CN111998357A - 一种餐厨垃圾富氢能源机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种餐厨垃圾富氢能源机，包括热水锅炉(1)、餐厨垃圾处理机主体(2)、热水槽(3)、富氢发生装置(4)，餐厨垃圾处理机主体(2)包括压缩整理段(21)、破碎段(22)、搅拌加热段(23)、脱水段(24)，搅拌加热段(23)的搅拌缸(27)内设有搅拌机(26)，搅拌缸(27)外设有加热水套(28)，热水槽(3)通过热水循环泵(35)经热水供水管路(30)为加热水套(28)供水，加热水套(28)内的水通过热水回水泵(36)经回水管路(40)流回热水槽(3)内，脱水段(24)处理后的浆状餐厨垃圾通过浆料泵(6)经浆料管路(60)泵送到浆料喷射器(5)，喷入到热水锅炉(1)燃烧室作为生物质燃料燃烧，富氢发生装置(4)将氢送入热水锅炉(1)燃烧室内助燃。可广泛应用于能源燃烧领域。

Description

一种餐厨垃圾富氢能源机
技术领域
本发明涉及一种能源燃烧机，尤其涉及一种餐厨垃圾富氢能源机。
背景技术
全球气候变化、酸雨污染、臭氧层耗损、有毒有害化学品和废物越境转移和扩散、生物多样性的锐减、海洋污染等环境问题已成为人类面临的严峻挑战。垃圾伴随着生产方式和日常生活过程产生，其对环境和资源造成的巨大压力，严重超过了自然的自净能力，对生态、资源和人体健康构成极大的威胁。
现有主要垃圾处理技术包括厌氧发酵、好氧发酵、堆肥等，但是现有的这些处理技术普遍存在反应慢，耗时久，效率低，适用性窄，残渣多，会造成二次污染等缺陷。餐厨垃圾是指家庭、学校、机关、公共食堂以及餐饮行业的食物废料、餐饮剩余物、食品加工废料及不可再食用的动植物油脂和各类油水混合物，是城市生活垃圾的一部分。尤其是生活垃圾如餐厨垃圾的处理压力更是与日俱增，实现垃圾减量化、资源化、无害化是环保领域面临的一个难题。
由于饮食文化和餐饮习惯，餐厨垃圾成立中国独有的现象，每天产生巨量的餐厨垃圾，餐饮酒店等场所亦是如此。由于餐厨垃圾易腐烂变质，会产生使人难以接受的不良气味，而餐饮行业产生的餐厨垃圾中剩菜汤等含量很多，容易在手机、运输中泄露，影响环境。餐厨垃圾直接填埋处理，则会造成地下水严重污染。营养丰富的餐厨垃圾是宝贵的可再生资源，但由于尚未引起足够重视，处置方法不当，它已成为影响食品安全和生态安全的潜在危险源。餐厨垃圾具有废物与资源的双重特性，是典型的放错了地方的资源。
目前我国餐厨垃圾处理的主要方式有以下几种：
1、粉碎直排处理，是欧美国家处理少量分散餐厨垃圾的主要方法，是在餐厨垃圾发生点对其直接进行破碎、粉碎处理，然后采用水力冲刷，将其排入城市市政下水管网，与城市污水合并进入城市污水处理厂进行集中处理。对于处理少量分散产生的餐厨垃圾如家庭餐厨垃圾，具有价格便宜、技术简便等优点，能降低城市垃圾的含水率，减少收集量，利于提高城市垃圾的发热量。
2、填埋处理，我国很多地区的餐厨垃圾都是与普通垃圾一起送入填埋场进行填埋处理的。填埋是大多数国家生活垃圾无害化处理的主要处理方式。由于餐厨垃圾中含有大量的可降解组分，稳定时间短，有利于垃圾填埋场地的恢复使用，且操作简便，因此应用得比较普遍。随着对餐厨垃圾可利用性的认识越来越广泛，无论在欧美、日本还是中国，餐厨垃圾的填埋率都正在呈现下降的趋势，甚至有很多国家已禁止餐厨垃圾进入填埋场处理了。
3、肥料化处理，主要包括好氧堆肥和厌氧消化两种。好氧堆肥是在有氧条件下，利用好氧微生物分泌的胞外酶将有机物固体分解为可溶性有机物质，再渗入到细胞中，通过微生物的新陈代谢，实现整个堆肥过程。同时，由好氧堆肥引申出一些类似的方法，如蚯蚓堆肥是近年来发展起来的一项新技术，利用蚯蚓吞食大量餐厨垃圾，并将其与土壤混合，通过砂囊的机械研磨作用和肠道内的生物化学作用将有机物转化为自身或其他生物可以利用的营养物质。餐厨垃圾的厌氧消化处理是指在特定的厌氧条件下，微生物将有机垃圾进行分解，其中的碳、氢、氧转化为甲烷和二氧化碳，而氮、磷、钾等元素则存留于残留物中，并转化为易被动植物吸收利用的形式。
4、饲料化处理，目前的饲料市场潜力巨大，由于餐厨垃圾作为原料，价格低廉，供应量巨大，产品营养丰富、利润区间幅度较大，具有较强的市场竞争力。饲料化有两种方式：1生物处理制饲料，将培养出的菌种加入餐厨垃圾密封贮藏，菌种进行繁殖并杀除病原菌制成饲料；2高温消毒制饲料，采用高温杀除病毒、经粉碎后加工成饲料，可供禽畜食用。
5、能源化处理，是在近几年迅速兴起的，主要包括焚烧法、热分解法、发酵制氢等。焚烧法处理餐厨垃圾效率较高，最终产生约5％的利于处置的残余物，焚烧是在特制的焚烧炉中进行的，产生的热能可转换为热水或者电能，从而实现能源的回收利用，但餐厨垃圾的含水率高，热值较低。餐厨垃圾的能源化处理必将受到越来越多的关注。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种处理餐厨垃圾效果好、使用成本低、节约能耗、环保性好的餐厨垃圾富氢能源机。
本发明所采用的技术方案是：本发明包括热水锅炉、餐厨垃圾处理机主体、热水槽、富氢发生装置，所述热水锅炉设有热水出口，所述热水出口通入所述热水槽，所述餐厨垃圾处理机主体依次包括压缩整理段、破碎段、搅拌加热段、脱水段，所述搅拌加热段的搅拌缸内设有搅拌机，所述搅拌缸外设有加热水套，所述热水槽通过热水循环泵经热水供水管路为所述加热水套供水，所述加热水套内的水通过热水回水泵经回水管路流回所述热水槽内，所述脱水段处理后的浆状餐厨垃圾通过浆料泵经浆料管路泵送到浆料喷射器，并通过所述浆料喷射器喷入到所述热水锅炉的燃烧室内作为生物质燃料燃烧，所述富氢发生装置将氢送入所述热水锅炉的燃烧室内用于助燃。
所述餐厨垃圾处理机主体还包括位于所述脱水段后的油水分离段，经所述油水分离段处理后的油质通过油料泵经油料管路泵送到所述浆料喷射器，并通过所述浆料喷射器喷入到所述热水锅炉的燃烧室内作为生物质燃料燃烧。
所述油水分离段还设有排污管路，用于排放污水。
所述热水锅炉设有排烟管，所述排烟管内设有烟气热回收器，所述烟气热回收器通过烟气热水循环管路分别与所述热水槽、所述热水循环泵出口后的热水供水管路相连通。
所述烟气热回收器是烟气冷凝器。
所述热水锅炉、所述富氢发生装置分别通过设有进水泵的进水管路进水。
所述富氢发生装置是电解式富氢发生器。
所述热水出口还连接热水使用供水管路。
所述脱水段包括螺旋挤压脱水机、脱水电机、脱水减速箱，所述螺旋挤压脱水机包括挤压螺杆、进料斗、出料仓，所述挤压螺杆的径向尺寸自所述进料斗向所述出料仓方向由小变大，所述挤压螺杆外围设有过滤筛网，所述过滤筛网底部设有用于排放挤压后污水的排污口，所述出料仓通过所述浆料管路接入所述浆料泵。
所述挤压螺杆外壁设有连续螺旋叶片，所述连续螺旋叶片的螺距自所述进料斗向所述出料仓方向由大变小。
本发明的有益效果是：由于本发明包括热水锅炉、餐厨垃圾处理机主体、热水槽、富氢发生装置，所述热水锅炉设有热水出口，所述热水出口通入所述热水槽，所述餐厨垃圾处理机主体依次包括压缩整理段、破碎段、搅拌加热段、脱水段，所述搅拌加热段的搅拌缸内设有搅拌机，所述搅拌缸外设有加热水套，所述热水槽通过热水循环泵经热水供水管路为所述加热水套供水，所述加热水套内的水通过热水回水泵经回水管路流回所述热水槽内，所述脱水段处理后的浆状餐厨垃圾通过浆料泵经浆料管路泵送到浆料喷射器，并通过所述浆料喷射器喷入到所述热水锅炉的燃烧室内作为生物质燃料燃烧，所述富氢发生装置将氢送入所述热水锅炉的燃烧室内用于助燃；本发明克服了现有技术的缺陷和不足，充分利用了厨房等环境场所需要使用热水具备热水锅炉的条件，因地制宜，利用热水锅炉工作产生的热水为餐厨垃圾脱水前的搅拌加热提供热能，以便将物料加热至60℃以上，避免物料过于黏稠，使得预热的餐厨垃圾更易于提高脱水率，利于挤压餐厨垃圾中的水分尤其是非游离水，提高餐厨垃圾燃烧的利用率，避免了使用电加热预热带来的电能消耗，节电节能，降低了使用成本，而且，利于后续的泵送，另外，将脱水后浆状餐厨垃圾作为燃料，送回所述热水锅炉进行燃烧，不仅能够很好的就地处理转化餐厨垃圾，处理速度极快，避免了现有的后期繁琐的运输及处理，而且变废为宝，充分利用了餐厨垃圾中的生物质有机物的热值，节省了所述热水锅炉的燃料，使得所述热水锅炉成为烧热水和垃圾燃烧机合二为一，并且本发明采用所述富氢发生装置将氢送入所述热水锅炉的燃烧室内用于助燃，氢作为一种高质量的清洁能源，是普遍认为的最有潜力的替代能源，其有助于在所述热水锅炉内将餐厨垃圾“吃干榨尽”，转化为热能，实现餐厨垃圾的无害化处理和资源化利用，可谓一举多得；故本发明处理餐厨垃圾效果好，使用成本低，节约能耗，环保性好。
由于所述餐厨垃圾处理机主体还包括位于所述脱水段后的油水分离段，经所述油水分离段处理后的油质通过油料泵经油料管路泵送到所述浆料喷射器，并通过所述浆料喷射器喷入到所述热水锅炉的燃烧室内作为生物质燃料燃烧；本发明进一步充分利用了餐厨垃圾中的油脂成分，将其也作为燃料燃烧，节能的同时有助于环保，避免油脂排放带来的污染，进一步节省锅炉燃料，降低了使用成本，环保性好。
由于所述热水锅炉设有排烟管，所述排烟管内设有烟气热回收器，所述烟气热回收器通过烟气热水循环管路分别与所述热水槽、所述热水循环泵出口后的热水供水管路相连通；本发明进一步的利用热水锅炉工作产生的烟气携带的高温余热用于为餐厨垃圾脱水前的搅拌加热提供热能，进一步节能，也避免了热能被白白浪费，避免了对环境造成热损害，故本发明进一步降低了使用成本，节约能耗，环保性好。
由于所述挤压螺杆的径向尺寸自所述进料斗向所述出料仓方向由小变大，所述挤压螺杆外壁设有连续螺旋叶片，所述连续螺旋叶片的螺距自所述进料斗向所述出料仓方向由大变小；本发明通过采用变轴径、变螺距的挤压螺杆，使得物料在挤压过程中逐步受到越来越大的挤压力，从而达到固液分离的目的，其不受物料性质和地区饮食差异的影响，既可以处理破碎后的餐厨垃圾，也可以处理原生态的餐厨垃圾，能达到最大程度的脱水、脱油效果。
附图说明
图1是本发明实施例的餐厨垃圾富氢能源机的整体结构示意图；
图2是本发明实施例的脱水段的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实施例的餐厨垃圾富氢能源机包括热水锅炉1、餐厨垃圾处理机主体2、热水槽3、富氢发生装置4，所述热水锅炉1设有热水出口9，所述热水出口9通入所述热水槽3，所述热水出口9还连接热水使用供水管路20，供厨房等其他处热水使用，所述餐厨垃圾处理机主体2依次包括压缩整理段21、破碎段22、搅拌加热段23、脱水段24，所述压缩整理段21用于减少餐厨垃圾的体积，初步挤出餐厨垃圾中的游离水，所述破碎段22用于将初步整理脱水后的餐厨垃圾进行破碎处理，使其变为细小分散的粘稠浆体，所述搅拌加热段23的搅拌缸27内设有搅拌机26，所述搅拌缸27外设有加热水套28，所述热水槽3通过热水循环泵35经热水供水管路30为所述加热水套28供水，所述加热水套28内的水通过热水回水泵36经回水管路40流回所述热水槽3内，所述脱水段24处理后的浆状餐厨垃圾通过浆料泵6经浆料管路60泵送到浆料喷射器5，并通过所述浆料喷射器5喷入到所述热水锅炉1的燃烧室内作为生物质燃料燃烧，所述浆料喷射器5可采用文丘里喷射器，所述富氢发生装置4将氢送入所述热水锅炉1的燃烧室内用于助燃，所述富氢发生装置4是电解式富氢发生器，所述脱水段24包括螺旋挤压脱水机91、脱水电机92、脱水减速箱93，所述螺旋挤压脱水机91包括挤压螺杆98、进料斗94、出料仓96，所述挤压螺杆98的径向尺寸自所述进料斗94向所述出料仓96方向由小变大，所述挤压螺杆98外围设有过滤筛网97，所述过滤筛网97底部设有用于排放挤压后污水的排污口95，所述出料仓96通过所述浆料管路60接入所述浆料泵6，所述挤压螺杆98外壁设有连续螺旋叶片99，所述连续螺旋叶片99的螺距自所述进料斗94向所述出料仓96方向由大变小；所述餐厨垃圾处理机主体2还包括位于所述脱水段24后的油水分离段25，经所述油水分离段25处理后的油质通过油料泵7经油料管路70泵送到所述浆料喷射器5，并通过所述浆料喷射器5喷入到所述热水锅炉1的燃烧室内作为生物质燃料燃烧，所述油水分离段25还设有排污管路80，用于排放污水；所述热水锅炉1设有排烟管8，所述排烟管8内设有烟气热回收器51，所述烟气热回收器51通过烟气热水循环管路50分别与所述热水槽3、所述热水循环泵35出口后的热水供水管路30相连通，所述烟气热回收器51是烟气冷凝器，不仅充分吸收所述排烟管8内的烟气显热，还能够吸收烟气潜热，因此余热回收利用率更高；所述热水锅炉1、所述富氢发生装置4分别通过设有进水泵15的进水管路10进水；本发明中，各个管路上均应根据需要设置相应的阀门装置及相关的温度、水位等传感器装置，以便于控制，这是本领域技术人员可根据需要进行设置和调整的，在此不再赘述。
所述螺旋挤压脱水机91工作时，当物料通过所述进料斗94进入后，其中的部分游离水在重力作用下与固形餐厨垃圾分离，通过所述过滤筛网97排出，余下的餐厨垃圾则通过所述脱水电机92经所述脱水减速箱93减速后带动所述挤压螺杆98转动，使物料向出料端推动，所述挤压螺杆98为变螺距、变轴径结构，其螺距间的容积逐渐减小，当所述连续螺旋叶片99推动物料向前运动时，随着螺距的变小、螺旋轴径的变大，物料受到挤压，在变径、变距的作用下，所述螺旋挤压脱水机91内的物料受到很大的压力，其中的液体部分被挤压出，挤压出的液体部分即油水混合物及部分细渣通过所述过滤筛网97流出，并通过所述排污口95排出，而浆状固形物垃圾汇集于所述出料仓96内，并通过所述浆料泵6泵送回所述热水锅炉1。
本发明克服了现有技术的缺陷和不足，充分利用了厨房等环境场所需要使用热水具备热水锅炉的条件，因地制宜，利用热水锅炉工作产生的热水为餐厨垃圾脱水前的搅拌加热提供热能，以便将物料加热至60℃以上，避免物料过于黏稠，使得预热的餐厨垃圾更易于提高脱水率，利于挤压餐厨垃圾中的水分尤其是非游离水，提高餐厨垃圾燃烧的利用率，避免了使用电加热预热带来的电能消耗，节电节能，降低了使用成本，而且，利于后续的泵送，另外，将脱水后浆状餐厨垃圾作为燃料，送回所述热水锅炉进行燃烧，不仅能够很好的就地处理转化餐厨垃圾，处理速度极快，避免了现有的后期繁琐的运输及处理，而且变废为宝，充分利用了餐厨垃圾中的生物质有机物的热值，节省了所述热水锅炉的燃料，使得所述热水锅炉成为烧热水和垃圾燃烧机合二为一，并且本发明采用所述富氢发生装置将氢送入所述热水锅炉的燃烧室内用于助燃，氢作为一种高质量的清洁能源，是普遍认为的最有潜力的替代能源，其有助于在所述热水锅炉内将餐厨垃圾“吃干榨尽”，转化为热能，实现餐厨垃圾的无害化处理和资源化利用，可谓一举多得；另外，本发明进一步充分利用了餐厨垃圾中的油脂成分，将其也作为燃料燃烧，节能的同时有助于环保，避免油脂排放带来的污染，进一步节省锅炉燃料，降低了使用成本，环保性好；本发明还进一步的利用热水锅炉工作产生的烟气携带的高温余热用于为餐厨垃圾脱水前的搅拌加热提供热能，进一步节能，也避免了热能被白白浪费，避免了对环境造成热损害；因此本发明处理餐厨垃圾效果好，使用成本低，节约能耗，环保性好。
本发明可广泛应用于能源燃烧领域。

Claims (10)

1.一种餐厨垃圾富氢能源机，其特征在于：包括热水锅炉(1)、餐厨垃圾处理机主体(2)、热水槽(3)、富氢发生装置(4)，所述热水锅炉(1)设有热水出口(9)，所述热水出口(9)通入所述热水槽(3)，所述餐厨垃圾处理机主体(2)依次包括压缩整理段(21)、破碎段(22)、搅拌加热段(23)、脱水段(24)，所述搅拌加热段(23)的搅拌缸(27)内设有搅拌机(26)，所述搅拌缸(27)外设有加热水套(28)，所述热水槽(3)通过热水循环泵(35)经热水供水管路(30)为所述加热水套(28)供水，所述加热水套(28)内的水通过热水回水泵(36)经回水管路(40)流回所述热水槽(3)内，所述脱水段(24)处理后的浆状餐厨垃圾通过浆料泵(6)经浆料管路(60)泵送到浆料喷射器(5)，并通过所述浆料喷射器(5)喷入到所述热水锅炉(1)的燃烧室内作为生物质燃料燃烧，所述富氢发生装置(4)将氢送入所述热水锅炉(1)的燃烧室内用于助燃。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾富氢能源机，其特征在于：所述餐厨垃圾处理机主体(2)还包括位于所述脱水段(24)后的油水分离段(25)，经所述油水分离段(25)处理后的油质通过油料泵(7)经油料管路(70)泵送到所述浆料喷射器(5)，并通过所述浆料喷射器(5)喷入到所述热水锅炉(1)的燃烧室内作为生物质燃料燃烧。
3.根据权利要求2所述的餐厨垃圾富氢能源机，其特征在于：所述油水分离段(25)还设有排污管路(80)，用于排放污水。
4.根据权利要求1所述的餐厨垃圾富氢能源机，其特征在于：所述热水锅炉(1)设有排烟管(8)，所述排烟管(8)内设有烟气热回收器(51)，所述烟气热回收器(51)通过烟气热水循环管路(50)分别与所述热水槽(3)、所述热水循环泵(35)出口后的热水供水管路(30)相连通。
5.根据权利要求4所述的餐厨垃圾富氢能源机，其特征在于：所述烟气热回收器(51)是烟气冷凝器。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的餐厨垃圾富氢能源机，其特征在于：所述热水锅炉(1)、所述富氢发生装置(4)分别通过设有进水泵(15)的进水管路(10)进水。
7.根据权利要求1或6所述的餐厨垃圾富氢能源机，其特征在于：所述富氢发生装置(4)是电解式富氢发生器。
8.根据权利要求1～5任意一项所述的餐厨垃圾富氢能源机，其特征在于：所述热水出口(9)还连接热水使用供水管路(20)。
9.根据权利要求1所述的餐厨垃圾富氢能源机，其特征在于：所述脱水段(24)包括螺旋挤压脱水机(91)、脱水电机(92)、脱水减速箱(93)，所述螺旋挤压脱水机(91)包括挤压螺杆(98)、进料斗(94)、出料仓(96)，所述挤压螺杆(98)的径向尺寸自所述进料斗(94)向所述出料仓(96)方向由小变大，所述挤压螺杆(98)外围设有过滤筛网(97)，所述过滤筛网(97)底部设有用于排放挤压后污水的排污口(95)，所述出料仓(96)通过所述浆料管路(60)接入所述浆料泵(6)。
10.根据权利要求9所述的餐厨垃圾富氢能源机，其特征在于：所述挤压螺杆(98)外壁设有连续螺旋叶片(99)，所述连续螺旋叶片(99)的螺距自所述进料斗(94)向所述出料仓(96)方向由大变小。
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