁母与变径聚能环锁紧。
所述助燃器合金环采用铜合金环。
所述放大器第一合金环和放大器第二合金环均采用铜合金环。
本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明采用上述技术方案，本系统中的自能型垃圾焚烧炉通过设置在炉体下部上的自能式助燃器和能量放大器，可使大量高速的活化性氧气不断涌入炉内，点火后无需添加任何油、燃烧气体和助燃材料，完全可以自动持续燃烧，并在炉体中心部产生1100℃左右的高温，与各种生活垃圾、医院废垃圾、餐厨垃圾和动物尸体等垃圾充分燃烧，释放出大量热量，不断地提供给后续处理过程。此外，本自能型垃圾焚烧炉在进行垃圾处理时可将炉体装于移动式箱体内，安装快速、移动灵活、维护简单，并且高效节能、占地面积小、处理成本低、处理范围广、减量化效果明显，彻底解决了以往垃圾焚烧过程中能源浪费和烟气对环境污染问题。本系统的烟气处理装置可根据使用工况将热交换式烟气处理器、粉尘处理器、分解器、吸附塔和鼓风系统任意组合安装在移动式集成箱体内，能够灵活机动地移动到小规模分散式的生活垃圾处理场所和不易建立生活垃圾处理场的区域，减少烟气中的颗粒排出。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明自能型垃圾焚烧炉结构示意图；
图3是本发明自能式助燃器与能量放大器装配结构示意图；
图4是本发明能量放大器的结构示意图；
图5是本发明自能式助燃器的结构示意图；
图6是图5的A-A剖视图；
图7是本发明移动式烟气处理集成箱第二种组合结构示意图；
图8是本发明移动式烟气处理集成箱第三种组合结构示意图；
图9是本发明移动式烟气处理集成箱第四种组合结构示意图。
图中：1、烟囱；2、阀门；3、冷却循环水系统；4、炉体；5、垃圾上料装置；6、自能式助燃器；6-1、钢管；6-2、助燃器第一绝缘层；6-3、助燃器合金环；6-4、稀土硅胶层；6-5、轴向磁条；6-6、助燃器第二绝缘层；6-7、环形磁环；6-8、不锈钢套；7、能量放大器；7-1、锁母；7-2、放大器第一绝缘层；7-3、放大器第一合金环；7-4、放大器第二绝缘层；7-5、放大器第二合金环；7-6、放大器第三绝缘层；7-7、变径聚能环；8、点火器；9、排渣系统；10、移动式箱体；11、处理后气体连接法兰；12、出气连接法兰；13、耐火层；14、助燃器防护罩；15、炉排；16、炉灰收集装置；17、热交换式烟气处理器；18A、第一粉尘处理器；18B、第二粉尘处理器；19A、第一分解器；19B、第二分解器；20A、第一吸附塔；20B、第二吸附塔；21、鼓风系统；22、进气法兰连接口；23、电控系统；24、集成箱体；25、冷却水入口；26、热水出水口；27、出气法兰连接口；28、泵；29、检测和注药口。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”等不代表顺序安装，也不代表所形容的部件的重要性。
实施例1，请参阅图1-图6，自燃式垃圾节能环保处理系统，包括设置在移动式箱体10内的自能型垃圾焚烧炉和移动式烟气处理集成箱，所述移动式烟气处理集成箱包括设置在集成箱体24内的热交换式烟气处理器17、粉尘处理器、分解器、吸附塔、管路、鼓风系统21和电控系统23，在集成箱体一侧上装有与热交换式烟气处理器连通的进气法兰连接口22和通过管路与鼓风系统21连通的出气法兰连接口27。所述自能型垃圾焚烧炉包括炉体4、设置在炉体顶部的烟囱1、冷却水循环系统3、与炉体一侧连接的垃圾上料装置5、安装在炉体下部的炉排15、炉灰收集装置16及排渣系统9，在炉体下部外壁的圆周上设有点火器8、多个自能式助燃器6和与自能式助燃器连接的能量放大器7，所述炉体下部对应自能式助燃器和能量放大器部位设有助燃器防护罩14。所述烟囱上设有伸出移动式箱体外部的处理后气体连接法兰11和出气连接法兰12，在炉体的内壁上设有耐火层13。所述移动式烟气处理集成箱的进气法兰连接口22与自能型垃圾焚烧炉的出气连接法兰12连接，所述移动式烟气处理集成箱的出气法兰连接口27与自能型垃圾焚烧炉的处理后气体连接法兰11连接。
本实施例中，所述移动式烟气处理集成箱的热交换式烟气处理器17通过管路连接第一粉尘处理器18A，所述第一粉尘处理器18A通过管路连接第二粉尘处理器18B，所述第二粉尘处理器通过管路连接第一分解器19A，第一分解器通过管路连接第二分解器19B，所述第二分解器通过管路连接设置在集成箱体24内的第一吸附塔20A，所述第一吸附塔通过管路连通鼓风系统21，在电控系统上设有电控系统快插接头，所述电控系统通过导线与热交换式烟气处理器、分解器和鼓风系统电连接。所述第一分解器和第二分解器上通过管道分别连接有泵28和检测和注药口29。在热交换式烟气处理器底部通过循环水管分别连接冷却水入口25和热水出水口26，所述第一分解器和第二分解器上通过管道连接有泵28和检测和注药口29。
本实施例中，所述自能型垃圾焚烧炉的自能式助燃器6是由钢管6-1、助燃器第一绝缘层6-2、助燃器合金环6-3、稀土硅胶层6-4、轴向磁条6-5、助燃器第二绝缘层6-6、环形磁环6-7和不锈钢套6-8构成，在钢管和不锈钢套之间依次装有助燃器第一绝缘层、助燃器合金环、稀土硅胶层、轴向磁条、助燃器第二绝缘层和环形磁环，在钢管的一端制有用于连接能量放大器的螺纹，钢管的另一端制有用于与炉体下部连接的螺纹。
本实施例中，所述自能型垃圾焚烧炉的能量放大器7包括锁7-1、放大器第一绝缘层7-2、放大器第一合金环7-3、放大器第二绝缘层7-4、放大器第二合金环7-5、放大器第三绝缘层7-6和变径聚能7-7，在变径聚能环的等径部轴向上由左向右依次装有放大器第一绝缘层、放大器第一合金环、放大器第二绝缘层、放大器第二合金环、放大器第三绝缘层，所述放大器第一绝缘层外侧通过锁母与变径聚能环锁紧。
本实施例中，所述助燃器合金环6-3采用铜合金环。
本实施例中，所述放大器第一合金环7-3和放大器第二合金环7-5均采用铜合金环。
实施例2，请参阅图7，本实施例中，自燃式垃圾节能环保处理系统的自能型垃圾焚烧炉结构与实施例1结构相同，所述移动式烟气处理集成箱包括设置在集成箱体24内的热交换式烟气处理器17、第一粉尘处理器18A、第一分解器19A、第二分解器19B、第一吸附塔20A、第二吸附塔20B、鼓风系统21和电控系统23。所述热交换式烟气处理器一侧连接有伸出箱体外的进气法兰连接口22，在热交换式烟气处理器底部通过循环水管分别连接冷却水入口25和热水出水口26。所述热交换式烟气处理器通过管路连接第一粉尘处理器18A，所述第一粉尘处理器18A通过管路连通第一分解器19A，所述第一分解器通过管路连通第二分解器19B，第二分解器19B通过管路连接第一吸附塔20A，第一吸附塔20A通过管路连通第二吸附塔20B，第二吸附塔20B通过管路连通鼓风系统，所述鼓风系统通过管路连通设置在箱体一侧上的出气法兰连接口27。所述电控系统上设有电控系统快插接头，所述电控系统通过导线与热交换式烟气处理器、分解器和鼓风系统电连接。所述移动式烟气处理集成箱的进气法兰连接口22与自能型垃圾焚烧炉的出气连接法兰12连接，所述移动式烟气处理集成箱的出气法兰连接口27与自能型垃圾焚烧炉的处理后气体连接法兰11连接。所述第一分解器和第二分解器上通过管道连接有泵28和检测和注药口29。
实施例3，请参阅图8，本实施例中，自燃式垃圾节能环保处理系统的自能型垃圾焚烧炉结构与实施例1结构相同，所述移动式烟气处理集成箱包括设置在集成箱体24内的热交换式烟气处理器17、第一分解器19A、第二分解器19B、第一吸附塔20A、第二吸附塔20B、鼓风系统21和电控系统23。所述热交换式烟气处理器一侧连接有伸出箱体外的进气法兰连接口22，在热交换式烟气处理器底部通过循环水管分别连接冷却水入口和热水出水口，热交换式烟气处理器通过管路连接第一分解器19A和第二分解器19B，所述第二分解器通过管路连接设置在集成箱体24内的第一吸附塔20A和第二吸附塔20B，所述第二吸附塔通过管路连通鼓风系统。所述鼓风系统通过管路连接设置在移动式箱体一侧上的出气法兰连接口27。所述电控系统上设有电控系统快插接头，所述电控系统通过导线与热交换式烟气处理器、分解器和鼓风系统电连接。所述移动式烟气处理集成箱的进气法兰连接口22与自能型垃圾焚烧炉的出气连接法兰12连接，所述移动式烟气处理集成箱的出气法兰连接口27与自能型垃圾焚烧炉的处理后气体连接法兰11连接。
本实施例中，所述第一分解器和第二分解器上通过管道连接有泵28和检测和注药口29。
实施例4，请参阅图9，本实施例中，自燃式垃圾节能环保处理系统的自能型垃圾焚烧炉结构与实施例1结构相同，所述移动式烟气处理集成箱包括设置在集成箱体24内的热交换式烟气处理器17、第一分解器19A、第一吸附塔20A、鼓风系统21和电控系统23。所述热交换式烟气处理器一侧连接有伸出箱体外的进气法兰连接口22，在热交换式烟气处理器底部通过循环水管分别连接冷却水入口和热水出水口，热交换式烟气处理器通过管路连接第一分解器19A，所述第一分解器通过管路连接设置在集成箱体24内的第一吸附塔20A，所述第一吸附塔通过管路连通鼓风系统。所述鼓风系统通过管路连接设置在移动式箱体一侧上的出气法兰连接口27。所述电控系统上设有电控系统快插接头，所述电控系统通过导线与热交换式烟气处理器、分解器和鼓风系统电连接。所述移动式烟气处理集成箱的进气法兰连接口22与自能型垃圾焚烧炉的出气连接法兰12连接，所述移动式烟气处理集成箱的出气法兰连接口27与自能型垃圾焚烧炉的处理后气体连接法兰11连接。
本实施例中，所述第一分解器和第二分解器上通过管道连接有泵28和检测和注药口29。
本发明的工作原理为：
将垃圾通过垃圾上料装置进入自能型垃圾焚烧炉的炉腔内，通过点火器8点燃垃圾，燃烧的垃圾通过耐火层13与自能型垃圾焚烧炉内壁分离。随着炉腔内垃圾的不断投放，在炉腔内燃烧的垃圾分成多个能量转化和反应层，由最底层的能量转化层，依次向上是碳化垃圾燃烧层，能量储存层，碳化反应层，初步碳化处理层，热分解处理层，干馏处理层，热分解处理层，气化反应和气体燃烧层，热交换层，排烟和水冷却层。垃圾燃烧储存的热能在自能式助燃器和能量放大器的作用下，使碳分子与燃烧物充分混合排序，加强了燃烧物碳分子氧化燃烧反应，在中心部产生1100℃左右的高温区，为炉内后续加入垃圾的分解、反应和焚烧提供了充足的能量，保证该系统在无助燃剂和助燃材料的情况下，连续不断地对垃圾进行完全的、彻底的无害化处理。
通过移动式烟气处理集成箱的进气法兰连接口22与垃圾焚烧设备对接后，垃圾燃烧所产生的烟气通过管道进入热交换式烟气处理器17，在热交换式烟气处理器内部布置盘管式或直管式换热器，冷却水从热交换式烟气处理器下端进入，与烟气换交热。烟气经过热交换式烟气处理器迅速降低其高温度，有效阻止烟气中的二噁英等有害分子合成，同时生成烟油并定期去除。冷却水经过烟气加热后，热水自上端流出，可供生产、生活用热等使用。然后，经过热交换式烟气处理器的烟气进入到第一粉尘处理器18A和第二粉尘处理器18B，第一粉尘处理器和第二粉尘处理器的上端布置多层钢网过滤，下端底座配置伞状烟气分流罩，内设多层阻拦网用于分流烟气，分离烟气中较大颗粒物质，减少烟气中的颗粒排出。此时，经过粉尘处理器的烟气进入第一分解器19A和第二分解器19B，所述第一分解器和第二分解器内置有可以对垃圾燃烧后产生的有害烟气进行无害化处理的处理液，处理液通过泵14加压后从第一分解器和第二分解器的顶部雾化后喷下，可将烟气中的有害分子进行分解还原处理，并与烟气中有害气体发生化学反应。在第一分解器和第二分解器内设置网状过滤盘片，网状过滤盘片上设有鲍尔环，可以将分解后的反应物进行过滤，进一步分离烟气中细小颗粒物质，减少烟气中的颗粒排出。经分解处理后的烟气进入第一吸附塔20A和第二吸附塔20B，通过第一吸附塔和第二吸附塔内的多层可更换式吸附过滤网进行残留有害气体的吸附和过滤，第一吸附塔和第二吸附塔下端阻拦层配置伞状烟气分流罩，内设多层阻拦过滤网，防止烟气微小颗粒排出，使处理后的烟气符合国家排放标准要求。之后，处理合格的烟气经过鼓风系统5排放到空气中。
采用本自能型垃圾焚烧炉可将垃圾热分解处理工艺、垃圾碳化处理工艺和垃圾焚烧处理工艺有机地结合在一个炉体内，对垃圾分层处理，将垃圾中可燃烧的无机物直接燃烧；油和蛋白质类有机物低温热分解，产生可燃性气体和物质，并释放热能；植物类有机物直接干馏处理，释放出可燃性物质和气体；固体有机物碳化后变为热值更高的碳，垃圾燃烧储存的热能在自能式助燃器和能量放大器的共同作用下，使生活垃圾进一步充分燃烧，释放的热量为垃圾后续处理提供持续能量，实现了生活垃圾的自能式持续焚烧处理。
本移动式烟气处理集成箱的各个组成部分可以集成到一个可移动式箱体中，具有机动灵活的特点，可以随意地移动到小规模分散式的生活垃圾处理场所和不易建立生活垃圾处理场的区域。
本发明附图中描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种自燃式垃圾节能环保处理系统，其特征在于：包括设置在移动式箱体内的自能型垃圾焚烧炉和移动式烟气处理集成箱，所述移动式烟气处理集成箱包括设置在移动式箱体内的热交换式烟气处理器、粉尘处理器、分解器、吸附塔、管路、鼓风系统和电控系统，在移动式箱体一侧上装有与热交换式烟气处理器连通的进气法兰连接口和通过管路与鼓风系统连通的出气法兰连接口；所述自能型垃圾焚烧炉包括炉体、设置在炉体顶部的烟囱、冷却水循环系统、与炉体一侧连接的垃圾上料装置、安装在炉体下部的炉排、炉灰收集装置及排渣系统，在炉体下部外壁的圆周上设有点火器、多个自能式助燃器和与自能式助燃器连接的能量放大器，所述烟囱上设有伸出移动式箱体外部的处理后气体连接法兰和出气连接法兰，在炉体的内壁上设有耐火层；所述移动式烟气处理集成箱的进气法兰连接口与自能型垃圾焚烧炉的出气连接法兰连接，所述移动式烟气处理集成箱的出气法兰连接口与自能型垃圾焚烧炉的处理后气体连接法兰连接；
所述自能型垃圾焚烧炉的自能式助燃器是由钢管、助燃器第一绝缘层、助燃器合金环、稀土硅胶层、轴向磁条、助燃器第二绝缘层、环形磁环和不锈钢套构成，在钢管和不锈钢套之间依次装有助燃器第一绝缘层、助燃器合金环、稀土硅胶层、轴向磁条、助燃器第二绝缘层和环形磁环，在钢管的一端制有用于连接能量放大器的螺纹，钢管的另一端制有用于与炉体下部连接的螺纹。
2.根据权利要求1所述的自燃式垃圾节能环保处理系统，其特征在于：所述移动式烟气处理集成箱的热交换式烟气处理器通过管路连接粉尘处理器，所述粉尘处理器通过管路连接分解器，所述分解器通过管路连接设置在移动式箱体内的吸附塔，所述吸附塔通过管路连通鼓风系统，在电控系统上设有电控系统快插接头，所述电控系统通过导线与热交换式烟气处理器、分解器和鼓风系统电连接。
3.根据权利要求1所述的自燃式垃圾节能环保处理系统，其特征在于：所述自能型垃圾焚烧炉的能量放大器包括锁母、放大器第一绝缘层、放大器第一合金环、放大器第二绝缘层、放大器第二合金环、放大器第三绝缘层和变径聚能环，在变径聚能环的等径部轴向上由左向右依次装有放大器第一绝缘层、放大器第一合金环、放大器第二绝缘层、放大器第二合金环、放大器第三绝缘层，所述放大器第一绝缘层外侧通过锁母与变径聚能环锁紧。
4.根据权利要求1所述的自燃式垃圾节能环保处理系统，其特征在于：所述助燃器合金环采用铜合金环。
5.根据权利要求3所述的自燃式垃圾节能环保处理系统，其特征在于：所述放大器第一合金环和放大器第二合金环均采用铜合金环。
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