CN111139096A - 一种生活垃圾处理系统及其生活垃圾处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生活垃圾处理系统，包括多级反应器装置、与所述多级反应器装置相连接的过热蒸汽产生装置、与所述多级反应器装置相连接的尾气处理装置、以及与所述尾气处理装置和所述多级反应器装置相连接的油水分离装置；其中，所述多级反应器装置包括多级反应器、沿所述多级反应器的多个反应舱长度方向运动的垃圾储料斗、以及牵引机构；所述尾气处理装置的燃烧器与所述过热蒸汽产生装置中的换热器相连接。以此结构设计的生活垃圾处理系统，能够高效的对生活垃圾进行充分处理，且节能环保，处理效率高；本发明还提供了一种生活垃圾处理方法，采用该生活垃圾处理方法能够高效快捷的对生活垃圾进行充分处理，且节能环保。

Description

一种生活垃圾处理系统及其生活垃圾处理方法

技术领域

本发明涉及环保设备技术领域，尤其涉及一种生活垃圾处理系统及其生活垃圾处理方法。

背景技术

近年来，我国生活垃圾产生量大幅度增加，每年产生将近10亿吨的垃圾，目前，我国生活垃圾处置的最主要方式是填埋，生活垃圾填埋带来了极大的环境问题：(1)大气污染。生活垃圾堆积释放大量氨、硫化物等有害气体，严重污染了大气；(2)严重污染水体。雨水淋入产生的渗滤液造成地表水和地下水的严重污染；(3)生物性污染。生活垃圾中有许多致病微生物，易滋生蚊、蝇、蟑螂和老鼠，危害广大市民的身体健康；(4)侵占大量土地。全国城市垃圾堆存累计侵占土地超过5亿平方米。

生活垃圾的成分一般分为有机物和无机物，随着我国城市水平的不断提高，垃圾中厨余、纸张、塑料、橡胶等有机物含量在不断提高。

高温过热蒸汽是一种携带大量热量的汽体，其温度可达600-800度。实验证明，使用高温过热蒸汽对生活垃圾进行处理，高温过热蒸汽可使得垃圾中的塑料制品完全热解，以热解气和重油的形式排出，生活垃圾中的油脂也可分离出来，同时在热解过程中高温过热蒸汽起到隔绝氧气的作用，可防止生活垃圾中的金属氧化，这样就方便了后续的垃圾分类后进行填埋或可用物品回收。

相关技术中虽然有使用高温过热蒸汽对生活垃圾进行处理的设备，但由于所采用的过热蒸汽温度较低，不能对生活垃圾进行完全处理，且无法对热解气中的油类物质及气态有机物进行处理。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种生活垃圾处理系统，该生活垃圾处理系统垃圾处理充分且效率高，较为节能。

本发明的第二目的在于提供一种生活垃圾处理方法，采用该生活垃圾处理方法能够高效快捷的对生活垃圾进行充分处理，且节能环保。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种生活垃圾处理系统，包括：

多级反应器装置，用于对预处理后的垃圾进行分级处理，其中，所述多级反应器装置包括多级反应器、沿所述多级反应器的多个反应舱长度方向运动的垃圾储料斗、以及用于牵引所述垃圾储料斗依次通过多个所述反应舱的牵引机构；

过热蒸汽产生装置，与所述多级反应器装置相连接用于将产生的过热蒸汽导入所述多级反应器；

尾气处理装置，与所述多级反应器装置相连接用于所述多级反应器装置内的尾气处理，其中，所述尾气处理装置的燃烧器与所述过热蒸汽产生装置中的换热器相连接；

油水分离装置，与所述尾气处理装置和所述多级反应器装置相连接。

其中，所述多级反应器包括通过舱门依次分割而成的进料舱、反应舱及出料舱；所述反应舱包括依次连接的第一级反应舱、第二级反应舱及第三级反应舱。

其中，所述进料舱、所述反应舱及所述出料舱内均贯通设置有便于所述垃圾储料斗运动的导轨。

其中，所述过热蒸汽产生装置包括通过管道依次连接的净水箱、给水泵、所述换热器、以及过热蒸汽发生器，所述过热蒸汽发生器的过热蒸汽通过蒸汽管与所述第三级反应舱贯通连接。

其中，所述尾气处理装置包括与所述多级反应器贯通连接的冷凝装置，以及与所述冷凝装置贯通连接的燃烧器，所述燃烧器与所述过热蒸汽产生装置中的换热器相连接；所述尾气处理装置与所述第一级反应舱相连接。

其中，所述反应舱的底部设置有液体汇流管，所述油水分离装置与所述液体汇流管贯通连接，所述油水分离装置与储油罐相连接。

其中，所述垃圾储料斗包括料斗、设置于所述料斗底板与所述导轨相配合的滚轮、以及设置于所述料斗前后两侧壁便于相邻所述垃圾储料斗串联的连接件；所述料斗的下底面设置有方便废液流出的滤网。

其中，所述牵引机构设置为钢丝绳牵引机构，所述钢丝绳牵引机构包括钢丝绳，以及用于所述钢丝绳收卷的电机。

其中，所述过热蒸汽发生器设置包括导管、涂覆与所述导管外周面的绝缘层、缠绕于所述绝缘层外周面的线圈、以及包覆与所述线圈外周面的保温层；所述导管的出口端设置有温度传感器和压力传感器。

一种生活垃圾处理方法，包括上述任意一项所述的生活垃圾处理系统，还包括如下处理步骤：

S100、生活垃圾预处理；

S200、经预处理后的生活垃圾装入垃圾储料斗，将垃圾储料斗送入进料舱并与第一级反应舱内的垃圾储料斗连接；牵引机构牵引进料舱内的垃圾储料斗移动至第一级反应舱内进行干燥处理；

S300、经所述第一级反应舱内干燥后的生活垃圾进入第二级反应舱，并在所述第二级反应舱内预热和初步热解，热解产生的热解气和水蒸气经所述第二级反应舱的排气口进入所述第一级反应舱内，并由所述第一级反应舱的排气口引入所述尾气处理装置；

S400、经所述第二级反应舱预热和初步热解的生活垃圾进入第三级反应舱，并在所述第三级反应舱内完成热解，热解产生的热解气经所述第三级反应器的排气口进入所述第二级反应舱内；所述第三级反应器的过热蒸汽入口与所述过热蒸汽产生装置连接；

S500、在第三级反应舱内完成热解，牵引机构牵引垃圾储料斗将所述第二级反应舱初步热解的生活垃圾进入第三级反应舱内，并在所述第三级反应舱内完成热解，热解产生的热解气经所述第三级反应舱内的排气口进入所述第二级反应舱内；所述第三级反应舱的进气口与所述过热蒸汽产生装置连接。

本发明的有益效果：本发明提供了一种生活垃圾处理系统，包括用于对预处理后的垃圾进行分级处理的多级反应器装置、与所述多级反应器装置相连接用于将产生的过热蒸汽导入所述多级反应器装置的过热蒸汽产生装置、与所述多级反应器装置相连接用于所述多级反应器装置内的尾气处理的尾气处理装置、以及与所述尾气处理装置和所述多级反应器装置相连接的油水分离装置；其中，所述多级反应器装置包括多级反应器、沿所述多级反应器的多个反应舱长度方向运动的垃圾储料斗、以及用于牵引所述垃圾储料斗依次通过多个所述反应舱的牵引机构；所述尾气处理装置的燃烧器与所述过热蒸汽产生装置中的换热器相连接。以此结构设计的生活垃圾处理系统，能够高效的对生活垃圾进行充分处理，且节能环保，处理效率高；本发明还提供了一种生活垃圾处理方法，采用该生活垃圾处理方法能够高效快捷的对生活垃圾进行充分处理，且节能环保。

附图说明

图1是本发明一种生活垃圾处理系统的示意图。

图2是图1中进料舱的结构示意图。

图3是图1中第一级反应舱的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

结合图1至图3所示，本实施例提供了一种生活垃圾处理系统，包括用于对预处理后的垃圾进行分级处理的多级反应器装置、与所述多级反应器装置相连接用于将产生的过热蒸汽导入所述多级反应器装置的过热蒸汽产生装置2、与所述多级反应器装置相连接用于所述多级反应器装置内的尾气处理的尾气处理装置3、以及与所述尾气处理装置3和所述多级反应器装置相连接的油水分离装置4；其中，所述多级反应器装置包括多级反应器1、沿所述多级反应器1的多个反应舱长度方向运动的垃圾储料斗、以及用于牵引所述垃圾储料斗依次通过多个所述反应舱的牵引机构6；所述尾气处理装置3的燃烧器32与所述过热蒸汽产生装置2中的换热器22相连接；以此上述结构设计的生活垃圾处理系统，高温过热蒸汽既可作为生活垃圾热解的热源又可以作为隔绝氧气的保护气体，能够完全热解生活垃圾中的有机物质、废旧塑料等，且不产生二恶英等有毒物质；此外过多级反应器1的多个反应舱的设计，使得烟气的余热得到了充分利用，起到了较好的节能环保的作用。

进一步具体的，本实施例中所述多级反应器1包括通过舱门依次分割而成的进料舱11、反应舱及出料舱15；所述反应舱包括依次连接的第一级反应舱12、第二级反应舱13及第三级反应舱14，为了方便垃圾储料斗的进出，本实施例中的所述进料舱11、所述反应舱及所述出料舱15内均贯通设置有便于所述垃圾储料斗运动的导轨，本实施例中的进料舱11、出料舱15的设置，使得装入生活垃圾与取出垃圾残留物时不影响反应舱内热解反应，继而有效提升了生活垃圾处理效率。

更进一步的，所述垃圾储料斗包括料斗、设置于所述料斗底板与所述导轨相配合的滚轮、以及设置于所述料斗前后两侧壁便于相邻所述垃圾储料斗串联的连接件；所述料斗的下底面设置有方便废液流出的滤网；所述牵引机构6设置为钢丝绳牵引机构，所述钢丝绳牵引机构包括钢丝绳，以及用于所述钢丝绳收卷的电机。以此通过电机对钢丝绳的收卷，牵引料斗沿导轨依次经过第一级反应舱12、第二级反应舱13及第三级反应舱14，继而对料斗中的生活垃圾进行逐级处理。

进一步的，本实施中所述过热蒸汽产生装置2包括通过管道依次连接的净水箱7、给水泵23、所述换热器22、以及过热蒸汽发生器21，所述过热蒸汽发生器21的过热蒸汽通过蒸汽管与所述第三级反应舱14贯通连接；所述尾气处理装置3包括与所述多级反应器1贯通连接的冷凝装置31，以及与所述冷凝装置31贯通连接的燃烧器32，所述燃烧器32与所述过热蒸汽产生装置2中的换热器22相连接；所述尾气处理装置3与所述第一级反应舱12相连接。以此方式设计，高温过热蒸汽既可作为生活垃圾热解的热源又可以作为隔绝氧气的保护气体，能够完全热解生活垃圾中的有机物质、废旧塑料等，且不产生二恶英等有毒物质；此外过多级反应器1的多个反应舱的设计，使得烟气的余热得到了充分利用，起到了较好的节能环保的作用。

进一步的，为了方便料斗中流出的油污的收集处理，本实施例在所述反应舱的底部设置有液体汇流管，所述油水分离装置4与所述液体汇流管贯通连接，所述油水分离装置4与储油罐5相连接。

更进一步的，本实施例中的所述过热蒸汽发生器21包括导管、涂覆与所述导管外周面的绝缘层、缠绕于所述绝缘层外周面的线圈、以及包覆与所述线圈外周面的保温层；所述导管的出口端设置有温度传感器和压力传感器。以此对蒸汽发生器起到较好的保温效果，同时通过温度传感器和压力传感器的设置，对产生的过热蒸汽的温度和压力进行监控。

采用上述方式设置的生活垃圾处理系统，过热蒸汽产生装置2采用电磁方式产生过热蒸汽，为生活垃圾处理提供足够的热量。进料舱11、第一级反应舱12、第二级反应舱13、第三级反应舱14、出料舱15结构相同，可以实现连续作业，可在生活垃圾装料、生活垃圾残渣取料时不影响三级反应舱内的干燥及热解反应；生活垃圾处理过程中产生的热解气经尾气处理装置3净化处理后进入燃烧器32燃烧，高温烟气经换热器22后排放。本发明的实施例中以第一级反应舱12、第二级反应舱13及第三级反应舱14为例进行说明，在进料舱11内实现生活垃圾的装料，在第一级反应舱12中实现对污泥的干燥，在第二级反应舱13内对干燥后的生活垃圾预热并初步热解，在第三级反应舱14中完成对生活垃圾的全部热解处理，在出料舱15内取出经热解处理后的生活垃圾残渣。所述尾气处理装置3的冷凝液体回收管可与油水分离装置4连接，油类物质分离收集回收，污水接入污水处理厂。

参见图1至图3所示，所述多级反应器1包括进料舱11，用于装填待处理的生活垃圾；第一级反应舱12，用于生活垃圾的干燥处理；第二级反应舱13，用于生活垃圾的预热及初步热解；第三级反应舱14，用于生活垃圾的完全热解；出料舱15，用于取出热解后的生活垃圾残渣。进料舱11包括第一舱体111和设置在所述第一舱体111上的进料舱门112、出料舱门113，优选所述进料舱门112与所述出料舱门113分别设置在所述第一舱体111的两端。第一级反应舱12包括第二舱体121和设置在所述第二舱体121上的进料舱门122，出料舱门123，进气口124、125，排气口126、127，排液口128，优选所述舱门122与所述舱门123分别设置在所述第二舱体121的两端，所述进气口124、125分别设置在所述第二舱体121的顶部两侧，所述排气口126、127分别设置在所述第二舱体121的底部两侧，所述排液口128设置在所述第二舱体121的底部。所述第二级反应舱13以及所述第三级反应舱14的结构与所述第一级反应舱12完全相同，所述出料舱15与所述进料舱11结构完全相同，在此不再赘述，进一步的，所述第二级反应舱13的排气口与所述第一级反应舱12的进气口连接，所述第三级反应舱14的排气口与所述第二级反应舱13的进气口连接。所述尾气处理装置33与所述排气口126、127连接；牵引机构6，用于在生活垃圾处理过程中，将多级反应舱内的生活垃圾储料斗由上一级反应舱牵引至下一级反应舱内。为了提高热量的利用率，避免热量的流失，多级反应舱12、13、14外壁上还可包覆保温层，或者将多级反应舱12、13、14设置为夹壁层结构以利于保温。

本发明还提供了一种生活垃圾处理方法，包括上述所述的生活垃圾处理系统，还包括如下处理步骤：

S100、生活垃圾预处理；

S200、经预处理后的生活垃圾装入垃圾储料斗，将垃圾储料斗送入进料舱11并与第一级反应舱12内的垃圾储料斗连接；牵引机构6牵引进料舱11内的垃圾储料斗移动至第一级反应舱12内进行干燥处理；

S300、经所述第一级反应舱12内干燥后的生活垃圾进入第二级反应舱13，并在所述第二级反应舱13内预热和初步热解，热解产生的热解气和水蒸气经所述第二级反应舱13的排气口进入所述第一级反应舱12内，并由所述第一级反应舱12的排气口引入所述尾气处理装置3；其中，所述第一级反应舱12的加热温度优选为200-300摄氏度；

S400、经所述第二级反应舱13预热和初步热解的生活垃圾进入第三级反应舱14，并在所述第三级反应舱14内完成热解，热解产生的热解气经所述第三级反应器的排气口进入所述第二级反应舱内；所述第三级反应器过热蒸汽入口与所述过热蒸汽产生装置2连接，进一步优选的，所述第二级反应舱13的加热温度优选为300-600度；

步骤S500、在第三级反应舱14内完成热解。牵引机构6牵引垃圾储料斗将所述第二级反应舱13初步热解的生活垃圾进入第三级反应舱14内，并在所述第三级反应舱14内完成热解，热解产生的热解气经所述第三级反应舱14内的排气口进入所述第二级反应舱13内；所述第三级反应舱14的进气口与所述过热蒸汽产生装置2连接，所述第三级反应舱14的加热温度优选为600-1000度；其中，所述热解气和水蒸气引入所述尾气处理装置3经冷凝装置31冷凝净化后进入所述燃烧器32，其中，水蒸气在经过冷凝装置31后随废水排入油水分离装置4，进入燃烧器32的清洁热解气由所述燃烧器32加热后经换热器22换热后排放，换热器22为过热蒸汽的产生提供能量，完成生活垃圾的整个干燥热解过程。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生活垃圾处理系统，其特征在于，包括：

多级反应器装置，用于对预处理后的垃圾进行分级处理，其中，所述多级反应器装置包括多级反应器、沿所述多级反应器的多个反应舱长度方向运动的垃圾储料斗、以及用于牵引所述垃圾储料斗依次通过多个所述反应舱的牵引机构；

过热蒸汽产生装置，与所述多级反应器装置相连接用于将产生的过热蒸汽导入所述多级反应器；

尾气处理装置，与所述多级反应器装置相连接用于所述多级反应器装置内的尾气处理，其中，所述尾气处理装置的燃烧器与所述过热蒸汽产生装置中的换热器相连接；

油水分离装置，与所述尾气处理装置和所述多级反应器装置相连接。

2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾处理系统，其特征在于：所述多级反应器包括通过舱门依次分割而成的进料舱、反应舱及出料舱；所述反应舱包括依次连接的第一级反应舱、第二级反应舱及第三级反应舱。

3.根据权利要求2所述的一种生活垃圾处理系统，其特征在于：所述进料舱、所述反应舱及所述出料舱内均贯通设置有便于所述垃圾储料斗运动的导轨。

4.根据权利要求2所述的一种生活垃圾处理系统，其特征在于：所述过热蒸汽产生装置包括通过管道依次连接的净水箱、给水泵、所述换热器、以及过热蒸汽发生器，所述过热蒸汽发生器的过热蒸汽通过蒸汽管与所述第三级反应舱贯通连接。

5.根据权利要求2所述的一种生活垃圾处理系统，其特征在于：所述尾气处理装置包括与所述多级反应器贯通连接的冷凝装置，以及与所述冷凝装置贯通连接的燃烧器，所述燃烧器与所述过热蒸汽产生装置中的换热器相连接；所述尾气处理装置与所述第一级反应舱相连接。

6.根据权利要求2所述的一种生活垃圾处理系统，其特征在于：所述反应舱的底部设置有液体汇流管，所述油水分离装置与所述液体汇流管贯通连接，所述油水分离装置与储油罐相连接。

7.根据权利要求3所述的一种生活垃圾处理系统，其特征在于：所述垃圾储料斗包括料斗、设置于所述料斗底板与所述导轨相配合的滚轮、以及设置于所述料斗前后两侧壁便于相邻所述垃圾储料斗串联的连接件；所述料斗的下底面设置有方便废液流出的滤网。

8.根据权利要求2所述的一种生活垃圾处理系统，其特征在于：所述牵引机构设置为钢丝绳牵引机构，所述钢丝绳牵引机构包括钢丝绳，以及用于所述钢丝绳收卷的电机。

9.根据权利要求2所述的一种生活垃圾处理系统，其特征在于：所述过热蒸汽发生器设置包括导管、涂覆与所述导管外周面的绝缘层、缠绕于所述绝缘层外周面的线圈、以及包覆与所述线圈外周面的保温层；所述导管的出口端设置有温度传感器和压力传感器。

10.一种生活垃圾处理方法，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的生活垃圾处理系统，还包括如下处理步骤：

S100、生活垃圾预处理；

S200、经预处理后的生活垃圾装入垃圾储料斗，将垃圾储料斗送入进料舱并与第一级反应舱内的垃圾储料斗连接；牵引机构牵引进料舱内的垃圾储料斗移动至第一级反应舱内进行干燥处理；

S300、经所述第一级反应舱内干燥后的生活垃圾进入第二级反应舱，并在所述第二级反应舱内预热和初步热解，热解产生的热解气和水蒸气经所述第二级反应舱的排气口进入所述第一级反应舱内，并由所述第一级反应舱的排气口引入所述尾气处理装置；

S400、经所述第二级反应舱预热和初步热解的生活垃圾进入第三级反应舱，并在所述第三级反应舱内完成热解，热解产生的热解气经所述第三级反应器的排气口进入所述第二级反应舱内；所述第三级反应器的过热蒸汽入口与所述过热蒸汽产生装置连接；

S500、在第三级反应舱内完成热解，牵引机构牵引垃圾储料斗将所述第二级反应舱初步热解的生活垃圾进入第三级反应舱内，并在所述第三级反应舱内完成热解，热解产生的热解气经所述第三级反应舱内的排气口进入所述第二级反应舱内；所述第三级反应舱的进气口与所述过热蒸汽产生装置连接。

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