CN110454792B - 一种自动控制及监测的垃圾阴燃热解装置 - Google Patents

一种自动控制及监测的垃圾阴燃热解装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自动控制及监测的垃圾阴燃热解装置，包括控制监测设备、一个或者多个阴燃热解设备，阴燃热解设备包括热解筒体和传感检测系统，在热解筒体的顶部安装有敞口式进料口，在敞口式进料口内通过支撑架转动连接有竖直设置的转轴，转轴向下延伸至敞口式进料口下部，在敞口式进料口以下部分的转轴上设有螺旋挤压叶片；在热解筒体底部设有排渣器；在热解筒体侧壁底部绕周向设有多个抽吸气组，抽吸气组包括进气口和出气口，在热解筒体上设有环形导气管，出气口均与环形导气管相连通；在环形导气管上连接有通气管，通气管连接有除尘降温机构；从而达到最佳阴燃效果，控制监测设备实现了对每个阴燃热解设备的运行状态和目标位置进行监控。

Description

一种自动控制及监测的垃圾阴燃热解装置
技术领域
本发明属于城镇垃圾处理技术领域，特别涉及一种自动控制及监测的垃圾阴燃热解装置。
背景技术
城镇垃圾主要为分拣和干燥后含水率为20%左右的固体垃圾，目前城镇垃圾多采用焚烧炉、高温热解装置或填埋处理，对土壤、地下水或者大气会产生污染，特别是垃圾处理厂周围空气臭气严重，影响周边居民生活。中国专利文献CN207797070U公开了一种含油垃圾微中压阴燃处理系统，其主要通过气液旋流分离器分离气液两相；通过冷却器冷却蒸汽，提高气液分离效率；通过脱硫与脱硝反应器减少含硫、含氮等有害气体排放，达到保护环境的目的。中国专利文献CN107842855A公开了一种城市固体废弃物自维持阴燃处理平台系统及处理方法，其包括反应炉、为反应炉供气的压缩气瓶、反应炉内测量数据的热电偶、点火控制器、数据采集装置、反应炉上方的排烟装置、烟气分析仪、自维持阴燃处理控制软件系统和主机。上述两种阴燃处理方式整体设备操作复杂，垃圾处理效率不高，处理后无附加产品产出并没有充分利用垃圾里有用成份，还没有针对城镇干燥的固体垃圾进行阴燃处理的系统或装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对城镇垃圾处理的自动控制及监测的垃圾阴燃热解装置；为达到上述目的所采取的技术方案是：
一种自动控制及监测的垃圾阴燃热解装置，包括控制监测设备、一个或者多个阴燃热解设备，所述阴燃热解设备包括热解筒体和传感检测系统，在热解筒体的顶部安装有敞口式进料口，在敞口式进料口内通过支撑架转动连接有竖直设置的转轴，转轴向下延伸至敞口式进料口下部，在敞口式进料口以下部分的转轴上设有螺旋挤压叶片；在热解筒体底部设有排渣器，在排渣器的出渣口处装配有碳渣处理器；在热解筒体侧壁底部绕周向设有多个抽吸气组，所述抽吸气组包括进气口和出气口，所述进气口位于出气口上方且进气口和出气口位于热解筒体相背的侧面上，在热解筒体上设有环形导气管，每个出气口均与环形导气管相连通，对应每个进气口和出气口均设有控制阀门；在环形导气管上连接有通气管，通气管连接有除尘降温机构；
所述传感检测系统包括第一温度传感器、第二温度传感器、气体成分传感器和气体量传感器，其中，第一温度传感器设置在热解筒体内壁上，用于监测热解筒体内的污泥温度；第二温度传感器设置在排渣器内壁上，用于监测阴燃后的碳渣温度；气体成分传感器和气体量传感器设置在通气管上，用于监测 阴燃后产生的气体成分和气体量；
所述控制监测设备包括总监测设备、中继设备和信息源读取设备，所述信息源读取设备包括安装在每个阴燃热解设备上的GPS定位器和射频识别标签，传感检测系统和GPS定位器将各自的信号储存在射频识别标签内，信息源读取设备通过中继设备与总监测设备信号传输。
进一步，还包括垃圾密封传输装置，所述垃圾密封传输装置进口端伸入垃圾储存池内，垃圾密封传输装置出口端与敞口式进料口相连通。
进一步，所述抽吸气组位于螺旋挤压叶片下方。
进一步，所述碳渣处理器包括密封的挤压室，在挤压室上表面和下表面布设有水冷却系统，在挤压室顶部设有与排渣器的出渣口密封连接的进渣口，在挤压室上设有液压缸，在液压缸活塞杆上固定有推动头，推动头位于挤压室内部，在推动头相对应的一端设有缩口型的出料口。
进一步，所述除尘降温机构包括依次相连接的旋风除尘器、列管降温器，所述通气管与旋风除尘器相连接，列管降温器的气体排出管道上设有罗茨风机、防回火罐；列管降温器的液体排出管道上设有控制开关、液体容器。
进一步，所述排渣器为轧辊炉排。
进一步，所述通气管内可燃气体温度不高于500℃。
进一步，经除尘降温机构降温后的可燃气体温度不高于90℃。
本发明所具有的有益效果为：（1）采用敞口式进料口与螺旋挤压相配合的结构满足了分拣好的呈干燥松散的城镇垃圾的投入要求，同时达到了阴燃所需要的结实度；
（2）通过在热解筒体侧壁底部绕周向设置的多个交替工作的抽吸气组，提供了持续的微量热源以维持垃圾持续地进行阴燃；从而省去了原来复杂的搅拌、降温及阴燃加热板的设置；
（3）本发明主要采用负压吸附的方式将微量热源吸入垃圾之内，微量热源与垃圾接触更加充分，路径更长，阴燃更加充分，产生的可燃气体更多，而且整体温度控制在900℃以下属于低温阴燃从而避免了二噁英等有害物质的产生；
（4）通过进气口和出气口进气量的控制可以对垃圾阴燃速率和阴燃效率进行调控，以达到垃圾低温阴燃热解的最佳效果；
（5）垃圾经过阴燃后产生的碳渣不会发生燃烧而变成无用的灰渣，经过碳渣处理器挤压处理后而产生有用的碳砖，大大提高了能源利用效率；
（6）垃圾阴燃后产生的高温可燃性气体经过除尘降温机构后得到木醋液和可燃性气体产物；
（7）本发明实现了一种阴燃充分效率高、阴燃后产物提取多的垃圾阴燃热解装置；
（8）传感检测系统时刻对每个阴燃热解设备的工作参数进行监测以及根据实际情况进行污泥投入量、热解筒体内通气量等调整以达到最佳阴燃效果；
（9）控制监测设备实现了对每个阴燃热解设备的运行状态和目标位置进行监控。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步描述。
如图1所示，一种自动控制及监测的垃圾阴燃热解装置，包括控制监测设备、一个或者多个阴燃热解设备，所述阴燃热解设备包括热解筒体5和传感检测系统，在热解筒体5的顶部安装有敞口式进料口3，在敞口式进料口3内通过支撑架转动连接有竖直设置的转轴2，转轴2向下延伸至敞口式进料口3下部，在敞口式进料口3以下部分的转轴2上设有螺旋挤压叶片4；在热解筒体5底部设有排渣器7，在排渣器7的出渣口处装配有碳渣处理器；在热解筒体5侧壁底部绕周向设有多个抽吸气组，所述抽吸气组位于螺旋挤压叶片下方，所述抽吸气组位于螺旋挤压叶片4下方，所述抽吸气组包括进气口61和出气口62，所述进气口61位于出气口62上方且进气口61和出气口62位于热解筒体5相背的侧面上，在热解筒体5上设有环形导气管8，每个出气口62均与环形导气管8相连通，且对应每个进气口61和出气口62均设有控制阀门；在环形导气管8上连接有通气管10，通气管10连接有除尘降温机构；
所述传感检测系统包括第一温度传感器17、第二温度传感器16、气体成分气体量传感器14（也可以采用气体成分传感器和气体量传感器代替），其中，第一温度传感器17设置在热解筒体5内壁上，用于监测热解筒体5内的污泥温度；第二温度传感器16设置在排渣器7内壁上，用于监测阴燃后的碳渣温度；气体成分气体量传感器14设置在通气管8或者除尘降温机构的气体排出管道15上，用于监测 阴燃后产生的气体成分和气体量；
所述控制监测设备包括总监测设备、中继设备和信息源读取设备，所述信息源读取设备包括安装在每个阴燃热解设备上的GPS定位器和射频识别标签，传感检测系统和GPS定位器将各自的信号储存在射频识别标签内，信息源读取设备通过中继设备与总监测设备信号传输。
还包括垃圾密封传输装置18，所述垃圾密封传输装置18进口端伸入垃圾储存池19内，垃圾密封传输装置18出口端与敞口式进料口3相连通，从而保证了垃圾在输入热解筒体5过程中保持密封输送，避免垃圾飘散和异味扩散。
所述碳渣处理器包括密封的挤压室94，在挤压室94上表面和下表面布设有用于对碳砖进行冷却的水冷却系统，在挤压室94顶部设有与排渣器7的出渣口密封连接的进渣口，在挤压室94上设有液压缸91，在液压缸91活塞杆92上固定有推动头93，推动头93位于挤压室94内部，在推动头93相对应的一端设有缩口型的出料口95。
所述除尘降温机构包括依次相连接的旋风除尘器11、列管降温器12，所述通气管10与旋风除尘器11相连接，列管降温器12的气体排出管道上设有罗茨风机13、防回火罐；列管降温器12的液体排出管道上设有控制开关14、液体容器。
其中，所 述排渣器7优选为轧辊炉排，对系统的温度设定要求为：所述通气管8内可燃气体温度不高于500℃、经除尘降温机构降温后的可燃气体温度不高于90℃。
本发明在工作时将分拣好的干燥的城镇垃圾投入垃圾储存池19内，通过垃圾密封传输装置18进入敞口式进料口3而进入热解筒体5内，当垃圾积累到一定量时启动动力机构带动转轴2转动从而将松散的垃圾挤压到热解筒体5底部且达到一定的结实度；在垃圾进行阴燃的过程中，抽吸气组依次交替工作以提供持续的微量热源以维持垃圾持续地进行阴燃；每个抽吸气组工作方式为打开进气口61和与进气口61距离最远的出气口62，通过罗茨风机13或者单独设置的负压机构对出气口62进行抽气，那么微量的外界空气将从进气口61进入，由于进气口61和出气口62之间的距离较远，那么经过的路径较长阴燃后产生的高温气体较多。阴燃后产生的450℃左右的可燃气体通过通气管10依次进入旋风除尘器11、列管降温器12，经过列管降温器12降温后得到80℃左右干燥的可燃气体待用，同时在降温的过程中450℃左右的可燃气体内的化学物质溶解在液体中而形成木醋液等化学产品。
另一方面，由于整体采用密闭的阴燃空间，垃圾经过阴燃后产生的碳渣不会发生燃烧而变成无用的灰渣，松散的碳渣经过排渣器7而进入碳渣处理器，然后液压缸91动作将松散的碳渣压实形成碳砖而从出料口95挤出，碳砖内部实心无氧气成份，外表面又经过水冷却系统冷却所以即使暴露在空气中也无燃烧情况发生，形成的碳砖可被再利用。
在工作过程中，所述传感检测系统时刻对每个阴燃热解设备的工作参数进行监测以及根据实际情况进行污泥投入量、热解筒体5内通气量等调整；控制监测设备可以实现对每个阴燃热解设备的运行状态和目标位置进行监控。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
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，但这些修改或者替换，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 (8)

1.一种自动控制及监测的垃圾阴燃热解装置，其特征在于，包括控制监测设备、一个或者多个阴燃热解设备，所述阴燃热解设备包括热解筒体和传感检测系统，在热解筒体的顶部安装有敞口式进料口，在敞口式进料口内通过支撑架转动连接有竖直设置的转轴，转轴向下延伸至敞口式进料口下部，在敞口式进料口以下部分的转轴上设有螺旋挤压叶片；在热解筒体底部设有排渣器，在排渣器的出渣口处装配有碳渣处理器；在热解筒体侧壁底部绕周向设有多个抽吸气组，所述抽吸气组包括进气口和出气口，所述进气口位于出气口上方且进气口和出气口位于热解筒体相背的侧面上，在热解筒体上设有环形导气管，每个出气口均与环形导气管相连通，对应每个进气口和出气口均设有控制阀门；抽吸气组依次交替工作，每个抽吸气组工作方式为打开进气口和与进气口距离最远的出气口；在环形导气管上连接有通气管，通气管连接有除尘降温机构；
所述传感检测系统包括第一温度传感器、第二温度传感器、气体成分传感器和气体量传感器，其中，第一温度传感器设置在热解筒体内壁上，用于监测热解筒体内的污泥温度；第二温度传感器设置在排渣器内壁上，用于监测阴燃后的碳渣温度；气体成分传感器和气体量传感器设置在通气管上，用于监测 阴燃后产生的气体成分和气体量；
所述控制监测设备包括总监测设备、中继设备和信息源读取设备，所述信息源读取设备包括安装在每个阴燃热解设备上的GPS定位器和射频识别标签，传感检测系统和GPS定位器将各自的信号储存在射频识别标签内，信息源读取设备通过中继设备与总监测设备信号传输。
2.根据权利要求1所述的自动控制及监测的垃圾阴燃热解装置，其特征在于，还包括垃圾密封传输装置，所述垃圾密封传输装置进口端伸入垃圾储存池内，垃圾密封传输装置出口端与敞口式进料口相连通。
3.根据权利要求1所述的自动控制及监测的垃圾阴燃热解装置，其特征在于，所述抽吸气组位于螺旋挤压叶片下方。
4.根据权利要求1所述的自动控制及监测的垃圾阴燃热解装置，其特征在于，所述碳渣处理器包括密封的挤压室，在挤压室上表面和下表面布设有水冷却系统，在挤压室顶部设有与排渣器的出渣口密封连接的进渣口，在挤压室上设有液压缸，在液压缸活塞杆上固定有推动头，推动头位于挤压室内部，在推动头相对应的一端设有缩口型的出料口。
5.根据权利要求1至4任一项所述的自动控制及监测的垃圾阴燃热解装置，其特征在于，所述除尘降温机构包括依次相连接的旋风除尘器、列管降温器，所述通气管与旋风除尘器相连接，列管降温器的气体排出管道上设有罗茨风机、防回火罐；列管降温器的液体排出管道上设有控制开关、液体容器。
6.根据权利要求5所述的自动控制及监测的垃圾阴燃热解装置，其特征在于，所述排渣器为轧辊炉排。
7.根据权利要求5所述的自动控制及监测的垃圾阴燃热解装置，其特征在于，所述通气管内可燃气体温度不高于500℃。
8.根据权利要求7所述的自动控制及监测的垃圾阴燃热解装置，其特征在于，经除尘降温机构降温后的可燃气体温度不高于90℃。
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