CN1688435A - 双流笼式压实干燥设备和垃圾压实及干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于垃圾的笼式干燥－压实设备，包括圆柱形主体(1)和至少一对压力板(6)，所述圆柱形主体(1)由加热纵向管子(2)构成，其中通过载热流体，沿圆柱的母线设置并且互相隔开，以如此方式实现用于蒸汽出口而不用于材料出口的纵向狭槽，通过约束铰链装置联接，并且中心之间按规定距离定位，而所述压力板(6)互相对面放置，作为所述圆柱形主体的可运动基础操作并且作为压缩活塞，由所述垃圾加热步骤产生的蒸汽通过所述加热管子之间的纵向狭槽排出，其中在笼式压实干燥设备内部设置另外热源，全部沿设备长度设置，所述热源至少包括一条通过载热流体的管子，用于准备经受处理的材料的进入的装置(3)，其位置接近设备的两端，和在对应的对面端上用于收集已经受处理的材料的装置。

Description

双流笼式压实干燥设备和垃圾压实及干燥方法

技术领域

本发明涉及一种双流笼式压实干燥设备和垃圾压实及干燥方法。

本发明包括在处理工业垃圾、废物和类似物质设备领域中。

背景技术

在现代生活中处置城市固体垃圾永远是一个敏感的问题。当前采用的解决办法是把废物放置在垃圾堆中或作为替代，进行焚烧。

以上两种办法均有环境方面缺点。实际上，大多数垃圾堆迅速地达到饱和状态，并且经常很难找到新的区域而不致受到周围区域中居民的抗议，埋怨由于废物的散发而引起空气污染。

即使用稳定热量技术上最先进的焚烧器能够以接近20％的效率产生功率，对每吨燃烧的垃圾将在空气中放出大量二氧化碳，并且还有在烟气中引起有毒产物的危险，主要由于在废物中存在高湿度而阻止完全燃烧造成。

最近以来，广泛采用的现代化废物处理厂，其目的为使废物体积的减少和腐烂成分的迟钝化。这一工艺技术目标是获得固体、干燥、灭菌和解毒的产物，可以送往垃圾堆场或者甚至，考虑到其优秀的稳定性特征和干燥状态，可以作为恢复环境的材料使用，即在稳定热量中采用的良好燃料。

面对的技术问题并且只有部分为已知工厂解决的问题主要与工作潜力的最优化有关，并且其结果与设备的实际高成本有关。

例如，意大利工业发明专利No.1,262,260描述一种两阶段系统：第一压实阶段，其中准备处理的材料在常温下被压缩，并在吸收以前进行脱水；第二干燥阶段，其中预处理过的废物被放入烤炉，在其侧壁上设置箱形元件，沿元件通过载热流体而使热释放到材料中。在第二阶段中，剩余的水分从垃圾中通过蒸发消除而产生的蒸汽通过设置在烤炉侧面表面上开口排出。

这种系统有不同的缺点：实际上，不可能获得载热流体均匀的液压定型运行，这样就危害热交换的最佳化；此外，因为存在少量压力应力，烤炉主体的阻力性能并不令人满意，由于加热室的侧壁上必须用于蒸汽出口的开口。

还有，所述侧壁上的开口减少了垃圾和加热区域之间的接触，这样就减少干燥阶段的效率。

在欧洲专利No.0 663 227 B1中描述一种更加先进解决办法，涉及笼式垃圾干燥-压实设备，包括包含垃圾的圆柱形主体，这些垃圾必须处理并且经过结实的压力板压实，所述压力板互相对面放置并且作为所述圆柱形主体的移动基础。

关于以前的解决办法，以本申请人名义登记的欧洲专利No.1 066 490 B1具有创新的特征可以获得最佳的结果。它描述一种笼式干燥-压实设备，具有由沿所述圆柱形主体母线的纵向管子组成的圆柱形主体，管子布置方式为互相隔开，所述管子中经过载热流体，既作为设备的承载结构，又作为载热流体和包含在圆柱形主体中经受处理垃圾之间的热交换表面。垃圾的压实作用由两块互相对置的压力板执行，作为所述圆柱形主体的运动基础。

加热管由保持边缘互相约束，中心之间设定规定距离以保证形成圆柱形主体管子的稳定性，主体由于垃圾在加压中产生的径向推力和温度梯度而受到压迫。

干燥-压实设备还设置所述垃圾在加热中产生的蒸汽排出装置，所述排出装置由加热管之间纵向狭槽构成。

像其它已知的解决方案一样，该系统需要有预处理区段，其中垃圾在室温下压缩以便分离由浸泡水构成的表面液体成分。经过脱水的垃圾抵达干燥-压实设备，从该设备通过进一步的压缩-干燥处理，可榨出剩余水分，与此同时其体积可进一步减少。

如此该系统按照成批模式工作。实际上，垃圾被输送到预处理区段，在其中实施第一脱水程序并且从其中取出垃圾送往干燥-压实设备，在取出和送往储存以前在设备中再经受钝化。

如此按照欧洲专利No.1 066 490 B1建议的解决办法可避免载热流体加热的液压定型运行问题，并且以清晰的方式解决蒸汽的排出问题。

此外，该笼式干燥-压实设备完全独创的结构是结实的并且可以完美地承受在其运行中发生的热应力和机械应力。

同时，按照欧洲专利No.1 066 490 B1的干燥-压实设备具有一些减少其效率的特征。

首先，建立在包含于圆柱内垃圾的热模式具有对数运行性质；温度缓慢地趋向处理中物体中心而增加，这不利于达到设计温度和在产品中短时间内达到均匀温度。

还有，沿圆柱主体母线设置管子不可避免地牵涉实际使用的热交换表面(即，实际上与经受处理的材料的接触)仅为面向圆柱形主体内部的部分，就是管子整个加热表面中很低的百分比。

这两个限制将产生相反的效果，实际上，如果一方面，增加热交换表面有用部分，就必须增加构成干燥-压实设备的圆柱形主体直径，另一方面，加热曲线的对数运行性质将使系统构造具有较小的直径，这将导致必须采用较长的系统或者由不止一台干燥-压实设备构成的系统，他们并联运行，以保持同样容积标准能力不变。

最后，另一个限制是协调装料、压实和排出循环顺序的同步性，不可避免地把运行流程区分为时间间隔较长的多个步骤，因此导致生产降低。

更好是使用较小体积的干燥-压实设备，能够处理比较大量的垃圾，这样能够减少干燥过程并且容许连续地处理。

在此意义上按照本发明解决办法根据上述目的是通过笼式干燥-压实设备达到的，在结构上改进为增加载热流体通过的管子热交换表面的平均有用部分并且同时使系统可以连续运行。

发明内容

为获得上述目的，建议按照本发明在由载热流体通过的管子构成的笼式干燥-压实设备内引进另外的热源，全部沿其长度设置，并且适当地规定尺寸。可以设置附加的管子，除插入垃圾堆以外，可使干燥-压实设备在其长度上分成多个扇区，结果具有比较由笼子外周上管子更多用于热交换的有用表面，而各扇区具有小于笼子的直径，因此更加有效地传递热量到垃圾堆中。因此，所处理垃圾的温度可在较少时间内达到要求值。

按照本发明实施的管子定位可以使设备获得抵抗机械和热应力更好的阻力。其结果使笼式干燥-压实设备得到压缩工作，而在已知系统中这项工作是在室温下在压实扇区中实现的，放在干燥-压实设备以前。

利用料斗可消除预处理区段而使其可以直接输送准备经受处理的垃圾到干燥-压实设备中。结果，有可能连续地运行系统。

连续运行还具有许多优点，其中有：

·额外减少总处理时间，

·增加具体生产，

·减少构成系统的模块，

·推杆最佳化，

·降低成本。

按照本发明的干燥-压实设备可以方便地用来干燥和和压缩各种固体垃圾，其中可以具有高于40％的湿度，不论其从民用或工业活动中产生，在每次运行循环中可以大量加入，甚至达到每运行班次600-1000吨，结果可以降低每公斤处理垃圾的总计管理成本。

因此本发明具体目的为一种垃圾笼式干燥-压实设备，包括圆柱形主体和至少一对压力板，所述圆柱形主体由加热纵向管子构成，其中通过载热流体，沿圆柱的母线设置并且互相隔开，以如此方式实现用于蒸汽出口而不用于材料出口的纵向狭槽，通过约束铰链装置联接，并且中心之间按规定距离定位，而所述压力板互相对面放置，作为所述圆柱形主体的可运动基础操作并且作为压缩活塞，由所述垃圾加热步骤产生的蒸汽通过所述加热管子之间的纵向狭槽排出，其中，在笼式压实干燥设备内部设置另外热源，全部沿设备长度设置，所述热源至少包括一条通过载热流体的管子，用于准备经受处理的材料的进入的装置，其位置接近设备的两端，和在对应的对面端上用于收集已经受处理的材料的装置。

具体地说，按照本发明，所述另外热源包括多条通过载热流体的管子，并且互相隔开对准放置，其方式使圆柱主体内部体积分成互相连接的扇区，较佳地为四个相等扇区，每一扇区设置一对互相对置的压力板，其形状根据各扇区的形状而定。

按照本发明，所述压力板的形状是这样的：即面向笼子外表面的外形具有横跨的外形，使一个跨和邻近一个跨之间限定的尖端伸入在两个邻接管子之间的空间中。

具体地说，按照本发明，所述另外热源用包壳结构约束，该包壳结构由多个约束板构成，设置在中心之间的规定距离处。

还是按照本发明，干燥-压实设备设置用于来自管子的所述载热流体的进口和出口总管，用柔性接头连接，其方式使管子内流体均匀分布，较佳地所述总管如此设置，使各单独管子内的流动方向相反于相邻的管子。

还是按照本发明，用于所述准备经受处理的材料的进入的装置包括装载料斗，垃圾从该料斗落入在圆柱形主体进口端的装载室内。

还有，按照本发明，所述干燥-压实设备还包括热绝缘材料外壳，其紧密地包含所述圆柱形主体，对于从所述纵向狭槽出来的蒸汽具有总管功能，并且通过封闭的循环电动冷凝单元设置为低压模式，其方式使所述设备不影响工作环境和外部环境。

还是按照本发明，所述约束边缘安装在一系列静止的和滑动的装置上而建立静不定结构，以便尽可能减少由于高温度梯度、以及由于对置的压力板施加的压缩力而形成的径向推力形成的应力的效果。

本发明第二具体目的是通过如上述权利要求所述的干燥-压实设备进行的压实和干燥垃圾过程，其中，一设定运行，包括下列步骤，它们循环地重复进行：

-抽出设备两侧的压力板到各自的下死点；

-在已经包含在前面循环中引进的一定量垃圾的情况下，在运行温度下，引进设定装载量的准备经受处理的材料至干燥-压实设备内，

-操作在材料进口一侧的压力板，其方式为用新充入的材料顶压已经存在于干燥-压实设备的圆柱形主体中的材料而压缩引进的材料，并强行推进它而使在相对材料进口的对面端的材料的一部分被推出，

-从材料进口侧抽出压力板到下死点；

-取走从设备出来的材料，

-操作在设备两侧的压力板，其方式是使压力板压缩其中的材料，

-重复循环的第一步。

本发明设定的运行操作状态通过下列步骤达到，从空设备开始：

-使载热流体在管子内流动，以达到运行温度，

-抽出设备两侧的压力板到相关的下死点；

-在达到运行温度的干燥-压实设备内引进一批准备经受处理的垃圾，

-操作设备两侧的压力板，其方式使压力板压缩和移动包含在其中的材料，

所述步骤循环地进行一直到设定的充填程度为止。

附图的简要说明

本发明现在将按照其较佳实施例具体参照附图进行描述，仅为说明而不作为限制，其中：

图1显示按照本发明设备示意性纵向剖面侧视图，

图2显示图1中设备示意性正视横剖面图，

图3显示图1中设备圆柱形主体笼细节的立体图。

具体的实施方式

参照附图，可以观察到本发明干燥-压实设备的主体包括圆柱形主体1，由通过载热流体的管子2组件构成，所述管子2按照圆柱的母线定位。如此在各管子2内形成圆柱形空间，所述空间用另外通过载热流体的管子分隔成为四个相等的扇区，所述另外的管子按照十字形布置。需要压实和干燥的垃圾从上面装入设备，通过料斗3进入靠近圆柱形主体基础之一的装载室12内。通过管子之间的热交换，设备加热了排出的垃圾，其作用如烤炉一般。

还有，考虑到管子作为横梁的良好特征，它们的尺寸和支承方式使圆柱形主体也作为需要处理的材料的支承结构，该结构能够支持在设备运行中发生的压力和热应力。

构成圆柱形主体并且进而将其分成四个扇区的管子2中通过170-190℃的载热流体；构成侧面圆柱形主体的管子用保持环4互相联结，分隔圆柱形主体成为四个扇区的这些管子用十字形保持板5联结。所述保持环4和保持板5按中心之间有一定距离设置以保证管子在压缩材料和热梯度径向推力下的稳定性。这些保持结构具有按照管子外形设计的支座。

用于压缩包含在圆柱形主体1内垃圾的纵向及轴向推力由四对压力板6施加在材料相对两面上，该压力板经过适当地设计以便引入圆柱形主体的各扇区内部空间中，并且对应于侧壁在两邻接管子之间空间内插入的尖端具体设置。

在笼式压实干燥设备圆柱形主体外部，管子2通过柔性接头连通隔热流体进口总管7和出口总管8，从而不妨碍在圆柱形主体1不同扇区内作为活塞的压力板6的运动。具体地说，进口和出口总管如此交错地设置，使各管子的进口端对应于邻近管子的出口端。

笼式圆柱形主体装在由滑动垫9构成的地面支座上，适当地设置成为静不定结构，以便尽可能减少由于高温度梯度形成的应力效果，以及由于压力板6施加的压缩力而造成的纵向推力。

本发明基本元件为管子2的特殊几何位置，如前所述，管子作为热源和包含结构。这些管子按照两种不同的功能放置，大部分沿圆柱形主体的母线放置，适当地互相隔开以便在相邻管子之间留出一系列必须为蒸汽排出的纵向狭槽；剩余部分按照互相垂直的方向排列，以便形成十字而分隔圆柱形主体成为四个互相隔开而相等扇区。

沿圆柱形主体1侧壁的纵向狭槽不但作为蒸汽排出口非常有效，作为协助管子2和需要经受处理的材料之间热交换的元件也很有效，由于尖端部分如此向外变小，使垃圾材料在压力推动下承受逐渐变大的阻力，该阻力当压缩力稳定在设计值时结束变化，保证需要经受处理的材料“不(从狭槽)排出”。

在圆柱形主体内十字排列的管子处于垃圾中间：它们将与需要经受处理的材料接触，其接触表面部分大于构成圆柱形主体的管子部分，各管子面向设备的两个不同扇区。因此，这些管子用于由载热流体传递到需要经受处理的材料的热交换表面增加。

此外，分隔成为扇区建立了多个笼子，它们具有比圆柱形主体较小的直径：各扇区较小的横截面使其对于垃圾达到较高的热传递效率。因此，处理的材料温度在较短时间内达到设计值。

圆柱形主体1的组件封闭在隔热外壳10内，该外壳担当蒸汽总管的作用，蒸汽通过管道11利用运动冷凝单元从出口释放排出，而总管内为低压(真空)状态，冷凝单元按照封闭循环工作使系统不影响外部环境或工作环境。按照本发明的压实干燥设备结构也可使设备获得对于机械和热应力较高的阻力，由于管子担当强大的横梁作用，即使管子壁厚很小。

结果，压实干燥设备可以用较低或中等机械强度的材料制成，应该确定，对不同的机械强度材料，能够解决相关腐蚀问题，最后可以通过适当加大结构尺寸得到控制。

在这方面，应该理解使管子提高耐磨损强度的表面处理由于采用低粘合(basso-low-bonded)钢而变成可能。

此外，也可能使笼式压实干燥设备进行压缩工作，这在已知系统中是在压缩部分在室温下进入烤炉以前实施。

消除预处理部分以后可以通过垃圾装载装置并适当布置调整处理的材料的回收而达到系统的连续运行。

在运行开始时，设备的装载，加热烤炉使载热流体在设计温度下在管子内流动，这样就有三步的运行循环，其中第一步为抽出压力板6到相关死点，使其不致妨碍加入需要经受处理的材料。第二步牵涉引进垃圾落入设备中，相对于设备能力而言为较小的加入量，从料斗3进入装载室12。然后关闭料斗进口，而压力板6从圆柱形主体1的两端推压材料，压缩并且在压实干燥设备内按照进口方向推动材料。

这一操作反复进行一直到完成与设计数据兼容的充填为止，所述设计数据根据考虑到材料的内、外摩擦系数(因此其性质和尺寸)和在设备中必须用于钝化滞留时间(即为需要经受处理的材料的湿度和要求剩余湿度的函数)的工程计算而设定。

在充填阶段中，载热流体经常保持在设定运行温度值。如此，可以避免温度的变化，而其结果是节约能量和减少腐蚀过程。

在第一步以后，材料已经在进行一定程度的压实和干燥操作，开始设备的设定运行。

必须考虑到，沿其全部长度，按照本发明的压实干燥设备设置一种环境，其中各部分具有以前部分和以后部分同样的温度。这说明无论对于在设备固定坐标位置上的需要经受处理的材料，还是相对于设备移动而从装载加料进口移动到出口的材料，均可同样转移热量。

在设备中各新加入的材料将经受下列处理，包括引进步骤、处理步骤(按照设计参数决定的总循环数重复进行)和经过处理的材料的回收步骤。

在引进步骤中，需要经受处理的材料从料斗3落入装载室12，而压力板处于对应的相关下死点。如此，在此描述作为参考，装入的材料在圆柱形主体1中在进口端被压力板6压向以前加入的材料，然后被在出口端相关的压力板压缩。

然后在出口端的压力板退回并且所有材料向出口前进，一部分材料到达出口附近并被取出。

此后，在进口端的压力板也退回而新的装料落入装载室，并且推入圆柱形主体中和向以前循环中引进的材料压缩，同时连同这些材料向所有以前已经的材料压缩，如此首先压缩然后向出口移动。

在一定数量的循环以后，在此期间继续利用载热流体通过管子热交换表面转移热量而进行干燥，相关装料接近出口而取出。

在这样方式下，通过变化垃圾在设备中循环数量，即变化各次引进装料的长度，可以继续使材料经受处理，直到达到所要求的干燥和压缩程度。

本发明按照较佳实施例已经作出说明性而不是限制性的描述，但应该理解对于本行业熟练人士可以引进各种变型和变化而不致偏离如所附权利要求中所定义的有关范围。

Claims (13)

1.一种用于垃圾的笼式干燥-压实设备，包括圆柱形主体和至少一对压力板，所述圆柱形主体由加热纵向管子构成，其中通过载热流体，沿圆柱的母线设置并且互相隔开，以如此方式实现用于蒸汽出口而不用于材料出口的纵向狭槽，通过约束铰链装置联接，并且中心之间按规定距离定位，而所述压力板互相对面放置，作为所述圆柱形主体的可运动基础操作并且作为压缩活塞，由所述垃圾加热步骤产生的蒸汽通过所述加热管子之间的纵向狭槽排出，其特征为，在笼式压实干燥设备内部设置另外热源，全部沿设备长度设置，所述热源至少包括一条通过载热流体的管子，用于准备经受处理的材料的进入的装置，其位置接近设备的两端，和在对应的对面端上用于收集已经受处理的材料的装置。

2.按照权利要求1所述的干燥-压实设备，其特征为，所述另外热源包括多条通过载热流体的管子，并且互相隔开对准放置，其方式使圆柱主体内部体积分成互相连接的扇区，各扇区设置一对互相对置的压力板，其形状根据各扇区的形状而定。

3.按照权利要求1或2所述的干燥-压实设备，其特征为，所述另外热源包括多条通过载热流体的管子，并且互相隔开对准放置，以允许准备经受处理的材料通过，其方式使圆柱主体内部体积分成互相连接的四个相等扇区，各扇区设置一对互相对置的压力板，其形状根据各扇区的形状而定。

4.按照上述权利要求之一所述的干燥-压实设备，其特征为，所述压力板的形状是这样的：即面向笼子外表面的外形具有横跨的外形，使一个跨和邻近一个跨之间限定的尖端伸入在两个邻接管子之间的空间中。

5.按照上述权利要求之一所述的干燥-压实设备，其特征为，所述压力板的形状如此，即面向笼子外表面的外形具有跨座轮廓，其方式使一个跨座和邻近跨座之间限定的尖端在两个邻接管子之间的空间中迂回地进行。

6.按照上述权利要求之一所述的干燥-压实设备，其特征为，所述另外热源用包壳结构约束，该包壳结构由多个约束板构成，设置在中心之间的规定距离处。

7.按照上述权利要求之一所述的干燥-压实设备，其特征为，设置用于来自管子的所述载热流体的进口和出口总管，用柔性接头连接，其方式使管子内流体均匀分布。

8.按照权利要求7所述的干燥-压实设备，其特征为，用于所述载热流体的进口和出口总管如此设置，使各单独管子内的流动方向相反于相邻的管子。

9.按照上述权利要求之一所述的干燥-压实设备，其特征为，用于所述准备经受处理的材料的进入的装置包括装载料斗，垃圾从该料斗落入在圆柱形主体进口端的装载室内。

10.按照上述权利要求之一所述的干燥-压实设备，其特征为，它还包括热绝缘材料外壳，其紧密地包含所述圆柱形主体，对于从所述纵向狭槽出来的蒸汽具有总管功能，并且通过封闭的循环电动冷凝单元设置为低压模式，其方式使所述设备不影响工作环境和外部环境。

11.按照上述权利要求之一所述所述的干燥-压实设备，其特征为，所述约束边缘安装在一系列静止的和滑动的装置上而建立静不定结构，以便尽可能减少由于高温度梯度、以及由于对置的压力板施加的压缩力而形成的径向推力形成的应力的效果。

12.通过如上述权利要求1-11中之一所述的干燥-压实设备进行的压实和干燥垃圾过程，其特征为，一设定运行，包括下列步骤，它们循环地重复进行：

-抽出设备两侧的压力板到各自的下死点；

-在已经包含在前面循环中引进的一定量垃圾的情况下，在运行温度下，引进设定装载量的准备经受处理的材料至干燥-压实设备内，

-操作在材料进口一侧的压力板，其方式为用新充入的材料顶压已经存在于干燥-压实设备的圆柱形主体中的材料而压缩引进的材料，并强行推进它而使在相对材料进口的对面端的材料的一部分被推出，

-从材料进口侧抽出压力板到下死点；

-取走从设备出来的材料，

-操作在设备两侧的压力板，其方式是使压力板压缩其中的材料，

-重复循环的第一步。

13.按照权利要求11所述的压实和干燥过程，其特征为，设定的运行操作状态通过下列步骤达到，从空设备开始：

-使载热流体在管子内流动，以达到运行温度，

-抽出设备两侧的压力板到相关的下死点；

-在达到运行温度的干燥-压实设备内引进一批准备经受处理的垃圾，

-操作设备两侧的压力板，其方式使压力板压缩和移动包含在其中的材料，

所述步骤循环地进行一直到设定的充填程度为止。

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