CN108620419B - 一种有机废弃物低温原位降解反应装置及应用 - Google Patents

Abstract

一种有机废弃物低温原位降解反应装置，由磁脉冲反应器、旋转装置、测温装置、测湿装置和补水装置组成，通过电磁转化产生热量供有机物在150‑180℃下进行热分解，能够将餐厨垃圾、秸秆、园林绿化垃圾、米糠、草或麦麸子等有机废弃物在16‑24小时内可转化为二氧化碳、水、无机矿物质等。本发明的优点是：该反应装置具有能耗低、成本低、占地面积小、易于操作、安全可靠的特点；在搅拌装置定期搅拌下，可实现物料的充分翻动，充分与氧接触，避免反应不完全，有效降低一氧化碳产生；本装置通过精确的热电偶控温并结合磁脉冲技术极大节约能源消耗；本反应条件有效遏制二噁英产生的同时通过物料扰动提高反应速度，有机物降解效率高达80%以上。

Description

一种有机废弃物低温原位降解反应装置及应用

技术领域

本发明涉及有机废弃物磁热转换处理技术，特别是一种有机废弃物低温原位降解反应装置及应用。

背景技术

随着科技的进步和人民生活水平的提升，人民对饮食、绿化和环境愈发重视，由此产生大量的农业废弃物及园林绿化垃圾，这些废弃物不仅与人争地，同时影响城市形象。与此同时，作为日常生活中的厨余垃圾产量伴随着生活水平的提高大幅增长，成为危害环境的重要污染源之一。为了解决这一问题，垃圾填埋和焚烧成为常规处理手段。由于废弃物中含有大量的生物质垃圾和水分，在填埋过程中降解缓慢，另外其腐败酸化后会产生渗滤液和沼气，不但污染地表水和地下水资源，而且容易导致火灾乃至爆炸的危险，严重危害周围人民的生命财产。露天垃圾焚烧污染大气环境，影响交通运输。通过垃圾焚烧设备处理，由于热值低，不便于利用，造成处理费用大幅提升。因此，如何快速将其减量化、无害化是首要任务。

当前有机废弃物的处理方式包括中高温热处理，即焚烧发电方法以及生物发酵方法。这些方法虽能对原料进行资源化利用，但是由于热值低，发电过程产生的能源不够需要补充煤，大幅提升综合处理成本；微生物处理周期长，附加值低，综合处理成本和运行成本高。为此，本技术为了解决现有的有机废弃物处理处置过程中的难题，开发了利用磁脉冲技术的低温原位热处理方法。本装置采用一次投入原料，启动后可以连续运行；间歇式脉冲供热，降低能量消耗。本装置包括：脉冲反应器、旋转装置、测温装置、测湿装置、补水装置、排气管路和排液口。装置设置湿度控制系统，通过喷头，使得加入的水分能够在反应器中与物料均匀接触。本装置通过PLC程序控制实现旋转、控温、调节湿度、进料与出料等一系列自动化操作。该装置具有结构简单、成本低、处理量大、节约能源、自动化程度高、易于操作、安全可靠等特点。

发明内容

本发明目的在于克服现有降解装置的不足，提供一种有机废弃物低温原位降解反应装置及应用，与现有设备相比，可以有效提高降解效率，减量化程度高，节约能源消耗，实现批量化生产，降低处理成本。

本发明的技术方案：

一种有机废弃物低温原位降解反应装置，该装置是由磁脉冲反应器、旋转装置、测温装置、测湿装置、补水装置、排气管路和排液口组成，磁脉冲反应器包括箱体、发热管路，发热管路内部为铜线圈缠绕铁芯、外部为陶瓷包裹，箱体为卧式圆筒形，由304不锈钢构成，箱体一侧设有齿轮且与旋转装置相连接，另一侧对应位置与排气管路相连接且连接处为滚珠轴承式，箱体设有物料入口和出口；补水装置由加液管道和雾化喷头组成，加液管道进入发酵反应器后在液体出口设有雾化喷头；旋转装置包括电机和传动齿轮，通过传动齿轮带动箱体旋转；测温装置传感器探头和测湿装置的传感器探头分别位于反应装置内并通过导线与控制室的测温仪和测湿仪连接；排气管路下设有冷凝液收集槽并通过排液管道连接进入补水装置，实现液体循环。在加热过程中水及微量焦油随气体排放过程中冷凝进入冷凝液收集槽并通过排液管道进入补水装置，排气管路为聚四氟乙烯材质；排气管路与箱体连接处采用中空空气过滤网，避免物料进入排气管路；整个箱体是由两个滚轴底座支撑。

一种有机废弃物低温原位降解反应装置的应用，采用一次加入有机废弃物磁热转换处理法进行有机物的降解反应，步骤如下：

1）将有机废弃物直接加入反应装置，启动装置；

2）在电磁场作用下，通过脉冲电磁来持续产生对流效应并进行累积，从而形成局部高温，物料被迅速加热至150-180℃；

3）通过测温计和测湿计显示物料的温度和湿度，利用测温计通过程序控制来维持电磁强度，从而维持体系温度稳定，利用加液管道补水使湿度保持在5-10%，加水时加液管道的雾化喷头孔径为1mm；

4）降解反应过程中，旋转装置每4-12h启动一次，将箱体顺时针旋转90°，维持2分钟后恢复初始状态；

5）降解16-24小时，有机废弃物完成降解，降解后的无机盐残余物从出口排出。

所述有机废弃物为餐厨垃圾、秸秆、园林绿化垃圾、米糠、草或麦麸子，粒度为≤10cm。

本发明的优点和有益效果是：

有机废弃物低温原位降解反应装置具有占地面积小、减量化程度高、能耗低、成本低、降解速度快、易于操作、安全可靠的特点，通过电磁转换产生热能，热效率高，加热效果好；定期的选择能够有效提高反应底物与空气的接触，提高氧化速度；本装置通过精确的热电偶控温并在磁脉冲技术的辅助供能下，极大节约能源消耗，并提高了降解效率，缩短了降解时间。

附图说明

图1为反应装置正视结构示意图。

图2为反应装置左视结构示意图。

图3为反应装置右视结构示意图。

图中：1.箱体 2.磁脉冲发热管路 3.齿轮 4.滚珠轴承

5.物料入口 6.物料出口 7.加液管道 8.雾化喷头 9.电机

10.传动齿轮 11.测温装置传感器探头 12.测湿装置传感器探头

13.排气管路 14.冷凝液收集孔 15.排液管道 16.补水装置水槽

17.中空空气过滤网 18.水泵 19-I、19-II.滚轴底座。

具体实施方式

本发明通过以下实施例结合附图进一步详述，但本实施例所叙述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。

实施例1：

一种有机废弃物低温原位降解反应装置，该装置是由磁脉冲反应器、旋转装置、测温装置、测湿装置、补水装置、排气管路和排液口组成，磁脉冲反应器包括箱体1、磁脉冲发热管路2，磁脉冲发热管路内部为铜线圈缠绕铁芯、外部为陶瓷包裹，箱体1为卧式圆筒形，由304不锈钢构成，箱体一侧设有齿轮3且与旋转装置相连接，另一侧对应位置与排气管路相连接且连接处为滚珠轴承4，箱体设有物料入口5和出口6；补水装置由加液管道7和雾化喷头8组成，加液管道7进入磁脉冲反应器后在液体出口设有雾化喷头8；旋转装置包括电机9和传动齿轮10，通过传动齿轮10带动箱体1旋转；测温装置传感器探头11和测湿装置的传感器探头12分别位于反应装置内并通过导线与控制室的测温仪和测湿仪连接；排气管路13下设有冷凝液收集孔14并通过排液管道15连接进入补水装置水槽16，实现冷凝液体循环。在加热过程中水及微量焦油随气体排放过程中冷凝进入冷凝液收集孔14并通过排液管道进入补水装置水槽16，再通过水泵18进入补水管道，排气管路为聚四氟乙烯材质；排气管路与箱体连接处采用中空空气过滤网17，避免物料进入排气管路；整个箱体是由两个滚轴底座19-I和19-II支撑。

该实施例中，低温原位降解反应装置的尺寸为长4m、宽3m、高10m，其有机废弃物装填量为2吨；水泵采用型号为WQ，南方泵业股份有限公司产品；加液管路末端的雾化器采用宜兴市亿润环保设备有限公司产品；传动装置所用电机为JXJE74浙江永嘉调速机厂产品；测温装置的控温热电偶为型号WRE，江苏金湖仪表电器设备厂产品；测湿装置的长探针湿度计为型号XSD-1，上海昌吉地质仪器有限公司产品。上述低温原位降解反应装置由天津尚誉盛科技发展有限公司制造。

以下实施例为利用上述低温原位降解反应装置进行有机废弃物降解。

实施例2：

一种有机废弃物低温原位降解反应装置的应用，采用一次加入有机废弃物磁热转换处理法进行有机物的降解反应，步骤如下：

1）将餐厨垃圾有机废弃物直接加入反应装置，启动装置；

2）在电磁场作用下，通过脉冲电磁来持续产生对流效应并进行累积，从而形成局部高温，物料被迅速加热至180℃；

3）通过测温计和测湿计显示物料的温度和湿度，利用测温计通过程序控制来维持电磁强度，从而维持体系温度稳定，利用加液管道补水使湿度保持在7%，加水时加液管道的雾化喷头孔径为1mm；

4）降解反应过程中，旋转装置每6h启动一次，将箱体顺时针旋转90°，维持2分钟后恢复初始状态；

5）降解18小时，餐厨垃圾中有机成分被完全降解，降解后的无机盐残余物从出口排出。

利用本发明装置及技术能够快速实现餐厨垃圾的减量化和无害化，减量化程度不低于80%，且运行成本低，占地面积小，无二噁英等有毒有害物质排放。

实施例3：

一种有机废弃物低温原位降解反应装置的应用，采用一次加入有机废弃物磁热转换处理法进行有机物的降解反应，步骤如下：

1）将粒度不大于10cm的园林绿化垃圾与餐厨垃圾按重量比1:2直接加入反应装置，启动装置；

2）在电磁场作用下，通过脉冲电磁来持续产生对流效应并进行累积，从而形成局部高温，物料被迅速加热至170℃；

3）通过测温计和测湿计显示物料的温度和湿度，利用测温计通过程序控制来维持电磁强度，从而维持体系温度稳定，利用加液管道补水使湿度保持在8%，加水时加液管道的雾化喷头孔径为1mm；

4）降解反应过程中，旋转装置每8h启动一次，将箱体顺时针旋转90°，维持2分钟后恢复初始状态；

5）降解16小时，园林绿化垃圾和餐厨垃圾完成降解，降解后的无机盐残余物从出口排出。

利用本发明装置及技术能够快速实现园林绿化垃圾与餐厨垃圾混合物的减量化和无害化，减量化程度不低于90%，且运行成本低，占地面积小，无二噁英等有毒有害物质排放。

Claims (4)

1.一种有机废弃物低温原位降解反应装置，该装置是由磁脉冲反应器、旋转装置、测温装置、测湿装置、补水装置、排气管路和排液口组成，磁脉冲反应器包括箱体、发热管路，发热管路内部为铜线圈缠绕铁芯、外部为陶瓷包裹，箱体为卧式圆筒形，由304不锈钢构成，箱体一侧设有齿轮且与旋转装置相连接，另一侧对应位置与排气管路相连接且连接处为滚珠轴承式，箱体设有物料入口和出口；补水装置由加液管道和雾化喷头组成，加液管道进入反应器后在液体出口设有雾化喷头；旋转装置包括电机和传动齿轮，通过传动齿轮带动箱体旋转；测温装置传感器探头和测湿装置的传感器探头分别位于反应装置内并通过导线与控制室的测温仪和测湿仪连接；排气管路下设有冷凝液收集槽并通过排液管道连接进入补水装置，实现液体循环；整个箱体是由两个滚轴底座支撑；利用程序控制来维持电磁强度，实现反应温度为150-180℃，湿度5-10%。

2.根据权利要求1所述有机废弃物低温原位降解反应装置，其特征在于：所述在加热过程中水及微量焦油随气体排放过程中冷凝进入冷凝液收集槽并通过排液管道进入补水装置，排气管路为聚四氟乙烯材质，且排气管路与箱体连接处采用中空空气过滤网，避免物料进入排气管路。

3.一种如权利要求1所述有机废弃物低温原位降解反应装置的应用，其特征在于采用一次加入有机废弃物磁热转换处理法进行有机物的降解反应，步骤如下：

1）将有机废弃物直接加入反应装置，启动装置；

2）在电磁场作用下，通过脉冲电磁来持续产生对流效应并进行累积，从而形成局部高温，物料被迅速加热至150-180℃；

3）通过测温计和测湿计显示物料的温度和湿度，利用测温计通过程序控制来维持电磁强度，从而维持体系温度稳定，利用加液管道补水使湿度保持在5-10%，加水时加液管道的雾化喷头孔径为1mm；

4）降解反应过程中，旋转装置每4-12h启动一次，将箱体顺时针旋转90°，维持2分钟后恢复初始状态；

5）降解16-24小时，有机废弃物完成降解，降解后的无机盐残余物从出口排出。

4.根据权利要求3所述有机废弃物低温原位降解反应装置的应用，其特征在于：所述有机废弃物为餐厨垃圾、秸秆、园林绿化垃圾、米糠、草或麦麸子，粒度为≤10cm。

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