CN113137612A - 一种带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的装置，包括蒸汽加热管式回转圆筒干燥机，蒸汽加热管式回转圆筒干燥机为圆筒状，左端为进料端，右端为出料端，在其进料端安装有进料设备，且蒸汽加热管式回转圆筒干燥机倾斜安装与水平面有一定的夹角，其中进料端的一侧较高出料一端较低；在进料设备上有垃圾进料口；在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机上还设有循环气体进口，而在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机的筒体外部设有锤击器，筒体内部有加热管，在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机的出料端下部设有垃圾出料口，在出料端上部设有循环气体出口，而在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机的筒体右端中心位置设有蒸汽分配接头、蒸汽进口和蒸汽出口。

Description

一种带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的装置及方法
技术领域
本发明属于生活垃圾处理领域，具体涉及一种带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的装置及方法。
背景技术
近些年来，生活垃圾焚烧或热解等技术快速发展，这些技术在处理生活垃圾时都面临着垃圾中含水率高热值低，垃圾渗沥液处理难度大的问题。有必要对垃圾进行干燥脱水处理。工程上常用的生活垃圾脱水处理方法有：
一是采用熟化或挤压脱水，但是这种方法脱水后，垃圾中含水率仍较高，脱水效率较低。
一是采用滚筒干燥机干燥，垃圾在滚筒内与热风混合，垃圾中水分被加热并蒸发，在出料端排出含有水蒸气的尾气。但是干燥过程中，需要控制热风的温度，防止垃圾燃烧，并且向外排放含有臭味的尾气，需要增加尾气设备。
另外，工程上还有一种采用高温高压蒸汽闪蒸的办法，在盛放垃圾的容器中通入蒸汽，对垃圾加压加热，然后快速打开，闪蒸脱水。但在干燥过程中需要排放掉大量蒸汽，这种办法会损失较多的能量，并且操作过程为间断进行，不利于连续大规模生产。本发明的一种带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的工艺，可以实现安全、连续的干燥，并且热量效率相对较高。
发明内容
本发明的目的在于：在本工艺中，使用蒸汽间接加热垃圾，可以垃圾着火或爆炸的风险，蒸汽可以循环使用。垃圾干燥后产生的有臭味尾气，经过气固分离和冷凝除水后，气体循环重复使用，在必要时排出少量的尾气，可以降低尾气排放量。并且可以通过强制气体循环，加快干燥机内气体流速，加快垃圾中水分蒸发速率。
本发明的技术方案如下：一种带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的装置，包括蒸汽加热管式回转圆筒干燥机，蒸汽加热管式回转圆筒干燥机为圆筒状，左端为进料端，右端为出料端，在其进料端安装有进料设备，且蒸汽加热管式回转圆筒干燥机倾斜安装与水平面有一定的夹角(一般小于10度)，其中进料端的一侧较高出料一端较低；在进料设备上有垃圾进料口；在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机上还设有循环气体进口，而在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机的筒体外部设有锤击器，筒体内部有加热管，在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机的出料端下部设有垃圾出料口，在出料端上部设有循环气体出口，而在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机的筒体右端中心位置设有蒸汽分配接头、蒸汽进口和蒸汽出口；
蒸汽加热管式回转圆筒干燥机的循环气体出口与旋风分离器通过管道相连接；
所述旋风分离器下部有出料阀，旋风分离器上部与冷凝器通过管道连接；所述冷凝器上设有冷却水进口、冷却水出口、凝结水出口，用于冷却循环气体和排出循环气体中的凝结水；冷凝器连接尾风阀，尾风阀连接尾风机；冷凝器还连接循环风阀，循环风阀连接循环风机，循环风机连接蒸汽加热管式回转圆筒干燥机的循环气体入口。
蒸汽加热管式回转圆筒干燥机倾斜安装与水平面的夹角小于10度。
蒸汽加热管式回转圆筒干燥机还安装有托轮、驱动电机。
蒸汽加热管式回转圆筒干燥机还安装有保温层。
筒体内部同心圆方式排列若干圈加热管，加热管周长和加热管间距都大于垃圾当量长度的2倍。
在循环气体出口与旋风分离器的连接管道上设有温度计和压力表11，用于测量管线内的气体的温度和压力。
一种带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的方法，包括以下步骤：
S1：生活垃圾从进料设备上的垃圾进料口进入，垃圾在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机内受到加热管的升举和搅拌作用而被干燥，并从垃圾出料口排出；高温蒸汽通过蒸汽进口进入蒸汽分配接头，然后进入蒸汽管中，与垃圾进行间接换热，冷凝后的蒸汽或水通过蒸汽出口排出，经后续系统再次加热为高温蒸汽，循环使用；
S2：在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机内，垃圾中水分蒸发产生的臭味气体、粉尘和空气的混合气体，经过旋风分离器，把气体中固体颗粒分离出来，并从底部的出料阀排出；
S3：除尘后的气体再进入冷凝器，与冷却水换热后降温，冷却水从冷却水进口进入冷凝器中，从冷却水出口排出，气体中的凝结水从凝结水出口排出；
S4：除湿后的气体再经循环风阀和循环风机后进入蒸汽加热管式回转圆筒干燥机，完成气体循环过程。
还包括S5：通过风阀和尾风机排出一部分循环气体，维持干燥系统正常工作。
所述S3中，通过温度计和压力表测量气体中温度和压力反馈给控制系统。
所述S4中，通过调节循环风阀和循环风机调节干燥机内循环气体流速，改变生活垃圾中水分蒸发速率。
本发明的显著效果在于：
(1)本发明采用水蒸汽加热管稀疏布置在回转筒内的结构，干燥装置采用高温水蒸汽为干燥热源，利用水蒸汽降温释放出的包括显热和潜热在内的大量热量，可以实现对生活垃圾的快速干燥。
(2)通过在干燥机内合理布置加热管间距和采取防粘结措施，可以有效减少垃圾在回转筒内堵塞，实现对生活垃圾的连续干燥。
(3)在生活垃圾干燥过程中，干燥后的带臭味的气体，经过旋风分离器除尘与冷凝器冷凝处理后，气体中的水蒸汽被分离下来，处理后的气体再次进入干燥机内循环使用，所以干燥过程中只有少量尾气排出，减少了臭味气体的排放量，降低尾气处理成本。(4)在本发明装置上设有温度计和控制气体循环的风阀，通过调节干燥机内水蒸汽的温度、气体流速和回转筒的转速，可以方便的调节干燥的处理量，实现装置连续可调。
附图说明
图1为本发明所述的带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的装置示意图；图中：1蒸汽加热管式回转圆筒干燥机、2旋风分离器、3出料阀、4冷凝器、5循环风阀、6循环风机、7进料设备、8尾风阀、9尾风机、10温度计、11压力表、12锤击器、13托轮、14驱动电机、15保温层、16蒸汽分配接头。101垃圾进料口、102垃圾出料口、103蒸汽出口、104蒸汽进口、105循环气体进口、107蒸汽管、108循环气体出口、401冷却水进口，403冷却水出口，402凝结水出口。
具体实施方式
一种带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的装置，包括蒸汽加热管式回转圆筒干燥机1，蒸汽加热管式回转圆筒干燥机1为圆筒状，左端为进料端，右端为出料端，在其进料端安装有进料设备7，且蒸汽加热管式回转圆筒干燥机1倾斜安装与水平面有一定的夹角(<10度)，其中进料端的一侧较高出料一端较低；在进料设备7上有101垃圾进料口。在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机1上还设有循环气体进口105，而在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机1的筒体外部设有锤击器12，用于振打筒壁面，把粘结在内表面的垃圾振下；筒体内部同心圆方式排列几圈加热管107，加热管周长和加热管间距都大于垃圾当量长度的2倍，以减少垃圾堵塞；在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机1的出料端下部设有垃圾出料口102，在出料端上部设有循环气体出口108，而在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机1的筒体右端中心位置设有蒸汽分配接头16、蒸汽进口104和蒸汽出口103。
蒸汽加热管式回转圆筒干燥机1的循环气体出口108与旋风分离器2通过管道相连接，且在连接管道上设有温度计10和压力表11，用于测量管线内的气体的温度和压力。
所述旋风分离器2下部有出料阀3，旋风分离器2上部与冷凝器4通过管道连接。所述4冷凝器上设有冷却水进口401、冷却水出口403、凝结水出口402，用于冷却循环气体和排出循环气体中的凝结水。冷凝器4连接尾风阀8，尾风阀8连接尾风机9；冷凝器4还连接循环风阀5，循环风阀5连接循环风机6，循环风机6连接蒸汽加热管式回转圆筒干燥机1的循环气体入口105。
蒸汽加热管式回转圆筒干燥机1还安装有托轮13、驱动电机14、保温层15。
一种带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的装置及方法，包括以下步骤：
S1：生活垃圾从进料设备7上的垃圾进料口101进入，垃圾在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机1内受到加热管的升举和搅拌作用而被干燥，并借助干燥机的倾斜度从较高一端向较低一端移动，从垃圾出料口102排出。高温蒸汽通过蒸汽进口104进入蒸汽分配接头16，然后进入蒸汽管107中，与垃圾进行间接换热，冷凝后的蒸汽或水通过蒸汽出口103排出。蒸汽管的周长和管间距都大于垃圾当量长度的2倍，以减少垃圾堵塞。由于蒸汽不直接与垃圾接触，冷凝水可以回炉加热循环使用。
S2：在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机1内，垃圾中水分蒸发产生的臭味气体、粉尘和空气的混合气体，经过旋风分离器2，把气体中固体颗粒分离出来，并从底部的出料阀3排出。通过温度计10和压力表11测量气体中温度和压力反馈给控制系统。
S3：除尘后的气体再进入冷凝器4，与冷却水换热后降温，冷却水从冷却水进口401进入冷凝器4中，从冷却水出口403排出，气体中的凝结水从凝结水出口402排出。把气体中的水蒸汽冷凝析出，降低气体湿度，恢复气体携带蒸汽的能力。
S4：除湿后的气体再经循环风阀5和循环风机6后进入蒸汽加热管式回转圆筒干燥机1，完成气体循环过程。通过调节循环风阀5和循环风机6可以调节干燥机内循环气体流速，改变生活垃圾中水分蒸发速率。
S5：通过风阀8和尾风机9排出一部分循环气体，维持干燥系统正常工作。

Claims (10)

1.一种带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的装置，其特征在于：包括蒸汽加热管式回转圆筒干燥机(1)，蒸汽加热管式回转圆筒干燥机(1)为圆筒状，左端为进料端，右端为出料端，在其进料端安装有进料设备(7)，且蒸汽加热管式回转圆筒干燥机(1)倾斜安装与水平面有一定的夹角，其中进料端的一侧较高出料一端较低；在进料设备(7)上有(101)垃圾进料口；在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机1上还设有循环气体进口(105)，而在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机(1)的筒体外部设有锤击器(12)，筒体内部有加热管(107)，在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机(1)的出料端下部设有垃圾出料口(102)，在出料端上部设有循环气体出口(108)，而在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机(1)的筒体右端中心位置设有蒸汽分配接头(16)、蒸汽进口(104)和蒸汽出口(103)；
蒸汽加热管式回转圆筒干燥机(1)的循环气体出口(108)与旋风分离器(2)通过管道相连接；
所述旋风分离器(2)下部有出料阀(3)，旋风分离器(2)上部与冷凝器(4)通过管道连接；所述(4)冷凝器上设有冷却水进口(401)、冷却水出口(403)、凝结水出口(402)，用于冷却循环气体和排出循环气体中的凝结水；冷凝器(4)连接尾风阀(8)，尾风阀(8)连接尾风机(9)；冷凝器(4)还连接循环风阀(5)，循环风阀(5)连接循环风机(6)，循环风机(6)连接蒸汽加热管式回转圆筒干燥机(1)的循环气体入口(105)。
2.根据权利要求1所述的一种带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的装置，其特征在于：蒸汽加热管式回转圆筒干燥机(1)倾斜安装与水平面的夹角小于10度。
3.根据权利要求1所述的一种带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的装置，其特征在于：蒸汽加热管式回转圆筒干燥机(1)还安装有托轮(13)、驱动电机(14)。
4.根据权利要求1所述的一种带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的装置，其特征在于：蒸汽加热管式回转圆筒干燥机(1)还安装有保温层(15)。
5.根据权利要求1所述的一种带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的装置，其特征在于：筒体内部同心圆方式排列若干圈加热管(107)，加热管(107)周长和加热管间距都大于垃圾当量长度的2倍。
6.根据权利要求1所述的一种带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的装置，其特征在于：在循环气体出口(108)与旋风分离器(2)的连接管道上设有温度计(10)和压力表(11)，用于测量管线内的气体的温度和压力。
7.一种应用如权利要求6所述的带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：生活垃圾从进料设备(7)上的垃圾进料口(101)进入，垃圾在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机(1)内被干燥，并从垃圾出料口(102)排出；高温蒸汽通过蒸汽进口(104)进入蒸汽分配接头(16)，然后进入蒸汽管(107)中，与垃圾进行间接换热，冷凝后的蒸汽或水通过蒸汽出口(103)排出；，经后续系统再次加热为高温蒸汽，循环使用；
S2：在蒸汽加热管式回转圆筒干燥机(1)内，垃圾中水分蒸发产生的臭味气体、粉尘和空气的混合气体，经过旋风分离器(2)，把气体中固体颗粒分离出来，并从出料阀(3)排出；
S3：除尘后的气体再进入冷凝器(4)，与冷却水换热后降温，冷却水从冷却水进口(401)进入冷凝器(4)中，从冷却水出口(403)排出，气体中的凝结水从凝结水出口(402)排出；
S4：除湿后的气体再经循环风阀(5)和循环风机(6)后进入蒸汽加热管式回转圆筒干燥机(1)，完成气体循环过程。
8.根据权利要求7所述的一种带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的方法，其特征在于：还包括S5：通过风阀(8)和尾风机(9)排出一部分循环气体，维持干燥系统正常工作。
9.根据权利要求7所述的一种带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的方法，其特征在于：所述S3中，通过温度计(10)和压力表(11)测量气体中温度和压力反馈给控制系统。
10.根据权利要求7所述的一种带气体循环的蒸汽加热干燥生活垃圾的方法，其特征在于：所述S4中，通过调节循环风阀(5)和循环风机(6)调节干燥机内循环气体流速，改变生活垃圾中水分蒸发速率。
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