CN112896019A - 一种生活垃圾无害化处理车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生活垃圾无害化处理车，包括：卡车底盘，设置于卡车底盘上并具有二级气化能力的复合气化炉，将垃圾进行破碎、烘干、计量并运送到复合气化炉的输送组件，连接于复合气化炉并具有二级换热能力的复合换热器，接收复合气化炉的一级气化产物并连接于复合换热器的燃气发电机组，设置于复合换热器与燃气发电机组之间并将气相送入燃气发电机组，将液相收集的冷凝组件，连接于复合换热器并接收燃气发电机组排放的尾气的尾气催化处理器；本发明将处理装置集成于车上，通过具有二级气化能力的复合气化炉充分利用垃圾的热量，实现装置的能量自给自足，没有废液排放，经过催化处理的发电尾气达到国家排放标准，节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及环保工业领域，特别是一种生活垃圾无害化处理车。
背景技术
随着我国社会经济的快速发展城市化进程的加快以及人民生活水平的迅速提高，城市生产与生活过程中产生的垃圾废物也随之迅速增加，生活垃圾占用土地，污染环境的状况以及对人们健康的影响也越加明显。城市生活垃圾的大量增加，使垃圾处理越来越困难，由此而来的环境污染等问题逐渐引起社会各界的广泛关注。我国要实现城市生活垃圾的产业化、资源化、减量化和无害化，就必须面对混合收集、可回收物质的含量和热值低，垃圾含水率和可生物降解的有机含量高的生活垃圾。目前一般生活小区居住3-8千人，每天产生3-5吨的生活垃圾。市场需要能够一天处理能力也是3-5吨/天的处理装置，方便人数较少的小区可以数个小区移动使用，能无害化处理掉当日产生的生活垃圾，做到垃圾处理不出小区；本发明解决这样的问题。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种生活垃圾无害化处理车，将处理装置集成于车上，处理能力是3-5吨/天，装置的能量自给自足，没有废液排放，经过催化处理的发电尾气达到国家排放标准，少量废渣可以收集起来送建筑行业作为建筑材料使用，节能环保，具有很大的市场价值。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种生活垃圾无害化处理车，包括：卡车底盘，设置于卡车底盘上并具有二级气化能力的复合气化炉，将垃圾进行破碎、烘干、计量并运送到复合气化炉的输送组件，连接于复合气化炉并具有二级换热能力的复合换热器，接收复合气化炉的一级气化产物并连接于复合换热器的燃气发电机组，设置于复合换热器与燃气发电机组之间并将气相送入燃气发电机组，将液相收集的冷凝组件，连接于复合换热器并接收燃气发电机组排放的尾气的尾气催化处理器。
前述的一种生活垃圾无害化处理车，输送组件包括：生活垃圾破碎机，将垃圾箱送入生活垃圾破碎机的垃圾箱提升装置，接收垃圾并初步干燥掉垃圾含有的部分水分的垃圾初级干燥输送机，将干燥后的垃圾输送到复合气化炉的螺旋计量给料机。
前述的一种生活垃圾无害化处理车，垃圾初级干燥输送机包括：垃圾入口，连接于垃圾入口的烘干通道，设置于烘干通道一端的垃圾出口，连接于烘干通道与复合换热器之间的热风通道，连接于烘干通道并与燃气发电机组排放的尾气汇合的水蒸气通道。
前述的一种生活垃圾无害化处理车，复合气化炉包括：中压风机，接收中压风机的空气的冷却旋风分离除尘组件，接收冷却除尘后的空气的等离子高温管道，连接于等离子高温管道与输送组件的气化炉膛，连接于气化炉膛与燃气发电机组之间一级空气气化产物供给管，连接于气化炉膛与复合换热器之间并将二级等离子气化高温产物进行分离灰尘和悬浮颗粒的旋风分离器；等离子高温管道内设置有等离子枪。
前述的一种生活垃圾无害化处理车，复合气化炉与旋风分离器之间设置有增压风机。
前述的一种生活垃圾无害化处理车，增压风机与旋风分离器之间设置有参数控制组件。
前述的一种生活垃圾无害化处理车，参数控制组件包括：温度计，压力表，气体玻璃转子流量计，手动放空阀。
前述的一种生活垃圾无害化处理车，复合换热器包括：一级空气/气化气换热器，二级热空气/发电尾气换热器。
前述的一种生活垃圾无害化处理车，复合换热器包括：轴流风机，连接于轴流风机与复合气化炉再将热量送入冷凝组件的一级空气/气化气换热器，连接于一级空气/气化气换热器、燃气发电机组量再将热量送入垃圾初级干燥输送机、尾气催化处理器的二级热空气/发电尾气换热器。
前述的一种生活垃圾无害化处理车，二级热空气/发电尾气换热器与尾气催化处理器之间设置有电加热器。
前述的一种生活垃圾无害化处理车，冷凝组件包括：循环水冷却塔，连接于循环水冷却塔的循环水泵，连接于循环水冷却塔的冷却器，填充于冷却器内的冷凝水，将复合换热器的气相产物冷却并送入燃气发电机组的气相产物通道，连接于复合换热器并收集液相产物的冷凝液收集箱。
本发明的有益之处在于：
本发明的复合气化炉具有二级气化能力，一级空气计量低温气化，能产生大部分可以燃气体(如：一氧化碳、氢等)用于燃气发电机组发电；二级等离子高温气化能把一级处理过程中蒸发出的不易气化成分(如：焦油等)进行二级气化；从而最大限度的降低污染的排放，达到无害化处理；能消除生活垃圾一般处理过程产生的对环境的污染；
本发明的运行成本低，只有在车辆移动和系统启动的时候消耗少量的柴油，整个垃圾处理过程不需要外接电源；用垃圾气化中获得的可燃气发出的电能，足以满足整个装置运行过程中所需要的能源消耗；达到无害化处理的目的，具有很强的适用性、及时性、移动性等，同时具备良好的经济性；
本发明将处理装置集成于车上，处理完一个生活小区的生活垃圾，可以移动到下一个生活小区再进行处理；随时的移动性能可以减少很多不必要的重复建设；
本发明可以按生活小区垃圾的产生量来就地调节处理量，可以避免不必要的运输和存放。
附图说明
图1是本发明的一种实施例的结构示意图；
图2是本发明垃圾箱提升装置的一种实施例的结构示意图；
图3是本发明生活垃圾破碎机的一种实施例的结构示意图；
图4是本发明垃圾初级干燥输送机的一种实施例的结构示意图；
图5是本发明复合气化炉的一种实施例的结构示意图；
图6是本发明复合换热器的一种实施例的结构示意图。
图中附图标记的含义：
1卡车底盘，2循环水冷却塔，3尾气催化处理器，4复合换热器，5冷却器，6旋风分离器，7垃圾初级干燥输送机，701垃圾入口，702烘干通道，703垃圾出口，704热风通道，705水蒸气通道，8垃圾箱提升装置，9生活垃圾破碎机，10控制箱，11等离子枪，12复合气化炉，1201旋风除尘器，1202灰尘收集桶，1203中压风机，1204等离子高温管道，1205气化炉膛，1206电子点火，1207排灰门，1208参数控制组件，13增压风机，14冷凝液收集箱，15燃气发电机组，16循环水泵，17垃圾箱，18螺旋计量给料机，19轴流风机，20一级空气/气化气换热器，21二级热空气/发电尾气换热器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
如图1所示，一种生活垃圾无害化处理车，包括：卡车底盘1，设置于卡车底盘1上并具有二级气化能力的复合气化炉12，将垃圾进行破碎、烘干、计量并运送到复合气化炉12的输送组件，连接于复合气化炉12并具有二级换热能力的复合换热器4，接收复合气化炉12的一级气化产物并连接于复合换热器4的燃气发电机组15，设置于复合换热器4与燃气发电机组15之间并将气相送入燃气发电机组15，将液相收集的冷凝组件，连接于复合换热器4并接收燃气发电机组15排放的尾气的尾气催化处理器3，连接控制各个设备的控制箱10。作为一种优选，卡车底盘1为8吨卡车底盘1。
输送组件包括：生活垃圾破碎机9，将垃圾箱17送入生活垃圾破碎机9的垃圾箱17提升装置8，接收垃圾并初步干燥掉垃圾含有的部分水分的垃圾初级干燥输送机7，将干燥后的垃圾输送到复合气化炉12的螺旋计量给料机18。这样设计可以延长输送长度，阻断空气的进入，同时能让气化空间形成一定的压力。垃圾箱17提升装置8如图2所示，采用目前普通垃圾车上的轨道提升机；主要目的就是把装在垃圾箱17的生活垃圾提升、翻斗倒进垃圾破碎机上面的一个进料斗里；如果尺寸不巧，可以做些适当的改进。如图3所示，生活垃圾破碎机9包括：两个将生活垃圾破碎成5厘米以下的碎块的旋转挤压滚刀。生活垃圾破碎机9是选用旋转滚刀挤压对咬式破碎的。可以把一般生活垃圾破碎成5厘米以下的碎块。便于进一步干燥和输送。螺旋计量给料机18就是普通的变频螺旋输送机，计量由控制系统来完成。根据后道发电机的负荷来调节、计量垃圾的进料速度。
如图4所示，垃圾初级干燥输送机7包括：垃圾入口701，连接于垃圾入口701的烘干通道702，设置于烘干通道702一端的垃圾出口703，连接于烘干通道702与复合换热器4之间的热风通道704，连接于烘干通道702并与燃气发电机组15排放的尾气汇合的水蒸气通道705。垃圾初级干燥输送机7是利用复合换热器4出来的热风通道704的热风，经过垃圾干燥机把垃圾中含有的水分进行初级干燥，并把干燥而蒸发的水蒸汽引入水蒸气通道705的燃气发电机尾气合并处理。
如图5所示，复合气化炉12包括：中压风机1203，接收中压风机1203的空气的冷却旋风分离除尘组件，接收冷却除尘后的空气的等离子高温管道1204，连接于等离子高温管道1204与输送组件的气化炉膛1205，连接于气化炉膛1205与燃气发电机组15之间一级空气气化产物供给管，连接于气化炉膛1205与复合换热器4之间并将二级等离子气化高温产物进行分离灰尘和悬浮颗粒的旋风分离器6；等离子高温管道1204内设置有等离子枪11。需要说明的是：150千瓦的燃气发电机，消耗3000大卡/立方米，约225立方米。配置的中压风机(1.5千瓦，240立方米/小时，压头3200Pa)正好能气化600-800公斤/小时的生活垃圾。等离子枪11设置有多个，作为等离子二级气化热源。冷却旋风分离除尘组件包括：旋风除尘器1201(气体降温型)，灰尘收集桶1202。空气由中压风机1203提供，先经过旋风除尘器1201和等离子高温管道1204后，才进入一级气化炉的炉膛。复合气化炉12与旋风分离器6之间设置有增压风机13。增压风机13与旋风分离器6之间设置有参数控制组件1208。参数控制组件1208包括：温度计，压力表，气体玻璃转子流量计，手动放空阀。
复合换热器包括：轴流风机19，连接于轴流风机19与复合气化炉再将热量送入冷凝组件的一级空气/气化气换热器20，连接于一级空气/气化气换热器20、燃气发电机组量再将热量送入垃圾初级干燥输送机、尾气催化处理器的二级热空气/发电尾气换热器21。作为一种实施例，一级空气/气化气换热器20、二级热空气/发电尾气换热器21都是管壳式换热器换热器的类型不受限制。
如图6所示，中压风机1203的空气从旋风分离器6的夹套低处，通过玻璃流量计和放空阀的调节进入，对旋风分离器6进行降温。再通过等离子高温管道的夹套管再到直到复合气化炉的空气进口；温度约200度，压头约155Pa(可微调)。进入复合气化炉12后，作为一级空气气化的空气源，从复合气化炉12出来就成为了燃气，随着气化反应和温度的升高，体积变化很大，燃气流量约1007立方米/小时，压头控制在85pa，进入复合换热器的一级空气/气化气换热器20作为热源。一级空气/气化气换热器20的冷源是一台4千瓦的轴流风机19，流量是37200立方米/小时，压头为435Pa。一级空气/气化气换热器20的热源出口要求的温度是400-450度，冷源的出口温度要求的450-500度。燃气运送到燃气发电机组15，需要将燃气在进燃气发电机组15前降低到40度以下，热源出来后是接过量的水冷却、冷凝器；把循环冷却水的循环量配置到50吨/小时。冷源气出来(450-550℃)进入二级热空气/发电尾气换热器21，一个方向是去垃圾干燥(温度300-320℃)；另一个方向去加热燃气发电机的尾气(温度300-350℃)，因为，尾气催化处理器3采用催化燃烧尾气，燃烧催化剂的起燃温度是300度以上，两个换热器复合在一起，用一路气源联通想要在波动的垃圾原料气化过程中也是很难做到平衡的，所以在二级热空气/发电尾气换热器21与尾气催化处理器之间燃烧催化剂前端设置有电加热器(可控升温)。
冷凝组件包括：循环水冷却塔2，连接于循环水冷却塔2的循环水泵16，连接于循环水冷却塔2的冷却器5，填充于冷却器5内的冷凝水，将复合换热器4的气相产物冷却并送入燃气发电机组15的气相产物通道，连接于复合换热器4并收集液相产物的冷凝液收集箱14。作为一种优选，循环水冷却塔2为40吨/小时循环水冷却塔2。采用循环冷却水对系统进行冷却，水的消耗以及补充量很小。
生活垃圾从垃圾桶经过垃圾箱17提升装置8进入到生活垃圾破碎机9，破碎成5厘米以下的碎块，进入垃圾初级干燥输送机7进行初步干燥，除去垃圾含有的部分水分并输送到螺旋计量给料机18，进行计量输送。垃圾进入复合气化炉12后，落入底层，经过电子点火1206后直接通入空气进行一级气化，一级气化气的主要成分是氢、一氧化碳以及焦油等(未被热分解气化)的蒸气，垃圾灰通过排灰门1207移出；复合气化炉12的上部设置的等离子高温管道1204内设置有等离子枪11，作为等离子二级气化热源。焦油等高熔点蒸发物在这层进一步被加热而气化。破碎后的垃圾送到具有离子发生器的复合气化炉12(一级：空气气化，二级：等离子气化)，空气计量低温气化，能产生大部分可燃气体(如：一氧化碳、氢等)用于燃气发电机组15发电；二级等离子高温气化能把一级处理过程中蒸发出的不易气化成分(如：焦油等)进行二级气化，高温气化气由增压风机13配合产生具有压力的气流进入旋风分离器6，分离掉气流带入的灰尘和悬浮颗粒。然后直径进入复合换热器4，复合换热器4(一级：空气/气化气换热；二级：热空气/发电尾气换热)，水冷凝、冷却器5把复合换热器4的气化气的温度降低到50度左右再进入燃气发电机组15，不可凝结的气体得到了冷却，而如水或未被完全气化的焦油等被冷凝进入冷凝液收集箱14，实现气液分离。气相送入燃气发电机组15，收集液集中收集便于排放。燃气发电机组15发出的电，可以返还到系统的用电设备上，而从发电机组排出的发电尾气，则进入复合换热器4的二级换热部分进行升温，把尾气升温到300度以满足催化氧化处理尾气的条件，经过催化处理的尾气可以确保尾气的达标排放；排出的尾气输入到初级干燥输送机进行热能再利用，经过尾气催化处理器3后排放。
本发明将处理装置集成于车上，实现移动式生活垃圾无害化处理；采用多级余热回收，热能利用率高，不需要外接水、电等消耗，使用的是垃圾处理再利用产生的能量，利用生活垃圾自带的热值进行氧化、气化、发电、自消化来完成生活垃圾无害化的全过程，无污染物排放，安全高效；本装置可实现自动化控制，可根据生活小区的规模来设计所需要处理的垃圾总量。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种生活垃圾无害化处理车，其特征在于，包括：卡车底盘，设置于卡车底盘上并具有二级气化能力的复合气化炉，将垃圾进行破碎、烘干、计量并运送到复合气化炉的输送组件，连接于复合气化炉并具有二级换热能力的复合换热器，接收复合气化炉的一级气化产物并连接于复合换热器的燃气发电机组，设置于复合换热器与燃气发电机组之间并将气相送入燃气发电机组，将液相收集的冷凝组件，连接于复合换热器并接收燃气发电机组排放的尾气的尾气催化处理器。
2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾无害化处理车，其特征在于，所述输送组件包括：生活垃圾破碎机，将垃圾箱送入生活垃圾破碎机的垃圾箱提升装置，接收垃圾并初步干燥掉垃圾含有的部分水分的垃圾初级干燥输送机，将干燥后的垃圾输送到复合气化炉的螺旋计量给料机。
3.根据权利要求2所述的一种生活垃圾无害化处理车，其特征在于，所述垃圾初级干燥输送机包括：垃圾入口，连接于垃圾入口的烘干通道，设置于烘干通道一端的垃圾出口，连接于烘干通道与复合换热器之间的热风通道，连接于烘干通道并与燃气发电机组排放的尾气汇合的水蒸气通道。
4.根据权利要求1所述的一种生活垃圾无害化处理车，其特征在于，所述复合气化炉包括：中压风机，接收中压风机的空气的冷却旋风分离除尘组件，接收冷却除尘后的空气的等离子高温管道，连接于等离子高温管道与输送组件的气化炉膛，连接于气化炉膛与燃气发电机组之间一级空气气化产物供给管，连接于气化炉膛与复合换热器之间并将二级等离子气化高温产物进行分离灰尘和悬浮颗粒的旋风分离器；所述等离子高温管道内设置有等离子枪。
5.根据权利要求4所述的一种生活垃圾无害化处理车，其特征在于，所述复合气化炉与旋风分离器之间设置有增压风机。
6.根据权利要求5所述的一种生活垃圾无害化处理车，其特征在于，所述增压风机与旋风分离器之间设置有参数控制组件。
7.根据权利要求6所述的一种生活垃圾无害化处理车，其特征在于，所述参数控制组件包括：温度计，压力表，气体玻璃转子流量计，手动放空阀。
8.根据权利要求2所述的一种生活垃圾无害化处理车，其特征在于，所述复合换热器包括：轴流风机，连接于轴流风机与复合气化炉再将热量送入冷凝组件的一级空气/气化气换热器，连接于一级空气/气化气换热器、燃气发电机组量再将热量送入垃圾初级干燥输送机、尾气催化处理器的二级热空气/发电尾气换热器。
9.根据权利要求8所述的一种生活垃圾无害化处理车，其特征在于，所述二级热空气/发电尾气换热器与尾气催化处理器之间设置有电加热器。
10.根据权利要求1所述的一种生活垃圾无害化处理车，其特征在于，所述冷凝组件包括：循环水冷却塔，连接于循环水冷却塔的循环水泵，连接于循环水冷却塔的冷却器，填充于冷却器内的冷凝水，将复合换热器的气相产物冷却并送入燃气发电机组的气相产物通道，连接于复合换热器并收集液相产物的冷凝液收集箱。
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