CN113578933A - 一种生活垃圾元素化自循环处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生活垃圾元素化自循环处理系统，其包括：裂解制气炉，用于裂解有机垃圾制作可燃气；脱水装置，用于将易腐垃圾脱水；烘干装置，用于使用裂解制气炉制作的可燃气烘干脱水后的易腐垃圾；控制系统，所述的控制系统与裂解制气炉电连接。本发明涉及的生活垃圾元素化自循环处理系统可实现垃圾处理过程中的能量循环，且无直接排放、无二次污染、达到“以废治废”，对于节约能源、充分响应碳中和目标、真正让生活垃圾分类处理做到绿色回收、资源循环和变废为宝具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及生活垃圾处理设备，特别是一种生活垃圾元素化自循环处理系统。
背景技术
垃圾是人类日常生活和生产中产生的固体废弃物，由于排出量大，成分复杂多样，且具有污染性、资源性和社会性，需要无害化处理，如不能妥善处理，就会污染环境，破坏社会和谐。垃圾处理就是要把垃圾迅速清除，并进行无害化处理，最后加以合理的利用。
城市生活垃圾中含有大量的有机氯化物(如聚氯乙烯塑料、氯苯等)和无机氯化物(如氯化钠、氯化镁)等，其中有机物的含量达到20％～50％,这促使城市生活垃圾焚烧过程中产生大量的二恶英。城市生活垃圾焚烧中产生二恶英有两种成因：一是二恶英类物质混入垃圾，在燃烧过程中未完全破坏或分解，继续在固体残渣和烟气中存在；二是焚烧炉在燃烧垃圾过程中产生二恶英。焚烧从根本上很难严格控制二恶英及重金属的排放，而世界各国又都在倡导零排放技术，尤其是二恶英类物质的近零排放，垃圾热解技术以可以有效避免二恶英的产生，成为国际上关注的重点。
生活垃圾中的有机物质在加热环境中发生裂解，产生一氧化碳、二氧化碳等小气态分子，同时又产生大量的焦油。其中垃圾热解产生的焦油随着热解气温度降低而形成的焦油雾含有大量直径小于1μm的液滴，成分复杂性，易与水、焦炭、灰尘等粘结、冷凝而形成黏稠的液体物质，附着于管道及燃气设备的壁面上，严重时将引起管道堵塞、设备故障。
易腐垃圾属于有机垃圾中的一种，其中含有大量的蛋白质、油脂、淀粉类物质等有机类物质和水分，容易发酵，变质，腐烂，不仅产生大量毒素，散发恶臭气体，还污染水体和大气，严重影响环境卫生，对人们的健康构成潜在威胁。目前对于易腐垃圾的处理方式主要有填埋和焚烧两种，若使用填埋法处理，则会存在占地面积大，处理地址受限、管理要求高，水、气污染不能彻底解决等问题；若采用焚烧法处理，则会存在运转成本高，投资大，焚烧产生的气体污染大气等问题。
垃圾发电站通常会使用垃圾发电，垃圾发电是指通过特殊的焚烧锅炉燃烧城市固体垃圾，再通过蒸汽轮机发电机组发电。而由于易腐垃圾通常含水量大，无法直接进行焚烧发电，垃圾发电站通常会将收集来的易腐垃圾堆放在一张大的滤网上进行滤水和自然风干，而自然风干所需时间较长，易腐垃圾含有大量的有机物，在自然风干的过程中易腐垃圾会腐烂或者发酵，产生大量的具有臭味的气体，使易腐垃圾不能及时处理而影响垃圾站环境；若是直接对收集来的易腐垃圾进行烘干处理，则需要消耗大量的能量，影响发电站的产能效益。
中国专利CN101249497A公开了一种生活垃圾裂解处理系统，属城、镇生活垃圾的处理装置。生活垃圾由车辆送入垃圾厂，经安全检查过道安检后，再经称重后泄入临时储存室，垃圾产生的污水流入污水池，再由自动机械装置将垃圾送到裂解炉中裂解，裂解后的废渣经出渣口排出，由污水泵把污水池的废水抽上喷到废渣上，回收废渣可以用来制作砖和地下废水管道；裂解炉中产生的气体由管道将气体送至油、气分离回吸罐，将油和燃气分离后，一路将油再回到垃圾裂解炉中助燃；另一路到储气罐后再经储气罐至发电设备发电。该垃圾处理系统能对城市生活垃圾进行处理，但其不涉及对含水量大的易腐垃圾的处理，依旧存在上述易腐垃圾的处理问题。
发明内容
本发明提供一种生活垃圾元素化自循环处理系统，以解决现有技术中垃圾处理焦油易堵塞管道、易腐垃圾难以及时处理、能源利用不合理等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种生活垃圾元素化自循环处理系统，其包括：
裂解制气炉，用于裂解有机垃圾制作可燃气；
脱水装置，用于将易腐垃圾脱水；
烘干装置，用于使用裂解制气炉制作的可燃气烘干脱水后的易腐垃圾；
控制系统，所述的控制系统分别与裂解制气炉、脱水装置和烘干装置电连接。
优选地，所述的裂解制气炉包括炉头进料机、炉体和炉尾净化储气装置，炉头进料机和炉体密封连通，炉体和炉尾净化储气装置密封连通；所述的炉头进料机包括密封仓盖和气力输送器，所述的密封仓盖用于密封气力输送器上部，所述的气力输送器为管状结构，气力输送器的外壁上设有环形空腔，所述的环形空腔的外壁设有压缩空气进气口，环形空腔的底部设有若干斜向的通气孔，环形空腔和气力输送器内部通过通气孔连通；炉头进料机上设有限位开关，使密封仓盖打开时气力输送器自动启动。
优选地，所述的炉体内为裂解仓，裂解仓上部密封连接炉头进料机，裂解仓的内壁上设有冷凝装置和温度传感器，冷凝装置包括冷凝水管，冷凝水管接通冷凝水，冷凝水管上设有调节阀，调节阀和温度传感器均与控制系统电连接；裂解仓的底部侧壁上设有出渣口，出渣口处设有密封仓门。
优选地，所述的炉尾净化储气装置包括点火配风装置、气体交换网、净化剂、炉尾本体和风机；所述的点火配风装置上部为一通风板，所述的通风板上设有若干风腔，通风板上表面与出渣口位置对应，点火配风装置的下部为加热室，加热室内设有电热盘，电热盘和控制系统电连接，加热室上部通过风腔连通裂解仓，加热室的侧部连通有若干配风管，配风管连通炉体外部的风机，配风管上设有调节阀，调节阀和风机均与控制系统电连接；所述的气体交换网为筒状结构，气体交换网位于炉尾本体内部，气体交换网的上边缘与通风板下表面紧密接触，气体交换网的下边缘与炉尾本体底面紧密接触，气体交换网与炉尾本体侧壁之间存在空腔，所述的空腔为净化仓，所述的净化剂位于净化仓内且充满净化仓，气体交换网的内部为储气仓，炉尾本体侧壁上设有可燃气出口，储气仓与可燃气出口连通；裂解仓顶部连通有若干导气管，导气管与净化仓连通，其中1根导气管上设有三通阀门。
优选地，所述的炉尾本体的底部设有绞龙出气装置，所述的绞龙出气装置包括绞龙螺旋片和第四电机，所述的绞龙螺旋片为中空结构，绞龙螺旋片的一端与第四电机传动连接，绞龙螺旋片的另一端对应可燃气出口；炉尾本体的底部设有与绞龙螺旋片大小匹配的半圆形凹槽，所述的绞龙螺旋片位于半圆形凹槽内，炉尾本体的底部的两端到半圆形凹槽的高度逐渐降低。
优选地，所述的炉尾净化储气装置还包括四通导气管，所述的四通导气管中的3个端口分别与可燃气出口、加热室和烘干装置连通，剩余的1个端口与可燃气出口位置对应，为清理端口，绞龙螺旋片位于清理端口处，清理端口使用清理阀门密封；加热室连通有金属波纹管，金属波纹管连通有密封风机，密封风机通过金属波纹管连通四通导气管，密封风机与控制系统电连接。
优选地，所述的烘干装置包括烘干炉、加热装置和蒸汽收集净化装置，所述的烘干炉安装在加热装置上方，所述的蒸汽收集净化装置与烘干炉连通；所述的烘干装置还包括驱动装置，所述的驱动装置包括第三电机、传动轴和齿轮；所述的传动轴设置2根，其中一根传动轴与第三电机传动配合，2根传动轴水平并列布置；所述的齿轮设置4个，每根传动轴上固定并且间隔安装有2个齿轮；所述的烘干炉的左右两端的外表面上均固定安装有外齿圈，烘干炉安装在2根转动轴的上方，左侧的外齿圈与2根传动轴上左侧的2个齿轮分别啮合，右侧的外齿圈与2根传动轴上右侧的2个齿轮分别啮合。
优选地，所述的烘干装置还包括机罩，烘干炉、加热装置和驱动装置均位于机罩内部；所述的烘干炉的一端为烘干炉口，烘干炉的另一端封闭；机罩上与烘干炉口的对应处设有进出料口；所述的蒸汽收集净化装置包括导气头、吸风罩、导气管和蒸汽净化装置，所述的吸风罩安装在进出料口外侧的上方，吸风罩和高温蒸汽回流净化装置连通，吸风罩结构为从下往上横截面逐渐减小的半圆柱形；所述的导气头安装在进出料口的外侧，导气头一侧与进出料口侧部的机罩外壁铰接，导气头另一侧与机罩外壁卡合，导气头内设有连通烘干炉和吸风罩的气流通道；所述的导气管连通蒸汽净化装置和吸风罩上部，所述的蒸汽净化装置为油水分离器；所述的加热装置包括电子点火器和可燃气火头；所述的电子点火器位于可燃气火头上的出气口处；可燃气火头和四通导气管连通；所述的机罩上与加热装置对应处设有炉火观察窗。
优选地，所述的脱水装置包括吊篮、离心桶、第一电机和脱水仓；所述的吊篮位于离心桶内，吊篮侧壁设有若干通孔，所述的离心桶与吊篮相对固定安装，离心桶与第一电机传动配合；所述的吊篮包括吊篮本体和位于吊篮本体下方的底盖，所述的底盖一端与吊篮本体铰接，另一端与吊篮本体卡合；所述的吊篮本体的上边缘上设有吊耳，所述的吊耳设置2个，2个吊耳分别位于吊篮上边缘的左右两侧；所述的脱水仓包括仓盖、仓体和仓座；所述的仓盖位于仓体上方，仓盖一端与仓体铰接，仓盖另一端与仓体卡合；所述的仓座位于仓体下方，第一电机位于仓座内，吊篮和离心桶均位于仓体内；所述的仓座上转动安装有传动台，传动台中心与第一电机主轴固定连接；传动台上表面上设有矩形的第一凸台，离心桶底部下表面设有与第一凸台配合的第一凹槽，离心桶底部上表面设有矩形的第二凸台；底盖下表面设有与第二凸台配合的第二凹槽；所述的第一凸台位于第一凹槽内，所述的第二凸台位于第二凹槽内。
优选地，其还包括送料装置，所述的送料装置包括机械手和螺旋送料车；所述的机械手位于脱水装置上方，所述的螺旋送料车包括料仓、螺旋轴和第二电机，所述的料仓为圆管状结构，料仓的上方设有进料口，料仓的一端封闭，料仓的另一端设有出料口；所述的烘干炉口为圆形，出料口的外径小于烘干炉口的内径，出料口与烘干炉口的高度一致；所述的螺旋轴位于料仓内，螺旋轴与料仓同轴，螺旋轴上设有螺旋叶片，螺旋轴的一端与第二电机传动连接，螺旋轴的另一端位于出料口处。
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明涉及的生活垃圾元素化自循环处理系统中，裂解制气炉用于将生活固废垃圾裂解制取可燃气，制取的可燃气作为烘干装置的燃料；脱水装置用于去除易腐垃圾中含有的大量液体水，烘干装置用于将脱水后的垃圾烘干，烘干后的垃圾又加入裂解制气炉中制取可燃气，实现垃圾处理过程中的能量循环，且无直接排放、无二次污染、达到“以废治废”，对于节约能源、充分响应碳中和目标、真正让生活垃圾分类处理做到绿色回收、资源循环和变废为宝具有重要意义。
2、本发明涉及的生活垃圾元素化自循环处理系统可直接对易腐垃圾进行处理，无需自然风干，避免了易腐垃圾腐烂发酵影响发电站环境，且处理易腐垃圾使用的能源来自于生活固体垃圾，不会大量的消耗额外的能源。
3、本发明中的裂解制气炉中裂解仓侧壁上设有冷凝装置，裂解过程中产生的焦油和其他可冷凝的气体，会冷凝下流再次进行裂解，如此循环往复不断地裂解，使原料尽其所有，最后生成炭，不会产生焦油堵塞管道的问题；生成的炭可以作为过滤剂使用，也可以使其留在裂解仓作为助燃剂使用。
4、炉尾本体的底部设置的绞龙出气装置，可在不影响气体流动的情况下对可燃气输出口进行清理，避免了储气仓中微粒沉积，保证气道畅通。
附图说明
图1是本发明涉及的生活垃圾元素化自循环处理系统的立体示意图；
图2是本发明中脱水装置和烘干装置开始运行时的状态示意图；
图3是本发明中脱水装置和烘干装置的剖视结构示意图；
图4是本发明中脱水装置的结构示意图；
图5是本发明中烘干装置的内部结构图；
图6是本发明中裂解制气炉的剖视结构示意图；
图7是本发明中炉头进料机的结构示意图；
图8是本发明中点火配风装置的结构示意图；
图9是本发明实施例二涉及的生活垃圾元素化自循环处理系统结构示意图；
图10是本发明实施例二中脱水装置和烘干装置开始运行时的状态示意图；
图11是本发明实施例二中脱水装置和烘干装置的剖视结构示意图。
图中：1-脱水装置，101-仓盖，102-仓体，103-仓座，111传动台，112第一凸台，121离心桶，122-第二凸台，130-吊篮，131-吊篮本体，132-底盖，133-第二凹槽，134-吊耳，140-第一电机，2-机械手，3-螺旋送料车，301-进料口，302-出料口，310-电机，320-螺旋轴，321-螺旋叶片，4-烘干装置，401-机罩，402-炉火观察窗，403-进出料口，420-导气头，421-导气通道，411-吸风罩，412-导气管，413-油水分离器，430-烘干炉，431-外齿圈，432-烘干炉口，441-第三电机，442-传动轴，443-齿轮，451-电子点火器，452-可燃气火头，5-裂解制气炉，500-炉头进料机，501-密封仓盖，502-压缩空气进气口，503-环形空腔，504-通气孔，505-气力输送器，510-炉体，511-冷凝水管，513-裂解仓，514-导气管，515-密封仓门，520-炉尾本体，521-气体交换网，522-储气仓，523-第四电机，524-螺旋叶片，525-净化剂，526-净化仓，527-四通导气管，528-清理阀门，530-点火配风装置，531-通气板，532-风腔，533-加热室，534-配风管，535-电热盘，6-密封风机，7-三通阀门，8-风机。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
参阅图1，本发明涉及一种生活垃圾元素化自循环处理系统，其包括：
裂解制气炉5，用于裂解有机垃圾制作可燃气；
脱水装置1，用于将易腐垃圾脱水；
烘干装置4，用于使用裂解制气炉制作的可燃气烘干脱水后的易腐垃圾；
控制系统，所述的控制系统分别与裂解制气炉、脱水装置和烘干装置电连接。
参阅图6～8，所述的裂解制气炉5包括炉头进料机500、炉体510和炉尾净化储气装置，炉头进料机500和炉体510密封连通，炉体510和炉尾净化储气装置密封连通；所述的炉头进料机500包括密封仓盖501和气力输送器505，所述的密封仓盖501用于密封气力输送器505上部，所述的气力输送器505为管状结构，气力输送器505的外壁设有环形空腔503，所述的环形空腔503的外壁设有压缩空气进气口502，环形空腔503的底部设有若干通气孔504，环形空腔503和气力输送器505内部通过通气孔504连通；炉头进料机500上设有限位开关，使密封仓盖501打开时气力输送器505自动启动。
参阅图1～8，所述的炉体510内为裂解仓513，裂解仓513上部密封连接炉头进料机500，裂解仓513的内壁上设有冷凝装置和温度传感器，冷凝装置通过冷凝水管511接通冷凝水，冷凝水管511上设有调节阀，调节阀和温度传感器均与控制系统电连接；裂解仓513的底部侧壁上设有出渣口，出渣口处设有密封仓门515。所述的炉尾净化储气装置包括点火配风装置530、气体交换网521、净化剂525、炉尾本体520和风机8；所述的点火配风装置530上部为一通风板531，所述的通风板531上设有若干风腔532，通风板531上表面与出渣口位置对应，点火配风装置530的下部为加热室533，加热室533内设有电热盘535，加热室533上部通过风腔532连通裂解仓513，加热室533的侧部连通有若干配风管534，配风管534连通炉体510外部的风机8，配风管534上设有调节阀，调节阀和风机与控制系统电连接；所述的气体交换网521为筒状结构，气体交换网521位于炉尾本体520内部，气体交换网521的上边缘与通风板531下表面紧密接触，气体交换网521的下边缘与炉尾本体520底面紧密接触，气体交换网521与炉尾本体520侧壁之间存在空腔，所述的空腔为净化仓526，所述的净化剂525位于净化仓526内且充满净化仓526，气体交换网521的内部为储气仓522，炉尾本体520侧壁上设有可燃气出口，储气仓522与可燃气出口连通；裂解仓513顶部连通有若干导气管514，导气管514与净化仓526连通，其中1根导气管514上设有三通阀门7。
参阅图1、6，所述的炉尾本体520的底部设有绞龙出气装置，所述的绞龙出气装置包括绞龙螺旋片524和第四电机523，所述的绞龙螺旋片524的一端与第四电机523传动连接，绞龙螺旋片524的另一端对应可燃气出口；炉尾本体520的底部设有与绞龙螺旋片524大小匹配的半圆形凹槽，所述的绞龙螺旋片524位于半圆形凹槽内，炉尾本体的底部的两端到半圆形凹槽的高度逐渐降低。所述的炉尾净化储气装置还包括四通导气管527，所述的四通导气管527中的3个端口分别与可燃气出口、加热室533和烘干装置4连通，剩余的1个端口与可燃气出口位置对应，为清理端口，绞龙螺旋片524位于清理端口处，清理端口使用清理阀门528密封，当裂解制气炉长时间使用时，难免会有微粒粉尘聚集在储气仓522内，清理时打开清理阀门528，第四电机523驱动螺旋叶片524转动，将微粒粉尘送出；加热室533连通有金属波纹管，金属波纹管连通有密封风机6，密封风机6通过金属波纹管连通四通导气管527。
参阅图1～4，所述的脱水装置1包括吊篮130、离心桶121和第一电机140；所述的吊篮130位于离心桶121内，吊篮130侧壁设有若干通孔，所述的离心桶121与吊篮130相对固定安装，离心桶121与第一电机140传动配合；所述的烘干装置4包括烘干炉430、加热装置和蒸汽收集净化装置，所述的烘干炉430安装在加热装置上方，所述的蒸汽收集净化装置与烘干炉430连通；所述的送料装置包括机械手2和螺旋送料车3。所述的烘干装置4还包括驱动装置；所述的驱动装置包括第三电机441、传动轴442和齿轮443；所述的传动轴442设置2根，其中一根传动轴442与第三电机441传动配合，2根传动轴442水平并列布置；所述的齿轮443设置4个，每根传动轴442上固定并且间隔安装有2个齿轮443；所述的烘干炉430的左右两端的外表面上均固定安装有外齿圈431，烘干炉430安装在2根转动轴442的上方，左侧的外齿圈431与2根传动轴442上左侧的2个齿轮443分别啮合，右侧的外齿圈431与2根传动轴442上右侧的2个齿轮443分别啮合。所述的烘干装置还包括机罩401；烘干炉430、加热装置和驱动装置均位于机罩401内部；所述的烘干炉430的一端为烘干炉口432，烘干炉430的另一端封闭；机罩401上与烘干炉口432的对应处设有进出料口403。所述的蒸汽收集净化装置包括导气头420、吸风罩411、导气管412和蒸汽净化装置，所述的吸风罩411安装在进出料口403外侧的上方，吸风罩411结构为从下往上横截面逐渐减小的半圆柱形；所述的导气头420安装在进出料口403的外侧，导气头420一侧与进出料口403侧部的机罩401外壁铰接，导气头420另一侧与机罩401外壁卡合，导气头420内设有连通烘干炉430和吸风罩411的气流通道421；所述的导气管412连通蒸汽净化装置和吸风罩411上部；所述的蒸汽净化装置为油水分离器413。
参阅图1～4，所述的吊篮130包括吊篮本体131和位于吊篮本体131下方的底盖132，所述的底盖132一端与吊篮本体131铰接，另一端与吊篮本体131卡合；所述的吊篮本体131的上边缘上设有吊耳134，所述的吊耳134设置2个，2个吊耳134分别位于吊篮130上边缘的左右两侧。所述的脱水装置还包括脱水仓，所述的脱水仓包括仓盖101、仓体102和仓座103；所述的仓盖101位于仓体102上方，仓盖101一端与仓体102铰接，仓盖101另一端与仓体102卡合；所述的仓座103位于仓体102下方，第一电机140位于仓座103内，吊篮130和离心桶121均位于仓体102内。所述的仓座103上转动安装有传动台111，传动台111中心与第一电机140主轴固定连接；传动台11上表面上设有矩形的第一凸台112，离心桶121底部下表面设有与第一凸台112配合的第一凹槽(图中未画出，结构类似于下文所述的第二凹槽133)，离心桶121底部上表面设有矩形的第二凸台122；底盖132下表面设有与第二凸台122配合的第二凹槽133；所述的第一凸台112位于第一凹槽内，所述的第二凸台122位于第二凹槽133内。
参阅图1～5，所述的螺旋送料车3包括料仓、螺旋轴320和第三电机310；所述的料仓为圆管状结构，料仓的上方设有进料口301，料仓的一端封闭，料仓的另一端设有出料口302；所述的烘干炉口432为圆形，出料口302的外径小于烘干炉口432的内径，出料口302与烘干炉口432的高度一致；所述的螺旋轴320位于料仓内，螺旋轴320与料仓同轴，螺旋轴320上设有螺旋叶片321，螺旋轴320的一端与第三电机310传动连接，螺旋轴320的另一端位于出料口302处。所述的加热装置包括电子点火器451和可燃气火头452；所述的电子点火器451位于可燃气火头452上的出气口处，可燃气火头452接通四通导气管527。所述的机罩401上与加热装置对应处设有炉火观察窗402。
对生活固废垃圾的处理：
先在裂解仓513底部的通气板531上铺上一薄层炭，打开密封仓盖501，触发限位开关，气力输送器505启动，压缩空气迅速充入环形空腔503通过通气孔504进入气力输送器505内部，产生向下的气流，在气力输送器505上部形成负压，便于向炉体内部投放垃圾；将垃圾投放入炉体510内，控制系统控制电热盘535启动发热，控制系统控制配风管534上的调节阀和风机8，使风机8通过配风管534向加热室533内通气，进入加热室533的气体被电热盘535加热为高温气体，高温气体透过通气板531上的风腔532进入裂解仓513，与电热盘535产生的热量共同作用引燃裂解仓513底部铺设的炭，控制系统逐步控制风机8和配风管534上的调节阀，使通入的气体流量越来越大，充分的引燃木炭，使裂解仓513内温度升高；裂解仓513内固废垃圾中的有机垃圾开始裂解，产生一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氢气和焦油等物质，其中的焦油和其他可冷凝的气体，通过冷凝水管511的作用，会冷凝下流被炉内固体垃圾和炭吸附并随固体垃圾再次进行裂解，如此循环往复不断地裂解，使原料尽其所有，最后生成炭；裂解完毕后打开密封仓门515清理出炭，生成的炭可以作为过滤净化剂使用，也可以将其铺在裂解仓513底部作为助燃剂使用。经过裂解，生活固体垃圾的减量程度可达到90％以上。
裂解过程中，控制系统根据温度传感器的信号来控制冷凝水管511上的调节阀，使裂解仓513内的温度保持在利于裂解的温度范围内，裂解中产生的混合气体经过冷却除焦后形成的可燃气体，通过裂解仓顶部的导气管514进入净化仓526，经过净化剂525的过滤后通过气体交换网521进入储气仓522，最后通过四通导气管527通向烘干装置4中的可燃气火头452。裂解过程中可打开三通阀门7，对裂解仓513内产生的气体进行取样检测。
对于含水较多的易腐垃圾的处理：
打开仓盖101，通过机械手2或者其他方式将易腐垃圾装入吊篮130中，关闭仓盖101，通过控制系统启动脱水装置1，在第一电机140的驱动下吊篮130高速旋转产生离心力，吊篮130中的水在离心力的作用下被甩到离心桶121中，离心脱水完毕。
机械手2钩住吊篮130上的吊耳134将其运至送料车进料口301上方；打开底盖132，将易腐垃圾投入螺旋送料车3中；将导气头420转到侧边露出进出料口403，移动螺旋送料车3，使出料口302穿过进出料口403插入烘干炉口432；控制系统控制第二电机310启动，驱动螺旋轴320转动，螺旋轴320上的螺旋叶片321转动将其中的易腐垃圾推出出料口302，进入烘干炉430内；投料完毕后撤出螺旋送料车3，将导气头420旋转至完全覆盖进出料口403，卡合固定导气头420；
可燃气火头452输出可燃气体，在电子点火器451的作用下产生火焰烘烤烘干炉430；第三电机441启动，通过传动轴442、齿轮443和外齿圈431的配合传动使烘干炉430旋转，对其中的易腐垃圾进行全方位、均匀的烘干，此时可以通过炉火观察窗402观察火焰的大小，密封风机6将加热室533内的高温气体与裂解产生的可燃气体混合送向可燃气火头452，通过控制系统控制密封风机6的转速，使产生的单位体积的气体中可燃气体的量保持稳定，从而使可燃气火头452产生的火焰稳定；烘干过程中产生的气体从烘干炉口432溢出，气体经过导气头420的导气通道421、吸风罩411和导气管412进入油水分离器净化；烘干后的易腐垃圾再投入裂解制气炉5进行裂解制气减量。
实施例二
参阅图9，本发明涉及一种生活垃圾元素化自循环处理系统，其包括：
裂解制气炉5，用于裂解有机垃圾制作可燃气；
脱水装置1，用于将易腐垃圾脱水；
烘干装置4，用于使用裂解制气炉制作的可燃气烘干脱水后的易腐垃圾；
控制系统，所述的控制系统分别与裂解制气炉、脱水装置和烘干装置电连接。
参阅图6～8，所述的裂解制气炉5包括炉头进料机500、炉体510和炉尾净化储气装置，炉头进料机500和炉体510密封连通，炉体510和炉尾净化储气装置密封连通；所述的炉头进料机500包括密封仓盖501和气力输送器505，所述的密封仓盖501用于密封气力输送器505上部，所述的气力输送器505为管状结构，气力输送器505的外壁设有环形空腔503，所述的环形空腔503的外壁设有压缩空气进气口502，环形空腔503的底部设有若干通气孔504，环形空腔503和气力输送器505内部通过通气孔504连通；炉头进料机500上设有限位开关，使密封仓盖501打开时气力输送器505自动启动。
参阅图6～11，所述的炉体510内为裂解仓513，裂解仓513上部密封连接炉头进料机500，裂解仓513的内壁上设有冷凝装置和温度传感器，冷凝装置包括冷凝水管511，冷凝水管511接通冷凝水，冷凝水管511上设有调节阀，调节阀和温度传感器均与控制系统电连接；裂解仓513的底部侧壁上设有出渣口，出渣口处设有密封仓门515。所述的炉尾净化储气装置包括点火配风装置530、气体交换网521、净化剂525、炉尾本体520和风机8；所述的点火配风装置530上部为一通风板531，所述的通风板531上设有若干风腔532，通风板531上表面与出渣口位置对应，点火配风装置530的下部为加热室533，加热室533内设有电热盘535，加热室533上部通过风腔532连通裂解仓513，加热室533的侧部连通有若干配风管534，配风管534连通炉体510外部的风机8，配风管534上设有调节阀，调节阀和风机与控制系统电连接；所述的气体交换网521为筒状结构，气体交换网521位于炉尾本体520内部，气体交换网521的上边缘与通风板531下表面紧密接触，气体交换网521的下边缘与炉尾本体520底面紧密接触，气体交换网521与炉尾本体520侧壁之间存在空腔，所述的空腔为净化仓526，所述的净化剂525位于净化仓526内且充满净化仓526，气体交换网521的内部为储气仓522，炉尾本体520侧壁上设有可燃气出口，储气仓522与可燃气出口连通；裂解仓513顶部连通有若干导气管514，导气管514与净化仓526连通，其中1根导气管514上设有三通阀门7。
参阅图9、6，所述的炉尾本体520的底部设有绞龙出气装置，所述的绞龙出气装置包括绞龙螺旋片524和第四电机523，所述的绞龙螺旋片524的一端与第四电机523传动连接，绞龙螺旋片524的另一端对应可燃气出口；炉尾本体520的底部设有与绞龙螺旋片524大小匹配的半圆形凹槽，所述的绞龙螺旋片524位于半圆形凹槽内，炉尾本体的底部的两端到半圆形凹槽的高度逐渐降低。所述的炉尾净化储气装置还包括四通导气管527，所述的四通导气管527中的3个端口分别与可燃气出口、加热室533和烘干装置4连通，剩余的1个端口与可燃气出口位置对应，为清理端口，绞龙螺旋片524位于清理端口处，清理端口使用清理阀门528密封，当裂解制气炉长时间使用时，难免会有微粒粉尘聚集在储气仓522内，清理时打开清理阀门528，第四电机523驱动螺旋叶片524转动，将微粒粉尘送出；加热室533连通有金属波纹管，金属波纹管连通有密封风机6，密封风机6通过金属波纹管连通四通导气管527。
参阅图6～11，所述的脱水装置1包括吊篮130、离心桶121和第一电机140；所述的吊篮130位于离心桶121内，吊篮130侧壁设有若干通孔，所述的离心桶121与吊篮130相对固定安装，离心桶121与第一电机140传动配合；所述的烘干装置4包括烘干炉430、加热装置和蒸汽收集净化装置，所述的烘干炉430安装在加热装置上方，所述的蒸汽收集净化装置与烘干炉430连通；所述的送料装置包括机械手2和螺旋送料车3。所述的烘干装置4还包括驱动装置；所述的驱动装置包括第三电机441、传动轴442和齿轮443；所述的传动轴442设置2根，其中一根传动轴442与第三电机441传动配合，2根传动轴442水平并列布置；所述的齿轮443设置4个，每根传动轴442上固定并且间隔安装有2个齿轮443；所述的烘干炉430的左右两端的外表面上均固定安装有外齿圈431，烘干炉430安装在2根转动轴442的上方，左侧的外齿圈431与2根传动轴442上左侧的2个齿轮443分别啮合，右侧的外齿圈431与2根传动轴442上右侧的2个齿轮443分别啮合。所述的烘干装置还包括机罩401；烘干炉430、加热装置和驱动装置均位于机罩401内部；所述的烘干炉430的一端为烘干炉口432，烘干炉430的另一端封闭；机罩401上与烘干炉口432的对应处设有进出料口403。所述的蒸汽收集净化装置包括导气头420、吸风罩411、导气管412和蒸汽净化装置，所述的吸风罩411安装在进出料口403外侧的上方，吸风罩411结构为从下往上横截面逐渐减小的半圆柱形；所述的导气头420安装在进出料口403的外侧，导气头420一侧与进出料口403侧部的机罩401外壁铰接，导气头420另一侧与机罩401外壁卡合，导气头420内设有连通烘干炉430和吸风罩411的气流通道421；所述的导气管412连通蒸汽净化装置和吸风罩411上部；所述的蒸汽净化装置为油水分离器413。
参阅图6～11，所述的吊篮130包括吊篮本体131和位于吊篮本体131下方的底盖132，所述的底盖132一端与吊篮本体131铰接，另一端与吊篮本体131卡合；所述的吊篮本体131的上边缘上设有吊耳134，所述的吊耳134设置2个，2个吊耳134分别位于吊篮130上边缘的左右两侧。所述的脱水装置还包括脱水仓，所述的脱水仓包括仓盖101、仓体102和仓座103；所述的仓盖101位于仓体102上方，仓盖101一端与仓体102铰接，仓盖101另一端与仓体102卡合；所述的仓座103位于仓体102下方，第一电机140位于仓座103内，吊篮130和离心桶121均位于仓体102内。所述的仓座103上转动安装有传动台111，传动台111中心与第一电机140主轴固定连接；传动台11上表面上设有矩形的第一凸台112，离心桶121底部下表面设有与第一凸台112配合的第一凹槽(图中未画出，结构类似于下文所述的第二凹槽133)，离心桶121底部上表面设有矩形的第二凸台122；底盖132下表面设有与第二凸台122配合的第二凹槽133；所述的第一凸台112位于第一凹槽内，所述的第二凸台122位于第二凹槽133内。所述的加热装置包括电子点火器451和可燃气火头452；所述的电子点火器451位于可燃气火头452上的出气口处，可燃气火头452接通四通导气管527。所述的机罩401上与加热装置对应处设有炉火观察窗402。
对生活固废垃圾的处理：
先在裂解仓513底部的通气板531上铺上一薄层炭，打开密封仓盖501，触发限位开关，气力输送器505启动，压缩空气迅速充入环形空腔503通过通气孔504进入气力输送器505内部，产生向下的气流，在气力输送器505上部形成负压，便于向炉体内部投放垃圾；将垃圾投放入炉体510内，控制系统控制电热盘535启动发热，控制系统控制配风管534上的调节阀和风机8，使风机8通过配风管534向加热室533内通气，进入加热室533的气体被电热盘535加热为高温气体，高温气体透过通气板531上的风腔532进入裂解仓513，与电热盘535产生的热量共同作用引燃裂解仓513底部铺设的炭，控制系统逐步控制风机8和配风管534上的调节阀，使通入的气体流量越来越大，充分的引燃木炭，使裂解仓513内温度升高；裂解仓513内固废垃圾中的有机垃圾开始裂解，产生一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氢气和焦油等物质，其中的焦油和其他可冷凝的气体，通过冷凝水管511的作用，会冷凝下流被炉内的固体垃圾和炭吸附并随固体垃圾再次进行裂解，如此循环往复不断地裂解，使原料尽其所有，最后生成炭；裂解完毕后打开密封仓门515清理出炭，生成的炭可以作为过滤剂使用，也可以使其铺在裂解仓513底部作为助燃剂使用。经过裂解，生活固体垃圾的减量程度可达到90％以上。
裂解过程中，控制系统通过温度传感器来控制冷凝水管511上的调节阀，使裂解仓513内的温度保持在利于裂解的温度范围内，裂解中产生的混合气体经过冷却排焦后形成的可燃气体，通过裂解仓顶部的导气管514进入净化仓526，经过净化剂525的过滤后通过气体交换网521进入储气仓522，最后通过四通导气管527通向烘干装置4中的可燃气火头452。裂解过程中可打开三通阀门7，对裂解仓513内产生的气体进行取样检测。
对于含水较多的易腐垃圾的处理：
打开仓盖101，将易腐垃圾装入吊篮130中，关闭仓盖101，启动脱水装置1，在第一电机140的驱动下吊篮130高速旋转产生离心力，吊篮130中的水在离心力的作用下被甩到离心桶121中，离心脱水完毕。
将导气头420转到侧边露出进出料口403，将脱好水的易腐垃圾投入烘干炉430内；投料完毕后将导气头420旋转至完全覆盖进出料口403，卡合固定导气头420。可燃气火头452在电子点火器451的作用下产生火焰烘烤烘干炉430；第三电机441启动，通过传动轴442、齿轮443和外齿圈431的配合传动使烘干炉430旋转，对其中的易腐垃圾进行全方位、均匀的烘干，此时可以通过炉火观察窗402观察火焰的大小，密封风机6将加热室533内的高温气体与裂解产生的可燃气体混合送向可燃气火头452，通过控制系统控制密封风机6的转速，使产生的单位体积的气体中可燃气体的量保持稳定，从而使可燃气火头452产生的火焰稳定；烘干过程中产生的气体从烘干炉口432溢出，气体经过导气头420的导气通道421、吸风罩411和导气管412进入油水分离器净化；烘干后的易腐垃圾再投入裂解制气炉5进行裂解制气减量。
Claims (10)
1.一种生活垃圾元素化自循环处理系统，其特征在于其包括：
裂解制气炉，用于裂解有机垃圾制作可燃气；
脱水装置，用于将易腐垃圾脱水；
烘干装置，用于使用裂解制气炉制作的可燃气烘干脱水后的易腐垃圾；
控制系统，所述的控制系统分别与裂解制气炉、脱水装置和烘干装置电连接。
2.根据权利要求1所述的生活垃圾元素化自循环处理系统，其特征在于：所述的裂解制气炉包括炉头进料机、炉体和炉尾净化储气装置，炉头进料机和炉体密封连通，炉体和炉尾净化储气装置密封连通；所述的炉头进料机包括密封仓盖和气力输送器，所述的密封仓盖用于密封气力输送器上部，所述的气力输送器为管状结构，气力输送器的外壁上设有环形空腔，所述的环形空腔的外壁设有压缩空气进气口，环形空腔的底部设有若干斜向的通气孔，环形空腔和气力输送器内部通过通气孔连通；炉头进料机上设有限位开关，使密封仓盖打开时气力输送器自动启动。
3.根据权利要求2所述的生活垃圾元素化自循环处理系统，其特征在于：所述的炉体内为裂解仓，裂解仓上部密封连接炉头进料机，裂解仓的内壁上设有冷凝装置和温度传感器，冷凝装置包括冷凝水管，冷凝水管接通冷凝水，冷凝水管上设有调节阀，调节阀和温度传感器均与控制系统电连接；裂解仓的底部侧壁上设有出渣口，出渣口处设有密封仓门。
4.根据权利要求3所述的生活垃圾元素化自循环处理系统，其特征在于：所述的炉尾净化储气装置包括点火配风装置、气体交换网、净化剂、炉尾本体和风机；所述的点火配风装置上部为一通风板，所述的通风板上设有若干风腔，通风板上表面与出渣口位置对应，点火配风装置的下部为加热室，加热室内设有电热盘，电热盘与控制系统电连接，加热室上部通过风腔连通裂解仓，加热室的侧部连通有若干配风管，配风管连通炉体外部的风机，配风管上设有调节阀，调节阀和风机均与控制系统电连接；所述的气体交换网为筒状结构，气体交换网位于炉尾本体内部，气体交换网的上边缘与通风板下表面紧密接触，气体交换网的下边缘与炉尾本体底面紧密接触，气体交换网与炉尾本体侧壁之间存在空腔，所述的空腔为净化仓，所述的净化剂位于净化仓内且充满净化仓，气体交换网的内部为储气仓，炉尾本体侧壁上设有可燃气出口，储气仓与可燃气出口连通；裂解仓顶部连通有若干导气管，导气管与净化仓连通，其中1根导气管上设有三通阀门。
5.根据权利要求4所述的生活垃圾元素化自循环处理系统，其特征在于：所述的炉尾本体的底部设有绞龙出气装置，所述的绞龙出气装置包括绞龙螺旋片和第四电机，所述的绞龙螺旋片为中空结构，绞龙螺旋片的一端与第四电机传动连接，绞龙螺旋片的另一端对应可燃气出口；炉尾本体的底部设有与绞龙螺旋片大小匹配的半圆形凹槽，所述的绞龙螺旋片位于半圆形凹槽内，炉尾本体的底部的两端到半圆形凹槽的高度逐渐降低。
6.根据权利要求5所述的生活垃圾元素化自循环处理系统，其特征在于：所述的炉尾净化储气装置还包括四通导气管，所述的四通导气管中的3个端口分别与可燃气出口、加热室和烘干装置连通，剩余的1个端口与可燃气出口位置对应，为清理端口，绞龙螺旋片位于清理端口处，清理端口使用清理阀门密封；加热室连通有金属波纹管，金属波纹管连通有密封风机，密封风机通过金属波纹管连通四通导气管，密封风机与控制系统电连接。
7.根据权利要求6所述的生活垃圾元素化自循环处理系统，其特征在于：所述的烘干装置包括烘干炉、加热装置和蒸汽收集净化装置，所述的烘干炉安装在加热装置上方，所述的蒸汽收集净化装置与烘干炉连通；所述的烘干装置还包括驱动装置，所述的驱动装置包括第三电机、传动轴和齿轮；所述的传动轴设置2根，其中一根传动轴与第三电机传动配合，2根传动轴水平并列布置；所述的齿轮设置4个，每根传动轴上固定并且间隔安装有2个齿轮；所述的烘干炉的左右两端的外表面上均固定安装有外齿圈，烘干炉安装在2根转动轴的上方，左侧的外齿圈与2根传动轴上左侧的2个齿轮分别啮合，右侧的外齿圈与2根传动轴上右侧的2个齿轮分别啮合。
8.根据权利要求7所述的生活垃圾元素化自循环处理系统，其特征在于：所述的烘干装置还包括机罩，烘干炉、加热装置和驱动装置均位于机罩内部；所述的烘干炉的一端为烘干炉口，烘干炉的另一端封闭；机罩上与烘干炉口的对应处设有进出料口；所述的蒸汽收集净化装置包括导气头、吸风罩、导气管和蒸汽净化装置，所述的吸风罩安装在进出料口外侧的上方，吸风罩和高温蒸汽回流净化装置连通，吸风罩结构为从下往上横截面逐渐减小的半圆柱形；所述的导气头安装在进出料口的外侧，导气头一侧与进出料口侧部的机罩外壁铰接，导气头另一侧与机罩外壁卡合，导气头内设有连通烘干炉和吸风罩的气流通道；所述的导气管连通蒸汽净化装置和吸风罩上部，所述的蒸汽净化装置为油水分离器；所述的加热装置包括电子点火器和可燃气火头；所述的电子点火器位于可燃气火头上的出气口处；可燃气火头和四通导气管连通；所述的机罩上与加热装置对应处设有炉火观察窗。
9.根据权利要求1所述的生活垃圾元素化自循环处理系统，其特征在于：所述的脱水装置包括吊篮、离心桶、第一电机和脱水仓；所述的吊篮位于离心桶内，吊篮侧壁设有若干通孔，所述的离心桶与吊篮相对固定安装，离心桶与第一电机传动配合；所述的吊篮包括吊篮本体和位于吊篮本体下方的底盖，所述的底盖一端与吊篮本体铰接，另一端与吊篮本体卡合；所述的吊篮本体的上边缘上设有吊耳，所述的吊耳设置2个，2个吊耳分别位于吊篮上边缘的左右两侧；所述的脱水仓包括仓盖、仓体和仓座；所述的仓盖位于仓体上方，仓盖一端与仓体铰接，仓盖另一端与仓体卡合；所述的仓座位于仓体下方，第一电机位于仓座内，吊篮和离心桶均位于仓体内；所述的仓座上转动安装有传动台，传动台中心与第一电机主轴固定连接；传动台上表面上设有矩形的第一凸台，离心桶底部下表面设有与第一凸台配合的第一凹槽，离心桶底部上表面设有矩形的第二凸台；底盖下表面设有与第二凸台配合的第二凹槽；所述的第一凸台位于第一凹槽内，所述的第二凸台位于第二凹槽内。
10.根据权利要求8所述的生活垃圾元素化自循环处理系统，其特征在于：其还包括送料装置，所述的送料装置包括机械手和螺旋送料车；所述的机械手位于脱水装置上方，所述的螺旋送料车包括料仓、螺旋轴和第二电机，所述的料仓为圆管状结构，料仓的上方设有进料口，料仓的一端封闭，料仓的另一端设有出料口；所述的烘干炉口为圆形，出料口的外径小于烘干炉口的内径，出料口与烘干炉口的高度一致；所述的螺旋轴位于料仓内，螺旋轴与料仓同轴，螺旋轴上设有螺旋叶片，螺旋轴的一端与第二电机传动连接，螺旋轴的另一端位于出料口处。
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