CN109719111B - 自循环垃圾处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自循环垃圾处理系统，包括用于对垃圾进行分选的前置处理系统、用于发酵的发酵系统、将可燃烧固态垃圾进行焚烧的焚烧系统以及将焚烧后的垃圾残留物进行后置处理的后置处理系统；所述发酵系统所产生的沼气用于焚烧系统的焚烧。具有上述结构的自循环垃圾处理系统，通过垃圾发酵产生的甲烷燃烧对垃圾进行无氧干化处理，避免直接焚烧、填满等处理方式带来的二次污染问题。并且其能耗都是通过自身发酵得来，无需介入过多的外界能源。

Description

自循环垃圾处理系统

技术领域

本发明涉及一种垃圾处理系统，尤其是一种可以利用自身发酵产生沼气作为焚烧燃料的垃圾处理系统。

背景技术

目前国内外广泛采用的城市生活垃圾处理方式主要有卫生填埋、高温堆肥和焚烧等，这三种主要垃圾处理方式的比例，因地理环境；垃圾成份、经济发展水平等因素不同而有所区别。

由于城市垃圾成份复杂，并受经济发展水平、能源结构、自然条件及传统习惯等因素的影响，所以对城市垃圾的处理一般是随国情而不同，往往一个国家中各地区也采用不同的处理方式，很难有统一的模式。但最终都是以无害化、资源化、减量化为处理目标。有填埋、焚烧、堆肥、综合利用等方式，机械化程度较高，且形成系统及成套设备。国外处理方式有以下趋势：(1)工业发达国家由于能源、土地资源日益紧张，焚烧处理比例逐渐增多；(2)填埋法作为垃圾的最终处置手段一直占有较大比例；(3)农业型的发展中国家大多数以堆肥为主；(4)其它一些新技术，如热解法、填海、堆山造景等技术，正不断取得进展。

然而上述处理方法或多或少都会对环境产生二次污染，并且大量消耗人力物力和能源。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种自循环垃圾处理系统，利用垃圾发酵产生的甲烷作为燃料将垃圾进行无氧干化处理，避免二次污染的形成。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种自循环垃圾处理系统，包括用于对垃圾进行分选的前置处理系统、用于发酵的发酵系统、将可燃烧固态垃圾进行焚烧的焚烧系统以及将焚烧后的垃圾残留物进行后置处理的后置处理系统；所述发酵系统所产生的沼气用于焚烧系统的焚烧。

作为一种改进，所述焚烧系统包括高温干化炉，所述高温干化炉包括炉体，所述炉体内设置有密闭的干化室；还包括真空管，所述真空管一端与干化室连接，另一端连接有真空抽取设备；所述发酵系统产生的甲烷通入炉体内燃烧为干化室加热。前置处理后的垃圾并不用于直接焚烧，而是采用无氧高温干化的方式进行。无氧高温干化避免垃圾与氧气发生反应产生二噁英等有毒气体，干化后的残渣可作为建材能重复利用。

作为一种改进，所述干化室为管状，并在炉体内前高后低倾斜设置；其前端为进料口后端为出料口。前高后低的设置便于进出料。

作为一种改进，所述真空管与加热盘管连接，所述加热盘管用于为发酵系统加热。在进行干化之前，首先对干化室抽取真空，降低氧气的含量避免加热过程中垃圾燃烧。进行干化的过程中，利用真空管将垃圾干化时产生的水蒸气等带有热量的吸取进入加热盘管，为发酵系统需要加热的设备进行加热。

作为一种改进，所述炉体内设置有与控制器连接的氢气浓度传感器、甲烷浓度传感器、氧气浓度传感器、压力传感器、温度传感器。计算机对炉内一系列重要技术参数进行实时处理，控制完成甲烷的燃烧使得垃圾进行干化。

作为一种改进，所述发酵系统包括高温制浆室以及与高温制浆室连接的沼气池；还包括用于制浆的制浆机、用于为高温制浆室加热的加热盘管。发酵系统包括在高温制浆室内的好氧发酵以及在沼气池内进行的无氧发酵。发酵用于产生大量的甲烷，甲烷又作为燃料在高温干化炉内燃烧。

作为一种改进，所述前置处理系统包括振动筛、用于分选金属的磁选机、用于将磁选后垃圾进行破碎的破碎机、用于将大块固态垃圾进行筛分的筛分机、用于沙粒分离的水力旋流器、固液分离装置；所述固液分离装置分离出的液体回流至沼气池。前置处理系统主要是将垃圾中大块石块、金属、玻璃等进行分离另做处理，而有机垃圾用于发酵。

作为一种改进，所述高温干化炉之前设置有压榨室，所述压榨室设置有将液体回流至沼气池的管道；所述压榨室内设置有利用油缸进行挤压的挤压装置；所述压榨室通过螺旋提升机与固液分离装置连接。压榨室把垃圾整理成型，压榨出来的液体回流至沼气池发酵用。压榨室与高温干化室之间还可以设置预热室，利用高温干化炉产生的余热为垃圾进行预热处理。

作为一种改进，所述后置处理系统为制砖机。干化后的残料质地十分适合作为建筑材料进行二次利用。

作为一种改进，还包括为整个系统提供电力的光伏发电系统。利用光伏面板为太阳能电池充电。太阳能电池为直流电，经开关电源逆变成AC220V，提供站内电机，电磁门及计算机等的用电，也不需外能提供电源。多余的太阳能和沼气能经发电机送入电网。使整个垃圾处理自身完成产能-耗能的循环圈，实现了垃圾处理零耗能。

本发明的有益之处在于：具有上述结构的自循环垃圾处理系统，通过垃圾发酵产生的甲烷燃烧对垃圾进行无氧干化处理，避免直接焚烧、填满等处理方式带来的二次污染问题。并且其能耗都是通过自身发酵得来，无需介入过多的外界能源。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的原理流程图。

图中标记：1破碎-磁选存贮室、2高温制浆室、3加热盘管、4沉沙室、5固液分离装置、7沼气池、8螺旋提升机、9预热室、10压榨室、11炉体、12干化室、13真空管、14制砖机。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1、图2所示，本发明包括用于对垃圾进行分选的前置处理系统、用于发酵的发酵系统、将可燃烧固态垃圾进行焚烧的焚烧系统以及将焚烧后的垃圾残留物进行后置处理的后置处理系统；后置处理系统为制砖机14。所述发酵系统所产生的沼气用于焚烧系统的焚烧。还包括为整个系统提供电力的光伏发电系统。利用光伏面板为太阳能电池充电。

焚烧系统包括高温干化炉，所述高温干化炉包括炉体11，所述炉体11内设置有密闭的干化室12；还包括真空管13，所述真空管13一端与干化室12连接，另一端连接有真空抽取设备；所述发酵系统产生的甲烷通入炉体11内燃烧为干化室12加热。干化室12为管状，并在炉体11内前高后低倾斜设置；其前端为进料口后端为出料口。炉体11内设置有与控制器连接的氢气浓度传感器、甲烷浓度传感器、氧气浓度传感器、压力传感器、温度传感器。计算机对炉内一系列重要技术参数进行实时处理，控制完成甲烷的燃烧使得垃圾进行干化。

前置处理系统包括振动筛、用于分选金属的磁选机、用于将磁选后垃圾进行破碎的破碎机。还包括用于将大块固态垃圾进行筛分的筛分机、用于沙粒分离的水力旋流器、固液分离装置5；所述固液分离装置5分离出的液体回流至沼气池7。

发酵系统包括高温制浆室2以及与高温制浆室2连接的沼气池7；还包括用于制浆的制浆机、用于为高温制浆室2加热的加热盘管3。

高温干化炉之前设置有压榨室10，所述压榨室10设置有将液体回流至沼气池7的管道；所述压榨室10内设置有利用油缸进行挤压的挤压装置；所述压榨室10通过螺旋提升机8与固液分离装置5连接。压榨室10把垃圾整理成型，压榨出来的液体回流至沼气池7发酵用。压榨室10与高温干化室之间还可以设置预热室9，利用高温干化炉产生的余热为垃圾进行预热处理。

袋装垃圾经过破袋机割破后，首先利用振动筛将体积较大的石块、玻璃瓶等筛选出来，再经过磁选机对铁等金属进行分选。分选后的垃圾被破碎机破碎。处理完毕后的垃圾，进入破碎-磁选存贮室1内进行高温好氧发酵并除菌。发酵好后的垃圾利用制浆机在高温制浆室2内制浆，再利用筛分机筛分出较大的等固体后，又利用水力旋流机将垃圾内的沙粒进行沉淀进入沉沙室4。之后，浆液回流至沼气池7进行无氧发酵，而剩余的垃圾被推入固液分离装置5。在固液分离装置5中，液体又回流到沼气池7，而固体被螺旋提升机8输送到预热室9进行预热。同时沼气池7中一部分沼渣也通过提升机输送到预热室9。预热好以后，在压榨室10内通过压榨装置将垃圾进行整形，便于输送至干化室12。同样压榨出来的液体也回流到沼气池。

整形完毕后的垃圾被推入干化室12。利用真空管13对干化室12抽取真空。沼气池7内产生的甲烷在炉体11内燃烧对干化室12进行加热。同时真空管13将干化室12内产生的高温蒸汽输送至加热盘管3，为高温好氧发酵、高温制浆、沼气池等工序进行加热。干化好后的垃圾被送入制砖机14中制成建筑用的材料。

光伏发电系统。利用光伏面板为太阳能电池充电。太阳能电池为直流电，经开关电源逆变成AC220V，提供站内电机，电磁门及计算机等的用电，也不需外能提供电源。多余的太阳能和沼气能经发电机送入电网。使整个垃圾处理自身完成产能-耗能的循环圈，实现了垃圾处理零耗能。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种自循环垃圾处理系统，其特征在：包括用于对垃圾进行分选的前置处理系统、用于发酵的发酵系统、将可燃烧固态垃圾进行焚烧的焚烧系统以及将焚烧后的垃圾残留物进行后置处理的后置处理系统；所述发酵系统所产生的沼气用于焚烧系统的焚烧；所述焚烧系统包括用于在无氧状态下对垃圾进行高温干化的高温干化炉，所述高温干化炉包括炉体，所述炉体内设置有密闭的干化室；还包括真空管，所述真空管一端与干化室连接，另一端连接有真空抽取设备；所述发酵系统产生的甲烷通入炉体内燃烧为干化室加热；所述真空管与加热盘管连接，所述加热盘管用于为发酵系统加热；所述发酵系统包括高温制浆室以及与高温制浆室连接的沼气池；还包括用于制浆的制浆机、用于为高温制浆室加热的加热盘管；所述高温干化炉之前设置有压榨室，所述压榨室设置有将液体回流至沼气池的管道；所述压榨室内设置有利用油缸进行挤压的挤压装置；所述压榨室通过螺旋提升机与固液分离装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种自循环垃圾处理系统，其特征在于：所述干化室为管状，并在炉体内前高后低倾斜设置；其前端为进料口后端为出料口。

3.根据权利要求1所述的一种自循环垃圾处理系统，其特征在于：所述炉体内设置有与控制器连接的氢气浓度传感器、甲烷浓度传感器、氧气浓度传感器、压力传感器、温度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种自循环垃圾处理系统，其特征在于：所述前置处理系统包括振动筛、用于分选金属的磁选机、用于将磁选后垃圾进行破碎的破碎机、用于将大块固态垃圾进行筛分的筛分机、用于沙粒分离的水力旋流器、固液分离装置；所述固液分离装置分离出的液体回流至沼气池。

5.根据权利要求1所述的一种自循环垃圾处理系统，其特征在于：所述后置处理系统为制砖机。

6.根据权利要求1所述的一种自循环垃圾处理系统，其特征在于：还包括为整个系统提供电力的光伏发电系统。

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