CN218064887U - 一种高湿有机垃圾热解炭化处理的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高湿有机垃圾热解炭化处理的装置，包括进料机构、干燥组件、固体热解机构和气相燃烧器；干燥组件包括干燥器、第一管道和第二管道，干燥器的进口与进料机构连通，固体热解机构包括绞龙输送机和套设在绞龙输送机管体外周侧上的套管式间壁式换热器，干燥器的出口与绞龙输送机的一端连通，气相燃烧器与所述绞龙输送机远离干燥器的一端连通，且气相燃烧器与套管式间壁式换热器通过第一管道连通，套管式间壁式换热器通过第二管道与干燥器靠近绞龙输送机的一侧连通。本实用新型将烟气通过间壁式换热的方式用于有机垃圾的热解炭化，与在干燥器中的有机垃圾与烟气直接接触快速干燥脱水，实现能量的梯级利用，提高能量效率。

Description

一种高湿有机垃圾热解炭化处理的装置

技术领域

本实用新型属于高湿有机垃圾处理的技术领域，尤其是一种高湿有机垃圾热解炭化处理的装置。

背景技术

随着城镇化的发展和社会生活水平的提升，生活垃圾的产生和清运量逐年增长，也使得生活垃圾的高效处理成为经济社会发展中迫切需要解决的问题。传统的生活垃圾处理方式主要包括高温焚烧、厌氧发酵和好氧堆肥等，均适合于集中的规模化处理。生活垃圾产生量大，但非常分散，集中处理均需要垃圾的长距离运输，存在成本高、运输过程二次污染等问题。

目前，热解炭化是一种有效的有机垃圾处理技术，在高温缺氧条件下将有机垃圾热分解和固体炭化，可有效地规避有机垃圾高温处理中二恶英等高分子有机物的释放，满足减量化和无害化的需求，获得有利用价值的炭化产品。同时，热解炭化装置较为灵活，适合于小型化，便于生活垃圾的分散式处理。

但是，生活垃圾成分复杂，各种来源的垃圾种类多样，但多数通常具有较高的含水率，例如餐厨垃圾、食品加工废弃物、水产加工废弃物、污水污泥等，含水率有时甚至高达90％，这对于热解炭化这种高温处理方式是非常不利的。高温下原料中大量水分的蒸发将消耗大量能量，并影响热解炭化产物的产量。预先进行原料的干燥脱水同样是一个耗能过程，需要解决能量的来源，同时干燥脱水产生的大量污水的处理也是技术应用的难点问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种高湿有机垃圾热解炭化处理的装置采用以下的技术方案：

一种高湿有机垃圾热解炭化处理的装置，包括进料机构、干燥组件、固体热解机构以及气相燃烧器；

所述干燥组件包括干燥器、第一管道和第二管道，所述干燥器的进口与进料机构连通，所述固体热解机构包括绞龙输送机以及套设在绞龙输送机管体外周侧上的套管式间壁式换热器，所述干燥器的出口与绞龙输送机的一端连通，所述气相燃烧器与所述绞龙输送机远离干燥器的一端连通，且所述气相燃烧器与套管式间壁式换热器通过第一管道连通，所述套管式间壁式换热器通过第二管道与干燥器靠近绞龙输送机的一侧连通。

通过采用上述技术方案，高湿垃圾在固体热解机构中被热解炭化生成固体的碳产物和气体的可燃气体产物，其中，可燃气体产物进入气相燃烧器中与外部供入的空气或者氧气发生燃烧生成700～900℃的高温烟气，该烟气通过第一管道进入套管式间壁式换热器中释放部分热量可为固体热解机构中的热解炭化提供能量，而烟气通过第二管道从套管式间壁式换热器进入到干燥器中，此时烟气的温度不低于220℃以对高湿有机垃圾进行干燥，充分利用热解炭化产生的可燃气体产物，使其与高湿有机垃圾直接接触脱去高湿有机垃圾中含有的水分，实现有机垃圾的干燥脱水，实现减少有机垃圾热解炭化过程中能量消耗的效果。

优选的，所述进料机构包括储料仓、绞龙进料器和第一电机，所述储料仓与绞龙进料器连通，所述第一电机设置于绞龙进料器的一端以驱动绞龙进料器的螺旋叶片转动，所述绞龙进料器远离第一电机的一端与所述干燥器的远离绞龙输送机的一端连通。优选的，所述进料机构设置于干燥器的下端，所述干燥器的上端与绞龙输送机连通，且所述第二管道与所述干燥器的上端连通。

通过采用上述技术方案，将进料机构设置在干燥器的下端，并通过第一电机控制高湿有机垃圾的进料速度，使得高湿有机垃圾能够在干燥器内与烟气充分接触实现更好的干燥脱水效果。

优选的，所述进料机构设置于干燥器的上端，所述干燥器的下端与绞龙输送机连通，且所述第二管道与所述干燥器的下端连通。

通过采用上述技术方案，有机垃圾原料在重力的作用下从干燥器的上端落下进入到绞龙输送机中，而烟气从干燥器的下端扩散至干燥器的上端，在这个过程中有机垃圾原料与烟气接触进而实现干燥脱水的效果，并且也减少了因高湿有机垃圾堆积过度超过绞龙输送机的负荷量而导致其故障的可能。

优选的，所述干燥器内设置有减速板组，所述减速板组包括两块减速板，所述减速板相对设置在干燥器内壁上，所述减速板的一侧与干燥器的内壁连接，另一侧朝着远离干燥器的方向延伸且与干燥器的内壁之间具有间距。

通过采用上述技术方案，通过设置减速板可延长高湿有机垃圾通过干燥器的时间，使得高湿有机垃圾能够与烟气充分接触进而实现较好的干燥脱水效果。

优选的，所述气相燃烧器与绞龙输送机之间设置有气固分离器，所述气固分离器分别与气相燃烧器以及绞龙输送机连通。

通过采用上述技术方案，在高湿垃圾在固体热解机构中生成的可燃气体产物进入到气相燃烧器中进行燃烧时，首先使用气固分离器过滤掉可燃气体产物中的固体粉末，可实现更好的燃烧效果。

优选的，所述固体热解机构还包括设置在绞龙输送机一端的第二电机，所述第二电机驱动绞龙输送机的螺旋叶片转动。

通过采用上述技术方案，通过第二电机控制高湿垃圾通过绞龙输送机的速度，进而控制高湿垃圾热解炭化的时间，提高高湿垃圾处理过程的可控性。

优选的，所述绞龙输送机远离干燥器的一端还连通设置有固体产物储存箱。

通过采用上述技术方案，高湿垃圾在绞龙输送机中被热解炭化生成固体的碳产物进入到固体产物储存箱冷却储存，可实现高湿垃圾的资源化利用。

优选的，还包括烟气处理组件，所述烟气处理组件包括烟气洗涤器，所述烟气洗涤器的下端与干燥器远离绞龙输送机的一端连通，且所述烟气洗涤器的上端与大气连通。

通过采用上述技术方案，高湿垃圾进行干燥后的烟气中含有大量的水，通过烟气处理组件中的烟气洗涤器将烟气中的水分和气体杂质洗出，使得烟气得到净化，符合排放标准。

优选的，所述烟气处理组件还包括烟气风机以及水储罐，所述干燥器的远离绞龙输送机的一端通过管道与烟气风机连通，所述烟气风机通过管道与烟气洗涤器的下端连通，所述水储罐与烟气洗涤器连通。

通过采用上述技术方案，在干燥器和烟气洗涤器之间还设置有烟气风机，有利于气体的顺利流通，进而保证装置的正常运转，使得能够实现持续、稳定、高效以及低能耗地对高湿有机垃圾进行处理；同时水储罐用于储存过量的水实现烟气处理组件中水的循环使用。

本实用新型所具有的有益效果为：

(1)通过设置由气相燃烧器、第一管道、套管式间壁式换热器以及第二管道构成烟气回用途径，高温烟气通过间壁式换热的方式用于有机垃圾的热解炭化，降温后的中低温烟气直接与原料接触而实现有机垃圾的快速干燥脱水，实现能量的梯级利用，提高能量效率；

(2)通过设置减速板延长烟气与高湿有机垃圾的接触时间，实现更好的脱水干燥效果；

(3)通过设置烟气洗涤器、烟气风机以及水储罐回收烟气中的水并对烟气进行净化，减少高湿有机垃圾处理过程中对环境的污染。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的高湿有机垃圾热解炭化处理的装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例2提供的高湿有机垃圾热解炭化处理的装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例3提供的高湿有机垃圾热解炭化处理的装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例4提供的高湿有机垃圾热解炭化处理的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

参照图1，本实施例提供的高湿有机垃圾热解炭化处理的装置包括进料机构、干燥组件、热固解机构、气相燃烧器1以及烟气处理组件。

其中，进料机构包括储料仓2、绞龙进料器3和第一电机4，绞龙进料器3水平设置，储料仓2安装在绞龙进料器3进口端的上方，且储料仓2为漏斗，其通过较细小的咀部与绞龙进料器3连通，储料仓2用于储存高湿有机垃圾以便进行后续的热解炭化处理，高湿有机垃圾从储料仓2进入绞龙进料器3后，第一电机4安装在绞龙进料器3的一端且与绞龙进料器3的螺旋叶片传动连接，第一电机4驱动绞龙进料器3的螺旋叶片转动进而将高湿有机垃圾运送至干燥组件内进行干燥。

干燥组件包括干燥器5、第一管道6和第二管道7，干燥器5为竖直设置的管道，绞龙进料器3远离第一电机4的一端与干燥器5靠近上端的位置连通。

热固解机构包括水平安装在靠近干燥器5下端的绞龙输送机8、套设在绞龙输送机8管体外周侧上的套管式间壁式换热器9以及设置绞龙输送机8的一端且在与绞龙输送机8的螺旋叶片传动连接的第二电机10；绞龙输送机8的一端与干燥器5的下端连通；绞龙输送机8远离干燥机的一端的上方安装有气固分离器11，气固分离器11与气相燃烧器1通过第三管道12连通。通过外接空气源或氧气源为气相燃烧器1提供燃气，气相燃烧器1远离第三管道12的一侧通过第一管道6与套管式间壁式换热器9远离干燥器5的一端连通，套管式间壁式换热器9远离第一管道6的一端通过第二管道7与干燥器5的下端连通；同时，绞龙输送机8远离干燥器5一端的下方安装有固体产物储存箱13。

套管式间壁式换热器9对绞龙输送机8进行加热，使得有机垃圾在绞龙输送机8中热解炭化生成固相的碳产物和气相的可燃气体产物，碳产物进入到固体产物储存箱13中进行冷却储存，可作为燃料、化工原料的资源实现再利用。

而经过气固分离器11过滤的可燃气体产物通过第三管道12进入到气相燃烧器1中燃烧产生700～900℃的高温烟气，高温烟气通过第一管道6进入到套管式间壁式换热器9中，高温烟气通过热交换作用为绞龙输送机8中有机垃圾的热解炭化提供能量，在套管式间壁式换热器9中高温烟气的温度降低至不低于220℃；后烟气流动至套管式间壁式换热器9的另一端通过第二管道7进入至干燥器5中，此时烟气仍具有较高的温度，其与干燥器5中高湿有机垃圾接触可将有机垃圾中的水分带走，实现对有机垃圾的脱水干燥。

本实施例提供的装置中利用有机垃圾热解炭化过程中产生的气体作为原料，并且通过第一管道6和第二管道7的设置构成干燥气体流通系统，同时为有机垃圾热解炭化提供热量以及对有机垃圾进行干燥脱水，实现了能量的梯级利用，提高高有机湿垃圾处理过程中的能量利用效率。

并且，干燥器5远离绞龙输送机8的一端上还安装有烟气处理组件，烟气处理组件包括烟气洗涤器14、烟气风机15以及水储罐16，烟气风机15的进风口通过第四管道17与干燥器5远离绞龙进料器3的一侧连通，烟气风机15的出风口通过第五管道18与烟气洗涤器14的下端连通，烟气洗涤器14的上端与大气连通，烟气洗涤器14内盛装有水，烟气洗涤器14上还设置有回流管19，回流管19的两端分别与烟气洗涤器14的下端以及靠近上端的位置连通，以保证烟气洗涤器14的正常运转，且烟气洗涤器14下端与水储罐16通过第六管道20连通。

烟气对干燥器5中的高湿有机垃圾进行干燥后会携带大量的水蒸气，通过烟气风机15将含有大量水的烟气送至烟气洗涤器14中，烟气中的水分和气体杂质被烟气洗涤器14中的水洗涤出来，烟气得到净化后从烟气洗涤器14的上方排放至大气中，而随着烟气净化的进行，烟气洗涤器14中的水量逐渐增加，此时可通过水储罐16储存多余的水以供循环使用或处理后排出。

使用上述的装置对餐厅餐厨垃圾进行处理，餐厨垃圾的主要成分包括菜叶、菜根、肉骨、内脏、粮食、木筷以及油脂等，平均含水率为92％；对餐厨垃圾进行处理时，烟气通过第一管道6进入套管式间壁式换热器9时的温度为780℃，通过第二管道7从套管式间壁式换热器9进入到干燥器5时的温度为270℃，绞龙输送机8靠近第一管道6一端的温度为660℃，且餐厨垃圾在绞龙输送机8中停留的时间为4min，最后处理得到的热解炭产物得率为原餐厨垃圾重量的3.8％，水储罐16中水得率为原餐厨垃圾重量的87.8％。

实施例2：

参照图2，本实施例提供的高湿有机垃圾热解炭化处理的装置与实施例1的基本相同，不同之处在于，干燥器5倾斜安装，使得高湿有机垃圾在下落的过程中与干燥器5的内壁发生碰撞，进而延长高湿有机垃圾在干燥器5中的时间，使得高湿有机垃圾能与烟气充分接触实现更好的干燥脱水效果。

实施例3：

参照图3，本实施例提供的高湿有机垃圾热解炭化处理的装置与实施例1的基本相同，不同之处在于，干燥器5内安装有至少有一组减速板组，在本实施例中，干燥器5内安装有三组减速板组，三组减速板组在干燥器5内沿着竖直方向间隔设置，减速板组包括两块减速板21，两减速板21相互远离的一侧分别与干燥器5的内壁连接，相互靠近的一侧与干燥器5内部均具有一定距离使得有机垃圾可以下落，两减速板21可以处于同一水平线上，也可以不处于同一水平线上，且减速板21可以是水平设置的，也可以是倾斜设置的，即减速板21远离干燥器5内壁的一侧倾斜向下延伸。

通过在干燥器5内设置减速板21，降低有机垃圾在干燥器5内下落的速度，延长有机垃圾与烟气接触的时间，使得有机垃圾被充分干燥。

实施例4：

参照图4，本实施例提供的高湿有机垃圾热解炭化处理的装置与实施例1的基本相同，不同之处在于，绞龙进料器3远离第一电机4的一端与干燥器5靠近下端的位置连通，绞龙输送机8的一端与干燥器5的上端连通，套管式间壁式换热器9远离第一管道6的一端通过第二管道7与干燥器5的上端连通，且在第二管道7靠近干燥器5的一端上安装有加热器22以对烟气进行加热保证烟气进入干燥器5的温度。

干燥器5内的有机垃圾堆积到一定量时才会进入绞龙输送机8内进行热解炭化，大大延长了有机垃圾与烟气接触的时间，也可实现较好的脱水干燥效果。

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不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下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 (10)

1.一种高湿有机垃圾热解炭化处理的装置，其特征在于：包括进料机构、干燥组件、固体热解机构以及气相燃烧器；

所述干燥组件包括干燥器、第一管道和第二管道，所述干燥器的一侧与进料机构连通，所述固体热解机构包括绞龙输送机以及套设在绞龙输送机管体外周侧上的套管式间壁式换热器，所述干燥器远离进料机构的一侧与绞龙输送机的一端连通，所述气相燃烧器与所述绞龙输送机远离干燥器的一端连通，且所述气相燃烧器与套管式间壁式换热器通过第一管道连通，所述套管式间壁式换热器通过第二管道与干燥器靠近绞龙输送机的一侧连通。

2.根据权利要求1所述的高湿有机垃圾热解炭化处理的装置，其特征在于：所述进料机构包括储料仓、绞龙进料器和第一电机，所述储料仓与绞龙进料器连通，所述第一电机设置于绞龙进料器的一端以驱动绞龙进料器的螺旋叶片转动，所述绞龙进料器远离第一电机的一端与所述干燥器的远离绞龙输送机的一端连通。

3.根据权利要求2所述的高湿有机垃圾热解炭化处理的装置，其特征在于：所述进料机构设置于干燥器的下端，所述干燥器的上端与绞龙输送机连通，且所述第二管道与所述干燥器的上端连通。

4.根据权利要求2所述的高湿有机垃圾热解炭化处理的装置，其特征在于：所述进料机构设置于干燥器的上端，所述干燥器的下端与绞龙输送机连通，且所述第二管道与所述干燥器的下端连通。

5.根据权利要求4所述的高湿有机垃圾热解炭化处理的装置，其特征在于：所述干燥器内设置有减速板组，所述减速板组包括两块减速板，所述减速板相对设置在干燥器内壁上，所述减速板的一侧与干燥器的内壁连接，另一侧朝着远离干燥器的方向延伸且与干燥器的内壁之间具有间距。

6.根据权利要求1所述的高湿有机垃圾热解炭化处理的装置，其特征在于：所述气相燃烧器与绞龙输送机之间设置有气固分离器，所述气固分离器分别与气相燃烧器以及绞龙输送机连通。

7.根据权利要求1所述的高湿有机垃圾热解炭化处理的装置，其特征在于：所述固体热解机构还包括设置在绞龙输送机一端的第二电机，所述第二电机驱动绞龙输送机的螺旋叶片转动。

8.根据权利要求1所述的高湿有机垃圾热解炭化处理的装置，其特征在于：所述绞龙输送机远离干燥器的一端还连通设置有固体产物储存箱。

9.根据权利要求1所述的高湿有机垃圾热解炭化处理的装置，其特征在于：还包括烟气处理组件，所述烟气处理组件包括烟气洗涤器，所述烟气洗涤器的下端与干燥器远离绞龙输送机的一端连通，且所述烟气洗涤器的上端与大气连通。

10.根据权利要求9所述的高湿有机垃圾热解炭化处理的装置，其特征在于：所述烟气处理组件还包括烟气风机以及水储罐，所述干燥器的远离绞龙输送机的一端通过管道与烟气风机连通，所述烟气风机通过管道与烟气洗涤器的下端连通，所述水储罐与烟气洗涤器连通。

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