CN110822439A - 一种生活垃圾快速热解装置及其热解工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生活垃圾快速热解装置，包括：旋转轴，其上焊接有螺旋叶片，用于夹带垃圾进行移动，所述螺旋叶片上焊接有刮杆；热解室，用于对垃圾进行热分解，其套设于旋转轴外部且与旋转轴同轴设置，所述热解室一端上侧开设有热解气出口和垃圾入口；烟气室，用于对热解室进行加热，其套设于热解室外部且与热解室同轴设置，所述烟气室在靠近热解残碳出口一端开设有烟气入口。本发明中的热解室和烟气室同轴固定，相互隔开，热解气和高温烟气完全隔离，热解气热值较高，热解气与垃圾逆流接触，高温热解产生的焦油停留在固体垃圾上，随着垃圾逐步热解发生碳化，从而停留在残碳中，热解气中焦油含量低。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾热处理技术领域，具体为一种生活垃圾快速热解装置及其热解工艺。
背景技术
2017年我国生活垃圾清运量达到2.16亿吨，生活垃圾成分复杂，处理较困难。随着垃圾分类方法的推广，其中，厨余垃圾(或湿垃圾)和其它垃圾处理难度较大：厨余垃圾中的水分高达80％，且含有包装袋、骨头等杂质，其它垃圾无利用价值，如卫生间的废纸等，若不能及时快速处理，厨余垃圾和其它垃圾易发生腐败和散发异味，对环境产生二次污染。
目前垃圾处理仍以焚烧为主，例如申请号为201910663084.X的一种分布式热分解生活垃圾处理器，包括炉体，所述炉体从上到下依次包括燃烧室和灰室，但是，用其处理厨余垃圾时则存在较为明显的缺陷：高水分的厨余垃圾热值低，直接焚烧困难，需要添加其它燃料进行混合燃烧，且燃烧过程中易产生二恶英等有害物质，垃圾制肥料工艺运行时间长，垃圾消纳量低，其中塑料、织物、骨头、金属等杂物无法分解，导致产品肥料品质不佳，难以无害化利用。
所以，十分有必要开发可快速处理厨余垃圾和其它垃圾的装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生活垃圾快速热解装置及其热解工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种生活垃圾快速热解装置，包括：
旋转轴，其上焊接有螺旋叶片，用于夹带垃圾进行移动，所述螺旋叶片上焊接有刮杆，所述刮杆在旋转轴的旋转方向侧开有三角锯齿；
热解室，用于对垃圾进行热分解，其套设于旋转轴外部且与旋转轴同轴设置，所述热解室一端上侧开设有热解气出口和垃圾入口，且热解室另一端的下侧开设有热解残碳出口；
烟气室，用于对热解室进行加热，其套设于热解室外部且与热解室同轴设置，所述烟气室在靠近热解残碳出口一端开设有烟气入口，且烟气室在靠近热解气出口和垃圾入口一端开设有烟气出口。
优选的，所述旋转轴内部中空开设有水冷孔，且旋转轴一端与电机输出轴固定连接。
优选的，相邻所述刮杆与旋转轴的轴线形成的二面角为60°-180°。
一种使用生活垃圾快速热解装置的热解工艺，包括以下步骤：
S1、垃圾从垃圾入口进入热解室，随着旋转轴的旋转，螺旋叶片和刮杆夹带垃圾沿通道B箭头方向移动；
S2、此时高温烟气从烟气入口进入烟气室，沿通道A箭头方向流动，热量首先传递至热解室，再传递至垃圾，高温烟气降温后沿通道A箭头方向流动至烟气出口；
S3、垃圾受热后热解，热解气沿通道B箭头反方向流动至热解气出口，残碳继续沿通道B箭头方向流动至热解残碳出口，垃圾从垃圾入口流动至热解残碳出口所需要的时间为设置为15-60min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中的热解室和烟气室同轴固定，相互隔开，热解气和高温烟气完全隔离，热解气热值较高，热解气与垃圾逆流接触，高温热解产生的焦油停留在固体垃圾上，随着垃圾逐步热解发生碳化，从而停留在残碳中，热解气中焦油含量低。
本发明采用特殊的刮板结构，既可防止垃圾在热解室内结焦，又强化垃圾的传质和传热，并且采用特殊设计的水冷旋转轴，防止热解过程中由于高温导致旋转轴扭曲变形。
此外本发明的工艺方法的原料来源广，即可处理混合垃圾，又可处理垃圾分类后的厨余垃圾(湿垃圾)和其它垃圾，实用性很强，非常值得推广。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的旋转轴横截面示意图；
图3为本发明的刮杆结构示意图。
图中：1旋转轴、2热解室、3螺旋叶片、4热解残碳出口、5烟气入口、6烟气室、7热解气出口、8垃圾入口、9烟气出口、10电机、11刮杆、12水冷孔、111三角锯齿。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：
一种生活垃圾快速热解装置，包括：
旋转轴1，其上焊接有螺旋叶片3，用于夹带垃圾进行移动，旋转轴1内部中空开设有水冷孔12，使得旋转轴1为中心水冷结构，防止热解过程中由于高温导致旋转轴扭曲变形，且旋转轴1一端与电机10输出轴固定连接，电机10带动旋转轴1进行转动，螺旋叶片3上焊接有刮杆11，相邻刮杆11与旋转轴1的轴线形成的二面角为60°-180°，优选60°、90°、120°或180°，刮杆11在旋转轴1的旋转方向侧开有三角锯齿111。
热解室2，用于对垃圾进行热分解，其套设于旋转轴1外部且与旋转轴1同轴设置，热解室2一端上侧开设有热解气出口7和垃圾入口8，且热解室2另一端的下侧开设有热解残碳出口4；
烟气室6，用于对热解室2进行加热，其套设于热解室2外部且与热解室2同轴设置，烟气室6在靠近热解残碳出口4一端开设有烟气入口5，且烟气室6在靠近热解气出口7和垃圾入口8一端开设有烟气出口9，采用如上述热解残碳出口4和烟气入口5开设在同侧的设置，以及热解气出口7和垃圾入口8与有烟气出口9开设在同侧的设置，使得热解气与垃圾逆流接触，高温热解产生的焦油停留在固体垃圾上，随着垃圾逐步热解发生碳化，从而停留在残碳中，热解气中焦油含量低。
图中通道A为烟气通道，通道A箭头方向为烟气流向，通道B为垃圾通道，通道B箭头方向为固体热解残碳流向，通道B箭头反方向为热解气流向。
使用生活垃圾快速热解装置的热解工艺，具体工作原理，包括以下步骤：
S1、装置正常运转过程中，垃圾从垃圾入口8进入热解室2，原料垃圾为生活垃圾，粒径小于50mm，垃圾入口8的温度为室温-105℃，随着旋转轴1的旋转，螺旋叶片3和刮杆11夹带垃圾沿通道B箭头方向移动；
S2、此时高温烟气从烟气入口5进入烟气室6，烟气入口5的温度为600-800℃，烟气为热解气采用绝热低氮燃烧技术的烟气，沿通道A箭头方向流动，热量首先传递至热解室2，再传递至垃圾，高温烟气降温后沿通道A箭头方向流动至烟气出口9，烟气出口9的温度为300-400℃；
S3、垃圾受热后热解，热解气沿通道B箭头反方向流动至热解气出口7，热解气出口7的温度为150-300℃，残碳继续沿通道B箭头方向流动至热解残碳出口4，热解气与垃圾逆流接触，高温热解产生的焦油停留在固体垃圾上，随着垃圾逐步热解发生碳化，从而停留在残碳中，热解气中焦油含量低，热解残碳出口4的温度为300-600℃，垃圾从垃圾入口8流动至热解残碳出口4所需要的时间为设置为15-60min。
实施例1：
将100kg室温厨余垃圾已破碎至50mm从垃圾入口8进入热解室2内，此时，780℃的高温烟气从烟气入口5进入烟气室6，加热热解室2。垃圾随着螺旋叶片3和刮杆11向前移动，在热解室2内发生热解，热解气从热解气出口7流出，温度为160℃，垃圾在热解室2内停留时间为45min，热解后的残碳从热解残碳出口4排出，降温后320℃的烟气从烟气出口9排出。
实施例2：
将100kg室温纸质垃圾已破碎至50mm从垃圾入口8进入热解室2内，此时，700℃的高温烟气从烟气入口5进入烟气室6，加热热解室2。垃圾随着螺旋叶片3和刮杆11向前移动，在热解室2内发生热解，热解气从热解气出口7流出，温度为220℃，垃圾在热解室2内停留时间为30min，热解后的残碳从热解残碳出口4排出，降温后380℃的烟气从烟气出口9排出。
实施例3：
将50kg室温厨余垃圾已破碎至50mm和50kg室温纸质垃圾已破碎至50mm从垃圾入口8进入热解室2内，此时，750℃的高温烟气从烟气入口5进入烟气室6，加热热解室2。垃圾随着螺旋叶片3和刮杆11向前移动，在热解室2内发生热解，热解气从热解气出口7流出，温度为200℃，垃圾在热解室2内停留时间为40min，热解后的残碳从热解残碳出口4排出，降温后350℃的烟气从烟气出口9排出。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种生活垃圾快速热解装置，其特征在于，包括：
旋转轴(1)，其上焊接有螺旋叶片(3)，用于夹带垃圾进行移动，所述螺旋叶片(3)上焊接有刮杆(11)，所述刮杆(11)在旋转轴(1)的旋转方向侧开有三角锯齿(111)；
热解室(2)，用于对垃圾进行热分解，其套设于旋转轴(1)外部且与旋转轴(1)同轴设置，所述热解室(2)一端上侧开设有热解气出口(7)和垃圾入口(8)，且热解室(2)另一端的下侧开设有热解残碳出口(4)；以及
烟气室(6)，用于对热解室(2)进行加热，其套设于热解室(2)外部且与热解室(2)同轴设置，所述烟气室(6)在靠近热解残碳出口(4)一端开设有烟气入口(5)，且烟气室(6)在靠近热解气出口(7)和垃圾入口(8)一端开设有烟气出口(9)。
2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾快速热解装置，其特征在于：所述旋转轴(1)内部中空开设有水冷孔(12)，且旋转轴(1)一端与电机(10)输出轴固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种生活垃圾快速热解装置，其特征在于：相邻所述刮杆(11)与旋转轴(1)的轴线形成的二面角为60°-180°。
4.一种使用权利要求1所述的生活垃圾快速热解装置的热解工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、垃圾从垃圾入口(8)进入热解室(2)，随着旋转轴(1)的旋转，螺旋叶片(3)和刮杆(11)夹带垃圾沿通道B箭头方向移动；
S2、此时高温烟气从烟气入口(5)进入烟气室(6)，沿通道A箭头方向流动，热量首先传递至热解室(2)，再传递至垃圾，高温烟气降温后沿通道A箭头方向流动至烟气出口(9)；
S3、垃圾受热后热解，热解气沿通道B箭头反方向流动至热解气出口(7)，残碳继续沿通道B箭头方向流动至热解残碳出口(4)，垃圾从垃圾入口(8)流动至热解残碳出口(4)所需要的时间为设置为15-60min。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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