CN109489042A - 一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排 - Google Patents

Abstract

一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排，涉及一种生活垃圾处理装置组件，该炉排为可360°转动的活动炉排，包括炉排壳体、转动轴、链轮组、通过炉排电机带动的减速传动机构、有热释电效应的蜂窝状陶瓷体、永久磁铁；所述的炉排壳体上均匀设置有透气孔，转动轴穿过炉排壳体后两端可转动安装在炉体上，且转动轴的一端通过所述的链轮组与减速传动机构连接；所述的永久磁铁、蜂窝状陶瓷体相间设置在炉排壳体内，且永久磁铁的N极与S极相向、间隔组对建立原始磁场。本发明可实现垃圾无害化、日产日清处理，具有安全、清洁、效率高、经济、节能等特点，非常适宜于乡村大规模使用。

Description

一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排

技术领域

本发明涉及一种生活垃圾处理装置，特别是一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排。

背景技术

据统计我国年产生活垃圾约3.1亿吨，庞大的生活垃圾对环境的危害日益显现；生活垃圾处理的常规方法包括焚烧、填埋、堆肥等。这些常规方法具有一定的方便性，但也存在诸多缺陷，不但存在占地、处理效果差、处理效率低下的问题，同时也存在二次污染问题。例如，生活垃圾焚烧是减量化、无害化处理的重要手段，但焚烧产生的二噁英、重金属、酸性气体等容易造成环境二次污染，要消除烟气中这些有毒有害物质必须建设复杂的多种容器管道等处理设施和消耗大量的石灰、活性炭等处理剂，同时烟气处理产生的飞灰属于危险废物，必须经过特殊处理才能达到安全处理要求，特别是现有生活垃圾热值普遍低于1000kcal、含水量可达50%、灰份高达20%，从而使得垃圾焚烧处理装置占地大、设备投资昂贵、运行费用高。

而生活垃圾处理的新兴处理方法包括沼气、微波、等离子等。新兴的处理方法虽然可以高效处理垃圾，但大部分都离不开外部动力源，系统庞大，设备投资与基建规模复杂，无法即时处理临时、偏远分散、不便集中的村屯等地生活垃圾。也有不少发明人提出了各种各样的生活垃圾处理器，例如：

（1）申请公布号为CN1935399A的《一种有机物垃圾的分解处理方法及有机物垃圾热处理器》，公开了释电材料在一定温度下释放电子作不规则运动，在周围设置的永久磁场作用下，激励加速螺旋运动，伴随相互撞击，轰击有机物质产生正离子和电子，诱发电晕等离子体反应，出现极不稳定电场。而新产生的正离子和电子，又随机地倍增诱发电晕等离子体反应，使临近有机质产生正离子和电子，从而产生链式电晕热等离子反应。进而将有机质气化分解为水蒸气、带有负离子的气体和少量带有负离子的灰烬。经过空气磁化器，带有负离子的空气，进入电晕等离子体反应区域，在受扰动的原始磁场和不稳定电场的共同激励下，产生紊流，促进链式电晕等离子体反映扩散开来，加速有机质的气化，取得了较好的效果。由于垃圾分解是在底板上进行，与产生的灰渣残留物与反应物混在一起，没有明显的分层分界线，且底部分布有竖立的进气管，导致出渣生产操作很困难、生产处理能力大打折扣。

（2）申请公布号为CN102284467A的《等离子垃圾处理系统及方法》，公开了过热蒸汽干燥器将垃圾进行干燥；等离子气化炉在等离子火炬高温作用下，将干燥的垃圾热解，产生包含氢气、一氧化碳和二氧化碳的混合气；高温换热器将混合气进行换热降温；氧气换热器用换热降温后的混合气对助燃的氧气进行加热，输出烟气；骤冷塔用碱液对氧气换热器输出的烟气进行降温和脱酸处理；第一除尘器对骤冷塔处理后的烟气进行除尘；引风机传送第一除尘器除尘后的烟气；燃气内燃机用引风机传送的烟气带动发电机发电，输出烟气；余热锅炉将燃气内燃机输出的烟气进行降温；第二除尘器将余热锅炉降温后的烟气进行除尘，送入烟囱内排放；这套装置技术含量高，设备投资复杂，不适合乡村小规模处理量要求。

（3）申请公布号为CN103341482A的《一种无动力生活垃圾闪蒸矿化处理器》公开了箱体、烟囱及进气系统，它采用离子增量装置，利用闪蒸矿化原理，实现生活垃圾减量化、无害化；其弊端也是由于垃圾分解是在底板上进行，与产生的灰渣残留物与反应物混在一起，没有明显的分层分界线，且底部分布有竖立的进气管，导致出渣生产操作很困难、生产处理能力大打折扣。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种可实现垃圾无害化，具有安全、清洁、效率高、经济、节能、出渣操作简便特点的一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排，以适宜于乡村大规模使用。

解决上述技术问题的技术方案是：一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排，该炉排为可360°转动的活动炉排，包括炉排壳体、转动轴、链轮组、有热释电效应的蜂窝状陶瓷体、永久磁铁、通过炉排电机带动的减速传动机构；所述的炉排壳体上均匀设置有透气孔，转动轴穿过炉排壳体后两端可转动安装在炉体上，且转动轴的一端通过所述的链轮组与减速传动机构连接；所述的永久磁铁、蜂窝状陶瓷体相间设置在炉排壳体内，且永久磁铁的N极与S极相向、间隔组对建立原始磁场。

本发明的进一步技术方案是：所述的炉排壳体为断截面上纵横方向尺寸不同的中空壳体，横方向为长轴方向，纵方向为短轴方向；所述的蜂窝状陶瓷体其断截面形状与炉排壳体断截面形状相吻合，蜂窝状陶瓷体的透气通孔方向为炉排壳体断截面的短轴方向。

本发明的再进一步技术方案是：所述的炉排壳体在正常生产时其断截面的长轴方向处于水平位置，此时相邻两个单炉排间的缝隙L处于最小尺寸：5～10mm。

本发明的再进一步技术方案是：所述的永久磁铁是磁场强度为100000～150000高斯的稀土合金强磁板，厚度为15～20mm。

由于采用上述结构，本发明之一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排与现有技术相比，具有以下有益效果：

1. 可实现垃圾无害化、日产日清处理的良好效果

由于本发明的炉排为可360°转动的活动炉排，该炉排包括炉排壳体、转动轴、链轮组、通过炉排电机带动的减速传动机构、有热释电效应的蜂窝状陶瓷体、永久磁铁；所述的炉排壳体上均匀设置有透气孔，转动轴穿过炉排壳体后两端可转动安装在炉体的中下部，且转动轴的一端通过所述的链轮组与减速传动机构连接；所述的永久磁铁、蜂窝状陶瓷体相间设置在炉排壳体内，且永久磁铁的N极与S极相向、间隔组对建立原始磁场。因此，本发明的每个炉排是由多对永久磁铁与蜂窝状陶瓷体构成一个产生负离子的磁芯组件即炉排空气磁化器。使用时，将生活垃圾装入上述炉排上方的炉体炉膛内；引燃炉膛下层的生活垃圾使之裂解以释放正离子和电子，启动炉膛内电晕热等离子体反应。电晕热等离子体反应分解生活垃圾产生少量带磁性的负离子灰烬沉积下来、含负离子的气体和水蒸气从炉体的排气筒向外排出；开启炉底下部的进气门，让空气经过炉排空气磁化器转变成含负离子的磁化活性空气进入炉膛内补充气体和电子并使炉膛内的气体产生紊流，使电晕热等离子体反应扩散开，加速生活垃圾的电晕热等离子体反应分解；使垃圾中的有机物及可燃物碳化，最终实现垃圾无害化、日产日清处理的良好效果。

2．安全

本发明是通过随机的链式电晕热等离子体反应来对有机物质进行分解处理的，所以在分解处理过程中，尽管各个发生电晕热等离子体反应的位置点在0.5秒～1秒的电晕热等离子体寿命期内瞬间温度相当高，但炉体内部的温度相对而言要低很多。因此本装置运行中及其安全，不易发生火灾事故和灼伤操作员的事故。

3．清洁

本装置是通过随机的电晕热等离子体反应来对有机物质进行分解处理的，分解处理的瞬间温度相当高，不会产生二噁英等对人体和环境有影响的有毒有害物质。与通常的燃烧焚化处理相比，残余的灰烬数量少，易于处理；排出的气体中，二氧化碳含量极少，不会增加地球的温室效应，而且富含对环境有益的负离子。特别是使用了碱性清烟消臭液体回收器消除排放气体中的异味和烟尘，排放的气体对环境影响更小，更清洁卫生。

4．效率高

本装置可以连续不断的运行工作。已处理容积为8立方米的样机为例，在开始工作阶段8立方米的有机物垃圾大约5小时就可以分解掉将近5立方米，需要打开投料盖再补充5立方米的有机物垃圾；连续运行工作一段后补充等量垃圾物料的时间周期逐渐缩短，连续运行工作一个月后补充等量垃圾物料的时间周期可缩短到大约2～3小时，日处理量按每天24小时计算可达30～40立方米。

5．经济

本装置除启动电晕热等离子体反应阶段短时间引燃少量有机物垃圾，需要极小量的外部能源外，启动后在分解处理垃圾物料时不需要任何外部能源；其结构特别简单坚固，基本不需要维修；使用寿命长；以场地费及员工费用为主的运行费用相对现有的技术而言非常低。

6．节能

本装置除启动电晕热等离子体反应阶段短时间引燃少量热值高的干燥垃圾物料，需要极小量的外部能源外，启动后在分解处理垃圾物料时不需要任何外部能源和工作物质；相对现有的技术而言能源消耗非常低。在资源循环和环境保护问题正成为全球性社会问题的今天，有其广泛的应用价值和发展前景。

7. 出渣操作简便

本发明的炉排壳体为断截面上纵横方向尺寸不同的中空壳体，横方向为长轴方向，纵方向为短轴方向；该炉排壳体在正常生产时其断截面的长轴方向处于水平位置，此时相邻两个单炉排间的缝隙处于最小尺寸：5～10mm；当在排灰出渣过程中要转动炉排时,因炉排壳体断截面的纵横方向尺寸差异使相邻两个单炉排间的缝隙由小向大变动（即打开炉排出灰缝），灰渣就从间隙中落下，继续转动炉排其缝隙又会变小（即关闭炉排出灰缝），防止过度排灰出渣甚至将未处理的垃圾排出。因此，本发明的出渣是通过转动炉排即可实现，其操作比较简便，特别是上述特殊的炉排结构可保证只出燃烧完全的暖热灰、未分解完全的烫热灰（带碳火）不会带出炉外，结构比较可靠。

8. 适宜于乡村大规模使用

本发明的垃圾分解本身无需另外的辅助燃料与能源，处理成本低，只有人员工资与少量动力机械所需电费，非常适宜于乡村大规模使用。

下面，结合附图和实施例对本发明之一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：实施例一所述本发明之一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排的结构示意图（活动单炉排），

图2：图1的俯视剖视图，

图3：图1的A部放大示意图，

图4：图3的俯视图，

图5：实施例一所述永久磁铁产生的磁力线示意图，

图6：图1的B-B剖视（断截面）放大示意图，

图7：实施例一所述热释电蜂窝陶瓷体的主视剖视图，

图8：图7的俯视图，

图9：实施例二所述本发明之一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排的结构示意图（活动多炉排），

图10：实施例二所述本发明之一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排在旋转90度后的示意图；

图11：实施例三所述热释电蜂窝陶瓷体的菱形断截面图，

图12：实施例三所述炉排断截面示意图，

图13：实施例三所述炉排旋转90度后的示意图；

图14：实施例四所述热释电蜂窝陶瓷体的三角形断截面图，

图15：实施例四所述炉排断截面示意图，

图16：实施例四所述炉排旋转90度后的示意图；

图17：实施例五所述热释电蜂窝陶瓷体的椭圆形断截面图，

图18：实施例五所述炉排断截面示意图，

图19：实施例五所述炉排旋转90度后的示意图；

图20：实施例六所述热释电蜂窝陶瓷体的正六边形断截面图，

图21：实施例六所述炉排断截面示意图，

图22：实施例六所述炉排旋转90度后的示意图。

在上述附图中，各附图标记说明如下：

1-炉排壳体，101-炉排壳体透气孔，2-转动轴，3-链轮组，4-减速传动机构，5-蜂窝状陶瓷体，6-永久磁铁，

K-空气，HK-活化空气，H-灰渣，L-相邻两个单炉排间的缝隙。

具体实施方式

实施例一

图1至图2中公开的是一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排，该炉排为可360°转动的活动单炉排，包括炉排壳体1、转动轴2、链轮组3、有热释电效应的蜂窝状陶瓷体4、永久磁铁5、通过炉排电机带动的减速传动机构；其中：

所述的炉排壳体1为断截面上纵横方向尺寸不同的中空壳体，横方向为长轴方向，设为X轴方向；纵方向为短轴方向，设为Y轴方向，该炉排壳体1的断截面形状为矩形；炉排壳体1的上下两面分别均匀设置有炉排壳体透气孔101；

所述的转动轴2穿过炉排壳体1后两端通过轴承及轴承座可转动安装在炉体的中下部，且转动轴2的一端与链轮组3连接；

所述的蜂窝状陶瓷体4其断截面形状与炉排壳体1断截面形状相吻合，均为矩形，蜂窝状陶瓷体4的透气通孔方向为炉排壳体1断截面的短轴方向，即Y轴方向；

所述的永久磁铁5是磁场强度为100000～150000高斯的稀土合金强磁板，厚度为15～20mm；永久磁铁5与蜂窝状陶瓷体4相间设置在炉排壳体1内，且永久磁铁5的N极与S极相向、间隔组对建立原始磁场；

所述的链轮组3与减速传动机构（图中未示出）连接，炉排电机通过减速传动机构带动整个炉排进行360°转动。

作为本实施例一的一种变换，所述的炉排壳体1、蜂窝状陶瓷体4的断截面纵横方向尺寸也可以相同。

实施例二

图9中公开的是又一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排，该炉排为可360°转动的活动多炉排，包括10个并排在一起的单炉排，每个单炉排均包括炉排壳体1、转动轴2、链轮组3、有热释电效应的蜂窝状陶瓷体4、永久磁铁5，首个单炉排还包括有通过炉排电机带动的减速传动机构；其中：

所述的炉排壳体1为断截面上纵横方向尺寸不同的中空壳体，横方向为长轴方向，设为X轴方向；纵方向为短轴方向，设为Y轴方向，该炉排壳体1的断截面形状为矩形；炉排壳体1的上下两面分别均匀设置有炉排壳体透气孔101；

所述的转动轴2穿过炉排壳体1后两端通过轴承及轴承座可转动安装在炉体的中下部，且转动轴2的一端与链轮组3连接；

所述的蜂窝状陶瓷体4其断截面形状与炉排壳体1断截面形状相吻合，均为矩形，蜂窝状陶瓷体4的透气通孔方向为炉排壳体1断截面的短轴方向，即Y轴方向；

所述的永久磁铁5是磁场强度为100000～150000高斯的稀土合金强磁板，厚度为15～20mm；永久磁铁5与蜂窝状陶瓷体4相间设置在炉排壳体1内，且永久磁铁5的N极与S极相向、间隔组对建立原始磁场；

首个单炉排的链轮组3与减速传动机构连接，相邻两个单炉排的链轮组3之间相互啮合，炉排电机通过减速传动机构带动整个炉排进行360°转动。

上述炉排壳体1、转动轴2、链轮组3、蜂窝状陶瓷体4、永久磁铁5均同实施例一，所不同的是炉排壳体1、蜂窝状陶瓷体4的断截面纵横方向尺寸必须不同。

上述炉排壳体1在正常生产时其断截面的长轴方向（即X轴方向）处于水平位置，此时两个相邻单炉排间隙L处于最小尺寸：5～10mm之中的任一数值。

本发明将炉排壳体1、蜂窝状陶瓷体4的断截面设为纵横方向尺寸不同，这样是因为：转动炉排时两个相邻单炉排间隙就会变化从而让灰渣从间隙中排出，炉膛在引风机的抽力作用下为负压状态，烟气不断被引出，使炉排下部的空气中的氧气源源不继地透过炉排上的透气孔进入到炉排上方的分解反应层参与裂解反应；当排灰出渣过程中要转动炉排，因炉排壳体断截面的纵横方向尺寸差异使相邻两个单炉排间的缝隙L由小向大变动（即打开炉排出灰缝），灰渣就从相邻两个单炉排间的缝隙中落下，继续转动炉排其缝隙又会变小（关闭炉排出灰缝）、防止过度排灰出渣甚至将未处理的垃圾排出。

实施例三

一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排，该装置的基本结构同实施例二，所不同之处在于：炉排壳体1及蜂窝状陶瓷体4的断截面形状均为菱形，图11中所示的是热释电蜂窝陶瓷体的异形截面图，图12中所示的是炉排断截面示意图，图13中所示的是炉排旋转90度后的示意图。

实施例四

一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排，该装置的基本结构同实施例二，所不同之处在于：炉排壳体1及蜂窝状陶瓷体4的断截面形状均为三角形，图14中所示的是热释电蜂窝陶瓷体的异形截面图，图15中所示的是炉排断截面示意图，图16中所示的是炉排旋转90度后的示意图。

实施例五

一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排，该装置的基本结构同实施例二，所不同之处在于：炉排壳体1及蜂窝状陶瓷体4的断截面形状均为椭圆形，图17中所示的是热释电蜂窝陶瓷体的异形截面图，图18中所示的是炉排断截面示意图，图19中所示的是炉排旋转90度后的示意图。

实施例六

一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排，该装置的基本结构同实施例二，所不同之处在于：炉排壳体1及蜂窝状陶瓷体4的断截面形状均为正六边形，图20中所示的是热释电蜂窝陶瓷体的异形截面图，图21中所示的是炉排断截面示意图，图22中所示的是炉排旋转90度后的示意图。

作为实施例二至六的一种变换，炉排壳体1及蜂窝状陶瓷体4的断截面形状还可以是其它纵横方向不同的几何图形。

作为实施例二至六的又一种变换，所述的生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排还可以是包括2个、3个、4个……多个并排在一起的单炉排。

Claims (4)

1.一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排，其特征在于：该炉排为可360°转动的活动炉排，包括炉排壳体（1）、转动轴（2）、链轮组（3）、有热释电效应的蜂窝状陶瓷体（4）、永久磁铁（5）、通过炉排电机带动的减速传动机构；所述的炉排壳体（1）上均匀设置有透气孔（101），转动轴（2）穿过炉排壳体（1）后两端可转动安装在炉体上，且转动轴（2）的一端通过所述的链轮组（3）与减速传动机构连接；所述的永久磁铁（5）、蜂窝状陶瓷体（4）相间设置在炉排壳体（1）内，且永久磁铁（5）的N极与S极相向、间隔组对建立原始磁场。

2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排，其特征在于：所述的炉排壳体（1）为断截面上纵横方向尺寸不同的中空壳体，横方向为长轴方向，纵方向为短轴方向；所述的蜂窝状陶瓷体（4）其断截面形状与炉排壳体（1）断截面形状相吻合，蜂窝状陶瓷体（4）的透气通孔方向为炉排壳体（1）断截面的短轴方向。

3.根据权利要求2所述的一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排，其特征在于：所述的炉排壳体（1）在正常生产时其断截面的长轴方向处于水平位置，此时相邻两个单炉排间的缝隙（L）处于最小尺寸：5～10mm。

4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的一种生活垃圾闪蒸矿化处理器所用炉排，其特征在于：所述的永久磁铁（5）是磁场强度为100000～150000高斯的稀土合金强磁板，厚度为15～20mm。