CN109959010B - 一种垃圾矿化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种垃圾矿化处理方法，该方法包括：分拣垃圾中的有机垃圾；在垃圾矿化处理设备炉体内铺设易燃物，将分拣出的有机垃圾投入炉体内易燃物之上；引燃垃圾，并根据炉体内部的温度、湿度，实时调控炉体内部的通风量和湿度；将矿化产生的烟气依次进行降尘处理、水洗处理和催化处理后排出；实时监测炉体内垃圾高度，根据炉体内垃圾高度，及时补充垃圾；根据炉体内垃圾矿化程度，及时取出灰渣；分拣出灰渣中未反应完全的垃圾，再次投入炉体进行矿化处理。该方法采用低温矿化的方式对垃圾进行处理，矿化过程中没有二噁英产生，处理方式更为环保；还对产生的烟气进行降尘、水洗和催化处理，净化烟气，减少矿化处理对空气造成的污染。

Description

一种垃圾矿化处理方法
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，尤其涉及一种垃圾矿化处理方法。
背景技术
目前，农村、景区等偏远地区的垃圾并没有系统有效的处理方式。农村多数以家庭形式收集自行露天焚烧为主，少数地区统一收集进行填埋处理。景区垃圾通常统一收集，由垃圾运输车运往垃圾填埋场填埋或者垃圾发电厂进行焚烧发电。但农村垃圾填埋系统不完善，深度不够，而且靠近耕地及村庄，气味较重，也会对耕地造成二次污染。景区垃圾量很大，并且在一些山区景区，垃圾运输到填埋场或焚烧厂距离较远，费用较高，果皮餐食等有机物极易腐败，释放难闻气味，食品包装袋等塑料制品焚烧容易产生有毒有害气体，特别是二噁英排放。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够快捷、有效，且低污染处理垃圾的方法，解决现有技术难以及时处理农村、景区等偏远地区垃圾的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种垃圾矿化处理方法，操作步骤包括：
S1、分拣垃圾中的有机垃圾；
S2、在垃圾矿化处理设备的炉体内平整铺设15～25cm易燃物，将分拣出的有机垃圾干湿搭配或适当补充水分，投入炉体内易燃物之上；
S3、打开垃圾矿化处理设备的通风装置，引燃垃圾，使垃圾无明火矿化，并根据炉体内部的温度、湿度，实时调控炉体内部的通风量和湿度；
S4、将矿化产生的烟气依次进行降尘处理、水洗处理和催化处理后排出；
S5、实时监测炉体内垃圾高度，根据炉体内垃圾高度，及时补充垃圾；
S6、根据炉体内垃圾矿化程度，及时取出反应后形成的灰渣，且保留有炉体内中心处有15～25cm厚度的矿化层；
S7、分拣出灰渣中未反应完全的垃圾，再次投入炉体进行矿化处理。
优选地，所使用的垃圾矿化处理设备包括炉体、烟囱、降尘装置、水洗装置以及催化装置；
其中，所述炉体包括内层和外层，内层与外层之间设有磁矿石构成的磁化层；所述炉体上部设有进料门，下部设有出灰门，底部设有向下凸出的支撑部；所述炉体中下部设有多个横向通风管及纵向通风管；各个所述横向通风管间隔设置，其管体一端水平伸入所述炉体内层内部，另一端设于所述炉体外层侧面，且端口处设有第一调节风门和与之相连的第一电机；各个所述纵向通风管间隔设置，其管体一端竖直伸入所述炉体内层内部，且管体端部设有封堵部，管体侧壁开设有多个通风孔，另一端设于所述炉体外层底面，且端口处设有第二调节风门和与之相连的第二电机；
所述烟囱设于所述炉体顶部，自下而上出烟；
所述降尘装置设于所述烟囱内部，包括筛网单元和折返回旋单元；所述筛网单元包括至少一片单片筛网，用于对烟气进行过滤；所述折返回旋单元设于所述筛网单元上方，包括至少两个折返板，其中一个所述折返板设于所述烟囱内部的一侧，另一个所述折返板设于所述烟囱内部相对的另一侧，各个所述折返板沿所述烟囱出烟方向间隔排列，且均向所述烟囱出烟方向倾斜；
所述水洗装置设于所述烟囱外部，包括两个装有碱性反应药剂的水箱；每个所述水箱均设有进烟通道和出烟通道，所述进烟通道一端端口伸入该水箱内部碱性反应药剂液面以下，所述出烟通道一端端口设于该水箱内部碱性反应药剂液面以上；一个所述水箱的所述出烟通道与另一个所述水箱的所述进烟通道通过连接烟道连通；未与所述连接烟道连通的所述进烟通道和所述出烟通道分别与所述降尘装置和所述催化装置连通；各个所述水箱的底部通过水泵连通至设于所述炉体内部的水雾散布器；
所述催化装置设于所述烟囱内部，包括加热器和至少三个烟气催化反应器；所述加热器设于所述烟气催化反应器下方，所述烟气催化反应器内部为多孔蜂窝结构，且附有催化剂；
所述步骤S3中根据炉体内部的温度、湿度，通过各所述第一电机、所述第二电机调控相应的所述横向通风管、所述纵向通风管的通风量，通过各个所述水泵调控所述水雾散布器向炉体内喷淋加湿；
所述步骤S4中，将产生的烟气依次通入降尘装置进行降尘处理，通入水洗装置进行水洗处理，通入催化装置进行催化处理后排出。
优选地，所述步骤S3中，当所述炉体内部的温度高于温度最大值，或湿度低于湿度最小值，则调节相应的所述横向通风管、所述纵向通风管减小通风量，并控制所述水雾散布器向所述炉体内喷淋加湿，直至温度下降至温度设定值，且湿度上升至湿度设定值；当所述炉体内部的温度低于温度最小值，或湿度高于湿度最大值，则调节相应的所述横向通风管、所述纵向通风管增大通风量。
优选地，所述垃圾矿化处理设备还包括传感系统和控制器；
所述传感系统包括温度传感器和湿度传感器，用于实时在线监测垃圾矿化处理的信息，并向所述控制器反馈；所述控制器与所述传感系统、所述第一电机、所述第二电机和所述水泵均电连接；
所述步骤S3中，所述控制器根据外部输入指令和/或所述传感系统反馈的信息，生成相应的通风量控制指令，并向对应的各所述第一电机、所述第二电机发送，和/或，生成相应的抽水控制指令，并向对应的所述水泵发送。
优选地，所述传感系统还包括料位检测器，所述料位检测器设于所述炉体内，与所述控制器电连接，用于检测炉体内垃圾高度信息，并向控制器反馈。
优选地，所述垃圾矿化处理设备还包括操作系统或操作台，所述操作系统或所述操作台与所述传感系统、所述控制器电连接，用于接收外部输入指令，并向所述控制器发送，及接收并实时显示所述传感系统反馈的信息和/或所述控制器生成的控制指令。
优选地，所述垃圾矿化处理设备还包括至少两个风机，所述降尘装置与所述水洗装置通过至少一个所述风机连通，所述水洗装置与所述催化装置通过至少一个所述风机连通；所述控制器与各所述风机电连接；
所述步骤S4中，所述控制器根据所述传感系统反馈的信息，生成相应的风机控制指令，并向对应的所述风机发送，控制烟气排量。
优选地，所述风机与所述降尘装置、所述水洗装置和所述催化装置通过辅助烟管连通。
优选地，所述水雾散布器包括多个喷嘴，各个所述喷嘴分别通过旋转装置设于所述炉体内部上方；所述控制器与各个所述旋转装置均电连接；
所述步骤S3中，所述控制器根据所述传感系统反馈的信息，生成相应的转动控制指令，并向对应的所述旋转装置发送，移动相应的所述喷嘴的朝向，有针对性向所述炉体内喷淋。
优选地，所述降尘装置的筛网单元还包括筛网托架，各个所述单片筛网均设于所述筛网托架上，所述烟囱侧壁开设有用于拆装所述筛网托架的开口；所述单片筛网为金属材质的梯形板，所述梯形板顶部和底部均设有多个用于通过烟气的筛孔，各个所述筛孔呈阵列式均匀排列；所述筛网单元包括多个所述单片筛网，多个所述单片筛网交错叠加设于所述筛网托架，上一层所述单片筛网的底部与下一层所述单片筛网的顶部相对应。
本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供了一种垃圾矿化处理方法，该方法采用低温矿化的方式对垃圾进行处理，工作温度低于二噁英的生成温度，在矿化过程中没有二噁英产生，处理方式更为环保；该方法控制矿化过程中的通风量和湿度，使得矿化过程能够充分反应，减少有害物质的产生，并长时间持续进行；同时，该方法还对矿化产生的烟气进行降尘、水洗和催化处理，净化烟气，减少矿化处理对空气造成的污染，对垃圾的处理达到减量化、无害化、资源化效果。
附图说明
图1是本发明实施例中垃圾矿化处理方法步骤示意图；
图2是本发明实施例中垃圾矿化处理设备正视图；
图3是本发明实施例中垃圾矿化处理设备侧视图；
图4是本发明实施例中炉体的侧视半剖图；
图5是本发明实施例中炉体的主视剖图；
图6是本发明实施例中炉体的底视图；
图7是本发明实施例中降尘装置结构示意图；
图8是本发明实施例中一种单片筛网(局部)结构示意图；
图9是多个图8中所示单片筛网交错叠加的截面示意图；
图10是本发明实施例中水洗装置正视图；
图11是本发明实施例中水洗装置俯视图；
图12是本发明实施例中水洗装置侧视图；
图13是本发明实施例中催化装置结构示意图；
图14是图13中的A-A线截面示意图；
图15是本发明实施例中烟气催化反应器内部结构示意图。
图中：1：炉体；11：支撑部；12：横向通风管；121：第一调节风门；13：纵向通风管；131：通风孔；132：封堵部；133：第二调节风门；134：调节钩；14：磁矿石；15：进料门；16：出灰门；
21：水箱；22：进烟通道；23：出烟通道；24：连接烟道；25：水位计；26：药剂添加口；27：水泵；28：喷嘴；281：旋转装置；
31：烟囱；32：单片筛网；321：筛孔；33：筛网托架；331：密封部；34：拆装把手；35：折返板；36：卡槽；37：风机；
41：加热管；42：烟气催化反应器；43：烟气检测器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供的一种垃圾矿化处理方法，操作步骤包括：
S1、分拣垃圾中的有机垃圾，剔除无机垃圾。
S2、在垃圾矿化处理设备的炉体内平整铺设15～25cm易燃物，将分拣出的有机垃圾干湿搭配或适当补充水分，投入炉体内易燃物之上。投入的垃圾应有一定的湿度，以免引燃后产生明火。
S3、打开垃圾矿化处理设备的通风装置，引燃垃圾，使垃圾无明火矿化，并根据炉体内部的温度、湿度，实时调控炉体内部的通风量和湿度。
S4、将矿化产生的烟气依次进行降尘处理、水洗处理和催化处理后排出。
S5、实时监测炉体内垃圾高度，根据炉体内垃圾高度，及时补充垃圾。
S6、根据炉体内垃圾矿化程度，及时取出反应后形成的灰渣，且保留有炉体内中心处有15～25cm厚度的矿化层。保留有一定厚度的矿化层能够保持矿化炉体内的温度，确保矿化过程无需再次引燃或提供热源，即可持续矿化补充入的垃圾。
S7、分拣出灰渣中未反应完全的垃圾，再次投入垃圾矿化处理设备进行矿化。
本发明提供了一种垃圾矿化处理方法，采取低温矿化的方式对垃圾进行处理，处理过程中，垃圾在炉体内进行无明火低温矿化反应，炉体内部内容物由上至下可分为垃圾层、矿化层和灰化层，垃圾层向矿化层转化，矿化层向灰化层转化，垃圾由上层至底层的过程即垃圾经过矿化逐渐变为灰渣的过程。有机垃圾矿化正常处理温度低于200℃，低于二噁英的生成温度，没有二噁英产生。产生的烟气经过降尘、水洗和烟气催化处理，将产生的颗粒物、硫化物、一氧化碳、氮氧化物处理后达标后再排放，减少污染，有助于环境保护。同时，该方法只需一次点燃，不需外界提供热源，靠本身热量即可源源不断的处理有机垃圾，易操作。
在一些优选的实施方式中，如图2至图15所示，该垃圾矿化处理方法所使用的垃圾矿化处理设备包括炉体1、烟囱、降尘装置、水洗装置以及催化装置。其中，炉体1为双层结构，包括内层和外层，内层内部中空，用于矿化垃圾，外层套设于内层之外。需要说明的是，图2和图3为显示垃圾矿化处理设备内部状况，隐去了部分烟囱、炉体1。
如图2至图6所示，炉体1的外层与内层间隔设置，二者之间形成空腔，用于保温并设置磁化层，磁化层由磁矿石14构成，用于对炉体1内部的垃圾及空气进行磁化，区别于永磁体，磁矿石14不易受矿化产生的温度的影响，能够长时间提供稳定的磁场，磁场作用于炉体1内的垃圾及空气，降低垃圾分子间的内聚力，降低垃圾裂解所需的热能，被磁化的空气在分子运动作用下，穿梭于垃圾之间，加快垃圾内部分子长链断裂，加快矿化速率，使垃圾能够在低温条件下快速矿化。需要说明的是，图4和图5为显示炉体1内状况，隐去了炉体1部分内层、外层，图6为显示底面的磁化层，隐去了部分炉体1外层。
如图4和图5所示，炉体1上部设有进料门15，用于投入待处理的垃圾，下部设有出灰门16，用于取出处理后产生的灰渣。炉体1底部设有向下凸出的支撑部11，用于支撑炉体1，使炉体1底面与地面分离，以便从底面向炉体1内部通风。
通风装置包括多个通风管，如图4和图5所示，炉体1中下部设有多个横向通风管12及多个纵向通风管13，用于通风。各个横向通风管12间隔设置，其管体一端水平伸入炉体1内层内部，另一端设于炉体1外层侧面，且端口处设有第一调节风门121和与之相连的第一电机，各个第一电机能够分别带动相连的第一调节风门121移动，遮挡或打开该第一调节风门121所在的横向通风管12端口，调节对应的横向通风管12的通风量。各个纵向通风管13间隔设置，其管体一端竖直伸入炉体1内层内部，且管体端部设有封堵部132，管体侧壁开设有多个通风孔131，通过各个通风孔131可实现与炉体1内部空间通风。每个纵向通风管13管体另一端设于炉体1外层底面，且端口处设有第二调节风门133和与之相连的第二电机，各个第二电机能够分别带动相连的第二调节风门133移动，遮挡或打开该第二调节风门133所在的纵向通风管13端口，调节纵向通风管13的通风量。各个横向通风管12、各个纵向通风管13由炉体1外层的侧面或底面不同位置向炉体1内层内部通风，可确保矿化过程中炉体1内部各区域空气流通顺畅，并能够根据矿化过程具体情况随时调整炉体1内部通风量。
如图2和图3所示，烟囱31设于炉体1顶部，自下而上出烟，即烟囱31原本自身的出烟方向为自下而上。烟囱31可采用整体式，也可采用分段式。
降尘装置设于烟囱31内部，包括筛网单元和折返回旋单元。筛网单元包括至少一片单片筛网32，可采用耐高温的金属制成，例如不锈钢网。筛网单元设于烟囱31内部，用于对烟囱31排出烟气进行过滤。单片筛网32具体的形状、尺寸可根据烟囱31的形状、尺寸进行确定，筛网单元优选设于烟囱31底端，可直接对炉体1内矿化过程产生的高温烟气进行处理，过滤烟气中的颗粒物和焦油，无需对烟气进行降温，并且不易发生黏结、堵塞，在使用一段时间后，可将单片筛网32取出，用碱性溶液浸泡刷洗即可清洗干净，可重复使用。
折返回旋单元设于筛网单元上方，经过筛网单元的烟气进入折返回旋单元。折返回旋单元包括至少两个折返板35，如图7所示，其中一个折返板35设于烟囱31内部的一侧，另一个折返板35设于烟囱31内部相对的另一侧，各个折返板35沿烟囱31出烟方向间隔排列，且均向烟囱31出烟方向倾斜。需要说明的是，在加入折返回旋单元后，烟囱31内烟气流动路径发生改变，但此处的出烟方向指的是烟囱原本自身的出烟方向。优选地，如图7所示，各个折返板35的一端设于烟囱31侧壁，另一端伸入烟囱31内，超出烟囱31的中线，且不与对侧的内壁接触。折返板35的具体形状尺寸同样可根据烟囱31进行设计。折返板35对烟囱31内部空间进行分隔，形成S形的烟气流动路径。过滤后的烟气通过折返回旋单元，折返回旋流动，延长烟气的停留时间，在此过程中，由于重力作用，烟气中的颗粒物继续回落，不随烟气排出，可有效抑制颗粒物的排放，达到烟气降尘的目的。
如图2所示，水洗装置设于烟囱31外部，与烟囱31连通。水洗装置包括两个装有碱性反应药剂的水箱21，其中，碱性反应药剂可选碱性物质溶于水中配制，碱性物质优选采用熟石灰。两个水箱21均采用耐腐蚀材料制成，耐腐蚀材料优选采用不锈钢。水箱21的具体尺寸可根据待处理的烟气流量进行设置，在此不再进一步限定。
如图10至图12所示，每个水箱21均设有间隔设置的进烟通道22和出烟通道23，进烟通道22一端端口设于该水箱21外部，另一端端口伸入该水箱21内部碱性反应药剂液面以下，出烟通道23一端端口设于该水箱21内部碱性反应药剂液面以上，另一端端口设于该水箱21外部。一个水箱21的出烟通道23端口与另一个水箱21的进烟通道22端口通过连接烟道24连通。未与连接烟道24连通的进烟通道22端口和出烟通道23端口分别与降尘装置和催化装置连通。设降尘装置、水洗装置和催化装置流入烟气的一端为进烟端，流出的一端为出烟端，如图2所示，未与连接烟道24连通的进烟通道22端口即为水洗装置的进烟端，与降尘装置的出烟端连通，未与连接烟道24连通的出烟通道23端口即为水洗装置出烟端，与催化装置的进烟端连通，实现将经过降尘装置的烟气通入水洗装置，再通入催化装置。经过降尘装置降尘处理的烟气通入水洗装置后，烟气进入一个水箱21，烟气中的二氧化硫和硫化氢等酸性物质气体与水箱21内碱性反应药剂进行反应，生成盐和水，剩余气体经由连接烟道24输入另一个水箱21，再次与该水箱21内的碱性反应药剂发生反应，进行二次水洗，含硫成分显著减少，有效控制硫化物的排放。同时，烟气中的细小颗粒物经过水箱21，会吸水沉淀，留在碱性反应药剂溶液中，焦油经过水箱21，温度下降变为液态，同样会存留在水箱21内，不会随烟气继续排放，达到减少烟气中有害物质的目的。同时，由于热烟气带有大量热量，同时烟气从药剂中溢出，带动药剂运动而产生一定热量，即使在冬季寒冷的地区，水箱内液体也不会结冰，不受地域温度限制。
如图3所示，各个水箱21的底部通过水泵27连通至设于炉体1内部的水雾散布器，水泵27能够将水箱21内的碱性反应药剂输送至设于炉体1内的水雾散布器，由水雾散布器喷洒至炉体1内部，利用水箱21内的碱性反应药剂调控炉体1内部湿度，并且能够将水箱21内反应后的药剂以及反应产生的沉积物及时抽出，避免烟气中的颗粒物、焦油等物质沉积在水箱21内，无需付出额外的劳动清理水箱21。
如图2和图3所示，催化装置设于烟囱31内部，优选设于烟囱31的顶端，如图13至图15所示，催化装置包括加热器和至少三个烟气催化反应器42。具体地，加热器可采用多个加热管41，加热管41伸入烟囱31内，在用于烟气进入烟气催化反应器42前加热烟气，以达到催化所需的温度，例如加热至300℃。如图15所示，烟气催化反应器42内部为多孔蜂窝结构，且附有催化剂，催化剂可采用金属铂、铑、钯，喷涂在多孔蜂窝结构上。至少三个烟气催化反应器42沿周向均匀设于加热器上方。经加热器加热后的烟气进入烟气催化反应器42中，烟气催化反应器42中的催化剂将增强CO、CH和NOx三种气体的活性，促使其进行氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的CO2气体；CH化合物在高温下氧化成H2O和CO2；NOx还原成N2和O2，三种有害气体变成无害气体，使尾气得以净化，减少矿化垃圾过程排烟造成的空气污染。
使用上述垃圾矿化处理设备进行处理时，优选地，步骤S3中根据炉体1内部的温度、湿度，通过各第一电机、第二电机调控相应的横向通风管12、纵向通风管13的通风量，实现实时调控炉体1内的通风量，通过各个水泵27调控水雾散布器向炉体1内喷淋加湿，实现实时调控炉体1内的湿度。步骤S4中，将产生的烟气依次通入降尘装置进行降尘处理，通入水洗装置进行水洗处理，通入催化装置进行催化处理后排出，实现净化烟气，减少污染的目的。
进一步优选地，步骤S3中，当炉体内部的温度高于温度最大值，或湿度低于湿度最小值，则调节相应的横向通风管、纵向通风管减小通风量，并控制水雾散布器向炉体内喷淋碱性反应药剂，进行加湿，直至温度下降至温度设定值，且湿度上升至湿度设定值。例如，当检测到矿化反应温度过高，如高于200℃，或湿度过低，如低于30％，控制水泵启动向炉体内喷洒药液，同时关小各第一调节风门、第二调节风门，降低反应速率，直至温度下降至温度设定值，如170℃，湿度达到湿度设定值，例如70％。步骤S3中，当炉体内部的温度低于温度最小值，或湿度高于湿度最大值，则调节相应的横向通风管、纵向通风管增大通风量，提高反应速率。
在一些优选的实施方式中，使用的垃圾矿化处理设备还包括传感系统和控制器。其中，传感系统包括温度传感器、湿度传感器、明火检测器或烟气检测器中的一种或几种，设于炉体1或烟囱，用于实时在线监测垃圾矿化处理相关的各项信息，并向控制器反馈。
优选地，温度传感器、明火检测器设于炉体1内部中下部，用于监测矿化层、灰化层的温度以及是否有明火点。进一步优选地，由于垃圾层向矿化层转换时温度较高，容易出现局部温度过高引起明火点，温度传感器、明火检测器检测位置优选设于垃圾层与矿化层交界处附近。湿度传感器设于炉体1内部中上部，用于监测炉体1内整体的湿度环境。烟气检测器设于烟囱顶端出口处，用于监测排烟成分。
控制器与传感系统中各传感器、各个第一电机、各个第二电机和各水泵均电连接，步骤S3中，控制器根据外部输入指令和/或传感系统反馈的信息，例如温度传感器反馈的炉体1内部温度，及湿度传感器反馈的炉体1内部湿度，生成相应的通风量控制指令，并向对应的各第一电机、第二电机发送，控制各横向通风管12、纵向通风管13的通风量，和/或，生成相应的抽水控制指令，并向对应的水泵27发送，控制水泵27的工作状态，进而调控炉体1内部的湿度。
优选地，传感系统还包括料位检测器，料位检测器设于炉体1内，与控制器电连接，用于检测炉体内垃圾高度信息，并向控制器反馈。步骤S5中，控制器根据料位检测器反馈信息，判断炉体内垃圾高度及是否需要补充垃圾。进一步地，步骤S6中，控制器根据料位检测器反馈信息，判断炉体内垃圾矿化程度及是否需要取出灰渣。
优选地，使用的垃圾矿化处理设备还包括操作系统或操作台，操作系统或操作台与传感系统、控制器电连接，用于接收用户输入的外部输入指令，并向控制器发送，以及接收并实时显示传感系统反馈的信息和/或控制器生成的控制指令。操作系统或操作台包括输入器(如键盘)和显示器，输入器用于接收用户输入的外部输入指令，显示器用于显示传感系统反馈的信息和/或控制器生成的控制指令。进一步地，步骤S5中，控制器根据料位检测器反馈信息，分析生成提醒消息，并向操作系统或操作台发送，提醒用户及时补充垃圾。步骤S6中，控制器根据料位检测器反馈信息，分析生成提醒消息，并向操作系统或操作台发送，提醒用户及时取出灰渣。处理时，炉体1内的温度、湿度、垃圾矿化状态，及烟气中CO、CH、NOx、硫化物、颗粒物含量等数据实时传输到操作系统或操作台的操作界面，用户可通过显示器实时监测排放烟气情况，及降尘、水洗、烟气催化各装置工作情况，同时数据也可保存。
优选地，如图2和图3所示，使用的垃圾矿化处理设备还包括至少两个风机37，降尘装置与水洗装置之间通过至少一个风机37连通，风机37辅助烟气由降尘装置流入水洗装置。水洗装置与催化装置之间通过至少一个风机37连通，风机37辅助烟气由水洗装置流入催化装置。优选地，风机37与降尘装置、水洗装置和催化装置通过辅助烟管连通。如图2所示，当设有两个风机37时，一个风机37一端通过辅助烟管连通降尘装置的出烟端，另一端通过辅助烟管接入水洗装置的进烟端。另一个风机37一端通过辅助烟管连通水洗装置的出烟端，另一端通过辅助烟管接入催化装置的进烟端。
控制器与各风机37电连接。步骤S4中，控制器根据传感系统反馈的信息，生成相应的风机控制指令，并向对应的风机37发送，控制各个风机37的工作状况，进而控制烟气排量。根据烟气处理情况，可及时调整各风机37抽气功率。例如，当烟气检测器43检测到排烟成分中含有未处理完毕的有害气体，可减小风机37功率，延长烟气烟囱31内的停留时间，提高净化烟气的效果。
优选地，水雾散布器包括多个喷嘴28，各个喷嘴28分设于炉体1内部上方不同位置处，可独立工作及关闭，也可同步工作及关闭，以向炉体1内部不同区域喷洒液体。进一步优选地，各个喷嘴28分别通过旋转装置281可转动的设于炉体1内部上方，控制器与各个旋转装置281均电连接。步骤S3中，控制器根据传感系统反馈的信息，如温度传感器反馈的温度和/或明火检测器反馈的明火点信息，生成相应的转动控制指令，并向对应的旋转装置281发送，移动相应的喷嘴的朝向，有针对性向炉体内喷淋，例如向垃圾层内部高温区或明火点的上方喷淋，使液体渗入明火点位置，控制矿化处理过程无明火，减少有害物质产生。各旋转装置281可单独旋转也可同步旋转。
优选地，如图2和图3所示，支撑部11包括至少两根工字钢，各个工字钢平行间隔设置。工字钢结构简单，且占用空间小，不影响其他部件的布设。
如图4至图6所示，磁化层包括多个块状磁矿石14，各个磁矿石14设于炉体1底面和侧面，位于炉体1外层和内层之间的空腔内。为确保垃圾逐渐矿化至分解为灰渣的过程中，始终处于磁场磁化作用的影响下，提高低温矿化效率，炉体1底面区域，以及，炉体1各个侧面至少1/2高度以下区域，均设有磁化层。磁化层中各磁矿石14优选设于炉体1内层外侧。优选地，各个磁矿石14呈阵列式排布，确保磁场均匀分布。进一步优选地，磁化层中每个磁矿石14的长度和宽度的范围均为2～5cm，厚度的范围为1～4cm。单个磁矿石14的截面形状优选为多边形，例如长方形、菱形或六边形等。
优选地，如图4和图5所示，炉体1主体近似长方体，四侧面和上顶面、下底面均采用钢板焊接连接而成，上顶向上拱起，呈台型结构，烟囱设于上顶面正中，与炉体1内部连通，进料门15设于设备前、后两侧上顶斜面上，上端通过固定轴与炉体1铰接，下端设有把手，方便开启，且与炉体连接处设有卡位结构，以便投入垃圾时，掀起进料门15并使其保持打开的状态。炉体1四侧面下部靠近底面的位置均设有出灰门16，出灰门16一端固定，另一端设有把手，方便取出灰渣。
优选地，每个横向通风管12和纵向通风管13均设于磁化层覆盖区域内，各横向通风管12穿过位于炉体1侧面的磁化层覆盖区域，纵向通风管13穿过位于炉体1底面的磁化层覆盖区域，且伸入炉体1内层内部的管体高度不超出位于炉体1侧面的磁化层覆盖区域所至高度。进一步优选地，位于炉侧面的磁化层覆盖区域所至高度，为纵向通风管13伸入炉体1内管体高度的1～1.5倍。
优选地，如图4和图5所示，各个横向通风管12伸入炉体1内层内部的管体端口处，即内侧端口处，上侧边缘超出下侧边缘，端口处优选为斜面。呈斜面的端口可避免填入炉体1内的垃圾堵塞在横向通风管12处，或由横向通风管12处漏出炉体1。
优选地，如图4和图5所示，各个纵向通风管13伸入炉体1内层内部的管体端部的封堵部132向上凸起，向上凸起的封堵部132可避免填入炉体1内的垃圾堆积在纵向通风管13端部，封堵部132优选呈半球形或多棱锥形，方便填入的垃圾由纵向通风管13端部滑落。
为保障炉体1内不同高度的空间均可实现空气流通，优选地，各个纵向通风管13伸入炉体1内层内部的管体高度不少于炉体1内层内部高度的1/4，优选为炉体1内侧内部高度的1/4～1/2。优选地，为进一步提升空气流通效果，每个纵向通风管13上多个通风孔131以阵列形式均匀分布在管体侧壁上。每个纵向通风管13上设有通风孔131的区域长度优选不少于其总长度2/3，以加强炉体1内部通风效果。进一步优选地，纵向通风管13靠近底面1/4～1/3高度处不设置通风孔131，避免灰化层的灰渣由各通风孔131处漏出。
各第一调节风门121及各第二调节风门133可以采用相同的结构，也可以采用不同的结构。优选地，如图4和图5所示，第一调节风门121为旋转式调节风门，优选设于炉体1外层外侧，其上端与炉体1外层铰接，并能够在相连的第一电机带动下，相对于其所在的横向通风管12端口转动，调整通风管风口大小。旋转的方式优选为平行于横向通风管12的外侧端口所在平面旋开，该方式易于实现，不易损坏，且设置在侧壁上更节省空间。
进一步优选地，如图6所示，第二调节风门133为移动式调节风门，优选设于炉体1外层内侧或外侧，第二调节风门133外侧设有拉环，炉体1外层底部设有与拉环相连接的调节钩134，每个调节钩134与相对应的第二电机连接，并能够在该第二电机的带动下，通过拉环拉动相应的第二调节风门133，相对于其所在的纵向通风管13端口移动，调整通风管风口大小。在炉体1外层底部采用移动式调节风门更节省空间，且易于实现，不易损坏。
优选地，使用的垃圾矿化处理设备包括N个横向通风管12和N+1个纵向通风管13，N为正整数，N优选为2～8。如图4和图5所示，其中一个纵向通风管13设于炉体1底面中心处，另外N个横向通风管12和N个纵向通风管13围绕该设于中心处的纵向通风管13间隔设置，且该设于中心处的纵向通风管13的高度大于另外N个纵向通风管13的高度，相应的，其侧壁的通风孔131数量也更多，有助于增强炉体1中心处通风。进一步优选地，该设于中心处的纵向通风管13的高度为其他纵向通风管13高度的5/4～3/2。
优选地，N个横向通风管12的位置对应在纵向通风管13设有通风孔131的区域内，横向通风管12的位置高度(即其所在位置到炉体1底面的距离)优选为设于中心处的纵向通风管13高度的1/2～2/3，以便相互配合，加强炉体1中进行矿化的矿化层区域的通风效果。
优选地，N个横向通风管12分别与非设于中心处的N个纵向通风管13对应设置，进一步优选地，如图6所示，每个横向通风管12内侧端口中心在炉体1底面的投影点与炉体1底面中心处连线，相对于该横向通风管12相对应的纵向通风管13端口中心在炉体1底面的投影点与炉体1底面中心处连线，其偏角不超过15°，特别地，横向通风管12内侧端口中心在炉体1底面的投影点，位于该横向通风管12相对应的纵向通风管13端口中心在炉体1底面的投影点与炉体1底面中心处连线的延长线上。相对应的横向通风管12与纵向通风管13相互配合，在炉体1内形成多重循环，促进空气流动。
如图2至图6所示，在一个优选的实施例中，该设备包括四个横向通风管12和五个纵向通风管13，炉体1主体近似长方体，其横截面呈倒角长方形，避免炉体1的边角处形成不利于空气流动的死角，四个横向通风管12分别设于四个倒角处，由倒角处向炉体1内部通风，进一步减少不利于空气流通的区域。
优选地，如图2和图3所示，烟囱31主体为塔状结构，可分为上中下三部分，降尘装置设于下部，水洗装置与下部和上部连通，催化装置设于上部。中下部截面为长方形，便于安装降尘装置，上部截面为圆形。烟囱31上方出口处优选设有烟囱帽，烟囱帽可遮挡烟囱31上方出口，避免落入杂物、雨水等。
如图7所示，优选地，降尘装置的筛网单元还包括筛网托架33，各个单片筛网32均设于筛网托架33上。单片筛网32可通过插接结构或由螺栓紧密连接，可拆卸的固定于筛网托架33。相对应的，烟囱31侧壁开设有用于拆装筛网托架33的开口，通过烟囱31侧壁上的开口可插入筛网托架33，即各个单片筛网32可通过筛网托架33装入烟囱31内部。利用筛网托架33可将筛网单元整体装入，或整体取出来进行清洗，维护更为方便。
优选地，单片筛网32为金属材质的梯形板，如图8所示，单片筛网32设有多排平行间隔排列的沟槽，单片筛网32的截面呈连续排列的梯形，梯形板的顶部和底部均设有多个用于通过烟气的筛孔321，即各个沟槽底部和相邻两沟槽之间的连接处均设有筛孔321，各个筛孔321呈阵列式均匀排列。当烟气经过筛孔321时，烟气中的大颗粒被筛孔321阻隔，在重力作用下回落，烟气中的焦油在静电吸附的作用下，吸附于梯形板的沟槽中，不随烟气排出，实现过滤烟气中的颗粒物与焦油。筛孔321和沟槽的具体数量及尺寸可根据排烟状况进行调整，在此不再进一步限定。
考虑到一个单片筛网32对烟气的过滤效果有限，可通过增加筛网单元中的单片筛网32的个数，提升筛网单元的过滤效果。优选地，筛网单元包括多个单片筛网32，多个单片筛网32交错叠加设于筛网托架33，如图9所示，相邻两层单片筛网32中，上一层单片筛网32的底部与下一层单片筛网32的顶部相对应，而不是上一层单片筛网32的底部与下一层单片筛网32的底部相对应，单片筛网32可接触，也可间隔设置。多个单片筛网32能够多次过滤烟气，交错叠加可避免过滤存留下来的焦油和颗粒物堵塞筛孔321，影响过滤效果。
优选地，如图7所示，筛网托架33的一侧端部设有与烟囱31侧壁开设的开口相匹配的密封部331，通过密封部331与开口的配合，可避免烟气由开口处泄漏，避免未经处理的烟气泄漏至大气中。密封部331的外侧优选设有拆装把手34，通过拆装把手34能够更方便的拆装筛网托架33及单片筛网32。进一步优选地，密封部331与烟囱31侧壁的开口之间设有石棉网防跑烟。
折返回旋单元中的折返板35的数量及尺寸形状可由烟囱31具体情况即排烟需求进行确定，折返板35数量越多，烟气经过折返回旋的次数越多，和/或折返板35遮挡范围越大，烟气降尘时间越长，减少污染物的效果越好。折返回旋单元优选包括三个或三个以上折返板35，相邻的两个折返板35位于烟囱31内部异侧，即相邻的两个折返板35不在同侧。
优选地，各个折返板35交替设于烟囱31内部对侧，即相邻两个折返板35设于对侧，或者，各个折返板35沿螺旋线设于烟囱31内部。进一步优选地，各个折返板35交替设置时，相邻两个折返板35重叠区域的长度不少于其自身长度的1/3。各个折返板35沿螺旋线设置时，相邻两个折返板35重叠区域的宽度不少于其自身宽度的1/3。此处的重叠区域指的是折返板35沿出烟方向投影时产生交叠的区域。
优选地，折返板35相对于烟囱31出烟方向的倾斜角度为30°～70°，折返板35相对于烟囱31出烟方向倾斜角度越小，则烟气折返回旋流动经过折返回旋单元的时间越长，降尘效果越好，但倾斜角度较大，有利于颗粒物回落至折返回旋单元下方，减少颗粒物和焦油粘附于折返板35上。
为方便设置折返板35，优选地，如图7所示，折返板35通过卡槽36可拆卸的设于烟囱31内部，卡槽36设于烟囱31侧壁上，卡槽36的槽口向烟囱31出烟方向倾斜，使用时，将折返板35一侧插入卡槽36的槽口，即可将折返板35设于烟囱31内部。
优选地，降尘装置中也设有加热管41，如图7所示，各个加热管41均设于折返回旋单元中，优选与烟囱31出烟方向垂直，对烟气中未充分燃烧的物质进行二次加热，使其充分燃烧，进一步减少颗粒物排放。折返回旋单元可延长烟气的停留时间，在折返回旋的过程中加热能够保证二次加热充分进行。
考虑到水箱21内的碱性反应药剂液面高度直接影响水洗烟气的效果，液面位置过高有可能造成溢液，过低则会使得水洗效果下降甚至失效，优选地，如图10所示，每个水箱21侧壁上均设有水位计25，水位计25与该水箱21内部连通，用于实时监测该水箱21内部碱性反应药剂液面高度，进一步优选地，水位计25上还设有警戒液位，用于提醒用户及时向水箱21内加碱性反应药剂。
优选地，每个水箱21上方均开设有药剂添加口26，用于向该水箱21内部添加碱性反应药剂。在一个优选的实施方式中，水洗装置还包括药剂添加器，药剂添加器设于水箱21的药剂添加口26处，控制器与两个水箱21的水位计25和药剂添加口26均电连接，用于根据各个水位计25监测的碱性反应药剂液面高度是否到达警戒液位的信息，判断是否开启相应的药剂添加口26，生成相应的注液控制指令，并向各个药剂添加口26发送，控制相应的药剂添加口26开闭，通过药剂添加器向水箱21内注入碱性反应药剂。
为保证由进烟通道22通入的烟气能够充分与水箱21内碱性反应药剂发生反应，优选地，每个水箱21的进烟通道22伸入该水箱21内部的端口高度与该水箱21内碱性反应药剂液面高度相差范围为水箱21高度1/3～2/3，进烟通道22伸入该水箱21内部的端口高度与相邻的出烟通道23设于水箱21内部的端口高度相差范围为水箱21高度的1/3～2/3。出烟通道23与进烟通道22之间间隔的距离优选为不小于水箱21长度的1/2。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种垃圾矿化处理方法，其特征在于，操作步骤包括：
S1、分拣垃圾中的有机垃圾；
S2、在垃圾矿化处理设备的炉体内平整铺设15～25cm易燃物，将分拣出的有机垃圾干湿搭配或适当补充水分，投入炉体内易燃物之上；
S3、打开垃圾矿化处理设备的通风装置，引燃垃圾，使垃圾无明火矿化，并根据炉体内部的温度、湿度，实时调控炉体内部的通风量和湿度；
S4、将矿化产生的烟气依次进行降尘处理、水洗处理和催化处理后排出；
S5、实时监测炉体内垃圾高度，根据炉体内垃圾高度，及时补充垃圾；
S6、根据炉体内垃圾矿化程度，及时取出反应后形成的灰渣，且保留有炉体内中心处有15～25cm厚度的矿化层；
S7、分拣出灰渣中未反应完全的垃圾，再次投入炉体进行矿化处理；
所使用的垃圾矿化处理设备包括炉体、烟囱、降尘装置、水洗装置以及催化装置；
其中，所述炉体包括内层和外层，内层与外层之间设有磁矿石构成的磁化层；所述炉体上部设有进料门，下部设有出灰门，底部设有向下凸出的支撑部；所述炉体中下部设有多个横向通风管及纵向通风管；各个所述横向通风管间隔设置，其管体一端水平伸入所述炉体内层内部，另一端设于所述炉体外层侧面，且端口处设有第一调节风门和与之相连的第一电机；各个所述纵向通风管间隔设置，其管体一端竖直伸入所述炉体内层内部，且管体端部设有封堵部，管体侧壁开设有多个通风孔，另一端设于所述炉体外层底面，且端口处设有第二调节风门和与之相连的第二电机；
所述烟囱设于所述炉体顶部，自下而上出烟；
所述降尘装置设于所述烟囱内部，包括筛网单元和折返回旋单元；所述筛网单元包括至少一片单片筛网，用于对烟气进行过滤；所述折返回旋单元设于所述筛网单元上方，包括至少两个折返板，其中一个所述折返板设于所述烟囱内部的一侧，另一个所述折返板设于所述烟囱内部相对的另一侧，各个所述折返板沿所述烟囱出烟方向间隔排列，且均向所述烟囱出烟方向倾斜；
所述水洗装置设于所述烟囱外部，包括两个装有碱性反应药剂的水箱；每个所述水箱均设有进烟通道和出烟通道，所述进烟通道一端端口伸入该水箱内部碱性反应药剂液面以下，所述出烟通道一端端口设于该水箱内部碱性反应药剂液面以上；一个所述水箱的所述出烟通道与另一个所述水箱的所述进烟通道通过连接烟道连通；未与所述连接烟道连通的所述进烟通道和所述出烟通道分别与所述降尘装置和所述催化装置连通；各个所述水箱的底部通过水泵连通至设于所述炉体内部的水雾散布器；
所述催化装置设于所述烟囱内部，包括加热器和至少三个烟气催化反应器；所述加热器设于所述烟气催化反应器下方，所述烟气催化反应器内部为多孔蜂窝结构，且附有催化剂；
所述步骤S3中根据炉体内部的温度、湿度，通过各所述第一电机、所述第二电机调控相应的所述横向通风管、所述纵向通风管的通风量，通过各个所述水泵调控所述水雾散布器向炉体内喷淋加湿；
所述步骤S4中，将产生的烟气依次通入降尘装置进行降尘处理，通入水洗装置进行水洗处理，通入催化装置进行催化处理后排出。
2.根据权利要求1所述的垃圾矿化处理方法，其特征在于：所述步骤S3中，当所述炉体内部的温度高于温度最大值，或湿度低于湿度最小值，则调节相应的所述横向通风管、所述纵向通风管减小通风量，并控制所述水雾散布器向所述炉体内喷淋加湿，直至温度下降至温度设定值，且湿度上升至湿度设定值；当所述炉体内部的温度低于温度最小值，或湿度高于湿度最大值，则调节相应的所述横向通风管、所述纵向通风管增大通风量。
3.根据权利要求1所述的垃圾矿化处理方法，其特征在于：所述垃圾矿化处理设备还包括传感系统和控制器；
所述传感系统包括温度传感器和湿度传感器，用于实时在线监测垃圾矿化处理的信息，并向所述控制器反馈；所述控制器与所述传感系统、所述第一电机、所述第二电机和所述水泵均电连接；
所述步骤S3中，所述控制器根据外部输入指令和/或所述传感系统反馈的信息，生成相应的通风量控制指令，并向对应的各所述第一电机、所述第二电机发送，和/或，生成相应的抽水控制指令，并向对应的所述水泵发送。
4.根据权利要求3所述的垃圾矿化处理方法，其特征在于：所述传感系统还包括料位检测器，所述料位检测器设于所述炉体内，与所述控制器电连接，用于检测炉体内垃圾高度信息，并向控制器反馈。
5.根据权利要求4所述的垃圾矿化处理方法，其特征在于：所述垃圾矿化处理设备还包括操作系统或操作台，所述操作系统或所述操作台与所述传感系统、所述控制器电连接，用于接收外部输入指令，并向所述控制器发送，及接收并实时显示所述传感系统反馈的信息和/或所述控制器生成的控制指令。
6.根据权利要求3所述的垃圾矿化处理方法，其特征在于：所述垃圾矿化处理设备还包括至少两个风机，所述降尘装置与所述水洗装置通过至少一个所述风机连通，所述水洗装置与所述催化装置通过至少一个所述风机连通；所述控制器与各所述风机电连接；
所述步骤S4中，所述控制器根据所述传感系统反馈的信息，生成相应的风机控制指令，并向对应的所述风机发送，控制烟气排量。
7.根据权利要求6所述的垃圾矿化处理方法，其特征在于：所述风机与所述降尘装置、所述水洗装置和所述催化装置通过辅助烟管连通。
8.根据权利要求3所述的垃圾矿化处理方法，其特征在于：所述水雾散布器包括多个喷嘴，各个所述喷嘴分别通过旋转装置设于所述炉体内部上方；所述控制器与各个所述旋转装置均电连接；
所述步骤S3中，所述控制器根据所述传感系统反馈的信息，生成相应的转动控制指令，并向对应的所述旋转装置发送，移动相应的所述喷嘴的朝向，有针对性向所述炉体内喷淋。
9.根据权利要求1所述的垃圾矿化处理方法，其特征在于：所述降尘装置的筛网单元还包括筛网托架，各个所述单片筛网均设于所述筛网托架上，所述烟囱侧壁开设有用于拆装所述筛网托架的开口；所述单片筛网为金属材质的梯形板，所述梯形板顶部和底部均设有多个用于通过烟气的筛孔，各个所述筛孔呈阵列式均匀排列；所述筛网单元包括多个所述单片筛网，多个所述单片筛网交错叠加设于所述筛网托架，上一层所述单片筛网的底部与下一层所述单片筛网的顶部相对应。
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