CN113310054B - 一种生物质辅助热解的垃圾热解装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质辅助热解的垃圾热解装置,包括炉体外壳(1),炉体外壳(1)内设有位于底部的生物质热解炉(2),和位于生物质热解炉(2)上方的垃圾热解炉(3);所述垃圾热解炉(3)与炉体外壳(1)之间设有二次燃烧室(4),垃圾热解炉(3)的侧壁上设有连通至所述二次燃烧室(4)的烟气通道;所述垃圾热解炉(3)内设有多个可以使垃圾往复下落的伸缩式炉排(301);所述生物质热解炉(2)顶部设有连通至垃圾热解炉(3)的喷火口(201)。本发明可以对低热值的垃圾进行有效分解处理,而且能源消耗低,更加节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种垃圾处理装置,特别是一种生物质辅助热解的垃圾热解装置。
背景技术
垃圾的常见处理方法有填埋、焚烧和堆肥,其中填埋、堆肥已陷入占用大量用地、资源化水平低的问题,而焚烧虽然能达到减容减量和资源化利用的目的,但如果不完全燃烧,容易产生二噁英等致癌物。而且垃圾是否能燃烧完全也很大程度取决于垃圾的总热值,如垃圾中可燃物少、热值低,通常还需要通过增加柴油等燃料才能使垃圾燃烧,不仅能源消耗大,而且现有燃烧设备也无法很好的避免二噁英等有害物质的产生。而且,我国大多数乡镇、农村等偏远地带,垃圾产生量相对较低,但是要运输到垃圾处理站点进行处理又普遍存在垃圾运输路程远、运费高等问题。偏远乡镇、农村除了产生一般的生活垃圾外,一般还会产生秸秆、木屑等生物质垃圾,这些垃圾目前大多采取就地燃烧的处理方式,缺乏环保的处理手段。
热解技术的出现为垃圾处理提供了一种新思路,它是利用垃圾在高温绝氧或低氧的情况下对垃圾进行分解的,并能产生高价值的清洁燃气。同样,垃圾热解需要提供高温环境,一般可采用自体燃烧的方式提高炉温,或是利用柴油等燃料进行助燃。如果垃圾本身热值低,很难进行自体燃烧的热解。而使用燃料则从另一个角度来说降低了垃圾热解所带来的环保意义。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种生物质辅助热解的垃圾热解装置。它可以对低热值的垃圾进行有效分解处理,而且能源消耗低,更加节能环保,且能充分利用乡镇、农村等地区的垃圾组成。
本发明的技术方案:一种生物质辅助热解的垃圾热解装置,其特点是:包括炉体外壳,炉体外壳内设有位于底部的生物质热解炉,和位于生物质热解炉上方的垃圾热解炉;所述垃圾热解炉与炉体外壳之间设有二次燃烧室,垃圾热解炉的侧壁上设有连通至所述二次燃烧室的烟气通道;所述垃圾热解炉内设有多个可以使垃圾往复下落的伸缩式炉排;所述生物质热解炉顶部设有连通至垃圾热解炉的喷火口。生物质热解炉可以使用热值相对较高的生物质垃圾进行,而垃圾热解炉则处理热值较低的垃圾。
上述的生物质辅助热解的垃圾热解装置中,所述生物质热解炉包括内炉,内炉内设有位于底部的扩口燃烧斗,内炉顶部设有收口聚热斗,收口聚热斗顶部设有喷火口;所述生物质热解炉侧壁设有生物质推料通道,生物质推料通道内设有生物质推料杆;生物质推料通道上连接有延伸至炉体外壳外侧的进料斗。
前述的生物质辅助热解的垃圾热解装置中,所述扩口燃烧斗下方设有向上的吹料口。生物质热解炉内采用相对富氧的环境,使生物质可以快速燃烧,吹料口可以使上方生物质吹散、悬浮,配合一定的空气进入,能提高生物质的燃烧效率,进而向上方的垃圾热解炉提供高温气体和火焰,以辅助垃圾热解炉内的垃圾热解。
前述的生物质辅助热解的垃圾热解装置中,为了调节炉内氧气含量,所述生物质热解炉侧壁设有连通至进气风机的夹套,夹套内侧设有增氧吹气口。
前述的生物质辅助热解的垃圾热解装置中,所述生物质热解炉和炉体外壳之间设有落灰仓,炉体外壳上开设有连通至落灰仓的仓门,落灰仓上部设有第一隔离门。垃圾热解炉内的热解残渣自动落入落灰仓,生物质热解炉的燃灰也会被吹出生物质热解炉外并最终落入落灰仓。
前述的生物质辅助热解的垃圾热解装置中,所述垃圾热解炉顶部设有垃圾储料仓,垃圾储料仓下端设有垃圾推料杆。
前述的生物质辅助热解的垃圾热解装置中,所述垃圾热解炉的侧壁设有连通至进气风机的夹套,夹套内侧设有增氧吹气口。同样,还可增加向二次燃烧室的增氧吹气口,促进二次燃烧,提高二次燃烧的温度。
前述的生物质辅助热解的垃圾热解装置中,所述伸缩式炉排包括一端固定在垃圾热解炉侧壁上的固定炉排,固定炉排上开设有滑槽,固定炉排前端通过滑槽连接有活动炉排,活动炉排上表面设有截面为三角形的横推杆。通过活动炉排的伸缩运动,可以达到炉内垃圾的逐步下滑。
前述的生物质辅助热解的垃圾热解装置中,所述炉体外壳两侧设有竖直设置的急冷换热器和尾气处理装置,所述急冷换热器下端连接至二次燃烧室,上端设设有活性炭吸收仓,活性炭吸收仓通过连接管道与尾气处理装置上部相连。急冷换热器能够有效收集二次燃烧产生的热能,以便进行能源利用(供热或发电),尾气处理装置可以对尾气进行环保处理,使排出的其它满足清洁环保的要求。
前述的生物质辅助热解的垃圾热解装置中,所述尾气处理装置包括位于底部的储液池,储液池上方设有竖直方向的脱硫喷淋室和脱硝喷淋室;所述脱硝喷淋室上端与连接管道相连,下端通过储液池与脱硫喷淋室连通;所述脱硫喷淋室顶部设有排放管。
与现有技术相比,本发明巧妙地利用两个热解炉进行上下嵌套式配合,位于下方的生物质热解炉用于燃烧热解热值高的生物质垃圾(木屑、秸秆等),它能快速有效地提高垃圾热解炉的炉温,并能提供燃烧火焰,生物质热解时产生的燃气也能进入垃圾热解炉及二次燃烧室,能够使热值较低的垃圾也能在垃圾热解炉内进行有效热解。此外包围在垃圾热解炉外侧的二次燃烧室,不仅能够对热解产生的燃气进行高温二次燃烧、有效降低二噁英等有害物质的产生,而且还能为内侧的垃圾热解炉提供热源、保证炉内温度。本发明的双炉配套结构,结合外包围式的二次燃烧室,能够更充分的对垃圾进行处理,而且对热能的利用率极高,不仅可以适用于热值较低的垃圾,而且处理效率也更高,并且无需化石燃料,更加节能环保。
本发明的结构相对精简,无需土建,可根据垃圾产量适当做到小型化(降低整体高度,减少活动炉排的层数),因此可以直接安装在各个分散的乡镇、农村垃圾集中点,无需花费大成本将垃圾运输到大型垃圾处理点(垃圾焚烧厂、发电站)。而且本发明可以有效利用乡镇、农村中大量产生的生物质垃圾,使之能够在其它垃圾的热解处理过程中起到辅助作用,不浪费生物质垃圾中所蕴含的热能。而且本发明的处理效率高,能够对垃圾进行充分燃烧热解,不易产生二噁英等有害物质。本发明充分利用了乡镇、农村垃圾中的结构组成,非常适合在乡镇、农村中推广使用:其建设成本低、操作技术要求低、处理效率高、不消耗化石能源,而且产生的热能可以用于供暖、供热水、或发电,经济效益高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的尾气处理装置结构示意图;
图3是二次燃烧室的结构示意图;
图4是伸缩式炉排的结构示意图;
图5是活动炉排的截面结构示意图。
附图标记:1-炉体外壳,2-生物质热解炉,3-垃圾热解炉,4-二次燃烧室,5-落灰仓,6-垃圾储料仓,7-急冷换热器,8-尾气处理装置,9-活性炭吸收仓,10-连接管道,201-喷火口,202-内炉,203-扩口燃烧斗,204-收口聚热斗,205-生物质推料通道,206-生物质推料杆,207-进料斗,208-吹料口,301-伸缩式炉排,3011-固定炉排,3012-活动炉排,3013-横推杆,501-第一隔离门,601-垃圾推料杆,602-第二隔离门,801-储液池,802-脱硝喷淋室,803-脱硫喷淋室,804-排放管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明,但并不作为对本发明限制的依据。
实施例:一种生物质辅助热解的垃圾热解装置,如图1所示:包括炉体外壳1,炉体外壳1内侧可设置隔热砖,炉体外壳1内设有位于底部的生物质热解炉2,和位于生物质热解炉2上方的垃圾热解炉3;所述垃圾热解炉3与炉体外壳1之间设有二次燃烧室4,垃圾热解炉3的侧壁上设有连通至所述二次燃烧室4的烟气通道;所述垃圾热解炉3内设有多个可以使垃圾往复下落的伸缩式炉排301;所述生物质热解炉2顶部设有连通至垃圾热解炉3的喷火口201。伸缩式炉排301设置25°-30°的倾斜角度。二次燃烧室内设置多个纵向隔板,拉长燃烧通道的长度,可以提高燃烧温度,如图3所示。
生物质热解炉2的结构,包括内炉202,内炉202内设有位于底部的扩口燃烧斗203,内炉202顶部设有收口聚热斗204,收口聚热斗204顶部设有喷火口201;所述生物质热解炉2侧壁设有生物质推料通道205,生物质推料通道205内设有生物质推料杆206;生物质推料通道205上连接有延伸至炉体外壳1外侧的进料斗207。扩口燃烧斗203下方设有向上的吹料口208。所述生物质热解炉2侧壁设有连通至进气风机的夹套,夹套内侧设有增氧吹气口。所述生物质热解炉2和炉体外壳1之间设有落灰仓5,炉体外壳1上开设有连通至落灰仓5的仓门,落灰仓5上部设有第一隔离门501。生物质热解炉2炉体可设计成圆柱形,外侧设置隔热砖。
所述垃圾热解炉3顶部设有垃圾储料仓6,垃圾储料仓6下端设有垃圾推料杆601。炉体外壳1外侧可设置吊装装置(图1中虚线框所示),对垃圾进行吊装,存储在垃圾储料仓6内,通过垃圾推料杆601将垃圾推入垃圾热解炉2。垃圾储料仓6的垃圾出口位置可设置第二隔离门602,防止垃圾储料仓6内的垃圾被引燃。所述垃圾热解炉3的侧壁设有连通至进气风机的夹套,夹套内侧设有增氧吹气口。所述伸缩式炉排301结构如图4所示,包括一端固定在垃圾热解炉3侧壁上的固定炉排3011,固定炉排3011上开设有滑槽,固定炉排3011前端通过滑槽连接有活动炉排3012,活动炉排3012上表面设有截面为三角形的横推杆3013,如图5所示。
所述炉体外壳1两侧设有竖直设置的急冷换热器7和尾气处理装置8,如图2所示,所述急冷换热器7下端连接至二次燃烧室4,上端设设有活性炭吸收仓9,活性炭吸收仓9通过连接管道10与尾气处理装置8上部相连。所述尾气处理装置8包括位于底部的储液池801,储液池801上方设有竖直方向的脱硫喷淋室803(设置氢氧化钠溶液喷淋头)和脱硝喷淋室802(设置尿素溶液喷淋头);所述脱硝喷淋室802上端与连接管道10相连,下端通过储液池801与脱硫喷淋室803连通;所述脱硫喷淋室803顶部设有排放管804。
垃圾热解炉3和生物质热解炉2的炉内上侧可设置吹风口,用于形成风幕,对飘起的垃圾进行阻隔。
本发明的具体工作原理:
首先通过生物质推料通道205和生物质推料杆206将热值较高的生物质垃圾(废弃家具碎片、木屑、秸秆、干燥菌菇棒等)推入生物质热解炉2的内炉202,点燃生物质垃圾,然后吹料口208向上鼓风,使生物质垃圾在扩口燃烧斗203内翻滚悬飘,生物质垃圾开始高效然后,炉内温度升高,部分生物质垃圾要发生热解反应,燃烧后的高温气体伴随着热解燃气一并从喷火口201以火焰的形式涌入垃圾热解炉3,垃圾热解炉3内温度上升至热解所需温度;热值较低的垃圾通常储存垃圾储料仓6内,并利用垃圾推料杆601缓慢将垃圾推入第一级的伸缩式炉排301,第一级的伸缩式炉排301通过伸缩运动可将垃圾转移到下一级,垃圾在各级伸缩式炉排上燃烧和热解,每次向下一级转移时又实现了翻动,且越往下越接近喷火口201,最终可被燃尽成灰,灰烬会自动落入下方的落灰仓5,落灰仓内可设置转运小车,装满灰烬后移出小车卸载即可。垃圾热解炉3内热解产生的燃气和燃烧的尾气一并进入二次燃烧室4(尾气从A口进B口出),在二次燃烧室悠长的通道内进行高温二次燃烧(通过鼓风增氧可以提高燃烧温度),尾气和燃气经过高温二次燃烧后,有害气体显著减少。二次燃烧的尾气首先进入急冷换热器7进行热交换,交换得到的热能可以进行回收再利用,冷却的尾气首先进入活性炭吸收仓9进行吸附,然后进入脱硝喷淋室802进行尿素溶液的喷淋,实现脱硝,然后烟气从下至上的传送过程中在脱硫喷淋室803进行氢氧化钠喷淋处理,进行脱硫。最终洁净的尾气从排放管804排出。
Claims (7)
1.一种生物质辅助热解的垃圾热解装置,其特征在于:包括炉体外壳(1),炉体外壳(1)内设有位于底部的生物质热解炉(2),和位于生物质热解炉(2)上方的垃圾热解炉(3);所述垃圾热解炉(3)与炉体外壳(1)之间设有二次燃烧室(4),垃圾热解炉(3)的侧壁上设有连通至所述二次燃烧室(4)的烟气通道;所述垃圾热解炉(3)内设有多个使垃圾往复下落的伸缩式炉排(301);所述生物质热解炉(2)顶部设有连通至垃圾热解炉(3)的喷火口(201);所述生物质热解炉(2)包括内炉(202),内炉(202)内设有位于底部的扩口燃烧斗(203),内炉(202)顶部设有收口聚热斗(204),收口聚热斗(204)顶部设有喷火口(201);所述生物质热解炉(2)侧壁设有生物质推料通道(205),生物质推料通道(205)内设有生物质推料杆(206);生物质推料通道(205)上连接有延伸至炉体外壳(1)外侧的进料斗(207);所述扩口燃烧斗(203)下方设有向上的吹料口(208);所述生物质热解炉(2)侧壁设有连通至进气风机的夹套,夹套内侧设有增氧吹气口。
2.根据权利要求1所述的生物质辅助热解的垃圾热解装置,其特征在于:所述生物质热解炉(2)和炉体外壳(1)之间设有落灰仓(5),炉体外壳(1)上开设有连通至落灰仓(5)的仓门,落灰仓(5)上部设有第一隔离门(501)。
3.根据权利要求1所述的生物质辅助热解的垃圾热解装置,其特征在于:所述垃圾热解炉(3)顶部设有垃圾储料仓(6),垃圾储料仓(6)下端设有垃圾推料杆(601)。
4.根据权利要求1所述的生物质辅助热解的垃圾热解装置,其特征在于:所述垃圾热解炉(3)的侧壁设有连通至进气风机的夹套,夹套内侧设有增氧吹气口。
5.根据权利要求1所述的生物质辅助热解的垃圾热解装置,其特征在于:所述伸缩式炉排(301)包括一端固定在垃圾热解炉(3)侧壁上的固定炉排(3011),固定炉排(3011)上开设有滑槽,固定炉排(3011)前端通过滑槽连接有活动炉排(3012),活动炉排(3012)上表面设有截面为三角形的横推杆(3013)。
6.根据权利要求1所述的生物质辅助热解的垃圾热解装置,其特征在于:所述炉体外壳(1)两侧设有竖直设置的急冷换热器(7)和尾气处理装置(8),所述急冷换热器(7)下端连接至二次燃烧室(4),上端设设有活性炭吸收仓(9),活性炭吸收仓(9)通过连接管道(10)与尾气处理装置(8)上部相连。
7.根据权利要求6所述的生物质辅助热解的垃圾热解装置,其特征在于:所述尾气处理装置(8)包括位于底部的储液池(801),储液池(801)上方设有竖直方向的脱硝喷淋室(802)和脱硫喷淋室(803);所述脱硝喷淋室(802)上端与连接管道(10)相连,下端通过储液池(801)与脱硫喷淋室(803)连通;所述脱硫喷淋室(803)顶部设有排放管(804)。
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