CN113137611A - 一种防燃防爆型生活垃圾干燥装置及方法 - Google Patents

一种防燃防爆型生活垃圾干燥装置及方法 Download PDF

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张彦军
丁建亮
许杰
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Abstract

一种防止热空气干燥生活垃圾燃烧爆炸的装置，包括一级滚筒、二级滚筒，一级滚筒与二级滚筒之间通过中间密封筒连接并实现密封；中间密封筒内部安装热空气入口管B；一级滚筒左端通过进口密封密封，二级滚筒的右端通过出口密封密封，在进口密封上部安装进料设备，下部安装热空气入口管A；在出口密封下部为垃圾出料口，设有温度计和出料设备；中部设有喷水管；上部设有过滤网、尾气出口管和气体成分分析仪。

Description

一种防燃防爆型生活垃圾干燥装置及方法
技术领域
本发明属于生活垃圾处理领域，具体涉及一种防燃防爆型生活垃圾干燥装置及方法。
背景技术
生活垃圾通过焚烧、热解、气化等方式进行处理时，垃圾中的水分会吸收大量的热量，增加处理装置的热负荷，并且产生大量的气体，增加了后续气体处理成本。一般的城市生活垃圾含水率约为30％-60％，特别是在夏季，垃圾中含水率更高。因此很有必要对生活垃圾进行干燥脱水处理。由于生活垃圾组分多变，有大量水分、塑料、织物及灰土等，在干燥设备内部容易结成团，减少了垃圾的受热面积，为了提高干燥效率，一般采用滚筒干燥机干燥垃圾。垃圾在滚筒内被扬起并与热空气混合，垃圾中水分被加热并蒸发，在端部排出含有水蒸气的尾气。
采用热空气与垃圾直接混合接触干燥的方法，热空气温度越高，垃圾效率越高，处理量越大，产生尾气量越小。但是如果热空气温度过高，会引起部分垃圾中有机物分解释放出可燃气体，或部分低燃点物料着火，存在燃烧或爆炸的危险。如果热空气温度过低，会降低干燥效率，尾气产量增加。工程上急需要一种能适用于较高干燥温度的生活垃圾干燥机设备。本发明的一种防燃防爆型生活垃圾干燥装置及方法，可以安全、高效率的干燥生活垃圾。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种防燃防爆型生活垃圾干燥装置及方法。在本工艺中，滚筒干燥机为前后贯通的两级结构，从外部而来的高温热空气分成两路分别通入两级干燥机内。在两级滚筒内，热空气分别以不同的气量和不同角度通入其中，实现分区干燥垃圾功能。在一级滚筒内，经进料设备进入的湿垃圾落入滚筒底部，集中较高温度的热空气加热湿垃圾，改善湿垃圾物理性质，在二级滚筒内，热空气与垃圾充分混合，进一步脱水。热空气分级通入干燥机内改善了垃圾性状，降低了垃圾过热分解的可能，另外，在出料口设有温度计、气体成份分析仪和喷水孔作为调节和降温灭火的辅助措施，可以在高效干燥垃圾，同时降低垃圾着火或爆炸的风险。
本发明的技术方案如下：一种防燃防爆型生活垃圾干燥装置，包括进料设备、进口密封、热空气入口管A、一级滚筒、齿形抄板、自清理机构、撞击器、热空气入口管B、中间密封筒、二级滚筒、三角形抄板、过滤网、尾气出口管、喷水管、出口密封、出料设备、温度计、气体成分分析仪、托轮、驱动电机、外保温层。
所述进料设备为无轴螺旋输送机，其出料口与开燥机的进口密封相连；
所述的进口密封的一侧与进料设备相连，另一侧与一级滚筒相连，在滚筒转动时保持其密封性；其下部安装有热空气入口管A，喷嘴为半圆形布置在下部；
所述的一级滚筒为倾斜安装的可转动滚筒，进料端高出料端低，其内部设有齿形抄板和链形自清理机构，其外部设有撞击器；出料端与中间密封筒相连；
所述中间密封筒为一级和二级滚筒的连接件，通过中间密封筒连接形成贯通的干燥空间，中间密封筒是固定的圆筒并不随滚筒转动，其内部沿圆周方向布置一圈热空气入口管B，喷嘴朝向一级滚筒；
所述二级滚筒为为倾斜安装的可转动滚筒，进料端高出料端低，其内部设有三角形抄板，出料端与出口密封相连。
在所述出口密封下部为垃圾出料口，设有温度计和出料设备；中部设有喷水管；上部设有过滤网、尾气出口管和气体成分分析仪。
一级滚筒左端为进料端，二级滚筒右端为出料端，一级滚筒与二级滚筒为倾斜布置，进料端高出料端低。
所述一级滚筒与二级滚筒外部都设有保温层。
所述一级滚筒与二级滚筒外部设有托轮和驱动电机。
所述温度计和气体成份分析仪安装在出料密封处，用于检测干燥后垃圾的温度和可燃气体浓度。
所述过滤网安装在出料密封的气体出口处，用于过滤气体中含有的尘土。
一种防燃防爆型生活垃圾干燥的方法，包括以下步骤：
S1：启动进料设备、出料设备和驱动电机，使一级滚筒和二级滚筒以一定的速度旋转；从热空气入口管A和热空气入口管B中通入干燥用的热空气；
S2：湿生活垃圾改性过程：
通过进料设备把湿生活垃圾加入一级滚筒内，与由热空气入口管A和热空气入口管B通入的热空气接触，一级滚筒转动时使湿生活垃圾与热空气混合换热；根据垃圾含水率，调节一级滚筒和二级滚筒内热空气的比例，当垃圾含水率高时，可以加大一级滚筒内热空气的比例；
S3：进一步干燥过程：
随一级滚筒的转动，生活垃圾向前移动进入二级滚筒；热空气经热空气入口管A和热空气入口管B通入，在二级滚筒转动和其上三角形抄板抛散作用下，把生活垃圾与热空气充分混合换热，进一步脱除水分；干燥后的生活垃圾经出口密封和出料设备排出。
所述S3中，在出口密封上设有喷水管和温度计，用于测量生活垃圾的温度和向滚筒内喷水灭火。
所述S3中，干燥后的尾气经过滤网后从尾气出口管排出，并在其上安装气体成分分析仪，同于分析尾气中可燃气体成分。
所述的热气可为热空气、烟气等。
本发明的显著效果在于：
根据本发明实施的生活垃圾干燥的装置及方法，采用两级滚筒干燥机，热空气分级通入的方法，在一级滚筒内集中一定比例的热空气加热湿垃圾，快速改善垃圾性状，变成相对松散的垃圾，增大垃圾与热空气接触的表面积。在二级滚筒内，热空气较均匀的充满滚筒内部，松散的垃圾被扬起后与热空气充分接触，进一步提高温度蒸发水分降低含水率。采用此装置和方法后，一般城市生活垃圾干燥热空气温度可以提升到300℃左右，可以有效降低垃圾在干燥过程中局部过热而产生燃烧或爆炸的风险。
一级滚筒干燥机内设有特殊形状的抄板、自清理机构和撞击器，用于清理滚筒内表面，减少湿垃圾在干燥机内壁面的粘结，提高干燥过程的可靠性。
在二级滚筒干燥机出料口设有温度计和气体成份分析仪，用于检测干燥后垃圾的温度和可燃气体成份(CH4、H2、CO)，可以提高垃圾干燥过程的安全性。当检测到垃圾温度高时，或检测到可燃气体浓度接近其爆炸极限时，采取相应的措施，比如调节热空气通入量、垃圾的进料量或启动喷水灭火装置，向干燥机内喷水降温，保证了装置的安全运行。
附图说明
图1为本发明所述的防止热空气干燥生活垃圾燃烧爆炸的装置示意图；
图中：1进料设备、2进口密封、3热空气入口管A、4一级滚筒、5齿形抄板、6自清理机构、7撞击器、8热空气入口管B、9中间密封筒、10二级滚筒、11三角形抄板、12过滤网、13尾气出口管、14喷水管、15出口密封、16出料设备、17温度计、18气体成分分析仪、19托轮、20驱动电机、21外保温层。
具体实施方式
一种防止热空气干燥生活垃圾燃烧爆炸的装置，包括一级滚筒4、二级滚筒10，一级滚筒4与二级滚筒10之间通过中间密封筒9连接并实现密封。中间密封筒9内部安装热空气入口管B8。所述热空气入口管B8为一圈紧贴壁面圆周布置的喷嘴，并且喷嘴朝向一级滚筒4。一级滚筒4左端通过进口密封2密封，二级滚筒10的右端通过出口密封15密封，在进口密封2上部安装进料设备1，下部安装热空气入口管A3；热空气入口管A3的喷嘴为半圆形；在出口密封15下部为垃圾出料口，设有温度计17和出料设备16；中部设有喷水管14；上部设有过滤网12、尾气出口管13和气体成分分析仪18。一级滚筒4与二级滚筒10外部都设有保温层21，并分别设有托轮19和驱动电机20。
在一级滚筒4内部安装有其内部设有齿形抄板5和自清理机构6；在外部设有7撞击器。在二级滚筒10内部设有三角形抄板11。
一级滚筒4与二级滚筒10均为可转动滚筒，通过中间密封筒9连接形成贯通的干燥空间，中间密封筒9是固定的圆筒并不随滚筒转动的。一级滚筒4左端为进料端，二级滚筒10右端为出料端，一级滚筒4与二级滚筒10为倾斜布置，进料端高出料端低。
本发明所述的热气可为热空气、烟气等。
一种防止热空气干燥生活垃圾燃烧爆炸的方法，包括以下步骤：
S1：启动进料设备1、出料设备16和驱动电机21，使一级滚筒4和二级滚筒10以一定的速度旋转。从热空气入口管A3和热空气入口管B8中通入干燥用的热空气。
S2：湿生活垃圾改性过程：
通过进料设备1把湿生活垃圾加入一级滚筒4内，与由热空气入口管A3和热空气入口管B8通入的热空气接触，一级滚筒4转动时使湿生活垃圾与热空气混合换热。湿生活垃圾在一级滚筒4中干燥后，其物理性状得到改善，由成团湿生活垃圾变成相对松散的、表面含水率有所降低的生活垃圾。根据垃圾含水率，调节一级滚筒和二级滚筒内热空气的比例，当垃圾含水率高时，可以加大一级滚筒内热空气的比例；
S3：进一步干燥过程：
随一级滚筒4的转动，生活垃圾向前移动进入二级滚筒10。热空气经热空气入口管A3和热空气入口管B8通入，在二级滚筒10转动和其上三角形抄板11抛散作用下，可以把生活垃圾与热空气充分混合换热，进一步脱除水分。干燥后的生活垃圾经出口密封15和出料设备16排出滚筒干燥机。
在出口密封15上设有喷水管14和温度计17，用于测量生活垃圾的温度和向滚筒内喷水灭火。干燥后的尾气经12过滤网后从13尾气出口管排出，并在其上安装气体成分分析仪18，同于分析尾气中可燃气体成分。

Claims (10)

1.一种防止热空气干燥生活垃圾燃烧爆炸的装置，其特征在于：包括一级滚筒(4)、二级滚筒(10)，一级滚筒(4)与二级滚筒(10)之间通过中间密封筒(9)连接并实现密封；中间密封筒(9)内部安装热空气入口管B(8)；一级滚筒(4)左端通过进口密封(2)密封，二级滚筒(10)的右端通过出口密封(15)密封，在进口密封(2)上部安装进料设备(1)，下部安装热空气入口管A(3)；在出口密封(15)下部为垃圾出料口，设有温度计(17)和出料设备(16)；中部设有喷水管(14)；上部设有过滤网(12)、尾气出口管(13)和气体成分分析仪(18)；
在一级滚筒(4)内部安装有其内部设有齿形抄板(5)和自清理机构(6)；在外部设有(7)撞击器；在二级滚筒(10)内部设有三角形抄板(11)；
一级滚筒(4)左端为进料端，二级滚筒(10)右端为出料端，一级滚筒(4)与二级滚筒(10)为倾斜布置，进料端高出料端低。
2.根据权利要求1所述的一种防止热空气干燥生活垃圾燃烧爆炸的装置，其特征在于：所述热空气入口管B(8)为一圈紧贴壁面圆周布置的喷嘴，并且喷嘴朝向一级滚筒(4)。
3.根据权利要求1所述的一种防止热空气干燥生活垃圾燃烧爆炸的装置，其特征在于：所述热空气入口管A(3)的喷嘴为半圆形。
4.根据权利要求1所述的一种防止热空气干燥生活垃圾燃烧爆炸的装置，其特征在于：所述一级滚筒(4)与二级滚筒(10)外部都设有保温层(21)。
5.根据权利要求1所述的一种防止热空气干燥生活垃圾燃烧爆炸的装置，其特征在于：所述一级滚筒(4)与二级滚筒(10)外部设有托轮(19)和驱动电机(20)。
6.根据权利要求5所述的一种防止热空气干燥生活垃圾燃烧爆炸的装置，其特征在于：所述一级滚筒(4)与二级滚筒(10)均为可转动滚筒，通过中间密封筒(9)连接形成贯通的干燥空间，中间密封筒9是固定的圆筒并不随滚筒转动的。
7.一种应用如权利要求6所述的防止热空气干燥生活垃圾燃烧爆炸的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：启动进料设备(1)、出料设备(16)和驱动电机(21)，使一级滚筒(4)和二级滚筒(10)以一定的速度旋转；从热空气入口管A(3)和热空气入口管B(8)中通入干燥用的热空气；
S2：湿生活垃圾改性过程：
通过进料设备(1)把湿生活垃圾加入一级滚筒(4)内，与由热空气入口管A(3)和热空气入口管B(8)通入的热空气接触，一级滚筒(4)转动时使湿生活垃圾与热空气混合换热；
S3：进一步干燥过程：
随一级滚筒(4)的转动，生活垃圾向前移动进入二级滚筒(10)；热空气经热空气入口管A(3)和热空气入口管B(8)通入，在二级滚筒(10)转动和其上三角形抄板(11)抛散作用下，把生活垃圾与热空气充分混合换热，进一步脱除水分；干燥后的生活垃圾经出口密封(15)和出料设备(16)排出。
8.根据权利要求7所述的一种防止热空气干燥生活垃圾燃烧爆炸的方法，其特征在于：所述S3中，在出口密封(15)上设有喷水管(14)和温度计(17)，用于测量生活垃圾的温度和向滚筒内喷水灭火。
9.根据权利要求8所述的一种防止热空气干燥生活垃圾燃烧爆炸的方法，其特征在于：所述S3中，干燥后的尾气经(12)过滤网后从(13)尾气出口管排出，并在其上安装气体成分分析仪(18)，同于分析尾气中可燃气体成分。
10.根据权利要求7所述的一种防止热空气干燥生活垃圾燃烧爆炸的方法，其特征在于：所述的热气为热空气或烟气。
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