CN211771074U - 垃圾制炭系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种垃圾制炭系统。该系统包括：进料螺旋输送机、推进螺旋输送机、出料螺旋输送机、旋转热解炉和燃烧室。其中，所述旋转热解炉沿长度方向依次包括头段、第一传动段、热解段、第二传动段和尾段。所述燃烧室与所述旋转热解炉的所述头段和所述加热室为一体式结构，所述燃烧室与所述热解油气出口和所述高温介质入口相连。该垃圾制炭系统可以将乡镇垃圾减量化、资源化、无害化处理，解决乡镇垃圾对环境造成的污染问题，提高乡镇垃圾处理技术水平，具有显著的环境效益和经济效益。

Description

垃圾制炭系统

技术领域

本实用新型涉及固体废弃物处理技术领域，具体而言，本实用新型涉及垃圾制炭系统。

背景技术

乡镇垃圾包括乡镇用户日常产生的生活垃圾，包括常规的厨余垃圾、塑料、纸张、炉渣、废铁、建筑垃圾等，具有成分复杂、种类多等特点，易腐烂，易生有害细菌，散发臭味等环境污染。

目前，县级以下乡镇及村庄个体等分类意识差，导致影响尾端处置，例如生活垃圾进行尾端焚烧时热值低垃圾，对整体效益有很大影响。生活垃圾填埋处置时容易产生渗滤液，导致夏季时渗滤液产生量急剧增加，增加填埋场运营成本，影响填埋场作业环境。乡镇垃圾产生量约为0.8～1.2kg/人·d，一般县级城市人口10万以下，乡镇垃圾产生量在80～100t/d，相比常规生活垃圾焚烧发电项目，没有规模化效益。由此可见，现有的乡镇垃圾处理手段仍有待改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出适于处理乡镇垃圾的垃圾制炭系统。该垃圾制炭系统可以将乡镇垃圾减量化、资源化、无害化处理，解决乡镇垃圾对环境造成的污染问题，提高乡镇垃圾处理技术水平，具有显著的环境效益和经济效益。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种垃圾制炭系统。根据本实用新型的实施例，该垃圾制炭系统包括：

旋转热解炉，所述旋转热解炉沿长度方向依次包括头段、第一传动段、热解段、第二传动段和尾段，其中，

所述头段具有热解油气出口；

所述第一传动段包括第一鱼鳞片密封结构和第一传动齿轮组，所述头段通过所述第一鱼鳞片密封结构与所述第一传动段相连，所述第一传动齿轮组与驱动电机相连；

所述热解段包括加热室和热解腔体，所述加热室设在所述热解腔体外部且与所述热解腔体间隔，所述加热室具有高温介质入口和尾气出口；所述热解腔体通过所述第一传动段与所述头段连通；

所述第二传动段包括第二鱼鳞片密封结构和第二传动齿轮组，所述热解腔体与所述第二传动段相连；

所述尾段通过所述第二鱼鳞片密封结构与所述第二传动段相连，并连通至所述热解腔体，所述尾段具有热解炭出口；

进料螺旋输送机和推进螺旋输送机，所述进料螺旋输送机设在所述旋转热解炉的所述头段上方；所述推进螺旋输送机由所述旋转热解炉的侧部伸入所述头段，并与所述进料螺旋输送机和所述热解腔体相连；

燃烧室，所述燃烧室与所述旋转热解炉的所述头段和所述加热室为一体式结构，所述燃烧室与所述热解油气出口和所述高温介质入口相连；

出料螺旋输送机，所述出料螺旋输送机与所述热解炭出口相连。

根据本实用新型实施例的垃圾制炭系统中，进料螺旋输送机可以将待处理垃圾推送至推进螺旋输送机，进而推进螺旋输送机可将垃圾推送至旋转热解炉内，垃圾运行至旋转热解炉的热解段，热解段外部砌筑加热室，垃圾在加热室中的高温介质的间接加热下发生热解反应，产生以热解油气和热解炭，达到减量化的目的。热解油气可由旋转热解炉头段的热解油气出口排出至燃烧室进行燃烧，生成高温介质，进而高温介质由高温介质入口返回加热室中用于为热解反应供热；热解炭可用于土壤改良剂、建材掺混料、吸附剂等用途。旋转热解炉的热解段通过第一、第二传动段分别与头段和尾段相连，通过采用鱼鳞片密封结构，在驱动电机的驱动下，热解段旋转而头段和尾段固定不动。进料螺旋输送机与旋转热解炉之间、旋转热解炉与出料螺旋输送机之间均采用管道连接，以便利用进料螺旋输送机与出料螺旋输送机对旋转热解炉进行密封，使热解反应在无氧条件下进行，确保了整个系统的安全性。该垃圾制炭系统的结构简单、使用方便，可以将乡镇垃圾减量化、资源化、无害化处理，解决乡镇垃圾对环境造成的污染问题，提高乡镇垃圾处理技术水平，具有显著的环境效益和经济效益。

任选的，所述进料螺旋输送机的螺距为200～500mm。

任选的，所述出料螺旋输送机为水冷式螺旋输送机，所述出料螺旋输送机具有冷水入口、冷水出口和出料口。

任选的，所旋转热解炉位于所述头段、所述第一传动段、所述第二传动段和所述尾段的外壁设有保温层。

任选的，所述保温层为岩棉层或硅酸铝层。

任选的，所述热解腔体内分布设置有多个固定抄板和多个搅拌链条。

任选的，所述燃烧室内交错分布设置有多个隔板。

任选的，所述加热室与所述燃烧室由耐火砖墙砌筑而成。

任选的，所述垃圾制炭系统进一步包括：氧含量检测装置，所述氧含量检测装置设在所述热解油气出口处，所述热解油气出口处还设有氮气入口。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型的垃圾制炭系统的结构示意图；

图2为本实用新型的垃圾制炭系统的侧面剖面图；

图3为本实用新型的垃圾制炭系统的侧面内部图。

附图标记：

1：进料口，2：进料螺旋输送机，3：第一鱼鳞片密封结构，4：大齿轮，5：加热室， 5a：耐火砖墙，6：尾气出口，7：轮带，8：保温层，8a：第二鱼鳞片密封结构，9：水冷夹套，10：冷水出口，11：出料口，12：出料螺旋输送机，13：冷水入口，13a：热解炭出口，14：拖轮；15：固定抄板，16：搅拌链条，16a：热解腔体，17：旋转热解炉，17a：高温介质入口，18：燃烧室，19：小齿轮，20：驱动电机，21：热解油气出口，22：推进螺旋输送机。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种垃圾制炭系统。下面进一步参考图 1～3对根据本实用新型实施例的垃圾制炭系统进行详细描述。

根据本实用新型的实施例，进料螺旋输送机2具有进料口1，并通过进料管道与推进螺旋输送机22相连，待处理垃圾经进料螺旋输送机2推送至推进螺旋输送机22，再由推进螺旋输送机22推送至旋转热解炉17。在推送过程中，进料螺旋输送机2和推进螺旋输送机22可以将待处理垃圾搅拌均匀，避免其在后续热解过程中发生结焦，推进螺旋输送机 22还可以起到密封旋转热解炉17内部和外部空气隔绝的作用。另外，需要说明的是，该进料螺旋输送机2和推进螺旋输送机22可以采用本领域的成熟设备，其包括电机、螺旋叶片、外壳等构件。

根据本实用新型的实施例，进料螺旋输送机的螺距为200～500mm，处理能力可以为0.5～5t/h，并与旋转热解炉的处理能力匹配。

根据本实用新型的实施例，待处理乡镇垃圾的含水率为40～60％，待处理乡镇垃圾的平均粒径不大于30mm。如果乡镇垃圾的粒径过大，可能会导致乡镇垃圾难以进料，干燥不彻底，热解反应不完全等情况，处理效率降低，且对设备整体的热效率造成不利影响。根据本实用新型的一些实施例，对于粒径过大的乡镇垃圾，可在进料前预先对其进行简单分拣，除铁，破碎。

根据本实用新型的实施例，旋转热解炉17沿长度方向依次包括头段、第一传动段、热解段、第二传动段和尾段。其中，头段具有热解油气出口21；第一传动段包括第一鱼鳞片密封结构3和第一传动齿轮组(包括大齿轮4和小齿轮19)，头段通过第一鱼鳞片密封结构3与第一传动段相连，第一传动齿轮组与驱动电机20相连；热解段包括加热室5和热解腔体16a，加热室5设在热解腔体16a外部且与热解腔体16a间隔，加热室5具有高温介质入口17a和尾气出口6；热解腔体16a通过第一传动段与头段连通；第二传动段包括第二鱼鳞片密封结构8a和第二传动齿轮组(包括轮带7和托轮14)，热解腔体16a与第二传动段相连；尾段通过第二鱼鳞片密封结构8a与第二传动段相连，并连通至热解腔体16a，尾段具有热解炭出口13a。

根据本实用新型的实施例，垃圾进入旋转热解炉内，在450～600℃温度下进行干燥、热解等复杂的反应，产生热解油气和热解炭。旋转热解炉的内部热解温度为450～600℃，垃圾的停留时间为40～75min，旋转热解炉筒体的填充率为15～20％。热解反应进行的时间可以通过控制筒体的转速，进而控制垃圾在筒体内的停留时间来控制。发明人发现，若筒体中垃圾的填充率过大，容易导致垃圾热解不充分，而填充率过小又会严重影响热解处理的效率。另外，根据本实用新型的一些实施例，垃圾的热解在无氧条件下进行，由此可以避免发生爆燃危险，确保整个系统的安全。

根据本实用新型的实施例，加热室5由耐火砖墙5a砌筑而成，耐火砖墙可以耐火1000℃以上。综合考虑设备间密封和选型散热等情况，控制加热室5内部的高温介质温度为750～800℃，从而可以控制热解腔体16a内的温度为450～600℃。另一方面，尾气出口 6可连通至外部尾气处理系统(附图中未示出)，并通过尾气风机(附图中未示出)调整加热室与燃烧室处于微负压状态。

根据本实用新型的实施例，旋转热解炉17筒体与大齿轮4、轮带7固定焊接，通过驱动电机20转动小齿轮19，小齿轮19与大齿轮4之间进行齿轮转动，进而转动旋转热解炉17筒体。旋转热解炉17另一端，通过轮带7与拖轮14之间进行辅助转动，转速为1～5r/min。

根据本实用新型的实施例，旋转热解炉17处理能力为0.5～5t/h，且与进料螺旋输送机 2的处理能力匹配。

根据本实用新型的实施例，旋转热解炉位于头段、第一传动段、第二传动段和尾段的外壁采用钢制耐800℃高温材质，且外壁设有保温层8，起到防止热量损失、系统能耗过高的作用。根据本实用新型的实施例，保温层8可以为岩棉层或硅酸铝层。

根据本实用新型的实施例，旋转热解炉的热解腔体16a内分布设置有多个固定抄板15 和多个搅拌链条16。根据本实用新型的具体示例，热解腔体16a垂直平面上可焊接3～4个固定抄板或搅拌链条，固定抄板和搅拌链条采用钢制耐800℃高温材质；固定抄板15可以将物料在热解腔体16a内有序地推进，有效地均匀布料，保证物料停留时间，防止物料结团，导致干燥、热解不彻底等问题。随着热解段的转动，搅拌链条16可对垃圾进行搅拌、打碎，防止结团，起到更好的对垃圾内部进行干燥、热解的作用。

根据本实用新型的实施例，燃烧室18与旋转热解炉17的头段和加热室5为一体式结构，燃烧室18与热解油气出口21和高温介质入口17a相连。由此，垃圾热解产生的热解油气可由热解油气出口21排出，并作为燃料直接进入燃烧室18中进行燃烧，以便得到高温介质，进而该高温介质通过高温介质入口17a进入加热室5，为热解反应供热。燃烧室 18由耐火砖墙5a砌筑而成，耐火砖墙可以耐火1000℃以上。燃烧室18内还设有燃烧器、一次风机、二次风机等本领域常见设备(附图中未示出)，可根据燃料的空燃比进行一次风机配风，利用二次风机进行降温配风至750～800℃。

根据本实用新型的实施例，燃烧室18内交错分布设置有多个隔板，由此可形成迷宫式结构，保证热解油气在燃烧室中停留时间在2s以上，以保证燃料燃烧的充分。

根据本实用新型的实施例，出料螺旋输送机12可以为水冷式螺旋输送机。出料螺旋输送机可具有水冷夹套9、冷水入口13、冷水出口10和出料口11。由此，可以将垃圾热解得到热解炭通过冷水介质间接降温，并输送至出料口11进行收集。水冷式螺旋输送机为本领域的成熟设备，其包括电机、螺旋叶片、外壳等构件。根据本实用新型的一些实施例，冷水入口温度约20℃，冷水出口温度约90℃，出料口温度约200℃。

根据本实用新型的实施例，本实用新型的垃圾制炭系统还可以进一步包括：氧含量检测装置(附图中未示出)，所述氧含量检测装置设在热解油气出口处，热解油气出口处还设有氮气入口，该氮气入口连通至氮气源。通过在热解气出口处设置氧含量检测装置，可以实时检测旋转热解炉17中的氧含量，当旋转热解炉17中含氧量过高(例如高于3v‰)时，氮气入口打开并向旋转热解炉17内中输入氮气，以保证系统安全。

综上可知，根据本实用新型实施例的垃圾制炭可以具有选自下列优点的至少之一：(1) 设备运行可靠，可以长周期稳定运行，故障率低。(2)配有氮气保护机制，系统安全性高。 (3)热解油气返回燃烧室进行燃烧，不仅减少了废气的排放，而且达到减少运行成本目的。 (4)乡镇垃圾采用螺旋进料，均匀搅拌，输送乡镇垃圾，避免乡镇垃圾处理过程中发生结焦。 (5)生物炭用于土壤改良剂、建材掺合料及吸附剂等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种垃圾制炭系统，其特征在于，包括：

旋转热解炉，所述旋转热解炉沿长度方向依次包括头段、第一传动段、热解段、第二传动段和尾段，其中，

所述头段具有热解油气出口；

所述第一传动段包括第一鱼鳞片密封结构和第一传动齿轮组，所述头段通过所述第一鱼鳞片密封结构与所述第一传动段相连，所述第一传动齿轮组与驱动电机相连；

所述热解段包括加热室和热解腔体，所述加热室设在所述热解腔体外部且与所述热解腔体间隔，所述加热室具有高温介质入口和尾气出口；所述热解腔体通过所述第一传动段与所述头段连通；

所述第二传动段包括第二鱼鳞片密封结构和第二传动齿轮组，所述热解腔体与所述第二传动段相连；

所述尾段通过所述第二鱼鳞片密封结构与所述第二传动段相连，并连通至所述热解腔体，所述尾段具有热解炭出口；

进料螺旋输送机和推进螺旋输送机，所述进料螺旋输送机设在所述旋转热解炉的所述头段上方；所述推进螺旋输送机由所述旋转热解炉的侧部伸入所述头段，并与所述进料螺旋输送机和所述热解腔体相连；

燃烧室，所述燃烧室与所述旋转热解炉的所述头段和所述加热室为一体式结构，所述燃烧室与所述热解油气出口和所述高温介质入口相连；

出料螺旋输送机，所述出料螺旋输送机与所述热解炭出口相连。

2.根据权利要求1所述的垃圾制炭系统，其特征在于，所述进料螺旋输送机的螺距为200～500mm。

3.根据权利要求1所述的垃圾制炭系统，其特征在于，所述出料螺旋输送机为水冷式螺旋输送机，所述出料螺旋输送机具有冷水入口、冷水出口和出料口。

4.根据权利要求1所述的垃圾制炭系统，其特征在于，所旋转热解炉位于所述头段、所述第一传动段、所述第二传动段和所述尾段的外壁设有保温层。

5.根据权利要求4所述的垃圾制炭系统，其特征在于，所述保温层为岩棉层或硅酸铝层。

6.根据权利要求1所述的垃圾制炭系统，其特征在于，所述热解腔体内分布设置有多个固定抄板和多个搅拌链条。

7.根据权利要求1所述的垃圾制炭系统，其特征在于，所述燃烧室内交错分布设置有多个隔板。

8.根据权利要求1所述的垃圾制炭系统，其特征在于，所述加热室与所述燃烧室由耐火砖墙砌筑而成。

9.根据权利要求1所述的垃圾制炭系统，其特征在于，进一步包括：氧含量检测装置，所述氧含量检测装置设在所述热解油气出口处，所述热解油气出口处还设有氮气入口。

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