CN102225419A - 一种垃圾减量设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种垃圾减量设备，包括控制***和与控制***电气连接的提升加料***、输送烘干***、气化***、出料***和气化气净化***，还包括总装操作室，上述各***集成安装于总装操作室内，所述气化***包括有主容器，所述主容器的外壁设置有用于存储正压气体的气室，所述气室与主容器的内腔由至少一个通孔连通；本发明所述的垃圾减量设备具备机动性，能够快速拆装和转移，无需占用永久性固定场地；总装操作室的构建以标准集装箱尺寸为基础，实现了设备在设计、制造、运输过程的标准化和模块化；在主容器的外壁设置有与主容器内腔连通的用于存储正压的气室，实现了对主容器内的空气搅拌和局部充氧，使垃圾减量效率大大提高，最大减量比例可达95％。

Description

一种垃圾减量设备

技术领域

本发明涉及一种垃圾处理技术领域，更具体地，涉及到一种垃圾减量设备。

背景技术

随着人口的增长和城市规模的急剧膨胀，城市垃圾的处理越来越多地受到人们的关注，但是客观上由于垃圾处理的规模和范围一定程度上落后于城市的发展，大量的生活垃圾来不及有效处置，以致造成日益严重的环境问题。目前人们通常采用在城市的周边挖坑填埋或者修建垃圾处理厂的方式处理垃圾，不过填埋对垃圾几乎没有实质的处理，其除了会占用大量的土地资源外，被填埋物还会通过污染地下水或者逸散气体的方式对人们的生存环境造成污染，最后危害人类的健康；而建立垃圾处理厂需要的投入资金大、建设周期长，且一旦建设完成后，如果因其他条件发生改变需要搬迁，其过程将非常困难，不具有机动性，故通常只适用于对大规模垃圾进行处理。而对于一些偏远的城镇、工厂、大型建筑工地、农村等地区，一方面这些地区也制造一定数量的垃圾，对垃圾处理设备有着现实的需求，另一方面因为其地理位置比较偏远，如果将这些垃圾都运到遥远的大型的垃圾处理厂进行处理，其成本将会过高，不太可能得到实施；此外，对于一些自然灾害或者突发事件的后期处理，往往也伴随大量的垃圾清理，比如地震、海啸后的现场清理及灾后重建工作，这些情况不仅要求有垃圾处理设备在场，而且对垃圾处理设备的进场及处理的时效都有着极强的敏感度，现有的垃圾处理方式根本不能满足上述要求，基于以上原因，人们对一些可拆卸、机动性强且处理效率高的垃圾处理设备有着迫切的需求。

发明内容

本发明的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种垃圾减量设备，该设备的主要组件均集成于总装操作室内，可方便地拆装和运输，机动性很强；同时，总装操作室以集装箱为基础，还实现了设计、制造、运输过程的标准化和模块化。

为了达到以上目的，采用以下技术方案：

一种垃圾减量设备，包括控制***和与控制***电气连接的提升加料***、输送烘干***、气化***、出料***和气化气净化***，还包括总装操作室，上述各***集成安装于总装操作室内，其中：

提升加料***用于提升预处理过的垃圾至输送烘干***；

输送烘干***用于对垃圾进行干燥并将其输送入主容器；

气化***用于对经干燥的垃圾进行气化减量；

出料***用于排出经过气化减量后的剩余物；

气化气净化***用于对气化***产生的气化气和垃圾经干燥产生的水蒸气进行净化。

进一步地，所述主容器的外壁设置有用于存储正压气体的气室，所述气室与主容器的内腔由至少一个通孔连通。

更进一步地，所述通孔的孔径介于1mm～20mm之间。

再进一步地，所述气室的气压介于100Pa～2000Pa之间。

为了形成液雾反应，所述气化***在主容器内设置有喷雾反应喷头，所述喷雾反应喷头与用于盛装液体的容器连通，所述液体在加热至100℃以上温度时可分解成助燃气体。

进一步地，所述输送烘干***设置有用于转移垃圾的移动通道，所述移动通道由耐高温材料首尾顺次连接形成循环式传送带，所述传送带的一端连接提升加料***，另一端延伸入主容器。

更进一步地，所述气化***产生的气化气通过所述移动通道所在的送料空间排出，同时对所送物料进行加热干燥。

为了使气化气能够达标排放，所述气化气净化***包括顺次连接的复热聚热反应器、组合除尘***和气化气洗涤***，所述复热聚热反应器设置有加热器，所述加热器可使复热聚热反应器的温度高于850度。

进一步地，所述总装操作室于其侧壁上设置有用于操作和检修垃圾减量设备的多功能门，所述多功能门的顶部通过转轴与总装操作室活动连接。

更进一步地，所述总装操作室为内尺寸分别为5.69m*2.13m*2.18m或11.8m*2.13m*2.18m或13.58m*2.34m*2.71m的标准集装箱或以以上标准集装箱为最小尺寸单元的组合柜体。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

将垃圾减量设备的各***集成安装于总装操作室内，使设备具备机动性，实现了设备的快速拆装和转移，无需占用永久性固定场地，解决了选址、迁址困难等问题；总装操作室的构建以标准集装箱尺寸为基础，实现了设备在设计、制造、运输过程的标准化和模块化；在主容器的外壁设置有与主容器内腔连通的用于存储正压的气室，实现了对主容器内的空气搅拌和局部充氧，使垃圾减量效率大大提高，最大减量比例可达95％；同时，热能气化配备通过喷雾反应喷头向主容器中喷射可以分解为助燃气体的溶液，在提高燃烧效率的同时实现了对空气的净化。

附图说明

图1是本发明所述垃圾减量设备的主视图。

图2是本发明所述垃圾减量设备的俯视图。

图3是用于固定本发明所述垃圾减量设备的集装箱活动门示意图。

图4是本发明所述垃圾减量设备工作的工艺流程图。

图5是本发明所述垃圾减量设备的输送烘干***示意图。

图6是本发明所述垃圾减量设备尖锐风刺的形成示意图。

图中：1-提升加料***；2-复热聚热反应器；3-控制***；4-组合除尘***；5-气化气净化***；6-抽引风机；7-气化气排放***；71-气化气排放口；8-输送烘干***；81-传送带；9-加热***；10-出料***；11-总装操作室；12-气化***；120-主容器；121-气室；122-尖锐风刺；13-总装操作室底面；14-喷雾反应喷头；15-通孔；16-多功能门；17-活动料斗。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，对本发明做出进一步说明：

参见图1、图2，本发明所述的一种垃圾减量设备，包括控制***3和与控制***3电气连接的提升加料***1、输送烘干***8、气化***12、出料***10和气化气净化***，还包括总装操作室11，上述各***集成安装于总装操作室11内，其中：

提升加料***1用于提升预处理过的垃圾至输送烘干***8；

输送烘干***8用于对垃圾进行干燥并将其输送入主容器120；

气化***12用于对经干燥的垃圾进行气化减量；

出料***10用于排出经过气化减量后的剩余物；

气化气净化***5用于对气化***12产生的气化气和垃圾经干燥产生的水蒸气进行净化。

气化***12包括有主容器120，主容器120的外壁设置有用于存储正压气体的气室121，上述气室121与主容器120的内腔由至少一个通孔15连通，其中气室121与空气压缩装置连接，所述气室121的气压介于100Pa～2000Pa之间，通孔15的孔径介于1mm～20mm之间，气化***11在主容器120内还设置有喷雾反应喷头14，该喷雾反应喷头14与用于盛装液体的容器连通，所述液体在加热至100℃以上温度时可分解成助燃气体，输送烘干***8还设置有用于转移垃圾的移动通道，该移动通道由耐高温材料首尾顺次连接形成循环式传送带81，传送带81的一端连接提升加料***1，另一端延伸入主容器120，为了充分利用气化气的热量，气化***12产生的气化气通过上述移动通道所在的送料空间排出，气化气净化***包括顺次连接的复热聚热反应器2、组合除尘***4和气化气洗涤***5，所述复热聚热反应器2设置有加热器，所述加热器可使复热聚热反应器2的温度高于850度。

为了使本发明所述垃圾减量设备实现快速拆装和转移，采用目前通用的标准集装箱作为总装操作室，例如，设置内尺寸分别为5.69m*2.13m*2.18m(20尺)、11.8m*2.13m*2.18m(40尺)、13.58m*2.34m*2.71m(45尺)或其他尺寸的国际标准集装箱或以以上标准集装箱为最小尺寸单元的组合柜体作为总装操作室，其中垃圾减量设备工作时部分超过标准集装箱尺寸的零部件(如活动料斗17、气化气排放口71等)均设计成可快速拆卸的活动件，并为其在总装操作室底面13预留了相应位置。在装运时，可对总装操作室11进行整体吊装，转运方便；待卸车就位后，将活动料斗17，气化气排放口71等活动件重新拼接固定即可开机运行，操作简便，同时由于总装操作室11均为标准尺寸，所以自然和现有的交通工具兼容，同时还有助于让垃圾减量设备的其他部件实现标准化、模块化的生产。参见图3，为了给固定于总装操作室11内的垃圾减量设备预留操作和维修空位，总装操作室11于其侧壁上设置有多功能门16，该多功能门16的顶部通过转轴与总装操作室11体活动连接，该多功能门16闭合可以使总装操作室11封闭，开启可为各操作工位提供空间，同时还兼有遮阳挡雨的功能。

基于以上结构，参见图4，本发明所述垃圾减量设备，其工作过程分为以下步骤：

1、垃圾筛选：将收集来的生活垃圾由垃圾分类***进行分选，对筛分出的塑料、金属、无机物(如泥土)等另行处理，将主要成分为有机物的部分交由本发明所述的垃圾减量设备处理，对于后者来说，具体就是将经过压滤的餐厨垃圾和经过粉碎的园林垃圾分别或一同放入提升加料***1。

2、入料：提升加料***1将上述主要成分为有机物的垃圾定量提升并从接料口投放到输送烘干***8中，参见图5，输送烘干***8主要包括一条连接提升加料***1和气化***12的移动通道，该移动通道由耐高温材料构成循环式传送带81，上述耐高温材料在本具体实施例中优选为金属链条(板)，垃圾减量设备工作时，传送带81按每分钟1～300cm的可调移动速度将待处理物送入主容器120，因其良好的导热作用，传送带81在经过主容器120时即将自身加温达到60～500℃，其在回转至接料口时一方面继续承接并输送垃圾，另一方面利用金属体本身的余热对置于其上的垃圾进行烘干，如此往复循环，可以尽量多地去除靠近传送带部分垃圾中的水分。同时，由于移动通道所在的送料空间同时也是气化***12产生的气化气的流通通道，且流出主容器120的气化气其温度通常为150～850℃，所以与以上过程同步地，移动通道中上部的垃圾由气化气的余热风干，两相结合，即可在输送过程中降低待处理物的含水量并去除部分渗滤液，该设计减少了气化过程的能耗并保证了垃圾的气化减量更加充分；通过上述移动通道，待加工物被传输进入主容器120。

3、气化减量：参见图6，位于主容器120外壁的气室121和主容器120内腔由耐热层相间隔，由于耐热层上开有大量角度不同的通孔15，当空气压缩装置向气室121内通入正压时，气室121内的气体透过通孔15进入气压较低的主容器120内腔并形成长度为100～1000mm的射流(即尖锐风刺122)，该尖锐风刺122一方面对空气进行搅拌，使空气和待气化物充分接触，另一方面可以进入主容器120内腔的各个角落，实现了局部充氧，让气化更加充分。在过剩空气系数(在理想条件下燃料完全燃烧时所必需的最少空气量称理论燃烧空气量，在实际条件下燃料完全燃烧或不完全燃烧所需的空气量是实际燃烧空气量，过剩空气系数m＝实际燃烧空气量/理论燃烧空气量)小于1的条件下，待处理垃圾动态快速减量，并使产生的气体较充分分解。与尖锐风刺122形成同步地，当垃圾进入主容器120后，主容器120配备的喷雾反应喷头14开始向主容器120内腔内喷射溶液，该溶液遇热即分解成助燃气体帮助进行气化反应，因溶液配方的不同还可实现对气化气的净化作用，在实践中，在主容器120中喷液雾的除尘效率可达25-65％，气化气净化效率可达20％-60％。

为了使反应更充分，气化过程通过控制***3和加热***9使温度控制为250℃-850℃，氧气浓度控制为1％-7％，使被处理物的环境更适合于进行还原反应。此外，根据被处理物的特点，还可按综合利用或安全填埋的不同目的来确定垃圾的减量比例，该减量比例可在50％-95％之间调节。通常地讲，如残留物需要填埋，则升高温度并增加氧气浓度，使气化过程更加充分；如残留物需综合利用，则相应降低气化温度，适当控制减量比率。

4、出料：经气化减量后的剩余物主要成分是单质碳，这部分物料可直接经过出料***10排出，排除后的剩余物根据需要可对其综合利用或外运填埋，如主要由植物残枝、尘土等组成的园林垃圾经气化***12处理后，可成为性质良好的园林肥料，在进入园林绿化综合利用，不需要填埋处理，不会造成二次污染。

5、气化气净化：通过对气化减量过程中过剩空气系数和相关因素的控制，经气化减量***12处理的每立方米处理物产生气量约为200-2500m³/h，流速0.5-8m/s，该部分气体与垃圾干燥产生的蒸汽混合后经由气化气净化***净化。因以上气体以水蒸气和二氧化碳为主，所以本设备对其进行组合式气化气净化，具体地说，气化气净化***又包括顺次连接的复热聚热反应器2、组合除尘***4、气化气洗涤***5几个部分；其中，复热聚热反应器2设置有加热器对主容器120内产生的气化气再次加温，使气体达到一定温度(＞850℃)并停留一定时间以达到使气体中的有害气体较彻底分解的目的，加热器可以使用电或燃料作为能源；组合除尘***4处设置有用于过滤除尘的滤网，可以去除气化气中大部分固体颗粒；气化气净化***5中设置有活性炭等具有吸附性的材料，可进一步去除气化气中的有毒气体。对于净化后仍有温度的气化气首先进行循环回用，这些气体用抽风机6抽到输送烘干***8加热待处理物，多余部分气体则进入到气化气排放***7达标排放，到此即完成了对垃圾的气化减量处理。

当然，应该明白，以上具体实施例所公开的内容仅为本发明的部分优选方案，凡是基于本发明的技术方案、符合本发明的技术精神，属于本领域技术人员无需进行创造性劳动即可得到的实施都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种垃圾减量设备，包括控制***和与控制***电气连接的提升加料***、输送烘干***、气化***、出料***和气化气净化***，其特征在于，还包括总装操作室，上述各***集成安装于总装操作室内，其中：

提升加料***用于提升预处理过的垃圾至输送烘干***；

输送烘干***用于对垃圾进行干燥并将其输送入主容器；

气化***用于对经干燥的垃圾进行气化减量；

出料***用于排出经过气化减量后的剩余物；

气化气净化***用于对气化***产生的气化气和垃圾经干燥产生的水蒸气进行净化。

2.如权利要求1所述的垃圾减量设备，其特征在于，所述气化***包括有主容器，所述主容器的外壁设置有用于存储正压气体的气室，所述气室与主容器的内腔由至少一个通孔连通。

3.如权利要求2所述的垃圾减量设备，其特征在于，所述通孔的孔径介于1mm～20mm之间。

4.如权利要求2所述的垃圾减量设备，其特征在于，所述气室与空气压缩装置连接，所述气室的气压介于100Pa～2000Pa之间。

5.如权利要求2所述的垃圾减量设备，其特征在于，所述气化***在主容器内设置有喷雾反应喷头，所述喷雾反应喷头与用于盛装液体的容器连通，所述液体在加热至100℃以上温度时可分解成助燃气体。

6.如权利要求1所述的垃圾减量设备，其特征在于，所述输送烘干***设置有用于转移垃圾的移动通道，所述移动通道由耐高温材料首尾顺次连接形成循环式传送带，所述传送带的一端连接提升加料***，另一端延伸入主容器。

7.如权利要求6所述的垃圾减量设备，其特征在于，所述气化***产生的气化气通过所述移动通道所在的送料空间排出，同时对所送物料进行加热干燥。

8.如权利要求1所述的垃圾减量设备，其特征在于，所述气化气净化***包括顺次连接的复热聚热反应器、组合除尘***和气化气洗涤***，所述复热聚热反应器设置有加热器，所述加热器可使复热聚热反应器的温度高于850度。

9.如权利要求1所述的垃圾减量设备，其特征在于，所述总装操作室于其侧壁上设置有用于操作和检修垃圾减量设备的多功能门，所述多功能门的顶部通过转轴与总装操作室活动连接。

10.如权利要求1所述的垃圾减量设备，其特征在于，所述总装操作室为内尺寸分别为5.69m*2.13m*2.18m或11.8m*2.13m*2.18m或13.58m*2.34m*2.71m的标准集装箱或以以上标准集装箱为最小尺寸单元的组合柜体。

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