CN111609408A - 废弃物处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废弃物处理系统，处理系统中，微波高温炉输入废弃物以生成尾气，波导单元连接第一磁控管，多个波导单元伸入炉体内且倾斜向下指向炉底中心，喷淋罐接收并喷淋所述尾气，第一空气检测设备设在排气口和喷淋罐之间以检测尾气生成第一气体参数，脱硫塔连通所述喷淋罐以脱硫，塔身内部设有沸石分子筛、活性炭纤维和/或活性炭，多个第二磁控管围绕所述塔身布置，微波测漏仪测量所述塔身的微波泄漏参数，第二热电偶围绕塔身布置以测量塔身的第二温度参数，集气罐连通设在所述塔身的出气口以收集脱硫后的尾气，第二空气检测设备设在出气口和集气罐之间以检测脱硫后的尾气生成第二气体参数。

Description

废弃物处理系统
技术领域
本发明属于废弃物资源化技术领域，特别是一种废弃物处理系统。
背景技术
病害禽畜和废弃物由于收到致病性病原菌的污染，因此在处置上需要有严格的要求。目前，对于这两种废弃物的主要处理方法就是采用高温、化学和深埋的方式进行处理。随着我国城市化进程加快，养殖、医疗行业产生的相关废物数量正在快速增长。而传统的焚烧技术会出现二次污染、会产生有污染的副产物等问题，加上土地资源紧张、环境意识提高等因素，传统处理技术的改进势在必行。
在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种废弃物处理系统，利用微波加热技术实现病害禽畜和废弃物无害化处理和资源化利用。
本发明的目的是通过以下技术方案予以实现，一种废弃物处理系统包括：
微波高温炉，其输入废弃物以生成尾气，所述微波高温炉包括，
炉体，其包括球冠形的炉顶、圆柱形的炉身和球冠形的炉底，
气瓶，其连接设在炉顶的进气口向炉体内输入氮气或二氧化碳，
多个第一磁控管，其围绕所述炉身布置，
多个波导单元，所述波导单元分别连接第一磁控管，多个波导单元伸入炉体内且倾斜向下指向炉底中心，
第一热电偶，其围绕炉身布置，
温度测量单元，其设在所述炉顶以和第一热电偶组合测量炉体内的第一温度参数；
尾气处置设备，其连通设在炉顶的排气口以导入尾气，所述尾气处置设备包括，
喷淋罐，其接收并喷淋所述尾气，
第一空气检测设备，其设在排气口和喷淋罐之间以检测尾气生成第一气体参数，
脱硫塔，其连通所述喷淋罐以脱硫，所述脱硫塔包括，
塔身，其内部包括如下任一或其任意组合：沸石分子筛、活性炭纤维或活性炭，
多个第二磁控管，其围绕所述塔身布置，
微波测漏仪，其测量所述塔身的微波泄漏参数，
第二热电偶，其围绕塔身布置以测量塔身的第二温度参数，
集气罐，其连通设在所述塔身的出气口以收集脱硫后的尾气，
第二空气检测设备，其设在出气口和集气罐之间以检测脱硫后的尾气生成第二气体参数。
所述的废弃物处理系统中，废弃物处理系统包括将废弃物破碎成颗粒的破碎机，破碎机经由输送带将颗粒输入进料口。
所述的废弃物处理系统中，所述破碎机一端连接用于输送废弃物的送料机，所述破碎机为齿辊式破碎机，其位于送料机出料口下方。
所述的废弃物处理系统中，所述输送带为可移动输送带，其连接处理单元且经由所述处理单元控制以对准或错开所述进料口。
所述的废弃物处理系统中，废弃物处理系统包括按照预定比例添加吸波材料的辅料罐，所述辅料罐经由输送带连接进料口，所述吸波材料包括活性炭或碳化硅。
所述的废弃物处理系统中，第一磁控管位于炉体高度2/3处。
所述的废弃物处理系统中，炉体和/或塔身的外表面设有保温层和金属格栅层。
所述的废弃物处理系统中，集灰罐设在炉体下方以收集炉体中的灰分，集灰罐的开口连接所述处理单元，当第一温度参数小于50℃时，开口开启以接收来自炉体的灰分。
所述的废弃物处理系统中，处理单元，其一端连接所述第一和第二热电偶、温度测量单元、微波测漏仪、第一空气检测设备和第二空气检测设备，另一端连接所述微波高温炉和脱硫塔，
响应于第一温度参数和第一空气参数，处理单元控制微波高温炉的废弃物和氮气或二氧化碳的输入量以及调节第二磁控管，
响应于第二温度参数、微波泄漏参数和第二空气参数，处理单元控制脱硫塔的尾气输入量以及调节第二磁控管。
所述的废弃物处理系统中，炉体设有检测氧气的氧气测量单元，当氧气浓度小于设定值后，第一磁控管启动使得炉内温度提升到300℃并保持10min，之后温度提升到850℃。
所述的废弃物处理系统中，所述废弃物包括医疗废物、病死畜、废弃生物质等。
和现有技术相比，本发明具有以下优点：
相比于传统加热，本发明的微波加热具有非接触性、加热均匀、升温快、选择性加热等优点，且微波加热设备相比传统加热设备，具有体积更小，不会产生二噁英等有害物质等优势。微波具有非热效应，可以提高反应效率，在杀菌方面也有很好的效果，可以实现病害禽畜以及废弃物的安全无害处理、减量处理和资源化利用。本发明相比于现有技术，避免烟气和部分有害物质的产生，本发明在废弃物和病害禽畜等受到致病性病菌污染的废弃物处理方面具有很高的应用前景。
附图说明
通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
在附图中：
图1是根据本发明一个实施例的废弃物处理系统的结构示意图。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。
具体实施方式
下面将参照附图1更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图1以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。
为了更好地理解，废弃物处理系统包括，
微波高温炉22，其输入废弃物以生成尾气，所述微波高温炉22包括，
炉体，其包括球冠形的炉顶、圆柱形的炉身和球冠形的炉底，
气瓶23，其连接设在炉顶的进气口10向炉体内输入氮气或二氧化碳，
多个第一磁控管7，其围绕所述炉身布置，
多个波导单元，所述波导单元分别连接第一磁控管7，多个波导单元伸入炉体内且倾斜向下指向炉底中心，显著提高了微波效能。
第一热电偶8，其围绕炉身布置，
温度测量单元6，其设在所述炉顶以和第一热电偶8组合测量炉体内的第一温度参数；
尾气处置设备，其连通设在炉顶的排气口24以导入尾气，所述尾气处置设备包括，
喷淋罐15，其接收并喷淋所述尾气，
第一空气检测设备13，其设在排气口24和喷淋罐15之间以检测尾气生成第一气体参数，
脱硫塔16，其连通所述喷淋罐15以脱硫，所述脱硫塔16包括，
塔身，其内部包括如下任一或其任意组合：沸石分子筛、活性炭纤维或活性炭，
多个第二磁控管17，其围绕所述塔身布置，
微波测漏仪18，其测量所述塔身的微波泄漏参数，
第二热电偶19，其围绕塔身布置测量塔身的第二温度参数，
集气罐20，其连通设在所述塔身的出气口12以收集脱硫后的尾气，
第二空气检测设备14，其设在出气口12和集气罐20之间以检测脱硫后的尾气生成第二气体参数二
处理单元，其一端连接所述第一和第二热电偶19、温度测量单元6、微波测漏仪18、第一空气检测设备13和第二空气检测设备14，另一端连接所述微波高温炉22和脱硫塔16，
响应于第一温度参数和第一空气参数，处理单元控制微波高温炉22的废弃物和氮气或二氧化碳的输入量以及调节第二磁控管17，
响应于第二温度参数、微波泄漏参数和第二空气参数，处理单元控制脱硫塔16的尾气输入量以及调节第二磁控管17。
所述的废弃物处理系统的优选实施例中，废弃物处理系统包括将废弃物破碎成颗粒的破碎机2，破碎机2经由输送带3将颗粒输入进料口5。
所述的废弃物处理系统的优选实施例中，所述破碎机2一端连接用于输送废弃物的送料机1，所述破碎机2为齿辊式破碎机2，其位于送料机1出料口下方。
所述的废弃物处理系统的优选实施例中，所述输送带3为可移动输送带3，其连接处理单元且经由所述处理单元控制以对准或错开所述进料口5。
所述的废弃物处理系统的优选实施例中，废弃物处理系统包括按照预定比例添加吸波材料的辅料罐4，所述辅料罐4经由输送带3连接进料口5，所述吸波材料包括活性炭或碳化硅。
所述的废弃物处理系统的优选实施例中，第一磁控管7位于炉体高度2/3处。
所述的废弃物处理系统的优选实施例中，炉体和/或塔身的外表面设有保温层和金属格栅层。
所述的废弃物处理系统的优选实施例中，集灰罐9设在炉体下方以收集炉体中的灰分，集灰罐9的开口连接所述处理单元，当第一温度参数小于50℃时，开口开启以接收来自炉体的灰分。
所述的废弃物处理系统的优选实施例中，处理单元为PLC控制器。
所述的废弃物处理系统的优选实施例中，炉体设有检测氧气的氧气测量单元，当氧气浓度小于设定值后，第一磁控管7启动使得炉内温度提升到300℃并保持10min，之后温度提升到850℃。
所述的废弃物处理系统的优选实施例中，所述送料机1设有测量废弃物质量的质量测量单元以批次处理质量。
所述的废弃物处理系统的优选实施例中，破碎机2设有一对旋转轴平行于彼此放置，多个刀片在各个旋转轴上以间隔方式安装，且两个旋转轴上的刀片的旋转轨迹不会重合。
所述的废弃物处理系统的优选实施例中，进料机位于破碎机2下方，利用斜面的方式将破碎后的废弃物送入微波高温炉22，并通过辅料罐4掺入辅料。
所述的废弃物处理系统的优选实施例中，辅料罐4由PLC控制以设定出料速度。
所述的废弃物处理系统的优选实施例中，微波高温炉22通过微波将病害禽畜尸体或废弃物快速加热到850℃并保持，中部设置有观察口11，炉体高度2/3处安装第一磁控管7，共计8个，间隔45°。进一步，所述微波高温炉22通过进气口10通入保护气，通过出气口12排出空气和尾气，测温方式为热电偶和红外测温混合测温。
所述的废弃物处理系统的优选实施例中，第一气体参数或第二气体参数包括CO浓度、烟尘量、SO2浓度和/或NOX浓度。
为了进一步理解本发明，在一个实施例中，所述的废弃物处理系统包括送料机1、破碎机2、进料机、微波高温炉22、空气监测装置、水质监测装置、温度监控装置、压力监控装置、漏波检测装置、保护装置、工况监测装置和废弃处置装置。所述设备的各个组件由集成的智能化管理系统控制。
在一个实施例中，所述送料机1负责将物料从堆料地点输送到所述破碎机2。
在一个实施例中，所述破碎机2为齿辊式破碎机2，位于送料机1出料口下方。
在一个实施例中，所述进料机由输送带3、辅料罐4和由PLC控制的可移动输送带3组成。输送带3起点位于破碎机2下方，侧面安装挡板防止物料掉落。辅料罐4由PLC控制，可以按照设定参数向输送带3上的物料中添加所装辅料。可移动输送带3由PLC控制，在完成加料后，可以从微波高温炉22上方移开。可移动输送带3位于微波高温炉22上方时，微波高温炉22的进料口5无法关闭。
在一个实施例中，所述微波高温炉22为圆柱形，包括炉体、进料口5、红外测温仪、第一磁控管7、第一热电偶8、集灰罐9、进气口10和观察口11。炉体外侧包裹保温材料和金属格栅用于保温和防止微波泄漏。炉体外沿安装8个第一磁控管7，间隔45°，第一磁控管7和波导连接，位于炉体高度2/3处，波导伸入炉内，斜向下对准炉底中心。炉顶、炉底为球冠形。进料口5由炉顶伸入炉体内，加料结束后可以通过PLC控制封闭进料口5。炉顶设置进气口10和排气口24，分别连接气瓶23和尾气监测处置装置。炉顶右侧有观察口11用于查看炉内情况。红外测温仪位于炉顶，第一热电偶8共有2个，分别安装在炉体左右两侧。集灰罐9位于炉体下方，用于收集灰分，集灰罐9的出料口由PLC控制，在微波高温炉22的3个测温元件测量温度都降低到50℃以下时，炉体的出料口打开，将残渣倾倒仅集灰罐9。
在一个实施例中，所述尾气处置设备由喷淋罐15、脱硫塔16、集气罐20、空气监测设备、微波测漏仪18、第二热电偶19、压力表21和第二磁控管17组成。空气监测设备共有两个，分别安装在尾气进入喷淋罐15之前和尾气离开脱硫塔16之后。喷淋罐15采用耐腐蚀材料，内部有雾化喷嘴用于向罐内喷水。脱硫塔16位于喷淋罐15之后，由耐高温、耐腐蚀材料制成，内部填料为沸石分子筛/活性炭纤维/活性炭。脱硫塔16侧下方安装有3个第二磁控管17，外部包裹保温材料和金属格栅用于保温和防止微波泄漏。脱硫塔16旁安装微波测漏仪18用于检测是否有微波泄漏。脱硫后的尾气储存在集气罐20中用于资源化利用或其他进行其他处理，集气罐20安装有压力表21。
在一个实施例中，将废弃物或病害禽畜尸体放入堆料区后，送料机1开始把物料送入破碎机2粉碎。粉碎后的物料通过输送带3进入微波高温炉22。如判断物料需要添加辅料，可以通过辅料罐4在物料中掺入一定比例的活性碳、碳化硅等吸波辅热材料。这种物料输送方式可以尽量保证辅料均匀掺入物料中，避免出现局部过热的情况。填料完毕后，PLC可以控制可移动输送带3抬升，之后，进料口5关闭。
在一个实施例中，进料口5闭合后，进气口10开始向罐内通入氮气/二氧化碳以便排出空气。在空气监测设备显示氧气等参数小于设定比例后，第一磁控管7开始工作，炉内温度将会快速提升到300℃并保持10min，之后温度会提升到850℃。根据不同物料的相关规定，可以通过PLC设置物料的处理时间。处置期间，微波高温炉22出气口124-8的空气监测设备探测到尾气中氮氧化物、硫化物含量增加时，会启动尾气处置设备。喷淋罐15会间隔设定的时间向通过雾化喷嘴向罐内喷水。含水蒸气的尾气离开喷淋罐15进入脱硫塔16。脱硫塔16中填充有吸附剂如活性碳、沸石分子筛、活性炭纤维等。脱硫塔16的第二磁控管17可以增强脱硫效果，并把工作温度控制在70℃±5℃。脱硫效果预测可以达到90％以上。尾气离开脱硫罐后，空气监测设备可以检测尾气中的有害物质是否超标，检测数据可以通过网络实时传输到生态环境部门。如尾气中有害成分达标，可以将尾气保存在集气罐20中作进一步利用。集气罐20中的尾气的主要成分为合成气，可以用于发电或提供热能。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (10)

1.一种废弃物处理系统，其包括，
微波高温炉，其输入废弃物以生成尾气，所述微波高温炉包括，
炉体，其包括球冠形的炉顶、圆柱形的炉身和球冠形的炉底，
气瓶，其连接设在炉顶的进气口向炉体内输入氮气或二氧化碳，
多个第一磁控管，其围绕所述炉身布置，
多个波导单元，所述波导单元分别连接第一磁控管，多个波导单元伸入炉体内且倾斜向下指向炉底中心，
第一热电偶，其围绕炉身布置，
温度测量单元，其设在所述炉顶以和第一热电偶组合测量炉体内的第一温度参数；
尾气处置设备，其连通设在炉顶的排气口以导入尾气，所述尾气处置设备包括，
喷淋罐，其接收并喷淋所述尾气，
第一空气检测设备，其设在排气口和喷淋罐之间以检测尾气生成第一气体参数，
脱硫塔，其连通所述喷淋罐以脱硫，所述脱硫塔包括，
塔身，其内部包括如下任一或其任意组合：沸石分子筛、活性炭纤维或活性炭，
多个第二磁控管，其围绕所述塔身布置，
微波测漏仪，其测量所述塔身的微波泄漏参数，
第二热电偶，其围绕塔身布置以测量塔身的第二温度参数，
集气罐，其连通设在所述塔身的出气口以收集脱硫后的尾气，
第二空气检测设备，其设在出气口和集气罐之间以检测脱硫后的尾气生成第二气体参数。
2.根据权利要求1所述的废弃物处理系统，其中，优选的，废弃物处理系统包括将废弃物破碎成颗粒的破碎机，破碎机经由输送带将颗粒输入进料口。
3.根据权利要求2所述的废弃物处理系统，其中，所述破碎机一端连接用于输送废弃物的送料机，所述破碎机为齿辊式破碎机，其位于送料机出料口下方。
4.根据权利要求2所述的废弃物处理系统，其中，所述输送带为可移动输送带，其连接处理单元且经由所述处理单元控制以对准或错开所述进料口。
5.根据权利要求1所述的废弃物处理系统，其中，废弃物处理系统包括按照预定比例添加吸波材料的辅料罐，所述辅料罐经由输送带连接进料口，所述吸波材料包括活性炭或碳化硅。
6.根据权利要求1所述的废弃物处理系统，其中，第一磁控管位于炉体高度2/3处。
7.根据权利要求1所述的废弃物处理系统，其中，炉体和/或塔身的外表面设有保温层和金属格栅层。
8.根据权利要求1所述的检测装置，其中，集灰罐设在炉体下方以收集炉体中的灰分，集灰罐的开口连接所述处理单元，当第一温度参数小于50℃时，开口开启以接收来自炉体的灰分。
9.根据权利要求1所述的废弃物处理系统，其中，处理单元，其一端连接所述第一和第二热电偶、温度测量单元、微波测漏仪、第一空气检测设备和第二空气检测设备，另一端连接所述微波高温炉和脱硫塔，
响应于第一温度参数和第一空气参数，处理单元控制微波高温炉的废弃物和氮气或二氧化碳的输入量以及调节第二磁控管，
响应于第二温度参数、微波泄漏参数和第二空气参数，处理单元控制脱硫塔的尾气输入量以及调节第二磁控管。
10.根据权利要求1所述的废弃物处理系统，其中，炉体设有检测氧气的氧气测量单元，当氧气浓度小于设定值后，第一磁控管启动使得炉内温度提升到300℃并保持10min，之后温度提升到850℃。
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