CN117139344B - 一种生活垃圾连续化多层热解反应釜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生活垃圾连续化多层热解反应釜，包括：热解釜、预热釜、辅助预热件，热解釜用于使生活垃圾热解；预热釜的下料端连接于热解釜的进料端，预热釜用于对进入热解釜的生活垃圾进行预热；辅助预热件设置在预热釜内，在生活垃圾经过预热釜的过程与生活垃圾接触，并对生活垃圾进行预热。本发明通过在生活垃圾输送进入热解釜的过程中同时进行预热，能够在提高待热解垃圾颗粒的初始热值的同时，节省了预热时间，且预热后及时进入热解釜，减少预热后垃圾转移的热量损失。
Description
技术领域
本发明涉及生活垃圾处理设备技术领域，具体涉及一种生活垃圾连续化多层热解反应釜。
背景技术
垃圾热解法可以将生活垃圾减量化、无害化、资源化，使得土地占用率大大降低。垃圾热解的设备运行成本低，靠垃圾自身热值及特殊的工艺设计，可以不用助燃剂，相比于其他焚烧、填埋等生活垃圾的处理方式，设备投资小，因此应用价值较高。
垃圾热解是在缺氧或无氧条件下废物的热分解过程，不用进行明火焚烧，由于热解炉内为高温缺氧或无氧环境，因此整个热解工艺过程中，各个设备之间的密封性和热量利用率对垃圾热解的效益和结果影响较大。
现有技术中，垃圾热解反应釜主要由热解气化室和热解气化产物的清洁再利用系统构成，其通过调整各个反应区的配风将热解气化室和二燃室组合使用，这种一体化热处置模式不仅能够降低污染物排放，还可以通过能量耦合提高能量的利用效率。
然而现有的这种技术，当投入新的垃圾时，生活垃圾的初始热值低，易对热解反应的反应温度产生影响，需要补充热量才能够维持热解反应的进行，使反应釜的连续性和稳定性都受到较大影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生活垃圾连续化多层热解反应釜，以解决现有技术中垃圾热解装置无法权衡初始热量较低和由于堆积而导致热解不充分的问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
在本发明的第一个方面，提供了一种生活垃圾连续化多层热解反应釜，包括：
热解釜，用于使生活垃圾热解；
预热釜，其下料端连接于热解釜的进料端，预热釜用于对进入热解釜的生活垃圾进行预热；
辅助预热件，设置在预热釜内，在生活垃圾经过预热釜的过程与生活垃圾接触，并对生活垃圾进行预热。
进一步地，辅助预热件为分布设置在预热釜内部的多个电加热件。
进一步地，辅助预热件为螺旋下料机构，设置在预热釜内，螺旋下料机构的出料口连接至热解釜，螺旋下料机构的进料口连接至预热釜外，生活垃圾经螺旋下料机构螺旋输送；
螺旋下料机构的内壁为热导体，能够进行电加热。
进一步地，辅助预热件为螺旋下料机构，设置在预热釜内，螺旋下料机构的出料口连接至热解釜，螺旋下料机构的进料口连接至预热釜外，生活垃圾经螺旋下料机构螺旋输送；
在螺旋下料机构内壁形成多个热气喷口，热气喷口用于向螺旋下料机构内侧喷出预设温度的气体，以在输送过程中冲击生活垃圾进行加热和分散；
在预热釜上设置排气通道。
进一步地，螺旋下料机构包括：
主轴杆，内部形成用于通入热气体的中空通道，主轴杆的一端固定连接在预热釜内底面，另一端外接至预热釜外部并用于向中空通道内通入热气体，中空通道与每个热气喷口均连通；
内螺旋片，沿主轴杆轴向自重力方向螺旋设置；
外螺旋片，沿主轴杆轴向自重力方向螺旋设置，内螺旋片与外螺旋片互相包围之间形成螺旋向下的物料输送通道；
其中，热气喷口设置在物料输送通道的底面，和/或设置在主轴杆侧壁位置，和/或设置在内螺旋片上，和/或设置在外螺旋片上。
进一步地，预热釜与热解釜为一体结构，内部通过隔板分为两个独立的腔体；
在隔板上设置与螺旋下料机构数量对应的下料孔，螺旋下料机构的下料端连接下料孔内壁，且能够使得物料下料时能够充满下料孔，以限制下料时预热釜中的气体进入热解釜中。
进一步地，在预热釜内周向均匀分布设置多个螺旋下料机构。
进一步地，在下料孔位于热解釜的一侧通过弹性件连接有能够自复位的闭合片，闭合片的初始状态为闭合下料孔；
闭合片能够在物料下料时自动打开，能够在没有物料重力作用下闭合下料孔。
进一步地，热解釜上的热气排道连接至用于给热气喷口供应热气的热气供应系统，以使得从热解釜排出的蒸汽与热气供应系统形成热交换。
进一步地，多个螺旋下料机构的进料口连接同一个分下料装置，分下料装置用于在物料自然下落时分入每个进料口；
其中，分下料装置包括漏斗状的下料盘，以及形成于下料盘内的分隔板，分隔板将下料盘的下半部分成与进料口一一对应的多个分料通道。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
本发明通过在生活垃圾输送进入热解釜的过程中同时进行预热，能够在提高待热解垃圾颗粒的初始热值的同时，节省了预热时间，且预热后及时进入热解釜，减少预热后垃圾转移的热量损失。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明提供的生活垃圾连续化多层热解反应釜的一种较佳实施例的结构示意图；
图2为图1的半剖图；
图3为图1的全剖图；
图4为图1中Ⅰ-Ⅰ的放大图；
图5为图4所示辅助预热件的结构示意图；
图6为图5的俯视图；
图7为图5的正视图；
图8为图7所示A-A向剖视图；
图9为图3所示下料孔的内部结构示意图；
图10为图1所示分下料装置的立体结构图。
图中的标号分别表示如下：
1、热解釜；11、隔板；12、下料孔；13、弹性件；14、闭合片；15、热气排道；2、预热釜；21、排气通道；3、分下料装置；31、下料盘；32、分隔板；33、分料通道；4、辅助预热件；41、主轴杆；411、中空通道；42、内螺旋片；43、外螺旋片；44、物料输送通道；45、热气喷口；46、进料口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-4所示，本发明提供的一种生活垃圾连续化多层热解反应釜包括：
热解釜1，用于使生活垃圾热解；
预热釜2，其下料端连接于热解釜1的进料端，预热釜2用于对进入热解釜1的生活垃圾进行预热；
辅助预热件4，设置在预热釜2内，在生活垃圾经过预热釜2的过程与生活垃圾接触，并对生活垃圾进行预热。
本发明旨在通过在生活垃圾输送进入热解釜的过程中同时进行预热，能够在提高待热解垃圾颗粒的初始热值的同时，节省了预热时间，且预热后及时进入热解釜，减少预热后垃圾转移的热量损失。
具体的，垃圾通过预热釜2进入热解釜1，在预热釜2中完成预热过程，以提高待热解垃圾颗粒的初始热值，避免温度较低的垃圾颗粒直接进入到热解釜1内部影响垃圾热解所需要的环境温度，从而导致热解效率降低，而在预热釜2中设置辅助预热件4的方式不限制，能够实现对垃圾送入热解釜1前完成加热目标温度的预热即可。
其中，进入预热釜的生活垃圾主要是指：生活废弃物、塑料、橡胶制品、聚乙烯袋，发泡胶、报纸等，在经过粉碎机粉碎至0.2-1cm的垃圾颗粒后，通过输送设备向进料口46内注入，垃圾颗粒随即落入到辅助预热件4区域。
以下提供几种辅助预热件4的实施例：
实施例一：
辅助预热件4设为分布设置在预热釜2内部的多个电加热件；例如：电加热件可以是分布设置在预热釜2侧壁和/或顶部和/或底部的电加热管、电加热片、电加热环等，垃圾颗粒从预热釜经过时，与电加热件4解除从而实现预热目的。
由于垃圾颗粒下落过程很快，因此，垃圾颗粒需要在预热釜2中存储预设时间，来完成预热过程。
其设置方式简单，加热方式简单，且辅助预热件4能够对垃圾颗粒具有一定的分散作用。。
实施例二：
基于实施例一，其辅助预热件4显然是分布设置，且不能过于紧密，因此垃圾颗粒从其间通过时，存在部分垃圾颗粒无法直接与辅助预热件4直接接触，为了达到预热目的，则对加热的时间就有特定要求。
而且这种预热方式，实质上也需要通过集中堆积后进行预热达到最终目的，也会导致预热不充分，而被直接送入到热解釜1内，影响热解釜1内的热量平衡，延长加热时间的话又会降低垃圾颗粒向热解釜1输送的效率。对此，为使垃圾颗粒预热充分和不影响输送效率，将辅助预热件4设为螺旋下料机构，其设置在预热釜2内，螺旋下料机构的出料口连接至热解釜1，螺旋下料机构的进料口46连接至预热釜2外，生活垃圾经螺旋下料机构螺旋输送。
在本实施例中，对于螺旋下料机构的具体结构不做限制，其仅具有输送垃圾颗粒和壁面传热的功能即可，例如：螺旋下料机构可以是朝重力方向螺旋的螺旋通道，螺旋通道的壁面内可以埋设与之结构相适配的螺旋电热管，为提高加热效率，螺旋电热管优选埋设于靠近垃圾颗粒被输送时的位置，即优选埋设于螺旋通道的通道底部。
采用这种方式，延缓了垃圾颗粒下落至热解釜的输送过程，可以持续性加热进料，而不需要像实施例二，需要在关闭进入热解釜的通道的情况下完成预热，再打开通道进料，整个垃圾处理过程更为高效，更具有连续性。
而且，垃圾颗粒在螺旋向下输送的过程中，垃圾颗粒主要是以滚动的方式向下动作，能够与热源有充分的接触，相当于在输送过程中实现了流动式的分散作用，预热效果更明显，预热时间更短。
实施例三：
基于实施例二，其采用的螺旋通道的输送方式，易使垃圾颗粒堵塞在通道内，不能继续向下输送，且对于螺旋通道内下层靠近电加热元件的垃圾颗粒加热效果较好，对于螺旋通道内上层远离电加热元件的垃圾颗粒加热效果较差。
且要使整个螺旋通道设置为电热导体，或者在其上设置导热管等结构，实际中成本也比较大，也容易存在电性故障。
而在本装置的实际使用过程中，将辅助预热件4设为螺旋下料机构，设置在预热釜2内，螺旋下料机构的出料口连接至热解釜1，螺旋下料机构的进料口连接至预热釜2外，生活垃圾经螺旋下料机构螺旋输送。
在螺旋下料机构内壁形成多个热气喷口45，热气喷口45用于向螺旋下料机构内侧喷出预设温度的气体，以在输送过程中冲击生活垃圾进行加热和分散；在预热釜2上设置排气通道21。
采用在螺旋下料机构内壁形成热气喷口45的方式，更为简单，而且增加了分散垃圾的效果。
为了进一步说明本实施例的实施方式，如图5-图8所示，本实施例优选将螺旋下料机构包括：
主轴杆41，内部形成用于通入热气体的中空通道411，主轴杆41的一端固定连接在预热釜2内底面，另一端外接至预热釜2外部并用于向中空通道411内通入热气体，中空通道411与每个热气喷口45均连通；
内螺旋片42，沿主轴杆41轴向自重力方向螺旋设置；
外螺旋片43，沿主轴杆41轴向自重力方向螺旋设置，内螺旋片42与外螺旋片43互相包围之间形成螺旋向下的物料输送通道44；
热解釜1上的热气排道15连接至用于给热气喷口45供应热气的热气供应系统，以使得从热解釜1排出的蒸汽与热气供应系统形成热交换；
其中，热气喷口45设置在物料输送通道44的底面，和/或设置在主轴杆41侧壁位置，和/或设置在内螺旋片42上，和/或设置在外螺旋片43上。
垃圾颗粒通过输送设备向进料口46内注入，垃圾颗粒随即落入到螺旋下料机构区域，而由于螺旋下料机构上内螺旋片42、外螺旋片43的螺旋曲面设置，其不仅能够使垃圾颗粒聚拢到物料输送通道44上，利用自身重力使垃圾颗粒螺旋向下输送，垃圾颗粒的滚动输送过程相当于自带分散效果，也有益于对垃圾颗粒的充分预热；另一方面，内螺旋片42、外螺旋片43的互相包围结构，增加了垃圾颗粒的接收面积，避免由于垃圾颗粒下落触壁时受到的反作用力使其溅射出辅助预热件4区域。
同时，自热气喷口45喷出的热气也能够起到防垃圾颗粒堆积的作用，优选地，热气喷口45的喷出方向设置为沿所在位置的输送方向倾斜设置。
如图3、图9所示，而在本装置的实际使用过程中，进一步优选地地将预热釜2与热解釜1为一体结构，由此，预热釜2需要经常向热解釜1内输送被预热完全的垃圾颗粒，热解釜1和预热釜2内部极易产生气流交换，从而导致热解釜1内的热量损失。
对此，本实施方式将热解釜1和预热釜2的内部通过隔板11分为两个独立的腔体；在隔板11上设置与螺旋下料机构数量对应的下料孔12，螺旋下料机构的下料端连接下料孔12内壁，且能够使得物料下料时能够充满下料孔12，以限制下料时预热釜2中的气体进入热解釜1中。以避免气体影响热解釜1内部的环境，从而影响热解效果。
实际上，热解釜1内要求缺氧环境，这就要求一般情况下预热釜2不能够通入热空气，而采用惰性气体成本相对较高，而将下料孔12设置为与螺旋下料机构下料部分紧密对应的结构，能够有效的减少预热下料过程中，预热釜中的气体进入热解釜，这样，热气源的气体可以比较容易的选择空气。而下料孔12内部在未充满垃圾颗粒时，却不能有效阻止热解釜1和预热釜2内部极易产生气流交换。
针对于上述情况，本实施例中更为优选的是，在下料孔12位于热解釜1的一侧通过弹性件13连接有能够自复位的闭合片14，闭合片14的初始状态为闭合下料孔12；闭合片14能够在物料下料时自动打开，能够在没有物料重力作用下闭合下料孔12。
对于螺旋下料机构的数量，优选在预热釜(2)内周向均匀分布设置多个螺旋下料机构，其目的在于，较为分散的使垃圾颗粒从不同位置进入热解釜。
多个螺旋下料机构意味着一般会有多个进料口，因此，本实施方式进一步如图1、图10所示，在预热釜上设置分下料装置3，多个螺旋下料机构的进料口46连接同一个分下料装置3，分下料装置3用于在物料自然下落时分入每个进料口46。
其中，分下料装置3包括漏斗状的下料盘31，以及形成于下料盘31内的分隔板32，分隔板32将下料盘31的下半部分成与进料口46一一对应的多个分料通道33。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。
Claims (8)
1.一种生活垃圾连续化多层热解反应釜，其特征在于，包括：
热解釜(1)，用于使生活垃圾热解；
预热釜(2)，其下料端连接于所述热解釜(1)的进料端，所述预热釜(2)用于对进入所述热解釜(1)的生活垃圾进行预热；
辅助预热件(4)，设置在所述预热釜(2)内，在生活垃圾经过所述预热釜(2)的过程与生活垃圾接触，并对生活垃圾进行预热；
所述辅助预热件(4)为螺旋下料机构，设置在所述预热釜(2)内，所述螺旋下料机构的出料口连接至所述热解釜(1)，所述螺旋下料机构的进料口连接至所述预热釜(2)外，生活垃圾经所述螺旋下料机构螺旋输送；
在所述螺旋下料机构内壁形成多个热气喷口(45)，所述热气喷口(45)用于向所述螺旋下料机构内侧喷出预设温度的气体，以在输送过程中冲击生活垃圾进行加热和分散；
在所述预热釜(2)上设置排气通道(21)；
所述螺旋下料机构包括：
主轴杆(41)，内部形成用于通入热气体的中空通道(411)，所述主轴杆(41)的一端固定连接在所述预热釜(2)内底面，另一端外接至所述预热釜(2)外部并用于向所述中空通道(411)内通入热气体，所述中空通道(411)与每个所述热气喷口(45)均连通；
内螺旋片(42)，沿所述主轴杆(41)轴向自重力方向螺旋设置；
外螺旋片(43)，沿所述主轴杆(41)轴向自重力方向螺旋设置，所述内螺旋片(42)与所述外螺旋片(43)互相包围之间形成螺旋向下的物料输送通道(44)；
其中，所述热气喷口(45)设置在所述物料输送通道(44)的底面，和/或设置在所述主轴杆(41)侧壁位置，和/或设置在所述内螺旋片(42)上，和/或设置在所述外螺旋片(43)上。
2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾连续化多层热解反应釜，其特征在于，
所述辅助预热件(4)为分布设置在所述预热釜(2)内部的多个电加热件。
3.根据权利要求1所述的一种生活垃圾连续化多层热解反应釜，其特征在于，
所述辅助预热件(4)为螺旋下料机构，设置在所述预热釜(2)内，所述螺旋下料机构的出料口连接至所述热解釜(1)，所述螺旋下料机构的进料口连接至所述预热釜(2)外，生活垃圾经所述螺旋下料机构螺旋输送；
所述螺旋下料机构的内壁为热导体，能够进行电加热。
4.根据权利要求1所述的一种生活垃圾连续化多层热解反应釜，其特征在于，
所述预热釜(2)与所述热解釜(1)为一体结构，内部通过隔板(11)分为两个独立的腔体；
在所述隔板(11)上设置与所述螺旋下料机构数量对应的下料孔(12)，所述螺旋下料机构的下料端连接下料孔(12)内壁，且能够使得物料下料时能够充满所述下料孔(12)，以限制下料时所述预热釜(2)中的气体进入所述热解釜(1)中。
5.根据权利要求4所述的一种生活垃圾连续化多层热解反应釜，其特征在于，
在所述预热釜(2)内周向均匀分布设置多个所述螺旋下料机构。
6.根据权利要求5所述的一种生活垃圾连续化多层热解反应釜，其特征在于，
在所述下料孔(12)位于所述热解釜(1)的一侧通过弹性件(13)连接有能够自复位的闭合片(14)，所述闭合片(14)的初始状态为闭合所述下料孔(12)；
所述闭合片(14)能够在物料下料时自动打开，能够在没有物料重力作用下闭合所述下料孔(12)。
7.根据权利要求5-6任一项所述的一种生活垃圾连续化多层热解反应釜，其特征在于，
所述热解釜(1)上的热气排道(15)连接至用于给所述热气喷口(45)供应热气的热气供应系统，以使得从所述热解釜(1)排出的蒸汽与所述热气供应系统形成热交换。
8.根据权利要求5-6任一项所述的一种生活垃圾连续化多层热解反应釜，其特征在于，
多个所述螺旋下料机构的进料口(46)连接同一个分下料装置(3)，所述分下料装置(3)用于在物料自然下落时分入每个所述进料口(46)；
其中，所述分下料装置(3)包括漏斗状的下料盘(31)，以及形成于所述下料盘(31)内的分隔板(32)，所述分隔板(32)将所述下料盘(31)的下半部分成与所述进料口(46)一一对应的多个分料通道(33)。
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