CN107366914B - 一种具有压料功能的连续式垃圾热解装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于垃圾热解领域，并公开了一种具有压料功能的连续式垃圾热解装置。该装置包括压料模块、热解模块和排渣模块，其中，压料模块用于将待处理垃圾推进至热解模块中，同时在此过程中将垃圾压缩；热解模块的热解管道包含多个单元，其外部设置有供热烟箱，用于对待处理垃圾进行加热，集气箱设置在热解管道的中部，用于收集热解过程中产生的热解气；排渣模块中的翻板设置在冷却管和热解管道之间，热解过程中该翻板关闭使得热解管道内形成封闭的空间，回收箱与冷却管相连，用于回收垃圾处理后的产物。通过本发明，实现垃圾处理前的压缩和连续式处理，减少设备体积，提高热量和能量利用效率，减少垃圾处理中的污染物的排放。

Description

一种具有压料功能的连续式垃圾热解装置

技术领域

本发明属于垃圾热解领域，更具体地，涉及一种具有压料功能的连续式垃圾热解装置。

背景技术

随着我国社会经济的发展，城镇化水平的提高，生活垃圾产量日益增长，生活垃圾问题日趋严重，许多城市面临“垃圾围城”困境。目前，我国的垃圾处理方式主要以卫生填埋和焚烧为主，卫生填埋简单易行，投资成本低，但占用大量的土地资源，同时填埋产生的渗滤液会造成二次污染，污染地下水源。焚烧法虽减量化程度高但设备昂贵，易产生飞灰，加大了雾霾治理难度。现阶段垃圾处理技术仍存在很多不足，进一步实现垃圾无害化、减量化、资源化处理成为垃圾处理新趋势。

垃圾热解技术是近年来新兴的垃圾处理方式，它是指将垃圾在无氧或缺氧的条件下加热，使之分解，得到具有附加值的炭、气、油产物。由于垃圾热解是在缺氧条件下进行，热解过程产生的二噁英含量大幅降低，有利于环境保护，同时热解产生的高热值燃气可像天然气一样用于燃烧，固体产物也可作为商品出售，带来经济效益，垃圾热解技术实现了废弃垃圾的高效处理及高值化利用。

目前，基于此技术开发的垃圾热解设备已有一定程度的应用，但这些垃圾热解装置依然存在一些不足，其中垃圾热解设备体积庞大是重要问题。生活垃圾的堆积密度较小，较大处理能力的热解设备往往体积庞大，投资成本高，此外，热解前对垃圾进行压缩处理能很大程度上减小热解设备容积，但预压缩处理会增加额外设备，从而提高成本。

为解决垃圾热解设备体积庞大及成本问题，本发明设计了一种具有压料功能的连续式垃圾热解设备，本发明利用多单元布置的热解管道，增加压实垃圾与热解供热烟箱内烟气的换热面积，改善垃圾热解特性，同时通过推料模块、压料模块和排渣模块的协同作用，完成垃圾在热解装置内的压缩及连续生产。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种具有压料功能的连续式垃圾热解设备，通过压料模块的设计，使得垃圾在热解前的压缩减小体积，达到减小热解模块的体积的目的，此外，压料模块、热解模块和排渣模块的集成设计，达到连续式垃圾热解，由此解决垃圾热解装置体积庞大的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种具有压料功能的连续式垃圾热解装置，该装置包括压料模块、热解模块和排渣机构，其特征在于，

所述压料模块包括推料管道、推料机构和压料机构，所述推料管道的一端与所述推料机构相连，另一端的竖直方向上设置有所述压料机构，其中，所述推料机构用于将待处理垃圾在水平方向向前推进，所述压料机构用于将来自所述推料机构的待处理垃圾沿竖直方向推进并压实；

所述热解模块包括热解管道、供热烟箱和集气箱，所述热解管道与所述推料管道相连，该热解管道中设置有多根热解管，将该热解管道划分为多个单元，此外，该热解管的外部设置有供热烟箱，用于通入烟气对所述热解管道中的待处理垃圾进行加热，所述集气箱设置在所述热解管道的中部，用于收集热解过程中产生的热解气，该集气箱的一端设置有输出管道，用于将热解气导出；

所述排渣模块包括翻板、冷却管和回收箱，所述冷却管与所述热解管道相连，二者之间设置有所述翻板，热解过程中该翻板关闭使得所述热解管道内形成封闭的空间，所述回收箱与所述冷却管相连，用于回收垃圾处理后的产物。

进一步优选地，所述供热烟箱 的烟气进口和烟气出口分别设置在所述热解管道的下方和上方，该供热烟箱 自上而下设置有多个烟道隔板，用于使所述供热烟箱 中的烟气环绕向上。

进一步优选地，相邻的所述烟道隔板之间的间距自上而下逐渐增大，用于形成热解温度梯度。

进一步优选地，所述输出导管中设置有推杆，用于避免所述输出导管堵塞，此外，该输出管外部设置有套筒，用于加热所述输出导管，从而避免热解气中的焦油冷凝，此外，所述输出导管上还设置有旋风分离器进口，用于与旋风分离器相连。

进一步优选地，所述推料管道的上方设置有进料口，其内部设置有液体防渗板，用于避免待处理垃圾的液体回渗。

进一步优选地，所述供热烟箱外部设置有保温材料，用于维持该供热烟箱的温度，所述冷却管外部设置有空冷箱，用于通过空气冷却所述冷却管内温度。

进一步优选地，所述冷却管与所述回收箱之间通过出料阀连接，所述回收箱的底部设置有卸料阀，所述出料阀和卸料阀构成的两级阀结构用于避免空气进入所述冷却管中。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、本发明通过压料模块，将低堆积密度的垃圾压实，缩减了原料热解占据的空间，减小设备体积，同时，压料模块、热解模块和排渣模块的协同作用，周期性的完成大容量垃圾的处理，实现垃圾连续热解的生产目的；

2、本发明通过采用多单元布置的热解管道，将热解管道隔开为多个单元，增加了热解管道的内表面积，从而增加管内压实垃圾与热解供热烟箱内烟气的换热面积，保证压缩垃圾在热解模块中的充分热解；

3、本发明通过对热解供烟管中烟道隔板的设计，促使从供热烟箱底部烟气进口进入的烟气在供热烟箱内环绕向上，多次折返冲刷热解管道，确保热量充分传递给热解管道内部的垃圾物料，同时，相邻烟道隔板间距自下而上逐渐降低，降低热解管道高度方向上的温差，形成适宜于垃圾热解过程的温度分布，提高热利用效率；

4、本发明提供的排渣装置的冷却管外设置有冷却箱，采用空气冷却，将所得到的焦炭中的热量进行回收，并将其用于预热空气，强化供热部分热解气的燃烧，被加热的空气用于燃烧供氧，提高余热和能量利用效率；

5、本发明在热解过程中垃圾处于缺氧状态，有利于得到高热值可燃气及具有附加值的固体产物，同时，缺氧氛围能有效抑制二噁英的生成，减少垃圾处理过程中污染物的排放。

附图说明

图1是按照本发明的优选实施例所构建的具有压料功能的连续式垃圾热解装置的主视图；

图2是按照本发明的优选实施例所构建的具有压料功能的连续式垃圾热解装置的侧视图；

图3是按照本发明的优选实施例所构建的供热烟箱的结构示意图；

图4是按照本发明的优选实施例所构建的图2中热解管道的A-A剖视图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-冷却管 2-烟气进口 3-烟道隔板 4-集气箱5-热解管道 6-膨胀阀 7-推料管道8-压料机构 9-烟气出口 10-输出导管 11-套筒 12-推杆 13- 旋风分离器进口14-供热烟箱 15-翻板 16-空冷箱 17-出料阀18-回收箱 19-卸料阀 20-进料口 21-进料阀 22-推料机构

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是按照本发明的优选实施例所构建的具有压料功能的连续式垃圾热解装置的主视图，图2是按照本发明的优选实施例所构建的具有压料功能的连续式垃圾热解装置的侧视图，如图1和2所示，本发明装置结构为：进料口20、进料阀21、推料管道7、热解管道5、翻板15、冷却管1、出料阀17、回收箱18、卸料阀19依次相接；推料管道7布置有推料机构22、在末端布置有压料机构8；热解管道5中部布置有集气箱4，集气箱4与输出管道10相连；热解管道5、输出管道10和冷却管1的外部分别套有供热烟箱14、套筒11和空冷箱16；其中进料口20和出料阀21之间内嵌有液体防渗板的法兰，供热烟箱14外部设有保温材料，顶部与热解管道5连接处设有膨胀阀6结构。

热解管道5是物料热解的空间，按照本发明的一个实施例，对热解管道5结构进行了优化，图4是按照本发明的优选实施例所构建的图2中热解管道的A-A剖视图，如图4所示，热解管道5采用多单元布置，以增强热解管道5与供热烟 箱14中烟气的换热面积，强化换热，保证压实垃圾的充分热解。热解管道5中部开设有热解气溢出口，热解气溢出口连接集气箱4，热解气汇集于集气箱4并由输出管道10对外输出；为防止输出管道10堵塞，输出管道10内设置有防堵推杆12，同时为防止热解气中的焦油冷凝，热解气输出管道10外部设置套筒11。

供热烟箱14用于为垃圾热解过程提供热量，可采用高温烟气辐射、导热、自然对流等间接换热方式，按照本发明的另一个实施例，图3是按照本发明的优选实施例所构建的供热烟箱的结构示意图，如图3所示，供热烟箱14内部布置有错列的烟道隔板3，用于形成烟气导流通道，促使从供热烟箱底部烟气进口2进入的烟气在供热烟箱14内环绕向上，多次折返冲刷热解管道5，确保热量充分传递给热解管道5内部的垃圾物料，同时相邻烟道隔板3间距自下而上逐渐降低，有利于降低热解管道5高度方向上的温差，形成适宜于垃圾热解过程的温度分布，提高热利用效率，换热完毕的烟气汇集到上部的烟气出口9，进入后续处理装置。

下面将对本发明的工作原理进行介绍。

调节进料阀21使进料口20中的垃圾进入推料通道7，垃圾在翻板15 关闭的条件下，由推料机构22将垃圾推入热解管道5，并在竖行式压料机构8往复运动下压缩并逐步填满热解管道5，压缩过程中，压料压杆底端停于热解管道5进口，起到密封作用；热解供热烟箱14通过高温烟气流经折返烟道时高速冲刷热解管道5的方式为物料提供热解所需的热量，使垃圾完成干燥、预炭化和热解过程，与此同时，热解产生的热解气汇集于热解管道中部的集气箱4，进一步通过输出管道10送入后续处理装置，为防止输出管道10的堵塞，输出管道10设置有防堵推杆12，同时输出管道10外部套有套筒11，用于加热烟气防止焦炭冷凝，热解产生的热解气由旋风分离器进口13进入旋风分离器，经旋风分离后对外输出；其中部分热解气与经空冷箱16预热的空气混合燃烧，燃烧产生的高温烟气进入供热烟箱14 用于维持热解设备正常运行；热解完成后，翻板15开启，同时竖行式压料机构8下行，将热解剩余高温热解固体产物推出至冷却管1，随后翻板15 关闭，压缩机构8上行，进入下一个循环，实现连续生产；而高温固体产物在空冷箱16的冷却作用下降温，经出料阀17、卸料阀19两级阀结构，向外输出，得到焦炭产品。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有压料功能的连续式垃圾热解装置，该装置包括压料模块、热解模块和排渣模块，其特征在于，

所述压料模块包括推料管道(7)、推料机构(22)和压料机构(8)，所述推料管道的一端与所述推料机构相连，另一端的竖直方向上设置有所述压料机构，其中，所述推料机构(22)用于将待处理垃圾在水平方向向前推进，所述压料机构(8)用于将来自所述推料机构的待处理垃圾沿竖直方向推进并压实；

所述热解模块包括热解管道(5)、供热烟箱(14)和集气箱(4)，所述热解管道与所述推料管道(7)相连，该热解管道中设置有多根热解管，将该热解管道划分为多个单元，此外，该热解管的外部设置有供热烟箱(14)，用于通入烟气对所述热解管道(5)中的待处理垃圾进行加热，所述集气箱(4)设置在所述热解管道的中部，用于收集热解过程中产生的热解气，该集气箱的一端设置有输出管道(10)，用于将热解气导出；

所述排渣模块包括翻板(15)、冷却管(1)和回收箱(18)，所述冷却管与所述热解管道(5)相连，二者之间设置有所述翻板(15)，用于支撑待处理垃圾，所述回收箱(18)与所述冷却管(1)相连，用于回收垃圾处理后的产物。

2.如权利要求1所述的一种具有压料功能的连续式垃圾热解装置，其特征在于，所述供热烟箱 (14)的烟气进口(2)和烟气出口(9)分别设置在所述热解管道的下方和上方，该供热烟箱 (14)自上而下设置有多个烟道隔板(3)，用于使所述供热烟箱 中的烟气环绕向上。

3.如权利要求2所述的一种具有压料功能的连续式垃圾热解装置，其特征在于，相邻的所述烟道隔板(3)之间的间距自上而下逐渐增大，用于形成热解温度梯度。

4.如权利要求1或2所述的一种具有压料功能的连续式垃圾热解装置，其特征在于，所述输出导管(10)中设置有推杆(12)，用于避免所述输出导管堵塞，此外，该输出管外部设置有套筒(11)，用于加热所述输出导管，从而避免热解气中的焦油冷凝，此外，所述输出导管上还设置有旋风分离器进口(13)，用于与旋风分离器相连。

5.如权利要求1所述的一种具有压料功能的连续式垃圾热解装置，其特征在于，所述推料管道的上方设置有进料口(20)，其内部设置有液体防渗板，用于避免待处理垃圾的液体回渗。

6.如权利要求1所述的一种具有压料功能的连续式垃圾热解装置，其特征在于，所述供热烟箱(14)外部设置有保温材料，用于维持该供热烟箱的温度，所述冷却管外部设置有空冷箱(16)，用于通过空气冷却所述冷却管内温度。

7.如权利要求1所述的一种具有压料功能的连续式垃圾热解装置，其特征在于，所述冷却管(1)与所述回收箱(18)之间通过出料阀(17)连接，所述回收箱的底部设置有卸料阀(19)，所述出料阀和卸料阀构成的两级阀结构用于避免空气进入所述冷却管(1)中。