CN203082892U - 农村垃圾无害化处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及垃圾处理领域，具体涉及一种农村垃圾无害化处理装置。该炉包括热解气化区和燃烧区；所述热解气化区的上部设有进料口；其底部设有点火口和排渣口；所述燃烧区包括多个燃烧室；所述热解气化区的下部按高度由低到高依次与每个所述燃烧室相通；相邻两个所述燃烧室的公共侧壁上均设置有一个燃烧器，且相邻两个所述燃烧器在水平方向上相互错开；所述燃烧器包括外壳和氧气导管；所述外壳的中部设置有通腔；所述氧气导管的一端与所述通腔相通，另一端与外界大气相通；所述氧气导管上设置有阀门。本实用新型所提供的农村垃圾无害化处理装置能够通过热解气化和多级燃烧的方式实现对有机物的分解较为彻底，达到无害化。

Description

农村垃圾无害化处理装置

技术领域

本实用新型涉及垃圾处理领域，具体涉及一种农村垃圾无害化处理装置。

背景技术

随着我国新农村建设的加快,农村人口从相对分散变为相对集中，产生的垃圾如何妥善处置成为当前面临的问题。由于农村垃圾相对点位较分散、收集较困难、运输距离远、因此整体对垃圾的收运覆盖将导致运输成本较高；目前，我国农村缺乏投资成本和运行成本都相对较低的、有效处理垃圾的技术和设备；由于垃圾的收运体系不能满足全覆盖分散点位和偏远农村的垃圾，传统做法大多采用原始堆放，简易填埋的方式进行处理，但这种处理方式占用了大量土地，对土地资源造成不可恢复性的破坏；垃圾渗滤液会对水体造成污染；并且垃圾场会产生大量有害病菌,威胁人们的健康、影响生活环境。

由于垃圾中有很多可燃成分，如果直接进行填埋，这些可燃成分就成了火灾隐患，并且会占用大量土地资源。因此为了减小堆放、填埋对土地和水体资源所造成的破坏，也为了降低火灾隐患，现在的通常做法是对这部分可燃垃圾通过直接焚烧的方式进行处理，这样即可以减小体积，节约土地资源，又能够降低火灾隐患。

但由于直接焚烧过程中垃圾燃烧不充分，许多垃圾在受热过程中就产生大量有害气体，这部分气体产生后会直接排入大气，严重影响大气环境；此外，由于垃圾内部的氧气含量不足，不能支持垃圾充分燃烧，因此在焚烧过程中还需要对垃圾进行翻转、搅拌，使其与氧气充分混合以提高燃烧效率。但这种方式却会产生大量的粉尘，而垃圾在燃烧过程中会产生较强的上升气流，将垃圾中的粉尘带入大气，进一步加重了对大气环境的污染。

实用新型内容

本实用新型提供了一种农村垃圾无害化处理装置，能够通过热解气化和多级燃烧的方式降低垃圾燃烧完毕后所产生的气体的毒性以及粉尘含量，实现无害化处理。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的，

农村垃圾无害化处理装置，包括热解气化区和燃烧区；所述热解气化区的上部设有进料口；其底部设有点火口和排渣口；所述燃烧区包括多个燃烧室；所述热解气化区的下部按高度由低到高依次与每个所述燃烧室相通；相邻两个所述燃烧室的公共侧壁上均设置有一个燃烧器，且相邻两个所述燃烧器在水平方向上相互错开；

所述燃烧器包括外壳和氧气导管；所述外壳的中部设置有通腔；所述氧气导管的一端与所述通腔相通，另一端与外界大气相通；所述氧气导管上设置有阀门。

进一步地，前述的农村垃圾无害化处理装置中，所述燃烧区的底部设置有储灰室，所述储灰室的底部设置有清灰口；每个所述燃烧室的底部均与所述储灰室相通。

进一步地，前述的农村垃圾无害化处理装置中，所述燃烧区内还设置有用于使可燃气体升温以帮助其燃烧的助燃器。

进一步地，前述的农村垃圾无害化处理装置中，所述燃烧区内设置有助燃室，所述助燃室串接在多个所述燃烧室之间且其底部与所述储灰室相通；所述助燃器设置在所述助燃室内。

进一步地，前述的农村垃圾无害化处理装置中，所述热解气化区的底部设置有炉排。

进一步地，前述的农村垃圾无害化处理装置中，所述炉排为活动式炉排。

进一步地，前述的农村垃圾无害化处理装置中，所述热解气化区内设置有辅助气化装置；所述辅助气化装置包括多个竖直设置的空心柱体；多个所述空心柱体之间通过挡板连接在一起；每个所述空心柱体的侧壁上和所述挡板上均设置有多个出火孔，该出火孔为纵向长条状；所述空心柱体的顶部密封设置有锥状顶盖。

进一步地，前述的农村垃圾无害化处理装置中，所述燃烧器设置在所述燃烧室的底部。

进一步地，前述的农村垃圾无害化处理装置中，包括炉体，所述热解气化区和燃烧区均设于所述炉体内；所述炉体的侧壁均为耐火材料制成。

进一步地，前述的农村垃圾无害化处理装置中，每个所述燃烧室内均设置有探温装置。

与现有技术相比，本实用新型所述的农村垃圾无害化处理装置通过在热解气化区内垃圾采用厚料层堆烧的方式，使垃圾局部燃烧，并利用垃圾燃烧所产生的热量对未燃烧的垃圾进行热解，能够使其产生大量可燃气体；在这种方式下垃圾处于“静态”热解状态，因此产生的粉尘较少。可燃气体大部分都在热解气化区的下部产生，因此热解气化区的下部也是主要的产气层。由于热解气化区与燃烧室的通道设置在热解气化区的下部，可燃气体产生后可通过负压经快速由热解气化区的下部依次引入多个燃烧室，并使其在850℃至1000℃的高温下停留超过2秒，使其燃烧的更成分，使有毒有害物质分解的较为彻底，达到无害化。通过将热解气化区按高度由低到高依次与每个所述燃烧室相通，并且相邻两个所述燃烧器在水平方向上相互错开，形成折流，可以延长可燃气体的流通路径，使其内部的粉尘自行沉降。因此，在不外加除尘设备的情况下，燃烧尾气也可直接达标排放，大气二次污染物防止措施简单。

此外，本实用新型所提供的农村垃圾无害化处理装置还具有下列技术效果：

（1）通过设置储灰室可以便于粉尘的统一收集。

（2）通过设置助燃器可以提升可燃气体的温度，有助于气体的燃烧。

（3）通过设置炉排能够保证底部的垃圾更有效的燃烧。

（4）通过在热解气化区内设置辅助气化装置，能够有效的避免了垃圾架空，粘结等常见问题，进一步提高垃圾“静态”热解气化的效果。

（5）通过将热解气化区和燃烧区均设于炉体内能够使炉子的结构更加紧凑，节约空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一所提供的农村垃圾无害化处理装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一所提供的燃烧器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例二所提供的农村垃圾无害化处理装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例二所提供的辅助气化装置的俯视结构示意图；

图5为本实用新型实施例二所提供的辅助气化装置的工艺流程图；

图6为本实用新型实施例三所提供的农村垃圾无害化处理方法的流程图。

附图标记：1-热解气化区，2-燃烧区，3-进料口，4-点火口，5-排渣口，6-燃烧室，7-燃烧器，8-烟囱，9-储灰室，10-助燃器，11-助燃室，12-炉排，13-炉体，14-外壳，15-清灰口，16-阀门，17-探温装置，18-返烧室，19-氧气导管，20-顶盖，21-空心柱体，22-挡板，23-透火孔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本实用新型中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本实用新型的一个实施方式提供了一种农村垃圾无害化处理装置，如图1所示，包括热解气化区1和燃烧区2；热解气化区1的上部设有进料口3；其底部设有点火口4和排渣口5；燃烧区2包括多个燃烧室6；热解气化区1按高度由低到高依次与每个燃烧室6相通；相邻两个燃烧室6的公共侧壁上均设置有一个燃烧器7，且相邻两个燃烧器7在水平方向上相互错开；

如图2所示，燃烧器7包括外壳14和氧气导管19；外壳14的中部设置有通腔；氧气导管19的一端与通腔相通，另一端与外界大气相通；氧气导管19上设置有阀门16。

通过在热解气化区1内使垃圾燃烧，并利用垃圾燃烧所产生的热量对垃圾进行热解，使其产生大量可燃气体。

首先，由于可燃垃圾中一般都含有许多碳、氢元素，这些元素在垃圾燃烧过程中主要产生一氧化碳、二氧化碳和水。而这部分垃圾燃烧产生的热量会为其它未燃烧的垃圾提供热量，促使其热解气化，这时形成的物质主要有碳、甲烷、乙烯、乙烷等碳氢类可燃物质，而且还会产生大量的如二噁英、硫化氢、氯气等有毒物质。此外，垃圾中的液态水也会被蒸发。而在垃圾燃烧过程中产生的一氧化碳和二氧化碳还会与水以及碳反应生成一氧化碳、氢气等气体。在这种方式下垃圾处于静态热解状态，因此产生的粉尘较少。

之后将这些可燃气体由热解气化区的下部依次通过多个燃烧室6，能够生成的可燃气体快速大量的通入燃烧室，并在高温下经过较长时间，使其燃烧的更成分，使有毒有害物质分解的较为彻底。例如，硫化氢与氧气反应可生成二氧化硫，氯气与氢气反应可生成氯化氢，一氧化碳与氧气反应可生成二氧化碳。

在可燃气体燃烧过程中大部分气体都是与氧气反应，因此氧气的供应量与气体的燃烧程度有着密切联系。本实用新型的燃烧器7通过设计氧气导管19，可以保证氧气与可燃气体的充分混合，达到有效燃烧。通过阀门16可以控制氧气量，进而控制燃烧过程。因此本实施例所提供的农村垃圾无害化处理装置在不外加除尘设备的情况下，燃烧后的尾气也可直接达标排放，大气二次污染物防止措施简单。

在实际制作过程中，可以将相邻的两个燃烧器7在水平方向上相互错开；这样可以延长可燃气体的流通路径，并形成折流，使其内部的粉尘沉降。并且可以在位于最上方的燃烧室6的顶部连接烟囱8，这样利于废气的疏导排放。

本产品可用于处理农村垃圾、秸秆或其它可燃有机物；利用热解气化将农村垃圾在高温下还原后生成可燃气体，并通过有氧高温燃烧的原理，无害化的将垃圾妥善处理。

表1至表4分别为该农村垃圾无害化处理装置的废气监测指标结果、尾气二噁英检测指标、飞灰检测指标以及灰渣检测报告。

通过这四个检测结果可以看出，本产品对垃圾减量化显著，各项环境排放指标均能达到《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485--2001）。产品运行时，除首次点火需要借助外界能源外，运行时无需添加辅助燃料，在不外加除尘设备的情况下，燃烧尾气也可直接达标排放，大气二次污染物防止措施简单；针对农村垃圾的焚烧处理来说，可以减少垃圾处理的除尘设备的配置成本；在不同地区、根据实际需要，该装置也可与其他环境控制装置配套使用。因此，本实用新型适用于农村垃圾的处理，投资成本、运行成本均低。

表1：废气监测指标结果

表2：尾气二噁英检测指标

表3：飞灰检测指标

表4：灰渣检测报告

为了进一步提高农村垃圾无害化处理装置的效果，本实用新型的实施例二所提供的农村垃圾无害化处理装置在实施例一的基础上进行了改进。如图3和图4所示，包括热解气化区1和燃烧区2；热解气化区1的上部设有进料口3；其底部设有点火口4和排渣口5；燃烧区2包括多个燃烧室6；热解气化区1的下部按高度由低到高依次与每个燃烧室6相通；相邻两个燃烧室6的公共侧壁上均设置有一个燃烧器7，且相邻两个燃烧器7在水平方向上相互错开；

燃烧器7包括外壳14和氧气导管19；外壳14的中部设置有通腔；氧气导管19的一端与通腔相通，另一端与外界大气相通；氧气导管19上设置有阀门16。

燃烧区2的底部设置有储灰室9，储灰室9的底部设置有清灰口；每个燃烧室6的底部均与储灰室9相通。

燃烧室6的数量可以根据处理量、每个燃烧室6的体积等进行设置，一般设置3至4个，这样能够基本保证可燃气体经过多级燃烧后使有毒有害物质分解的较为彻底，达到无害化。

粉尘沉降后会积累在燃烧室6内，如果长时间不清理会影响可燃气体的正常流通，甚至会造成堵塞。因此需要将粉尘及时排出燃烧室6外。而由于粉尘的比重较低，如果直接让其暴露在外容易受到气流影响而四处飘散，而通过在燃烧区2的底部设置储灰室9，所述储灰室的底部设置有清灰口15；每个燃烧室6的底部均与储灰室9相通，这样可以使粉尘集中在一个密闭环境内，便于粉尘的统一收集。

有些反应需要在高温条件下才能进行，如果温度不够则有可能无法进行反应。在刚开始处理垃圾时，由于缺少热量积累，可能导致温度不够，不能促发某些反应的进行，进而影响所排放的气体的质量。为了避免上述情况，燃烧区2内还设置有用于使可燃气体升温以帮助其燃烧的助燃器10。这样可以提升可燃气体的温度，有助于气体的燃烧。当热量积累到一定程度后，其自身燃烧所产生的热量足以支持这些反应的正常进行，便不再需要开启助燃器10。根据经验，一般当可燃气体在温度850℃以上条件下停留超过2秒，便能够保证绝大多数反应的正常进行。

可以在燃烧区2内单独设置一个助燃室11，助燃室11串接在多个燃烧室6之间且其底部与储灰室9相通；助燃器10设置在助燃室11内。这样能够提高助燃器10的效果。

燃烧过程需要氧气和可燃性物质的共同作用，因此要想燃烧持续进行，就必须保证氧气和可燃性物质的供应。通过在热解气化区1的底部设置炉排12，则能够很好的达到这种效果，能够保证底部的垃圾更有效的燃烧。

根据大量实验确定，炉排12优选为活动式炉排，并且根据装置的体积、处理量等因素可以考虑设置多个活动式炉排。

可燃气体的比重一般要小于空气，因此它会向上升。而将燃烧器7设置在燃烧室6的底部则有效的利用了可燃气体的这一性质，能够使可燃气体从燃烧器7的下方均匀通过燃烧器7，不会堆积在燃烧器7的某一侧，使燃烧器7能够在气体的四周均匀点火，进而使气体更充分的燃烧。

可燃垃圾在热解气化过程中可能会出现架空、粘结等现象，导致热解气化效果下降甚至热解气化过程中止。

为避免上述问题，可在热解气化区1内设置辅助气化装置；辅助气化装置包括多个竖直设置的空心柱体21；多个空心柱体21之间通过挡板22连接在一起；每个空心柱体21的侧壁上和挡板22上均设置有多个出火孔23，该出火孔23为纵向长条状每个空心柱体21的侧壁上均设置有多个透火孔23；空心柱体21的顶部密封设置有锥状顶盖20。

这样，通过多个空心柱体21以及挡板22可以将热解气化区的内部空间进行划分，减小垃圾架空的可能。同时，通过在空心柱体21上设置透火孔23，能够使燃烧产生的火焰通过透火孔23沿空心柱体21从一个位置传递至另一个位置，实现多点燃烧，也减小了架空的产生几率。并且，通过在空心柱体21的顶部密封设置锥状顶盖20，能够有效防止可燃垃圾在空心柱体21的顶部堆积，并且能够防止所产生的可燃气体通过空心柱体21上升至垃圾堆放区域的顶部，而是将其留在热解气化区1的下部，以便能够快速进入燃烧区2内进行燃烧处理。

辅助气化装置可以采用金属材料制成，例如钢铁，这样可以通过其良好的传热能力将底部燃烧所产生的热量传递至上层，使上层的垃圾干燥。

现在土地越来越少，如何充分利用土地资源是经常要考虑的一个问题。通过采用一体化设计，将热解气化区1和燃烧区2均设于炉体13内；炉体13的侧壁均为耐火材料制成，这样便能够使热解气化和高温燃烧有机结合，实现对有机物的彻底分解，实现产品结构的结构紧凑、小型化、便于安装和操作。

在垃圾处理过程中，温度对于处理结果起到至关重要的作用，为了能够实时监控各燃烧室7内的温度，可以在每个燃烧室7内均设置探温装置17。探温装置17一般可以选用探测范围为500～1000℃的温度传感器或其它具有探温功能的装置或设备。

为了进一步使可燃气体充分燃烧，提高处理效果，可以在燃烧区2内再设置一个返烧室18；返烧室18的底部设置有燃烧器7；并且返烧室18底部的燃烧器7与位于最上方的燃烧室6相通，并且返烧室的高度要低于该燃烧室6的高度。返烧室18的顶部连接有烟囱8。

通过这种设计可以使可燃气体通过依次通过所有燃烧室6之后向下折返通过返烧室18形成返烧效果，使可燃气体充分燃烧，粉尘沉降效果更明显，提高处理效果。

此外，还可在烟囱8处设置余热收集装置进行余热吸收，充分利用能源。

为了更为直观的展现本实用新型的技术方案，现提供本实施例所提供的农村垃圾无害化处理装置的工艺流程图，详见图5。

本实用新型的实施例一和实施例二所提供的农村垃圾无害化处理装置的工作方法，如图6所示，包括下列步骤：

301）将可燃垃圾堆放在密闭环境内，使其局部燃烧；

302）用局部燃烧产生的热量将未燃烧的垃圾热解气化，产生可燃气体和粉尘；其中，所述热解气化过程的温度保持在500～600℃；

303）将产生的可燃气体和粉尘按高度由低到高依次通入多个燃烧器进行有氧燃烧，同时使其中的粉尘沉降；其中，相邻两个燃烧器在水平方向上相互错开。

通过上述方法，能够使垃圾燃烧过程中产生的气体更充分的燃烧，使有毒有害物质分解的较为彻底，并且能够在气体流通过程中使其中的粉尘沉降，实现燃烧尾气直接达标排放。

在缺氧条件下，温度在500℃到600℃时，可燃气体浓度即达到最好条件。

最后应说明的是：以上实施方式及实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式及实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式或实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施方式或实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.农村垃圾无害化处理装置，其特征在于：包括热解气化区和燃烧区；所述热解气化区的上部设有进料口；其底部设有点火口和排渣口；所述燃烧区包括多个燃烧室；所述热解气化区的下部按高度由低到高依次与每个所述燃烧室相通；相邻两个所述燃烧室的公共侧壁上均设置有一个燃烧器，且相邻两个所述燃烧器在水平方向上相互错开；

所述燃烧器包括外壳和氧气导管；所述外壳的中部设置有通腔；所述氧气导管的一端与所述通腔相通，另一端与外界大气相通；所述氧气导管上设置有阀门。

2.如权利要求1所述的农村垃圾无害化处理装置，其特征在于：所述燃烧区的底部设置有储灰室，所述储灰室的底部设置有清灰口；每个所述燃烧室的底部均与所述储灰室相通。

3.如权利要求2所述的农村垃圾无害化处理装置，其特征在于：所述燃烧区内还设置有用于使可燃气体升温以帮助其燃烧的助燃器。

4.如权利要求3所述的农村垃圾无害化处理装置，其特征在于：所述燃烧区内设置有助燃室，所述助燃室串接在多个所述燃烧室之间且其底部与所述储灰室相通；所述助燃器设置在所述助燃室内。

5.如权利要求1所述的农村垃圾无害化处理装置，其特征在于：所述热解气化区的底部设置有炉排。

6.如权利要求5所述的农村垃圾无害化处理装置，其特征在于：所述炉排为活动式炉排。

7.如权利要求1所述的农村垃圾无害化处理装置，其特征在于：所述热解气化区内设置有辅助气化装置；所述辅助气化装置包括多个竖直设置的空心柱体；多个所述空心柱体之间通过挡板连接在一起；每个所述空心柱体的侧壁上和所述挡板上均设置有多个出火孔，该出火孔为纵向长条状；所述空心柱体的顶部密封设置有锥状顶盖。

8.如权利要求1所述的农村垃圾无害化处理装置，其特征在于：所述燃烧器设置在所述燃烧室的底部。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的农村垃圾无害化处理装置，其特征在于：包括炉体，所述热解气化区和燃烧区均设于所述炉体内；所述炉体的侧壁均为耐火材料制成。

10.如权利要求9所述的农村垃圾无害化处理装置，其特征在于：每个所述燃烧室内均设置有探温装置。

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