CN108246763B - 一种垃圾连续无氧热裂解的隔排氧装置及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种垃圾连续无氧热裂解的隔排氧装置及处理方法。所述装置包括进料机与螺杆输送机连接，螺杆输送机上方设有刀箱和撕碎机；进料机通过与上烘干炉连接；上烘干炉通过上烘干炉输送装置与下烘干炉，上烘干炉通过气体输送管与下烘干炉连通；下烘干炉通过下烘干炉输送装置与裂解炉连通，下烘干炉通过集气装置与裂解炉顶部右侧连通；裂解炉与出料机连接；出料机的一端设有氮气补充装置。处理方法为：打开氮气补充装置，将分拣处理后的垃圾从撕碎机的刀箱喂入，刨碎机出料依次进入上烘干炉、下烘干炉干燥脱湿，再进入裂解炉；裂解炉中的料在无氧气氛中微波加热裂解；压实灰饼从出料机出口出料。本发明实现垃圾裂解系统持续无氧，断料无氧。
Description
技术领域
本发明属于垃圾处理技术领域，特别涉及一种垃圾连续无氧热裂解的隔排氧装置及处理方法。
背景技术
人类的活动，尤其是工业化城市化进程的加快对城市垃圾的处理技术在量和质提出了新的更高的要求。目前的生活垃圾处理技术主要有堆肥、生物填埋发酵腐烂气化、焚烧、贫氧热解气化等。堆肥作为早期处理垃圾的一种粗犷办法，主要适用于小规模生活垃圾量的处理，将部分垃圾转化为肥料再利用，这种处理技术存在土壤盐化风险。生物填埋发酵腐烂气化技术属于填埋处理方式，通过生物菌类长时期腐化垃圾，实现消纳，操作简单、费用低廉而广泛应用，但垃圾转化仅限于生物质有机物，除产生的沼气可以利用外、渗滤液、残渣等污染物渗透土壤、污染地下水和空气，且处理周期长，占用大量土地。应对城市垃圾减量化的迫切需求，焚烧处理成为目前主要手段，通过引进垃圾发电设备，推广国产化装备，垃圾的处理得到缓解，并在一定程度上实现低效的资源化，但二次污染，投资运行成本高等经济社会问题依然突出。
实现适应大体量城市生活垃圾的低能耗、无害化、资源化处理，有效控制二次污染成为国际社会处理生活垃圾的主要趋势。中国专利ZL201610050316.0公开了一种固体垃圾无氧催化热裂解方法，该方法提出在完全没有空气的无氧情况下，在流化炉中裂解干燥垃圾颗粒，该装置的使用有隔氧要求，但对其具体隔氧装置和技术方法未有说明。中国专利ZL200810202669.3公开了一种城市生活垃圾无氧热裂解气化处理装置，该装置通过热源循环实现垃圾处理的自能化和低能耗，通过无氧气化、液相吸收、废渣综合利用实现垃圾处理的二次污染控制及资源化。该装置的使用有隔氧要求，但对其具体隔氧装置和技术方法未有说明。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种垃圾连续无氧热裂解的隔排氧装置及其使用方法，实现垃圾裂解系统持续无氧，断料无氧，保证整个垃圾处理装置持续运行中的裂解过程可靠隔氧，提高无氧热裂解垃圾处理技术的安全性和可靠性。
本发明解决上述技术问题的所采用的技术方案是：一种垃圾连续无氧热裂解的隔排氧装置，其特征在于，包括进料机，进料机顶部的进料机入口与螺杆输送机的出口端连接，螺杆输送机的进料口上方设有一对通过齿轮啮合的刀箱和撕碎机；进料机内设有推进螺杆一，进料机的出口端通过刨碎机与上烘干炉顶部左侧连接，上烘干炉的右侧通过止回阀连接气体收集处理装置；上烘干炉底部右侧通过上烘干炉输送装置与下烘干炉顶部右侧连通，上烘干炉的左侧通过气体输送管与下烘干炉左侧连通；下烘干炉底部左侧通过下烘干炉输送装置与裂解炉顶部左侧连通，下烘干炉右侧通过集气装置与裂解炉顶部右侧连通；裂解炉底部右侧与出料机顶部的出料机入口连接，出料机内设有推进螺杆二，出料机的右端为出料机出口；出料机的一端设有氮气补充装置。
优选地，所述齿轮、进料机内的推进螺杆一、刨碎机、上烘干炉、下烘干炉、裂解炉、出料机内的推进螺杆二均通过一个减速机连接一个电机；上烘干炉输送装置、下烘干炉输送装置均采用电机驱动。
优选地，所述止回阀的两端各接入一个上烘干炉过滤装置。
优选地，所述上烘干炉右侧设有氧气浓度检测传感器一；下烘干炉右侧设有氧气浓度检测传感器二。
优选地，所述上烘干炉、下烘干炉内分别设有用于翻炒料的铲爪一、铲爪二。
优选地，所述氮气补充装置由制氮机从空气中分离氮气储存供应，纯度为99.5％。
优选地，所述出料机右端的出料机出口处设有密封盖；出料机的出口处向上延伸，与水平面呈30～60°角；出料机的底部设有支撑架。
优选地，所述进料机的进料机入口设于推进螺杆一输入端，推进螺杆一的输出端设有留空腔一，进料机的输出端设于刨碎机内，推进螺杆一输入端延伸至进料机外与驱动轴连接；出料机顶部的出料机入口设于推进螺杆二输入端，推进螺杆二设有留空腔二。
优选地，所述留空腔一、留空腔二的长度为100mm-300mm。
本发明还提供了一种垃圾连续无氧热裂解的隔排氧处理方法，其特征在于，采用上述垃圾连续无氧热裂解的隔排氧装置，包括以下步骤：
步骤1)：打开氮气补充装置，氮气自出料端向进料端方向充满整个腔体；
步骤2)：当上烘干炉和下烘干炉中任一炉体氧气体积浓度高于3％时，持续补充氮气，低于3％时，停止补充氮气；
步骤3)：将分拣处理后的垃圾从撕碎机的刀箱喂入；
步骤4)：从撕碎机输出的料经过螺杆输送机输送至进料机；
步骤5)：进入进料机的普通料饼在推进螺杆一的作用下挤压形成压实料饼进入刨碎机，留空腔一内始终存在压实料饼密封进料段，隔绝氧气；
步骤6)：刨碎机出料进入上烘干炉干燥脱湿；
步骤7)：上烘干炉出料经上烘干炉输送装置进入下烘干炉干燥脱湿；
步骤8)：下烘干炉的出料经下烘干炉输送装置进入裂解炉；
步骤9)：裂解炉中的料在无氧气氛中微波加热裂解；
步骤10)：裂解炉中裂解产生的高温气体经集气装置，流向下烘干炉，以与下烘干炉内料前进方向相反的方向运动穿过下烘干炉，经气体输送管进入上烘干炉，再以与上烘干炉内料前进方向相反的方向运动穿过上烘干炉，然后经止回阀输出至气体收集处理装置；
步骤11)：裂解炉中的料经过充分裂解后，形成灰渣进入出料机；
步骤12)：出料机中的灰渣在推进螺杆二的挤压作用下形成普通灰饼；
步骤13)：普通灰饼在推进螺杆二的作用下前进至留空腔二形成压实灰饼，留空腔二内始终存在压实灰饼密封段，压实灰饼从出料机出口出料。
优选地，所述压实灰饼推动可选的密封盖打开出灰，压实灰饼不足时，密封盖处于关闭状态。
本发明采用氮气反冲隔排氧气体控制、进料出料自封闭技术可实现垃圾裂解系统持续无氧，断料无氧，保证整个垃圾处理装置持续运行中的裂解过程可靠隔氧，提高无氧热裂解垃圾处理技术的安全性和可靠性。
附图说明
图1为本发明提供的一种垃圾连续无氧热裂解的隔排氧装置的结构示意图；
图2a为进料机的结构示意图；
图2b为进料机断料自封的示意图；
图3a为出料机的结构示意图；
图3b为出料机断料自封的示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例
如图1、2a-b、3a-b所示，为本发明提供的一种垃圾连续无氧热裂解的隔排氧装置，其包括进料机19，进料机19顶部的进料机入口27与螺杆输送机13的出口端连接，螺杆输送机13的进料口上方设有一对通过齿轮16啮合的刀箱15和撕碎机14；进料机19内设有推进螺杆一20，进料机19的出口端通过刨碎机21与上烘干炉23顶部左侧连接，上烘干炉23的右侧通过止回阀11连接气体收集处理装置12；上烘干炉23底部右侧通过上烘干炉输送装置8与下烘干炉25顶部右侧连通，上烘干炉23的左侧通过气体输送管24与下烘干炉25左侧连通；下烘干炉25底部左侧通过下烘干炉输送装置1与裂解炉5顶部左侧连通，下烘干炉25右侧通过集气装置6与裂解炉5顶部右侧连通；裂解炉5底部右侧与出料机2顶部的出料机入口32连接，出料机2内设有推进螺杆二3，出料机2的右端为出料机出口；出料机2的一端设有氮气补充装置4。齿轮16、进料机19内的推进螺杆一20、刨碎机21、上烘干炉23、下烘干炉25、裂解炉5、出料机2内的推进螺杆二3均通过一个减速机17连接一个电机18；上烘干炉输送装置8、下烘干炉输送装置1均采用电机驱动。止回阀11的两端各接入一个上烘干炉过滤装置10。上烘干炉23右侧设有氧气浓度检测传感器一9；下烘干炉25右侧设有氧气浓度检测传感器二7。上烘干炉23、下烘干炉25内分别设有用于翻炒料的铲爪一22、铲爪二26氮气补充装置4由制氮机从空气中分离氮气储存供应，纯度为99.5％。出料机2右端的出料机出口处设有密封盖34；出料机2的出口处向上延伸，与水平面呈30～60°角；出料机2的底部设有支撑架35。进料机19的进料机入口27设于推进螺杆一20输入端，推进螺杆一20的输出端设有留空腔一29，进料机19的输出端设于刨碎机21内，推进螺杆一20输入端延伸至进料机19外与驱动轴28连接；出料机2顶部的出料机入口32设于推进螺杆二3输入端，推进螺杆二32设有留空腔二33。留空腔一29、留空腔二33的长度为100mm-300mm。
一种垃圾连续无氧热裂解的隔排氧处理方法：
步骤1：打开氮气补充装置4，氮气自出料端向进料端方向充满整个腔体；
步骤2：当上烘干炉23和下烘干炉25中任一炉体氧气体积浓度高于3％时，持续补充氮气，低于3％时，停止补充氮气；
步骤3：将分拣处理后的垃圾从撕碎机14的刀箱15喂入；
步骤4：从撕碎机14输出的料经过螺杆输送机13输送至进料机19；
步骤5：进入进料机19的普通料饼31在推进螺杆一20的作用下挤压形成压实料饼30进入刨碎机21，留空腔一29内始终存在压实料饼30密封进料段，隔绝氧气；
步骤6：刨碎机21出料进入上烘干炉23干燥脱湿；
步骤7：上烘干炉23出料经上烘干炉输送装置8进入下烘干炉25干燥脱湿；
步骤8：下烘干炉25的出料经下烘干炉输送装置1进入裂解炉5；
步骤9：裂解炉5中的料在无氧气氛中微波加热裂解；
步骤10：裂解炉5中裂解产生的高温气体经集气装置6，流向下烘干炉25，以与下烘干炉25内料前进方向相反的方向运动穿过下烘干炉25，经气体输送管24进入上烘干炉23，再以与上烘干炉23内料前进方向相反的方向运动穿过上烘干炉23，然后经止回阀11输出至气体收集处理装置12；
步骤11：裂解炉5中的料经过充分裂解后，形成灰渣进入出料机2；
步骤12：出料机2中的灰渣在推进螺杆二3的挤压作用下形成普通灰饼36；
步骤13：普通灰饼36在推进螺杆二3的作用下前进至留空腔二33形成压实灰饼37，留空腔二33内始终存在压实灰饼37密封段，压实灰饼37从出料机出口出料；压实灰饼37推动可选的密封盖34打开出灰，压实灰饼37不足时，密封盖34处于关闭状态。
Claims (11)
1.一种垃圾连续无氧热裂解的隔排氧装置，其特征在于，包括进料机(19)，进料机(19)顶部的进料机入口(27)与螺杆输送机(13)的出口端连接，螺杆输送机(13)的进料口上方设有一对通过齿轮(16)啮合的刀箱(15)和撕碎机(14)；进料机(19)内设有推进螺杆一(20)，进料机(19)的出口端通过刨碎机(21)与上烘干炉(23)顶部左侧连接，上烘干炉(23)的右侧通过止回阀(11)连接气体收集处理装置(12)；上烘干炉(23)底部右侧通过上烘干炉输送装置(8)与下烘干炉(25)顶部右侧连通，上烘干炉(23)的左侧通过气体输送管(24)与下烘干炉(25)左侧连通；下烘干炉(25)底部左侧通过下烘干炉输送装置(1)与裂解炉(5)顶部左侧连通，下烘干炉(25)右侧通过集气装置(6)与裂解炉(5)顶部右侧连通；裂解炉(5)底部右侧与出料机(2)顶部的出料机入口(32)连接，出料机(2)内设有推进螺杆二(3)，出料机(2)的右端为出料机出口；出料机(2)的一端设有氮气补充装置(4)。
2.如权利要求1所述的垃圾连续无氧热裂解的隔排氧装置，其特征在于，所述齿轮(16)、进料机(19)内的推进螺杆一(20)、刨碎机(21)、上烘干炉(23)、下烘干炉(25)、裂解炉(5)、出料机(2)内的推进螺杆二(3)均通过一个减速机(17)连接一个电机(18)；上烘干炉输送装置(8)、下烘干炉输送装置(1)均采用电机驱动。
3.如权利要求1所述的垃圾连续无氧热裂解的隔排氧装置，其特征在于，所述止回阀(11)的两端各接入一个上烘干炉过滤装置(10)。
4.如权利要求1所述的垃圾连续无氧热裂解的隔排氧装置，其特征在于，所述上烘干炉(23)右侧设有氧气浓度检测传感器一(9)；下烘干炉(25)右侧设有氧气浓度检测传感器二(7)。
5.如权利要求1所述的垃圾连续无氧热裂解的隔排氧装置，其特征在于，所述上烘干炉(23)、下烘干炉(25)内分别设有用于翻炒料的铲爪一(22)、铲爪二(26)。
6.如权利要求1所述的垃圾连续无氧热裂解的隔排氧装置，其特征在于，所述氮气补充装置(4)由制氮机从空气中分离氮气储存供应，纯度为99.5％。
7.如权利要求1所述的垃圾连续无氧热裂解的隔排氧装置，其特征在于，所述出料机(2)右端的出料机出口处设有密封盖(34)；出料机(2)的出口处向上延伸，与水平面呈30～60°角；出料机(2)的底部设有支撑架(35)。
8.如权利要求1-7任意一项所述的垃圾连续无氧热裂解的隔排氧装置，其特征在于，所述进料机(19)的进料机入口(27)设于推进螺杆一(20)输入端，推进螺杆一(20)的输出端设有留空腔一(29)，进料机(19)的输出端设于刨碎机(21)内，推进螺杆一(20)输入端延伸至进料机(19)外与驱动轴(28)连接；出料机(2)顶部的出料机入口(32)设于推进螺杆二(3)输入端，推进螺杆二(32)设有留空腔二(33)。
9.如权利要求8所述的垃圾连续无氧热裂解的隔排氧装置，其特征在于，所述留空腔一(29)、留空腔二(33)的长度为100mm-300mm。
10.一种垃圾连续无氧热裂解的隔排氧处理方法，其特征在于，采用权利要求8或9所述的垃圾连续无氧热裂解的隔排氧装置，包括以下步骤：
步骤1)：打开氮气补充装置(4)，氮气自出料端向进料端方向充满整个腔体；
步骤2)：当上烘干炉(23)和下烘干炉(25)中任一炉体氧气体积浓度高于3％时，持续补充氮气，低于3％时，停止补充氮气；
步骤3)：将分拣处理后的垃圾从撕碎机(14)的刀箱(15)喂入；
步骤4)：从撕碎机(14)输出的料经过螺杆输送机(13)输送至进料机(19)；
步骤5)：进入进料机(19)的普通料饼(31)在推进螺杆一(20)的作用下挤压形成压实料饼(30)进入刨碎机(21)，留空腔一(29)内始终存在压实料饼(30)密封进料段，隔绝氧气；
步骤6)：刨碎机(21)出料进入上烘干炉(23)干燥脱湿；
步骤7)：上烘干炉(23)出料经上烘干炉输送装置(8)进入下烘干炉(25)干燥脱湿；
步骤8)：下烘干炉(25)的出料经下烘干炉输送装置(1)进入裂解炉(5)；
步骤9)：裂解炉(5)中的料在无氧气氛中微波加热裂解；
步骤10)：裂解炉(5)中裂解产生的高温气体经集气装置(6)，流向下烘干炉(25)，以与下烘干炉(25)内料前进方向相反的方向运动穿过下烘干炉(25)，经气体输送管(24)进入上烘干炉(23)，再以与上烘干炉(23)内料前进方向相反的方向运动穿过上烘干炉(23)，然后经止回阀(11)输出至气体收集处理装置(12)；
步骤11)：裂解炉(5)中的料经过充分裂解后，形成灰渣进入出料机(2)；
步骤12)：出料机(2)中的灰渣在推进螺杆二(3)的挤压作用下形成普通灰饼(36)；
步骤13)：普通灰饼(36)在推进螺杆二(3)的作用下前进至留空腔二(33)形成压实灰饼(37)，留空腔二(33)内始终存在压实灰饼(37)密封段，压实灰饼(37)从出料机出口出料。
11.如权利要求10所述的垃圾连续无氧热裂解的隔排氧处理方法，其特征在于，所述压实灰饼(37)推动可选的密封盖(34)打开出灰，压实灰饼(37)不足时，密封盖(34)处于关闭状态。
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