CN107741016A - 一种分布式生活垃圾能源化综合处理站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式生活垃圾能源化综合处理站，包括垃圾破碎机、高温热解装置、燃烧炉、火焰换热装置和烟气处理装置，垃圾破碎机的输出口与高温热解装置的输入口连接，高温热解装置的输出口与燃烧炉的输入口连接，燃烧炉包括一火焰喷管，火焰喷管伸入火焰换热装置中，火焰换热装置的与高温热解装置的管箱的管箱进气口连接，管箱的管箱出气口与烟气处理装置连接。本发明通过燃烧炉850‑1100度高温热解将生活垃圾无害化处理，制取可燃气体或蒸汽、热水，来实现制冷、供暖、热水，最终实现经济发展与资源利用良性循环。

Description

一种分布式生活垃圾能源化综合处理站

技术领域

本发明属于生活垃圾处理机械领域，尤其涉及一种分布式生活垃圾能源化综合处理站。

背景技术

生活垃圾的气化是一种新型的垃圾处理技术，与焚烧、填埋和堆肥处理方法相比，气化处理技术因具有清洁环保、资源重复利用等优点而越来越受到人们的重视。人们力求用气化技术处理生活垃圾，以达到更佳的无害化、减量化、资源化效果。

生活垃圾中含有大量的有机物，如塑料、橡胶、纸类、布类、草木、树枝等，这些有机物都是可燃的。换言之，垃圾也是一种燃料，只不过是含有机物的多寡，其热值有高低不同而已。在垃圾气化反应器中，有机物在无氧或缺氧条件下加热，有机化合物的化合键发生断裂，由大分子量转化成小分子量的燃气、油或油脂液状物及焦炭等。

现有的垃圾气化反应器往往更注重垃圾的气化处理效果而对资源的充分利用方面做的不够好，能源利用率不高。并且，现有垃圾气化反应器大多还存在维修使用不方便、使用成本高、对烟气处理不彻底、容易造成二次污染、不能连续化作业等问题，同时，常规的垃圾燃烧炉通常为炉内燃烧，不能将其热能转化为电能。

发明内容

本发明目的在于提供一种通过将燃烧垃圾释放的热能实现多用途、综合利用的垃圾处理站。以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明公开了一种分布式生活垃圾能源化综合处理站，包括垃圾破碎机、高温热解装置、燃烧炉、火焰换热装置外燃发电机装置、镍化锂空调换热装置和烟气处理装置，所述垃圾破碎机的输出口与所述高温热解装置的输入口连接，所述高温热解装置的输出口与所述燃烧炉的输入口连接，所述燃烧炉包括一火焰喷管，所述火焰喷管伸入所述火焰换热装置中，所述火焰换热装置的与所述高温热解装置的管箱的管箱进气口连接，所述管箱的管箱出气口与所述烟气处理装置连接。

进一步的，所述高温热解装置包括机架和安装在机架上的热解箱，所述热解箱的上端设置有进料斗，下端设置有出料斗，该热解箱的内部设置有供高温气体通过的管箱和金属输送带，所述金属输送带贴近所述管道传动，生活垃圾通过所述进料斗进入金属输送带，并通过该金属输送带从所述出料斗输出。

进一步的，所述金属输送带上垂直其运动方向设置有隔板，所述管箱为C形的双层结构，包括上管箱和下管箱，所述上管箱和下管箱通过端部的连接管而相互连通，所述金属输送带从上管箱的两侧通过，所述金属输送带的上输送部分贴近所述上管箱，所述金属输送带的下输送部分的隔板贴近所述下管箱。

进一步的，所述金属输送带的两侧固接有传动链条，所述传动链条的任一内链板上固接有挡板从而使所述金属输送带形成输送槽结构。

进一步的，所述燃烧炉包括炉体、投料装置、点火装置、第一鼓风机、第二鼓风机和第三鼓风机，所述炉体内部设置有水通过的中空夹层，所述炉体通过一炉排将其分为上部的炉膛和下部的灰渣腔，所述炉膛的上方设置有与外界连通的火焰喷管，所述投料装置固接于所述炉膛上部的侧壁上，所述点火装置固接在所述炉膛下部的侧壁上，所述第一鼓风机与所述灰渣腔连接，所述第二鼓风机与所述火焰喷管连接，所述第三鼓风机与所述点火装置连接，所述炉排上设置有炉排通孔。

进一步的，所述火焰喷管的内壁上设置有耐火层，所述耐火层靠近火焰喷管的出口位置向下凹陷成一环形槽，所述环形槽与所述第一鼓风机连通，所述点火装置包括点火器和生物质进料机，所述点火器固接在所述炉膛底部的外侧壁上，该点火器与所述第三鼓风机连接。

进一步的，所述投料装置包括进料管道、气压锤和气缸，所述进料管道与所述炉体固接，所述气压锤的一端插接于所述进料管道内，另一端与所述气缸的活塞连接，所述进料管道上设置有管道进料斗。

进一步的，所述火焰换热装置包括换热箱和T形换热部，所述换热箱的两侧均设置有所述燃烧炉，所述T形换热部设置于所述换热箱内，包括一侧的换热水箱和另一侧的溴化锂换热箱，所述换热水箱和溴化锂换热箱均与所述燃烧炉的火焰喷管相对，在所述换热箱的外部设置有溴化锂空调机组，所述溴化锂空调机组与所述溴化锂换热箱连接，靠近换热水箱和溴化锂换热箱还安装有外燃发动机的加热气缸，所述火焰喷管与所述加热气缸相对。

进一步的，所述换热箱的上部设置有烟气出口，所述烟气出口的下方设置多块多孔板，所述烟气出口与所述管箱进气口连通。

进一步的，所述管箱出气口连接所述烟气处理装置，所述烟气处理装置包括依次连接的多级换热水处理区、焦油分离区和活性炭吸附区，所述多级换热水处理区外侧还设置有脱硫脱硝区和氨碳处理区。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明通过燃烧炉850-1100度高温热解将生活垃圾无害化处理，制取可燃气体或蒸汽、热水，来实现制冷、供暖、热水，其中，系统内部燃烧炉产生的热量同时可以反过来用来烘干垃圾，热解采用输送带式的干燥及高温无氧裂解方式将生活垃圾彻底干燥，通过燃烧炉产生火焰带动外燃发电机发电和加热溴化锂空调机组，可以为用户提供制冷或者制热，同时剩余具有一定温度的烟气通过多次换热产生热水，经过脱硫脱硝处理后可以完全达到排放标准，同时，通过燃烧炉的夹层结构、烟气处理装置等可以产生大量热水供应，最终实现经济发展与资源利用良性循环。

下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例公开的分布式生活垃圾能源化综合处理站的布局示意图；

图2是本发明优选实施例公开的分布式生活垃圾能源化综合处理站的高温热解装置结构示意图；

图3是本发明优选实施例公开的分布式生活垃圾能源化综合处理站的金属输送带结构示意图；

图4是本发明优选实施例公开的分布式生活垃圾能源化综合处理站的燃烧炉的结构示意图；

图5是本发明优选实施例公开的分布式生活垃圾能源化综合处理站的火焰换热装置的结构示意图。

图例说明：

1、垃圾破碎机；

2、高温热解装置；21、机架；22、热解箱；23、进料斗；24、出料斗；25、管箱；251、上管箱；252、下管箱；253、连接管；254、管箱出气口；255、管箱进气口；26、金属输送带；261、传动链条；262、挡板；263、内链板；27、隔板；

3、燃烧炉；31、炉体；311、火焰喷管；312、炉膛；313、灰渣腔；314、炉排；315、耐火层；316、环形槽；317、炉排通孔；318、中空夹层；32、投料装置；321、进料管道；322、气压锤；323、气缸；324、管道进料斗；33、点火装置；331、点火器；332、生物质进料机；34、第一鼓风机；35、第二鼓风机；36、第三鼓风机；37、观火口；38、炉膛门；39、清灰口。

4、火焰换热装置；41、换热箱；411、烟气出口；412、多孔板；413、螺旋输送机；42、T形换热部；420、换热水箱；421、水箱出水管； 422、溴化锂换热箱；423、溴化锂输入管；424、溴化锂输出管；425、水箱进水管；

5、烟气处理装置；51、多级换热水处理区；511、脱硫脱硝区；512、氨碳处理区；513、初级换热水处理区；514、二级换热水处理区；515、三级换热水处理区；52、焦油分离区；53、活性炭吸附区；

6、溴化锂空调机组；

7、热水蒸汽区；

8、外燃发动机；81、加热气缸。

具体实施方式、

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1-图5所示，本发明公开了一种分布式生活垃圾能源化综合处理站，包括垃圾破碎机1、高温热解装置2、燃烧炉3、火焰换热装置4和烟气处理装置5，垃圾破碎机1的输出口与高温热解装置2的输入口连接，高温热解装置2的输出口与燃烧炉3的输入口连接，燃烧炉3包括一火焰喷管311，火焰喷管311伸入火焰换热装置4中，火焰换热装置4的与高温热解装置2的管箱25的管箱进气口255连接，管箱25的管箱出气口254与烟气处理装置5连接。

在本实施例中，高温热解装置2包括机架21和安装在机架21上的热解箱22，热解箱22的上端设置有进料斗23，下端设置有出料斗24，该热解箱22的内部设置有供高温气体通过的管箱25和金属输送带26，金属输送带26贴近管箱25传动，生活垃圾通过进料斗23进入金属输送带26，并通过该金属输送带26从出料斗24输出。其中，金属输送带26上垂直其运动方向设置有隔板27，管箱25为C形的双层结构，包括上管箱251和下管箱252，上管箱251和下管箱252通过端部的连接管253而相互连通，位于上管箱251的一侧设置有管箱出气口254，位于下管箱252的一侧设置有管箱进气口255；其中，管箱进气口255与火焰换热装置4连接，将其中高温烟气用来烘干进入金属输送带26上的生活垃圾，管箱出气口254与烟气处理装置5连接，用于将具有一定温度的烟气送入其中作后续处理。金属输送带26从上管箱251的两侧通过，金属输送带26的上输送部分贴近上管箱251，金属输送带26的下输送部分的隔板27贴近下管箱252，通过隔板27可以起到刮板的作用，将干燥后的垃圾刮起带走，同时，采用该种双层干燥箱的设计方式，能够在长度方向上节约空间，使高温热解装置2整体更为紧凑，热量更为聚集，热量逸散更少，干燥效率更高。

为了保证输送的垃圾沿着金属输送带26稳定地传动，金属输送带26的两侧固接有传动链条261，传动链条261的任一内链板263上固接有挡板262从而使金属输送带26形成输送槽结构，将生活垃圾限制在输送槽内。

在本实施例中，燃烧炉3主要用于垃圾气碳高温燃烧，其整体采用304不锈钢制作而成，包括炉体31、投料装置32、点火装置33、第一鼓风机34、第二鼓风机35和第三鼓风机36，炉体31内部设置有水流过的中空夹层318，从而可将垃圾燃烧的热量传导至水中，从而对水升温，其生成的热水可供生活所需，实现燃烧释放的热能的初步利用。炉体31通过一炉排314将其分为上部的炉膛312和下部的灰渣腔313，投料装置32固接于炉膛312上部的侧壁上，点火装置33固接在炉膛312下部的侧壁上，炉膛312的上方的侧壁上还设置有一火焰喷管311，其中，第一鼓风机34与所述灰渣腔313连接，第二鼓风机35与火焰喷管311连接，第三鼓风机36与点火装置33连接，炉排314上设置有炉排通孔317。其中，由于火焰喷管311喷出的是高温高压气体，为了防止其融化，火焰喷管311的内壁上设置有耐火层315，耐火层315靠近火焰喷管311的出口内向下凹陷成一环形槽316，环形槽316与第一鼓风机34连通，通过向该环形槽316注入空气，使其燃烧更加充分，同时控制喷出的火焰长度和强度，进而能更好地驱动外燃机（如斯特林发动机）做功，进而带动发电机发电，从而实现向电能的转化。同时，通过灰渣腔313连接的第一鼓风机34，当粉碎干燥后的垃圾进入炉膛312后，第一鼓风机34鼓入空气通过炉排通孔317提供向上的风力，使垃圾颗粒在悬浮或者向火焰喷管311运动的过程中，更能充分与氧气接触，更能燃烧充分，不会堆积在炉排314上。

在本实施例中，投料装置32包括进料管道321、气压锤322和气缸323，进料管道321与炉体31固接，气压锤322的一端插接于进料管道321内，另一端与气缸323的活塞连接，进料管道321上设置有管道进料斗324。其中，经过上道工序干燥后的垃圾粉末从管道进料斗324进入进料管道321后，气缸323即驱动活塞将垃圾粉末推入炉膛312内，从而实现垃圾送料的自动化。

在本实施例中，炉膛312侧壁的上方还设置有观火口37，用于实时观测炉膛312内的情况，同时炉膛312的下方还设置有炉膛门38，方便对炉膛312内进行维修，在灰渣腔313的底部还设置有清灰口39，便于清理灰渣腔313的灰渣。

在本实施例中，点火装置33包括点火器331和生物质进料机332，点火器331固接在炉膛312底部的外侧壁上，该点火器331与生物质进料机332连接，当可燃生物质通过生物质进料机332输送进入炉膛312内后，点火器331开始工作，点燃炉312内的干燥后的生活垃圾，与此同时，第三鼓风机36向点火器331内输送空气助燃。

在本实施例中，火焰换热装置4包括换热箱41和T形换热部42，换热箱41的两侧均设置有燃烧炉3，T形换热部42设置于换热箱41内且两侧与燃烧炉3的火焰喷管311相对，其中，T形换热部42包括左侧的换热水箱420和右侧的溴化锂换热箱422，在换热箱41的外部设置有溴化锂空调机组6，溴化锂换热箱422通过溴化锂输入管423与溴化锂输出管424与溴化锂空调机组6连接。而热水蒸汽区7通过换热水箱420的水箱进水管422和水箱出水管421连接。其中，T形换热部42两侧的凸起设置，一方面可以使高温火焰作用在T形换热部42下侧的箱壁后在向上的过程中可以进一步加热其中的水，同时，通过凸起可以进一步将高温火焰中的灰渣刮落下来。进一步循环至溴化锂空调机组6的换热部，从而使溴化锂空调机组6制冷或者制热。换热箱41的上部设置有烟气出口411，烟气出口411的下方设置多块多孔板412，烟气出口411与上管箱251连通，从而换热箱41内的高温烟气可以反过来作用到高温热解装置2内，为垃圾的烘干提供热源，从而实现能源的内部循环利用，通过T形换热部上方设置的多孔板412，可以使火焰喷管311中烟尘受到多孔板412的阻挠而下落，在换热箱41的底部设置有螺旋输送机413，将下落的灰渣自动抽送出去用作肥料或者建筑材料。与此同时，换热水箱420和溴化锂换热箱422的旁边还安装有外燃发动机8的加热气缸81，其中火焰喷管311喷出的火焰主要作用在加热气缸81上进而驱动外燃发动机8发电，其余火焰从加热气缸81经过作用在换热水箱420或者溴化锂换热箱422上进行换热。

在本实施例中，下管箱252的出口连接烟气处理装置5，烟气处理装置5包括依次连接的多级换热水处理区51、焦油分离区52、活性炭吸附区53，多级换热水处理区51外侧还设置有脱硫脱硝区511和氨碳处理区512，在本实施例中，多级换热水处理区51包括初级换热水处理区513、二级换热水处理区514和三级换热水处理区515，其中设置有换热芯体，用于产出生活所用的热水，其中，在整个综合处理站中，还设置有一个热水蒸汽区7，整个系统产生的热水（包括燃烧炉3的中空夹层318和多级换热水处理区51中的热水）均通过热水蒸汽区7输送到各个用户单元。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分布式生活垃圾能源化综合处理站，其特征在于，包括垃圾破碎机(1)、高温热解装置(2)、燃烧炉(3)、火焰换热装置(4)和烟气处理装置(5)，所述垃圾破碎机(1)的输出口与所述高温热解装置(2)的输入口连接，所述高温热解装置(2)的输出口与所述燃烧炉(3)的输入口连接，所述燃烧炉(3)包括一火焰喷管(311)，所述火焰喷管(311)伸入所述火焰换热装置(4)中，所述火焰换热装置(4)与所述高温热解装置(2)中管箱（25）的管箱进气口（255）连接，所述管箱（25）的管箱出气口（254）与所述烟气处理装置（5）连接。

2.根据权利要求1所述的分布式生活垃圾能源化综合处理站，其特征在于，所述高温热解装置（2）包括机架（21）和安装在机架（21）上的热解箱（22），所述热解箱（22）的上端设置有进料斗（23），下端设置有出料斗（24），该热解箱（22）的内部设置有供高温气体通过的管箱（25）和金属输送带（26），所述金属输送带（26）贴近所述管箱（25）传动，生活垃圾通过所述进料斗（23）进入所述金属输送带（26），并通过该金属输送带（26）从所述出料斗（24）输出。

3.根据权利要求2所述的分布式生活垃圾能源化综合处理站，其特征在于，所述金属输送带（26）上垂直其运动方向设置有隔板（27），所述管箱（25）为C形的双层结构，包括上管箱（251）和下管箱（252），所述上管箱（251）和下管箱（252）通过端部的连接管（253）而相互连通，所述金属输送带（26）从上管箱（251）的两侧通过，所述金属输送带（26）的上输送部分贴近所述上管箱（251），所述金属输送带（26）的下输送部分的隔板（27）贴近所述下管箱（252）。

4.根据权利要求3所述的分布式生活垃圾能源化综合处理站，其特征在于，所述金属输送带（26）的两侧固接有传动链条（261），所述传动链条（261）的任一内链板（263）上固接有挡板（262）从而使所述金属输送带（26）形成输送槽结构。

5.根据权利要求4所述的分布式生活垃圾能源化综合处理站，其特征在于，所述燃烧炉（3）包括炉体（31）、投料装置（32）、点火装置（33）、第一鼓风机（34）、第二鼓风机（35）和第三鼓风机（36），所述炉体（31）内部设置有水通过的中空夹层（318），所述炉体（31）通过一炉排（314）将其分为上部的炉膛（312）和下部的灰渣腔（313），所述炉膛（312）的上方设置有与外界连通的火焰喷管（311），所述投料装置（32）固接于所述炉膛（312）上部的侧壁上，所述点火装置（33）固接在所述炉膛（312）下部的侧壁上，所述第一鼓风机（34）与所述灰渣腔（313）连接，所述第二鼓风机（35）与所述火焰喷管（311）连接，所述第三鼓风机（36）与所述点火装置（33）连接，所述炉排（314）上设置有炉排通孔（317）。

6.根据权利要求5所述的分布式生活垃圾能源化综合处理站，其特征在于，所述火焰喷管（311）的内壁上设置有耐火层（315），所述耐火层（315）靠近火焰喷管（311）的出口位置向下凹陷成一环形槽（316），所述环形槽（316）与所述第一鼓风机（34）连通，所述点火装置（33）包括点火器（331）和生物质进料机（332），所述点火器（331）固接在所述炉膛（312）底部的外侧壁上，该点火器（331）与所述第三鼓风机（36）连接。

7.根据权利要求6所述的分布式生活垃圾能源化综合处理站，其特征在于，所述投料装置（32）包括进料管道（321）、气压锤（322）和气缸（323），所述进料管道（321）与所述炉体（31）固接，所述气压锤（322）的一端插接于所述进料管道（321）内，另一端与所述气缸（323）的活塞连接，所述进料管道（321）上设置有管道进料斗（324）。

8.根据权利要求7所述的分布式生活垃圾能源化综合处理站，其特征在于，所述火焰换热装置（4）包括换热箱（41）和T形换热部（42），所述换热箱（41）的两侧均设置有所述燃烧炉（3），所述T形换热部（42）设置于所述换热箱（41）内，包括一侧的换热水箱（420）和另一侧的溴化锂换热箱（423），所述换热水箱（420）和溴化锂换热箱（423）均与所述燃烧炉（3）的火焰喷管（311）相对，在所述换热箱（41）的外部设置有溴化锂空调机组（6），所述溴化锂空调机组（6）与所述溴化锂换热箱（422）连接，靠近所述换热水箱（420）和溴化锂换热箱（422）还安装有外燃发动机（8）的加热气缸（81），所述火焰喷管（311）与所述加热气缸（81）相对。

9.根据权利要求8所述的分布式生活垃圾能源化综合处理站，其特征在于，所述换热箱（41）的上部设置有烟气出口（411），所述烟气出口（411）的下方设置多块多孔板（412），所述烟气出口（411）与所述管箱进气口（255）连通。

10.根据权利要求9所述的分布式生活垃圾能源化综合处理站，其特征在于，所述管箱出气口（254）连接所述烟气处理装置（5），所述烟气处理装置（5）包括依次连接的多级换热水处理区（51）、焦油分离区（52）和活性炭吸附区（53），所述多级换热水处理区（51）外侧还设置有脱硫脱硝区（511）和氨碳处理区（512）。