CN113522926B - 生活垃圾处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生活垃圾处理装置，包括垃圾裂解炉，垃圾裂解炉包括处于底部的助燃层、处于中部的物料热解层以及处于顶部的炉头层；助燃层连有用于向助燃层内腔提供物料不完全燃烧所需的氧气的微量助燃气体供气装置以及用于从底部将物料热解层内的物料引燃的点火装置；物料热解层上设有用于将定量物料导入至物料热解层内腔中的生活垃圾定量暂存装置；炉头层包括用于形成燃烧区域的燃烧腔、用于向燃烧腔内提供燃料的燃料供应通道以及用于向燃烧腔提供完全燃烧所需要的足量氧气的足量助燃气体供气装置。

Description

生活垃圾处理装置

技术领域

本发明涉及生活垃圾处理设备技术领域，特别地，涉及一种生活垃圾处理装置。

背景技术

生活垃圾是指人们在日常生活中或为日常生活提供服务的活动中所产的固态垃圾，以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。主要包括居民生活垃圾、集市贸易与商业垃圾、公共场所垃圾、街道清扫垃圾及企事业单位垃圾等。

现有的生活垃圾处理主要包括填埋处理、焚烧处理以及堆肥处理。但是现有的垃圾处理方式，存在很多弊端，例如：填埋处理需要提供大量的填埋用地，并且对填埋地周边的环境影响大，特别是对土壤的污染以及对地下水的污染较大，生活垃圾填埋后并不会消失，而是埋入地下长时间都存在，影响的时间久远；焚烧处理，由于生活垃圾成分复杂，燃烧时容易产生大量有毒有害的废气、废烟、废液，如重金属、一氧化碳、氯化氢、二氧化硫、二氧化氮等，以及某些致癌物质，尤其是二噁英，其污染的范围大，影响到周边的空气、土壤、水源环境，甚至直接会影响到周边的人类生活；堆肥处理，是采用微生物分解的方式，分解的效率低、时间长，远远无法满足每天产生的大量垃圾，且用地面积大，同样会产生如填埋处理类似的问题。并且填埋处理与堆肥处理的处理成本以及环境治理成本高，而焚烧处理导致的后续环境治理成本高。

发明内容

本发明提供了一种生活垃圾处理装置，以解决现有生活垃圾处理过程中，容易污染周边环境，影响周边人群生活，处理效率低，处理时间长，处理成本高的技术问题。

本发明提供一种生活垃圾处理装置，包括垃圾裂解炉，垃圾裂解炉包括处于底部的助燃层、处于中部的物料热解层以及处于顶部的炉头层；助燃层连有用于向助燃层内腔提供物料不完全燃烧所需的氧气的微量助燃气体供气装置以及用于从底部将物料热解层内的物料引燃的点火装置；物料热解层上设有用于将定量物料导入至物料热解层内腔中的生活垃圾定量暂存装置；炉头层包括用于形成燃烧区域的燃烧腔、用于向燃烧腔内提供燃料的燃料供应通道以及用于向燃烧腔提供完全燃烧所需要的足量氧气的足量助燃气体供气装置。

进一步地，生活垃圾定量暂存装置包括物料暂存箱，物料暂存箱的上部设有用于开口后将物料投放至物料暂存箱内的盖板，物料暂存箱的底部设置为输出端向下倾斜的物料导出通道，物料导出通道的输出端连通至物料热解层内腔，物料导出通道与物料热解层之间还设有物料阀门。

进一步地，物料导出通道的下部壁体上开设有渗水孔；物料暂存箱的下方设有污水箱，污水箱的上部开口罩设于物料导出通道外并与物料暂存箱密封连接；污水箱的底部设有排污管，排污管连通至污水处理系统。

进一步地，助燃层与物料热解层之间通过分隔网格板进行分隔，分隔网格板为平板、弧形板、锥形板、锥台形板中的至少一个，在助燃层对分隔网格板上承载的物料进行引燃，同时通过分隔网格板将助燃层内的助燃气体导入至物料所处空间，以使物料进行缺氧环境下的不完全燃烧。

进一步地，物料热解层内还设有用于从物料底部支撑物料以使物料分散并将助燃层导入的助燃气体从物料底部的各个区域导出的立体均匀导气装置；立体均匀导气装置由多个中空管单元彼此连接组成，中空管单元彼此连通，且中空管单元上开设有多个透气孔，多个中空管单元组合构成平面网架结构或立体网架结架结构。

进一步地，物料热解层内还设有可升降调节的用于压盖明火并溢出可燃气体的避火罩，避火罩由耐热金属丝螺旋盘绕形成下大上小的锥形螺旋罩体，锥形螺旋罩体内具有由底部向上凹陷形成的锥形避火腔，锥形螺旋罩体上留有螺旋间隙，以在盖熄和消减物料燃烧产生的明火的同时使物料产生更多的可燃气体并从螺旋间隙向外溢出。

进一步地，微量助燃气体供气装置采用布设于助燃层外的风机，风机的出风口连通至助燃层的内腔，通过风机向助燃层内输送微量空气以实现物料在缺氧环境下的不完全燃烧；或者微量助燃气体供气装置采用氧气瓶，氧气瓶通过气体控制阀连通至助燃层内腔，通过向助燃层内输送微量空气以实现物料在缺氧环境下的不完全燃烧。

进一步地，足量助燃气体供气装置采用布设于炉头层外的风机，风机的出风口连通至炉头层的内腔，通过风机向炉头层内输送足量空气以实现燃烧腔内可燃气体的完全燃烧；或者足量助燃气体供气装置采用氧气瓶，氧气瓶通过气体控制阀连通至炉头层内腔，通过向炉头层内输送足量空气以实现燃烧腔内可燃气体的完全燃烧。

进一步地，炉头层还包括助燃气体流通通道，助燃气体流通通道的进气端连通至足量助燃气体供气装置的气体输出端，助燃气体流通通道的出气端通过喷嘴连通至燃烧腔，燃料供应通道的进气端分别连通至炉头层外的燃料发生装置以及物料热解层的气体出口，燃料供应通道的出气端通过喷嘴连通至燃烧腔；燃料供应通道的喷嘴的喷气轨迹与助燃气体流通通道的喷嘴的喷气轨迹相交。

进一步地，燃烧腔的上方布设有用于确保燃料供应通道输出的可燃气体完全燃烧的压火盘；或者炉头层还包括布设于燃烧腔四周的冷却水箱以及压火水盘，冷却水箱的进水口连通至自来水管网且冷却水箱的进水口上设有用于控制进水的浮球阀，冷却水箱通过水管向上延伸并连通至压火水盘，压火水盘的水蒸汽出口连通至热蒸汽利用系统；或者炉头层的上方布设有作为压火盘的蒸汽冷却水箱，蒸汽冷却水箱的底部支架支撑于炉头层上，以限制蒸汽冷却水箱与燃烧腔之间的竖向距离，蒸汽冷却水箱的进水口连通至自来水管网且冷却水箱的进水口上设有用于控制进水的浮球阀，蒸汽冷却水箱的水蒸汽出口连通至热蒸汽利用系统。

本发明具有以下有益效果：

本发明生活垃圾处理装置，在缺氧封闭的环境下，将明火燃烧与热裂解进行有机结合，进而产生稳定的协同效应，通过明火点燃的方式使生活垃圾(物料)在缺氧环境下进行不完全燃烧并发生热裂解反应，利用不完全燃烧提供热裂解反应所需要的热量，进而到达处理生活垃圾的目的。物料热解层内的定量物料进料通过生活垃圾定量暂存装置实现，通过向生活垃圾定量暂存装置内预先装填至预定高度的生活垃圾以构成定量的垃圾，并通过生活垃圾定量暂存装置对生活垃圾进行前期处理，以利于后续生活垃圾的在物料热解层内发生不完全燃烧反应以及热裂解反应，并使两种反应尽可能的产生稳定的协同效应。生活垃圾的前期处理可以包括：破碎、静置脱水、烘干脱水、预热、搅动分散、振动分散中的至少一种。将生活垃圾定量的投入到垃圾裂解炉内，并通过垃圾裂解炉对生活垃圾进行引燃并使其在封闭和缺氧环境下进行不完全燃烧和逐步升温，进而实现生活垃圾的热裂解，同时在垃圾裂解炉的内腔以及垃圾裂解炉的气体出口分别对热裂解产生的可燃性气体、可燃液体以及可燃固体进行引燃和燃烧，进而实现对生活垃圾的处理。垃圾裂解炉由下至上划分为助燃层、物料热解层和炉头层，物料热解层的内腔作为物料热裂解的反应腔体，生活垃圾集中在物料热解层，在助燃层对物料热解层内的生活垃圾进行引燃，并控制进入至助燃层内的氧气量，以使得物料热解层内的生活垃圾被点燃后在缺氧环境下进行不完全燃烧，进而逐步的升温实现生活垃圾的热裂解；生活垃圾经过不完全燃烧产生可燃性气体、可燃液体和可燃固体，生活垃圾中的有机物热裂解产生可燃性气体、可燃液体和可燃固体，其中可燃液体和可燃固定参与燃烧反应并提供热裂解反应所需要的热量，同时形成生活垃圾热裂解过程所需要的、相匹配的升温梯度，进一步辅助生活垃圾的裂解，加速生活垃圾的裂解过程，而可燃性气体朝向炉头层方向流动；生活垃圾中的无机物热裂解产物，一定程度上可以生成有利于生活垃圾热裂解的催化剂，具有脱除焦油、重整气体的作用；热裂解过程是一个吸热过程，需要吸收大量的热量来使化合物分解，使得生活垃圾在热裂解过程中在物料热解层内壁面所形成的热腐蚀、热扩散相应减少，由物料热解层外扩散的热辐射相应的也会减少，因此物料热解层外壁面所表现出来的热量不高，即使手直接触碰也不会构成灼热伤害；由于生活垃圾的热裂解过程在缺氧的还原环境下进行，产生的NOx、SOx少，不会产生如二噁英、有机酸、芳烃等高分子、高致癌、高危害的物质。炉头层设有用于可燃性气体与氧气混合并进行燃烧的燃烧腔，当生活垃圾处理装置初始运行时，由于生活垃圾的热裂解初始状态所产生的可燃性气体较少且分散，因为无法集中被引燃和燃烧，容易导致热裂解产生的有毒有害气体扩散至空气中而导致污染，因此需要通过燃料供应通道向燃烧腔内提供气体燃料以及足量氧气并使其进行混合燃烧，以燃烧消耗掉生活垃圾热裂解初始状态所溢出的可燃性气体以及生活垃圾不完全燃烧产生的可燃性气体，进而消除气体污染物；随着生活垃圾的热裂解反应达到稳定，且稳定产生可燃性气体足以支持在燃烧腔内的稳定燃烧时，可以停止气体燃料供应，改由物料热解层内生活垃圾热裂解产生的可燃性气体作为燃烧腔内稳定燃烧的燃料，并且此时可以持续向物料热解层内进行加料，进行生活垃圾的持续处理；通过燃烧腔内的持续燃烧，使得随可燃性气体一起输出的烟尘、水和残油等杂质也在高温燃烧过程中被燃烧消耗或高温分解，进而减少对空气的污染，使得整个过程中产生的气体排放物能够满足环保要求。另外，在炉头层进行持续的燃烧，使得由物料热解层内热裂解反应所产生的可燃性气体被大量燃烧消耗，而形成物料热解层内部气体持续向炉头层方向抽吸的内部真空状态，此时即使短时间的进行向物料热解层内加料或者从助燃层向外排渣等操作均不会影响到物料热解层内热裂解反应以及炉头层的完全燃烧反应的正常运行。生活垃圾的处理过程，能源消耗低，相对于现有垃圾处理来说处理效率高、时间短，能够处理大批量的生活垃圾，且无需进行垃圾分类，但是要求设备启动时的第一批物料湿度不能超过5％且后续加入的生活垃圾的熟读不能够超过30％，经过本发明生活垃圾处理装置处理后的固体残留物很少，所产生的气体污染物少，对环境的污染少，完全能够满足环保要求。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的生活垃圾处理装置的结构示意图之一；

图2是本发明优选实施例的生活垃圾处理装置的结构示意图之二；

图3是本发明优选实施例的生活垃圾处理装置的结构示意图之三。

图例说明：

1、垃圾裂解炉；101、助燃层；1011、微量助燃气体供气装置；1012、点火装置；102、物料热解层；103、炉头层；1031、燃烧腔；1032、燃料供应通道；1033、足量助燃气体供气装置；1034、助燃气体流通通道；104、分隔网格板；105、网格导料板；106、立体均匀导气装置；107、避火罩；108、燃料发生装置；109、压火盘；110、冷却水箱；111、压火水盘；2、生活垃圾定量暂存装置；201、物料暂存箱；2011、盖板；2012、物料导出通道；2013、物料阀门；2014、渗水孔；202、污水箱；2021、排污管；2022、污水处理系统；203、搅动分散装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本发明优选实施例的生活垃圾处理装置的结构示意图之一；图2是本发明优选实施例的生活垃圾处理装置的结构示意图之二；图3是本发明优选实施例的生活垃圾处理装置的结构示意图之三。

如图1所示，本实施例的生活垃圾处理装置，包括垃圾裂解炉1，垃圾裂解炉1包括处于底部的助燃层101、处于中部的物料热解层102以及处于顶部的炉头层103；助燃层101连有用于向助燃层101内腔提供物料不完全燃烧所需的氧气的微量助燃气体供气装置1011以及用于从底部将物料热解层102内的物料引燃的点火装置1012；物料热解层102上设有用于将定量物料导入至物料热解层102内腔中的生活垃圾定量暂存装置2；炉头层103包括用于形成燃烧区域的燃烧腔1031、用于向燃烧腔1031内提供燃料的燃料供应通道1032以及用于向燃烧腔1031提供完全燃烧所需要的足量氧气的足量助燃气体供气装置1033。

传统意义上的裂解炉，其热裂解反应过程中的温度控制，主要是依靠外部施热、加热的方式，例如电加热等方式，使得物料在缺氧或无氧的高温环境下进行热裂解，进而产生氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等气体产物，以及有机酸、芳烃、焦油等液体产物，以及炭黑、炉渣等固体产物，然后分别进行处理、收集以及再利用，整个过程冗长，并不适合于生活垃圾处理，特别不适合于生活垃圾的大批量处理；另外由于生活垃圾的成分很杂，通过传统方式的热裂解，所产的各类产物非常复杂，导致后续利用前的处理过程复杂，成本高，再次说明其用于生活垃圾处理并不适合。本发明生活垃圾处理装置，在缺氧封闭的环境下，将明火燃烧与热裂解进行有机结合，进而产生稳定的协同效应，通过明火点燃的方式使生活垃圾(物料)在缺氧环境下进行不完全燃烧并发生热裂解反应，利用不完全燃烧提供热裂解反应所需要的热量，进而到达处理生活垃圾的目的。物料热解层102内的定量物料进料通过生活垃圾定量暂存装置2实现，通过向生活垃圾定量暂存装置2内预先装填至预定高度的生活垃圾以构成定量的垃圾，并通过生活垃圾定量暂存装置2对生活垃圾进行前期处理，以利于后续生活垃圾的在物料热解层102内发生不完全燃烧反应以及热裂解反应，并使两种反应尽可能的产生稳定的协同效应。生活垃圾的前期处理可以包括：破碎、静置脱水、烘干脱水、预热、搅拌分散、振动分散中的至少一种。将生活垃圾定量的投入到垃圾裂解炉1内，并通过垃圾裂解炉1对生活垃圾进行引燃并使其在封闭和缺氧环境下进行不完全燃烧和逐步升温，进而实现生活垃圾的热裂解，同时在垃圾裂解炉1的内腔以及垃圾裂解炉1的气体出口分别对热裂解产生的可燃性气体、可燃液体以及可燃固体进行引燃和燃烧，进而实现对生活垃圾的处理。垃圾裂解炉1由下至上划分为助燃层101、物料热解层102和炉头层103，物料热解层102的内腔作为物料热裂解的反应腔体，生活垃圾集中在物料热解层102，在助燃层101对物料热解层102内的生活垃圾进行引燃，并控制进入至助燃层101内的氧气量，以使得物料热解层102内的生活垃圾被点燃后在缺氧环境下进行不完全燃烧，进而逐步的升温实现生活垃圾的热裂解；生活垃圾经过不完全燃烧产生可燃性气体、可燃液体和可燃固体，生活垃圾中的有机物热裂解产生可燃性气体、可燃液体和可燃固体，其中可燃液体和可燃固定参与燃烧反应并提供热裂解反应所需要的热量，同时形成生活垃圾热裂解过程所需要的、相匹配的升温梯度，进一步辅助生活垃圾的裂解，加速生活垃圾的裂解过程，而可燃性气体朝向炉头层103方向流动；生活垃圾中的无机物热裂解产物，一定程度上可以生成有利于生活垃圾热裂解的催化剂，具有脱除焦油、重整气体的作用；热裂解过程是一个吸热过程，需要吸收大量的热量来使化合物分解，使得生活垃圾在热裂解过程中在物料热解层102内壁面所形成的热腐蚀、热扩散相应减少，由物料热解层102外扩散的热辐射相应的也会减少，因此物料热解层102外壁面所表现出来的热量不高，即使手直接触碰也不会构成灼热伤害；由于生活垃圾的热裂解过程在缺氧的还原环境下进行，产生的NOx、SOx少，不会产生如二噁英、有机酸、芳烃等高分子、高致癌、高危害的物质。炉头层103设有用于可燃性气体与氧气混合并进行燃烧的燃烧腔1031，当生活垃圾处理装置初始运行时，由于生活垃圾的热裂解初始状态所产生的可燃性气体较少且分散，因为无法集中被引燃和燃烧，容易导致热裂解产生的有毒有害气体扩散至空气中而导致污染，因此需要通过燃料供应通道1032向燃烧腔1031内提供气体燃料以及足量氧气并使其进行混合燃烧，以燃烧消耗掉生活垃圾热裂解初始状态所溢出的可燃性气体以及生活垃圾不完全燃烧产生的可燃性气体，进而消除气体污染物；随着生活垃圾的热裂解反应达到稳定，且稳定产生可燃性气体足以支持在燃烧腔1031内的稳定燃烧时，可以停止气体燃料供应，改由物料热解层102内生活垃圾热裂解产生的可燃性气体作为燃烧腔1031内稳定燃烧的燃料，并且此时可以持续向物料热解层102内进行加料，进行生活垃圾的持续处理；通过燃烧腔1031内的持续燃烧，使得随可燃性气体一起输出的烟尘、水和残油等杂质也在高温燃烧过程中被燃烧消耗或高温分解，进而减少对空气的污染，使得整个过程中产生的气体排放物能够满足环保要求。另外，在炉头层103进行持续的燃烧，使得由物料热解层102内热裂解反应所产生的可燃性气体被大量燃烧消耗，而形成物料热解层102内部气体持续向炉头层103方向抽吸的内部真空状态，此时即使短时间的进行向物料热解层102内加料或者从助燃层101向外排渣等操作均不会影响到物料热解层102内热裂解反应以及炉头层103的完全燃烧反应的正常运行。生活垃圾的处理过程，能源消耗低，相对于现有垃圾处理来说处理效率高、时间短，能够处理大批量的生活垃圾，且无需进行垃圾分类，但是要求设备启动时的第一批物料湿度不能超过5％且后续加入的生活垃圾的熟读不能够超过30％，经过本发明生活垃圾处理装置处理后的固体残留物很少，所产生的气体污染物少，对环境的污染少，完全能够满足环保要求。可选地，物料热解层102的高度尺寸与径向尺寸的比值为(2～5)：1，使得生活垃圾在物料热解层102不完全燃烧和热裂解所产生的气体能够集中并向炉头层103方向流动；高径比过大，会导致生活垃圾不完全燃烧和热裂解后输出的气体压力不够，而无法在炉头层103的燃烧腔1031内形成稳定的燃烧；高径比过小，会导致物料热解层102内的气体过于扩散，而无法为炉头层103的燃烧腔1031提供充足的可燃性气体，导致无法形成稳定的燃烧，另外物料热解层102内产生的气体无法集中输出且无法足量输出，导致到达燃烧腔1031内的燃料不足，无法在燃烧腔1031内被点燃而形成稳定燃烧的火焰，反而会使大量污染性气体直接排入到空气中形成对环境的污染和破坏。可选地，助燃层101、物料热解层102以及炉头层103为一体成型的整体结构，整体结构的密封性更好，使得生活垃圾热裂解所产生的污染物不会渗漏到外界而造成环境污染。可选地，助燃层101、物料热解层102为一体成型的整体，使得生活垃圾热裂解反应的腔体在密封环境下进行，不易发生热裂解所产生的污染物向外界渗漏而造成环境污染的问题；另外，炉头层103与物料热解层102采用可拆卸式连接，且炉头层103与物料热解层102采用密封连接，使得炉头层103随时可以拆卸并进行维护以及更换，由于炉头层103处于高温燃烧区域，需要长时间的处于高温燃烧环境中，容易产生热腐蚀，因此有必要进行适时的维护以及更换，采用可拆卸式连接，使得对炉头层103的维护以及更换变得更容易，同时采用可拆卸式连接可以选配不同的炉头层103以实现不同的功能和目的，例如：可以更换成大锅灶型的炉头层103，热水锅炉型的炉头层103，地热地暖供应型的炉头层103，金属矿物处理型的炉头层103等等。可选地，燃烧腔1031内表面铺设有耐热砖、耐火棉、耐火板、耐火泥层中的至少一种。可选地，助燃层101和/或物料热解层102上设有可视窗，用于观察内部反应情况。可选地，可视窗采用双层透光板结构，内层板为耐磨板，外层板为防爆板。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，生活垃圾定量暂存装置2包括物料暂存箱201。物料暂存箱201的上部设有用于开口后将物料投放至物料暂存箱201内的盖板2011。物料暂存箱201的底部设置为输出端向下倾斜的物料导出通道2012，物料导出通道2012的输出端连通至物料热解层102内腔。物料导出通道2012与物料热解层102之间还设有物料阀门2013。当垃圾裂解炉1内进行不完全燃烧反应和热裂解反应时，将下一批定量物料投放至物料暂存箱201内，以确保物料的定量加入，使得垃圾裂解炉1内的反应过程以及反应时间能够得以控制；另外，可以在物料暂存箱201内的物料进入垃圾裂解炉1以前，可以适当地对物料进行前期处理，以使其能够有利于快速进行不完全燃烧反应以及热裂解反应，进而达到快速处理生活垃圾的目的；可以通过在物料暂存箱201底部设置滤水构造和污水箱202的方式，将静置垃圾脱出的水向污水箱202内排出，以确保进入的垃圾裂解炉1的垃圾能够达到湿度要求；也可以通过在物料暂存箱201内布设搅动棒的方式(搅动分散装置203)，将物料暂存箱201内的物料进行及时的搅动分散，避免物料结块；也可以通过在物料暂存箱201底部布设振动筛，通过振动筛可以使物料快速脱水排出，同时也可以使物料受到振动后分散并向垃圾裂解炉1内输送；也可以通过在物料暂存箱201上布设电加热装置、蒸汽加热装置、循环热水加热装置、循环油加热装置等方式对物料暂存箱201的物料进行烘干和预热，使得物料在进入垃圾裂解炉1时能够满足湿度要求，同时带有一定的温度，可以尽可能的减少对垃圾裂解炉1内不完全燃烧反应和热裂解反应构成的影响。生活垃圾定量暂存装置2的物料输出通过物料阀门2013控制实现，当需要向物料热解层102内加入定量物料时，通过开启物料阀门2013，进而将物料导入至物料热解层102内。可选地，物料阀门2013可以采用电动阀门，电动阀门上连有驱动气缸，通过驱动气缸驱动电动阀门以实现电动阀门的开闭。可选地，物料阀门2013可以采用水平双开门、翻转门或水平滑动闸门。可选地，将物料导出通道2012替换为设于物料暂存箱201底部的输送带，输送带可以采用水平输送带，也可以采用输出端向下倾斜的输送带。可选地，将物料导出通道2012替换为设于物料暂存箱201底部的振动板输送下料。可选地，物料暂存箱201的内壁面上设有用于测量和示出装填至物料暂存箱201内腔中的物料装填量的刻度标识。可选地，物料暂存箱201的外壁面上设有用于实时观察物料暂存箱201内腔情况的观察窗。可选地，物料导出通道2012向下倾斜并与水平面呈45°～75°的夹角。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，物料导出通道2012的下部壁体上开设有渗水孔2014。物料暂存箱201中暂存的物料，通过静置脱水、离心脱水、振动脱水、烘干脱水的方式使物料中含有的水分脱出，并经由渗水孔排出。可选地，渗水孔2014均布于物料导出通道2012的底部。可选地，渗水孔2014均布于物料导出通道2012的底部和侧壁。物料暂存箱201的下方设有污水箱202，污水箱202的上部开口罩设于物料导出通道2012外并与物料暂存箱201密封连接。物料暂存箱201内由物料脱出的水经由渗水孔排放至污水箱202内进行集中收集并集中处理。可选地，污水箱202与物料暂存箱201之间采用可拆卸式连接。可选地，污水箱202与物料暂存箱201之间通过滑条与滑轨配合连接，或者通过滚轮与轨道配合连接，或者通过插槽与插条配合连接，可以将污水箱202以类似于抽屉推拉的形式拉出或推入至物料暂存箱201底部。污水箱202的底部设有排污管2021，排污管2021连通至污水处理系统2022。可选地，排污管2021上设有排污阀门。可选地，污水处理系统2022采用重力分离装置、离心分离装置、反渗透处理装置、气浮装置中的至少一种。可选地，污水处理系统2022采用活性污泥法或者生物膜法处理污水。可选地，污水处理系统2022采用混凝法、中和法、氧化还原法、离子交换法中的至少一种处理污水。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，助燃层101与物料热解层102之间通过分隔网格板104进行分隔。采用分隔网格板104承载从物料热解层102的物料口进入的生活垃圾，助燃层101与物料热解层102之间通过分隔网格板104进行气体的自由流通交互；从助燃层101进入的微量氧气通过分隔网格板104分散并均匀的与分隔网格板104上的生活垃圾接触，在助燃层101对经由分隔网格板104网状架空的生活物料，更容易与氧气充分接触并被引燃。在助燃层101内引燃分隔网格板104上的生活垃圾，所采用的明火引燃，即使生活垃圾带有一定的湿度(湿度低于5％)，也可以被明火烘干后被引燃。由于生活垃圾在引燃和燃烧的过程中，均处于缺氧环境下，同时伴随着生活垃圾的热裂解反应由初始状态进入到稳定状态并释放出大量的裂解气，因此会产生大量的可燃性气体并朝向炉头层103方向流动。可选地，助燃层101上还开设有清料门，当生活垃圾热裂解反应完成后的粉末渣料会穿过分隔网格板104而掉落在助燃层101底部，通过开启清料门可以即使对粉末渣料进行清理。可选地，助燃层101底部还设有活动的接料灰斗。可选地，分隔网格板104焊接于物料热解层102与助燃层101之间区域的壁体上。可选地，分隔网格板104通过支撑脚支撑于助燃层101的底部并使承载板面处于助燃层101与物料热解层102之间的区域，可以根据生活垃圾的类别以及尺寸范围，改用不同网孔大小和/或不同厚度的分隔网格板104，以适应于生活垃圾的热裂解反应需求。分隔网格板104为平板、弧形板、锥形板、锥台形板中的至少一个。在助燃层101对分隔网格板104上承载的物料进行引燃，同时通过分隔网格板104将助燃层101内的助燃气体导入至物料所处空间，以使物料(生活垃圾)进行缺氧环境下的不完全燃烧。可选地，分隔网格板104由多根带喷孔的通气单元管组合构成，通气单元管上均布有多个喷孔，通气单元管彼此收尾连接并连通，进而构成板状的分隔网格板104；通气单元管可以采用直管、L形管、T形管、U形管、弧形管、圆环管中的至少一种；微量助燃气体供气装置1011的输出端连通至分隔网格板104内。可选地，通气单元管的喷孔均朝下布设，以避免由通气单元管喷出的气体冲击力直接作用在生活垃圾上而影响到热裂解反应，同时也避免固体颗粒堵塞喷孔；微量助燃气体供气装置1011经由通气单元管向下喷出，然后均匀的向四周扩散并穿过分隔网格板104后与分隔网格板104上的生活垃圾均匀接触。可选地，由于热裂解反应产生裂解气体的最佳温度为600℃以上，优选地温度为700℃以上，此时产生的裂解气最多，有利于维持，炉头层103内的稳定燃烧。可选地，微量助燃气体供气装置1011输出的气体经过加热或预热后在进入至助燃层101内，以使物料快速达到高温热裂解的温度条件，进而加速热裂解反应的发生，加快生活垃圾的处理效率。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，分隔网格板104上还设有用于将物料热解层102内的物料导向分隔网格板104的中部进行集中燃烧的网格导料板105。通过网格导料板105将进入到物料热解层102内的垃圾均朝向分隔网格板104的中部汇聚，进行集中的不完全燃烧以及进行热裂解反应，防止热量扩散，保持物料热量均匀维持在热裂解反应条件下，进而产生更多的可燃性气体；另外生活垃圾的热裂解反应过程需要满足一定的升温梯度要求，通过将生活垃圾集中后进行集中燃烧而产生热量，进而使空间环境所产生的升温梯度满足于热裂解所需要的要求，能够加速热裂解反应效率，进而到达快速处理生活垃圾的目的。分隔网格板104与网格导料板105之间可以形成气体容留空间，助燃层101输出的氧气可以穿过网格导料板105而从物料四周与物料接触，以增大物料与氧气的接触面积，以使得物料可以全方位的被引燃而燃烧产生热量，进而辅助进行热裂解反应。

如图1和图2所示，本实施例中，物料热解层102内还设有用于从物料底部支撑物料以增大堆积物料与氧气的面积并将助燃层101导入的助燃气体从物料底部的各个区域均匀导出的立体均匀导气装置106。通过立体均匀导气装置106与助燃层101连通，使得助燃层101通过分隔网格板104向物料热解层102方向流动的氧气通过立体均匀导气装置106向物料内部溢出，进而使得物料从外向内的充分与氧气接触，而被引燃，使得物料的内外均匀进行升温，并满足于热裂解反应所需要的升温梯度，进而达到生活垃圾均匀、快速地裂解的目的。立体均匀导气装置106由多个中空管单元彼此连接组成，中空管单元彼此连通，且中空管单元上开设有多个透气孔，多个中空管单元组合构成平面网架结构或立体网架结架结构。助燃层101输出的氧气进入到各个中空管单元中，并借助于中空管单元的各个透气孔均匀地向四周扩散，进而使得四周的物料均能够均匀地与氧气接触而被引燃。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，物料热解层102内还设有可升降调节的用于压盖明火并溢出可燃性气体的避火罩107，避火罩107由耐热金属丝螺旋盘绕形成下大上小的锥形螺旋罩体，锥形螺旋罩体内具有由底部向上凹陷形成的锥形避火腔，锥形螺旋罩体上留有螺旋间隙，以在盖熄和消减物料燃烧产生的明火的同时使物料产生更多的可燃性气体并从螺旋间隙向外溢出。通过避火罩107在物料热解层102内做缓慢地上下往复移动，使得堆积的生活垃圾的上表面燃烧的火焰产生的热量通过避火罩107快速地向四周扩散且温度降至着火点以下，堆积的生活垃圾燃烧产生的热量均向内部集中，进而确保温度的持续上升，确保热裂解反应的快速进行；并且物料热解层102内进行的是缺氧环境的不完全燃烧，使得燃烧的火焰间歇式的熄灭并产生更多的可燃性气体，进而为炉头层103提供充足的燃料，确保炉头层103能够持续稳定的燃烧。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，点火装置1012采用液化气喷火枪，液化气喷火枪通过在外界点火后通过助燃层101上开设的点火口向助燃层101上方的物料喷出火焰以引燃物料。通过微量助燃气体供气装置1011向助燃层101内提供微量氧气，同时通过打开助燃层101上的点火口，将液化气喷火枪的喷火端对点火口内进行喷火，进而引燃助燃层101上方物料热解层102内的物料；当物料被引燃后，调整微量助燃气体供气装置1011的输出量，确保物料热解层102内的物料被引燃并刚好能够保持持续燃烧的状态，即处于不完全燃烧的状态。可选地，物料热解层102上开设有可视窗，以便于随时观察物料热解层102内的情况。可选地，物料热解层102内装有热电偶温度传感器，用于随时物料热解层102内物料堆积位置的温度信息，进而判断生活垃圾的热裂解反应阶段，作为投放物料时机以及燃料发生装置108的启动或关闭时机的数据参考，有利于实现自动化投料以及自动化地进行燃料切换。点火装置1012采用预埋至助燃层101底部的燃料点火装置1012，燃料点火装置1012包括处于助燃层101底部的燃料储箱、用于将燃料从燃料储箱中引出的引线、用于引燃引线上的燃料的电子点火器以及设于引线上方的移动挡板，通过移动开启移动挡板并使电子点火器引燃引线上的燃料，进而实现物料热解层102内物料的引燃，通过移动关闭移动挡板以使引线上的燃料熄灭。通过在助燃层101底部设置燃料点火装置1012，进而实现自动化或者半自动化的对物料热解层102内物料的引燃，以提高整机的自动化程度。燃料点火装置1012采用活动的移动挡板作为热量和粉尘的阻隔板，避免燃料点火装置1012参与到热裂解反应而造成损失，保证燃料点火装置1012的使用寿命。燃料点火装置1012仅需要在生活垃圾处理装置初始运行时进行物料的引燃使用，当热裂解反应缓步升温运行时，可以持续进行加料并保持生活垃圾的持续地、稳定地进行，此时无需再使用燃料点火装置1012，可以将燃料点火装置1012整体隔绝在助燃层101底部区域，以待生活垃圾处理装置整体停机后的再次启动使用。可选地，移动挡板可以通过电气控制、或者机械化齿轮齿条驱动进而实现开启或关闭；或者移动挡板的控制端伸出至助燃层101外，通过手动方式实现移动挡板的开启或关闭。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，微量助燃气体供气装置1011采用布设于助燃层101外的风机，风机的出风口连通至助燃层101的内腔，通过风机向助燃层101内输送微量空气以实现物料在缺氧环境下的不完全燃烧。风机的出风口与助燃层101密封连接。由于空气中的含氧量为21％左右，含氮量为78％左右，因此可以直接通过风机向助燃层101内鼓风的方式提供不完全燃烧所需要的氧气，通过控制鼓风量以控制供氧量，同时通过氮气形成物料热解层102内的保护气，确保热裂解反应的进行。可选地，微量助燃气体供气装置1011采用氧气瓶，氧气瓶通过气体控制阀连通至助燃层101内腔，通过向助燃层101内输送微量空气以实现物料在缺氧环境下的不完全燃烧，能够精确的实现对助燃层101内的配氧量控制，进而使生活垃圾在不完全燃烧以及热裂解反应下产生更多的燃料。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，足量助燃气体供气装置1033采用布设于炉头层103外的风机，风机的出风口连通至炉头层103的内腔，通过风机向炉头层103内输送足量空气以实现燃烧腔1031内可燃性气体的完全燃烧。风机的出风口与炉头层103密封连接。由于空气中的含氧量为21％左右，含氮量为78％左右，因此可以直接通过风机向炉头层103内鼓风的方式提供完全燃烧所需要的氧气，通过控制鼓风量以控制供氧量，确保通过炉头层103排放至空气中的气体均是经过高温燃烧处理后的气体，进而减少排放至空气中的有毒有害气体；气体经过高温燃烧处理后，使得可燃性气体均充分燃烧并释放大量热量，同时使得通过物料热解层102内部不完全燃烧和热裂解产生的随气流流出的物质经过高温燃烧而分解或充分氧化，进而减少排放至空气中的污染物含量，污染物排放量可以达到国内外的污染物排放标准。可选地，足量助燃气体供气装置1033采用氧气瓶，氧气瓶通过气体控制阀连通至炉头层103内腔，通过向炉头层103内输送足量空气以实现燃烧腔1031内可燃性气体的完全燃烧，能够精确的实现对炉头层103内的配氧量控制，进而使物料热解层102进入到燃烧腔1031内的气体完全燃烧并释放高温热量，使得通过物料热解层102内部不完全燃烧和热裂解产生的随气流流出的物质经过高温燃烧而分解，进而减少排放至空气中的污染物含量，污染物排放量可以达到国内外的污染物排放标准。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，炉头层103还包括助燃气体流通通道1034，助燃气体流通通道1034的进气端连通至足量助燃气体供气装置1033的气体输出端，助燃气体流通通道1034的出气端通过喷嘴连通至燃烧腔1031，燃料供应通道1032的进气端分别连通至炉头层103外的燃料发生装置108以及物料热解层102的气体出口，燃料供应通道1032的出气端通过喷嘴连通至燃烧腔1031。燃料供应通道1032的喷嘴的喷气轨迹与助燃气体流通通道1034的喷嘴的喷气轨迹相交。可选地，燃料供应通道1032和/或助燃气体流通通道1034采用直线通道、曲线通道、折弯通道中的一种。可选地，燃料供应通道1032和/或助燃气体流通通道1034采用螺旋式增压风道。可选地，燃料供应通道1032和/或助燃气体流通通道1034采用特斯拉阀门通道。可以根据实际需要选择不同的通道类别，以满足实际需要。可选地，物料热解层102的气体出口设有滤网，用于阻止固体颗粒随气体溢出。可选地，燃料发生装置108的气体输出方向朝向燃烧腔1031，起到一定的气体导流作用，使得生活垃圾处理装置初始运行时由物料热解层102产生的少量可燃性气体(包括不完全燃烧产生的可燃性气体以及热理解产生的裂解气)也通过物料热解层102的气体出口随着燃料发生装置108输出的燃气一起向燃烧腔1031方向流动，而参与燃烧；随着物料热解层102产生的可燃性气体越来越多，足以支持燃烧腔1031的稳定燃烧时，即可关闭燃料发生装置108。可选地，燃烧腔1031内也设有电子点火装置；或者燃烧腔1031的引燃采用手动点火。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，燃烧腔1031的上方布设有用于确保燃料供应通道1032输出的可燃性气体完全燃烧的压火盘109。在燃烧腔1031的上方布设压火盘109，用于从上方阻挡火焰的高度，同时限制燃烧产生的气流的流向和流速，延长气流与火焰接触的时间，特别是与外焰接触的时间，进而使得排入大气中的气体均经过完全燃烧并经过高温燃烧处理，从而使排放至大气中的气体达到国内外的污染物排放标准。可选地，炉头层103还包括布设于燃烧腔1031四周的冷却水箱110，通过冷却水箱110内流动的水以降低炉头层103的表面温度，避免炉头层103由于长时间的高温燃烧而被热腐蚀破坏；冷却水箱110的进口通过浮球阀连通至自来水管网，冷却水箱110的出口可以连接至地暖、蒸汽锅炉、温泉供热、汽轮机发电机组等等。可选地，冷却水箱110通过管道连通进水水箱，浮球阀设置于进水水箱内，浮球阀的进口端连通至自来水管网。可选地，炉头层103还包括布设于燃烧腔1031四周的冷却水箱110以及压火水盘111，冷却水箱110的进水口连通至自来水管网且冷却水箱110的进水口上设有用于控制进水的浮球阀，冷却水箱110通过水管向上延伸并连通至压火水盘111，压火水盘111的水蒸汽出口连通至热蒸汽利用系统。可选地，在冷却水箱110的基础上增设压火水盘111，既能够保护炉头层103，降低炉头层103的热腐蚀几率，提高炉头层103的使用寿命和降低维护成本，又能够起到压火盘的作用；相应地，冷却水箱110的入水口的水位高于压火水盘111的水平位置，以确保压火水盘111内的水量，降低压火水盘111被热腐蚀的几率，提高压火水盘111的使用寿命。炉头层103的上方布设有作为压火盘109的蒸汽冷却水箱110，蒸汽冷却水箱110的底部支架支撑于炉头层103上，以限制蒸汽冷却水箱110与燃烧腔1031之间的竖向距离，蒸汽冷却水箱110的进水口连通至自来水管网且冷却水箱110的进水口上设有用于控制进水的浮球阀，蒸汽冷却水箱110的水蒸汽出口连通至热蒸汽利用系统。热蒸汽利用系统包括地暖系统、蒸汽锅炉系统、温泉供热系统、汽轮机发电机组系统等等。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生活垃圾处理装置，包括垃圾裂解炉（1），其特征在于，

所述垃圾裂解炉（1）包括处于底部的助燃层（101）、处于中部的物料热解层（102）以及处于顶部的炉头层（103）；

所述助燃层（101）连有用于向所述助燃层（101）内腔提供物料不完全燃烧所需的氧气的微量助燃气体供气装置（1011）以及用于从底部将所述物料热解层（102）内的物料引燃的点火装置（1012）；

所述物料热解层（102）上设有用于将定量物料导入至所述物料热解层（102）内腔中的生活垃圾定量暂存装置（2）；

生活垃圾定量暂存装置（2）包括物料暂存箱（201），当垃圾裂解炉（1）内进行不完全燃烧反应和热裂解反应时，将下一批定量物料投放至物料暂存箱（201）内，以确保物料的定量加入，使得垃圾裂解炉（1）内的反应过程以及反应时间能够得以控制；

所述炉头层（103）包括用于形成燃烧区域的燃烧腔（1031）、用于向所述燃烧腔（1031）内提供燃料的燃料供应通道（1032）以及用于向所述燃烧腔（1031）提供完全燃烧所需要的足量氧气的足量助燃气体供气装置（1033）；

物料热解层（102）的高度尺寸与径向尺寸的比值为(2～5)：1，以使得生活垃圾在物料热解层（102）不完全燃烧和热裂解所产生的气体能够集中并向炉头层（103）方向流动。

2.根据权利要求1所述的生活垃圾处理装置，其特征在于，

所述物料暂存箱（201）的上部设有用于开口后将物料投放至所述物料暂存箱（201）内的盖板（2011），

所述物料暂存箱（201）的底部设置为输出端向下倾斜的物料导出通道（2012），所述物料导出通道（2012）的输出端连通至所述物料热解层（102）内腔，

所述物料导出通道（2012）与所述物料热解层（102）之间还设有物料阀门（2013）。

3.根据权利要求2所述的生活垃圾处理装置，其特征在于，

所述物料导出通道（2012）的下部壁体上开设有渗水孔（2014）；

所述物料暂存箱（201）的下方设有污水箱（202），所述污水箱（202）的上部开口罩设于所述物料导出通道（2012）外并与所述物料暂存箱（201）密封连接；

所述污水箱（202）的底部设有排污管（2021），所述排污管（2021）连通至污水处理系统（2022）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的生活垃圾处理装置，其特征在于，

所述助燃层（101）与所述物料热解层（102）之间通过分隔网格板（104）进行分隔，

所述分隔网格板（104）为平板、弧形板、锥形板、锥台形板中的至少一个，

在助燃层（101）对分隔网格板（104）上承载的物料进行引燃，同时通过所述分隔网格板（104）将所述助燃层（101）内的助燃气体导入至物料所处空间，以使物料进行缺氧环境下的不完全燃烧。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的生活垃圾处理装置，其特征在于，

物料热解层（102）内还设有用于从物料底部支撑物料以使物料分散并将所述助燃层（101）导入的助燃气体从物料底部的各个区域导出的立体均匀导气装置（106）；

所述立体均匀导气装置（106）由多个中空管单元彼此连接组成，中空管单元彼此连通，且中空管单元上开设有多个透气孔，多个中空管单元组合构成平面网架结构或立体网架结架结构。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的生活垃圾处理装置，其特征在于，

所述物料热解层（102）内还设有可升降调节的用于压盖明火并溢出可燃气体的避火罩（107），所述避火罩（107）由耐热金属丝螺旋盘绕形成下大上小的锥形螺旋罩体，锥形螺旋罩体内具有由底部向上凹陷形成的锥形避火腔，锥形螺旋罩体上留有螺旋间隙，以在盖熄和消减物料燃烧产生的明火的同时使物料产生更多的可燃气体并从螺旋间隙向外溢出。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的生活垃圾处理装置，其特征在于，

所述微量助燃气体供气装置（1011）采用布设于所述助燃层（101）外的风机，风机的出风口连通至所述助燃层（101）的内腔，通过风机向所述助燃层（101）内输送微量空气以实现物料在缺氧环境下的不完全燃烧；或者

所述微量助燃气体供气装置（1011）采用氧气瓶，氧气瓶通过气体控制阀连通至所述助燃层（101）内腔，通过向所述助燃层（101）内输送微量空气以实现物料在缺氧环境下的不完全燃烧。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的生活垃圾处理装置，其特征在于，

所述足量助燃气体供气装置（1033）采用布设于所述炉头层（103）外的风机，风机的出风口连通至所述炉头层（103）的内腔，通过风机向所述炉头层（103）内输送足量空气以实现所述燃烧腔（1031）内可燃气体的完全燃烧；或者

所述足量助燃气体供气装置（1033）采用氧气瓶，氧气瓶通过气体控制阀连通至所述炉头层（103）内腔，通过向所述炉头层（103）内输送足量空气以实现所述燃烧腔（1031）内可燃气体的完全燃烧。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的生活垃圾处理装置，其特征在于，

所述炉头层（103）还包括助燃气体流通通道（1034），所述助燃气体流通通道（1034）的进气端连通至所述足量助燃气体供气装置（1033）的气体输出端，所述助燃气体流通通道（1034）的出气端通过喷嘴连通至所述燃烧腔（1031），

所述燃料供应通道（1032）的进气端分别连通至所述炉头层（103）外的燃料发生装置（108）以及所述物料热解层（102）的气体出口，所述燃料供应通道（1032）的出气端通过喷嘴连通至所述燃烧腔（1031）；

所述燃料供应通道（1032）的喷嘴的喷气轨迹与所述助燃气体流通通道（1034）的喷嘴的喷气轨迹相交。

10.根据权利要求9所述的生活垃圾处理装置，其特征在于，

所述燃烧腔（1031）的上方布设有用于确保燃料供应通道（1032）输出的可燃气体完全燃烧的压火盘（109）；或者

所述炉头层（103）还包括布设于所述燃烧腔（1031）四周的冷却水箱（110）以及压火水盘（111），所述冷却水箱（110）的进水口连通至自来水管网且所述冷却水箱（110）的进水口上设有用于控制进水的浮球阀，所述冷却水箱（110）通过水管向上延伸并连通至压火水盘（111），所述压火水盘（111）的水蒸汽出口连通至热蒸汽利用系统；或者

所述炉头层（103）的上方布设有作为压火盘（109）的蒸汽冷却水箱（110），所述蒸汽冷却水箱（110）的底部支架支撑于所述炉头层（103）上，以限制所述蒸汽冷却水箱（110）与所述燃烧腔（1031）之间的竖向距离，所述蒸汽冷却水箱（110）的进水口连通至自来水管网且所述冷却水箱（110）的进水口上设有用于控制进水的浮球阀，所述蒸汽冷却水箱（110）的水蒸汽出口连通至热蒸汽利用系统。

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